структурная геология. 1. Предмет и задачи структурной геологии
 Скачать 4.29 Mb.
|
|
Задача 3. Для построения геологической карты, выше построенную структурную карту1 вычерчивают на кальке. Последнюю накладывают на топооснову и определяют, вначале точки пересечения изолиний с одновысотными горизонталями рельефа, а затем, соединив их плавными кривыми, — линию выхода плоскости пласта — геологическую карту искомой геологической плоскости (рис. 6.5). Задача 4. Если наша искомая плоскость являлась кровлей какого-либо пласта и нам известна, например, по данным бурения, его вертикальная (75 м) или истинная (70 м) мощность, мы можем здесь же, выполнив дополнительные построения, определить линию выхода подошвы этого пласта (рис. 6.5). Для этого используя данные точки наблюдения А производим расчет значения изогипс подошвы пласта, выполняя следующие геометрические построения: 1) сохраняя «высотную арфу рельефа», полученную от выполнения операций (2) и (3) задачи 2, мы от точки А по линии простирания БАП откладываем значение вертикальной мощности — отрезок АА', или по перпендикуляру к линии ЕАГ значение истинной мощности — отрезок АА''; 2) через любую из полученных точек проводим параллельную линии ЕАГ прямую Е'А''А'Г'; 3) эта линия пересечет нашу «высотную арфу рельефа» в новых точках в', г', д' и т. д., через которые мы проводим прямые линии параллельные простиранию пласта и получаем «высотную арфу» изогипс или структурную карту подошвы пласта; 4) решаем задачу 3 и находим линию выхода подошвы пласта в рельефе; 5) если нам известны мощности всех остальных пластов, мы, выполняя задачи 3–4, можем построить геологическую карту всего участка. Построение структурной и геологической карты с использованием заложения и изогипс возможно и без замеров элементов залегания плоскости пласта — по косвенным данным: трем точкам выхода пласта в рельефе; по результатам бурения трех скважин (задачи 5 и 6).  Рис. 6.5. Построение структурной и геологической карты по одному замеру элементов залегания пласта в определенной точке рельефа. Объяснения в тексте. Задача 5. Построение структурной и геологической карт и определение элементов залегания пласта по трем точкам выхода его в рельефе, не лежащих на одной прямой, возможно при наличии сведений о гипсометрическом уровне этих точек. 1. Допустим, мы имеем три точки наблюдения, лежащие в кровле или подошве пласта, расположенные на разных высотных уровнях в рельефе и не лежащие на одной прямой, в которых наблюдался выход плоскости кровли одного и того же пласта: т.А — на отметке 400 м, т.Б — на отметке 390 м, т. В – на отметке 380 м от уровня моря (рис. 6.6). Если можно найти точки пласта на одинаковом гипсометрическом уровне, то это даже лучше.  Рис. 6.6. Построение структурной карты и выхода плоскости пласта в рельефе по трем точкам. 2. Для определения линии простирания пласта на карте выполняем одно из следующих построений: 1) если у вас имеются две точки с одинаковыми отметками высоты их над уровнем моря (такие точки, как правило, можно легко найти в местах пересечения пластом водораздельной или русловой части рельефа), то соединяем их прямой линией, которая будет являться линией простирания пласта; 2) если у вас все три точки с разными высотными отметками (это, как правило, бывает при определении элементов пласта на участке выхода его на склоне долины или горы), то соединяем вначале прямой линией точку с наивысшей высотой с точкой, имеющей наименьшую высоту (тт. А и В), и на ней, выполнив дополнительные построения, находим точку, отвечающую значению высоты средней точки (т.Б с отм. высоты 390 м). Для этого в т.В и т.А восстанавливает перпендикуляры к линии АВ (перпендикуляры АА' и ВВ'), на которых откладываем отрезки пропорциональные разностям высот т.А с т.Б и т.В с т.Б. В первом случае эта разность будет равна 400–390=10 м. Во втором — 390–380=10 м. Эти две разницы оказались равны между собой, следовательно и отрезки, откладываемые на перпендикулярах тоже будут равны. Принимаем их равными по 1 см и откладываем на перпендикулярах АА' и ВВ' в разные стороны от прямой АВ. Соединяем концы полученных отрезков прямой линией А'В'. Эта прямая отсечет на отрезке АВ точку Г, отвечающую высоте т.Б, т. е. 190 м. Теперь, соединив тт.Г и Б, мы получим линию простирания пласта. 3. Для определения линии падения, необходимо из точки с наивысшей отметкой пласта (т.А)2 опустить на линию простирания ГБ перпендикуляр АД, который и будет являться проекцией линии падения пласта на плоскость карты. Направление падения пласта будет от высшей точки (400 м), т. е. т.А, к наименьшей, т. е. к т.Д, имеющей отметку 390 м.3. 4. Для определения угла падения пласта, необходимо выполнить дополнительные построения: 1) на линии ГБ от т.Д отложить в любую сторону в масштабе карты отрезок ДЕ равный превышению т.А над т.Д: 400–390=10 м. В масштабе карты это будет 1 см. Соединяем теперь т.Е с т.А и замеряем угол ЕАД, который и будет являться углом падения нашего пласта. Задача 6. Определение элементов залегания пласта по выходам его в трех скважинах, не лежащих на одной прямой (рис. 6.7).  Рис. 6.7. Построение структурной карты по данным трех скважин Для решения этой задачи необходимо выполнить следующие графические построения: 1) Допустим, мы имеем три такие точки пересечения, лежащие в кровле или подошве пласта и расположенные на разных высотных уровнях в скважинах, не лежащих на одной прямой: т.А — на отметке 120 м, т.Б — на отметке 80 м, т. В – на отметке 50 м от уровня моря; 2) выносим эти точки на план и соединяем их прямыми линиями; 3) стороны получившегося треугольника интерпретируем пропорционально гипсометрическим отметкам точек пересечения скважинами поверхности пласта. Далее для определения линии простирания пласта на плане выполняем одно из следующих построений: 1) если у вас имеются две точки с одинаковыми отметками пересечения поверхности пласта, то соединяем их прямой линией, которая и будет являться линией простирания нашего пласта; 2) если у вас все три точки с разными высотными отметками, то для разбиения отрезков пропорционально высотам точек можно применить простой геометрический способ, разбиения прямой линии на равные отрезки. Например, разница по высоте между т.А и т.В 70 м. Разбить эту линию на 7 частей, (одна часть отрезка интерпретируется как 10 м приращения высоты при движении от т.В к т.А), довольно трудно. Из т.В или А (все равно) проводим под углом к линии АБ луч ВГ и откладываем на нем 7 отрезков по 1 или 2 см. Конец последнего отрезка соединяем с т.А и проводим через концы остальных параллельные линии АГ прямые, которые разделят линии АВ на семь равных отрезков. Теперь остается только пронумеровать их в соответствии с 10 м приращением высоты при движении от т.В. к т.А, как 60, 70, 80, 90, 100, и 110 м и соединить 80 метровую отметку (т.Д) с т.Б. Полученная прямая линия БД будет являться линией простирания нашего пласта. Остается только замерить ее азимут. 3. Для определения линии падения, необходимо из точки с наивысшей отметкой пласта (т.А)4 опустить на линию простирания БД перпендикуляр АК, который и будет являться проекцией линии падения пласта на плоскость карты. Направление падения пласта будет от высшей точки (120 м), т. е. т.А, к наименьшей, т. е. к т.К, имеющей отметку 80 м.5. 4. Для определения угла падения пласта, необходимо выполнить дополнительные построения: 1) на линии БД от т.К отложить в любую сторону в масштабе карты отрезок КМ равный превышению т.А над т.К: 120–80=40 м. В масштабе карты это будет 2 см. Соединяем теперь т.М с т.А и замеряем угол МАК, который и будет являться углом падения нашего пласта. Проведя, таким образом, линии простирания параллельные БД через другие известные и полученные геометрическими построениями отметки высоты залегания поверхности пласта, мы получим структурную карту со значениями стратоизогипс 60, 80, 100 и 120 м. 37-39 40.Геологические разрезы отображают строение участка земной коры, характер залегания горных пород, положение разрывных нарушений, формы складчатых структур. Они обычно составляются по линиям через отдельные участки, которые наиболее важны для характеристики геологического строения. Разрезы строятся в тех же масштабах, что и геологические карты. Для обзорных разрезов, охватывающих большие пространства, принимают мелкие масштабы. Разрезы под отдельные инженерные сооружения выполняют в крупных масштабах (от 1:100 до 1:500), причем целесообразны одинаковые горизонтальные и вертикальные масштабы. Однако часто, для большей наглядности и для уменьшения длины чертежей, приходится прибегать к увеличению вертикального масштаба по сравнению с горизонтальным. Например, продольный инженерно-геологический разрез по трассе железнодорожной линии обычно строят в горизонтальном масштабе 1:1000, принимая при этом вертикальный масштаб 1:250 (соотношение масштаба 1:4), а при построении подробного продольного профиля при горизонтальном масштабе 1:1000 вертикальный масштаб принимают равным 1:100 (соотношение 1:10). Следует указать, что использование неодинаковых масштабов расстояний и высот при построении разрезов приводит к неправильному представлению о рельефе местности и искажает природную картину залегания пород. Техника построения геологического разреза состоит в следующем: 1. На геологической карте по выбранному направлению задается линия разреза. Длина линии должна отвечать заданной длине составляемого разреза. На концах линии у ограничивающих штрихов проставляются условные знаки наименования линии разреза (цифры, буквы, например I – I, A – B и т.д.). 2. Построение геологического разреза начинается с построения топографического профиля, горизонтальный и вертикальный масштабы которого должны соответствовать масштабу карты. При складчатом залегании горных пород увеличение или уменьшение вертикального масштаба по сравнению с горизонтальным не желательно ввиду того, что складки будут искаженными. При построении профиля по карте, на которой рельеф указан горизонталями, топографический профиль строится по точкам пересечения линии разреза с горизонталями. Если топографический профиль строится по карте только с высотными отметками, следует построить схематический профиль в масштабе карты. Линии разрезов при складчатом залегании горных пород наносятся на картах вкрест простирания слоев, потому что в таком случае на разрезах отображаются истинные углы залегания пород и истинные мощности слоев. Геологические разрезы, составленные по линиям, отклоняющимся от направления падения слоев, показывают искаженные углы падения слоев и искаженные мощности. При построении учебного геологического разреза следует помнить, что мощность каждого слоя принимается неизменной. Построение геологического разреза ведется на отдельном листе бумаги (удобно на миллиметровой), размеры которого должны быть достаточны, для того чтобы разместить разрез и все необходимое к нему оформление (формат А3). 3. Закончив построение топографического профиля, необходимо на него нанести точки выходов границ между различными слоями горных пород, полученных от пересечения геологических границ с линией разреза. Между точками выхода слоев на профиле необходимо проставлять возрастные индексы пород, особенно при наклонном или складчатом их залегании. 4. На геологическом разрезе в первую очередь следует наносить линии разрывных нарушений (разломов). Обычно это делается до показа залегания слоев горных пород. Разрывные нарушения показываются на разрезах вертикальными или крутонаклонными жирными линиями с индексами F-F. 5. Выполняя построение геологического разреза, всегда важно анализировать геологическую карту, точно переносить выходы границ и тектонические нарушения на поверхность рельефа и показывать их тонкими четкими прямыми линиями. Мощность несогласно горизонтально-залегающих слоев показывается на геологическом разрезе в масштабе карты, если разрез строится по карте с горизонталями или высотными отметками. 6. Оформление геологического разреза. На листе бумаги выше разреза делается надпись типа “Инженерно-геологический разрез по линии II – II, карта 12”, здесь же указывается численный масштаб. Ниже разреза размещаются графический линейный масштаб и таблица условных обозначений, включающая только те знаки карты, которые применялись при составлении разреза. Условные возрастные знаки должны располагаться в возрастной последовательности, начиная со знаков наиболее молодых горных пород. Все буквенные и цифровые индексы должны иметь пояснения. 41.На карте с изображением выхода пласта на поверхность легко подметить одну характерную особенность в форме изгиба — линия выхода пласта на поверхность изогнута так, что образует сравнительно резко выраженные углы в самой низкой точке рельефа и в самой высокой. Вершина угла, лежащего в самой низкой точке рельефа, направлена по падению пласта, а в самой высокой - в направлении его восстания. Если мысленно соединить стороны этих углов прямыми линиями, получим треугольники, которые носят название пластовых треугольников. Величина угла при вершине треугольника тем больше, чем меньше угол наклона пласта и наоборот.
Правило пластовых треугольников: «Пластовый треугольник в долине указывает направление падения пласта, а на водоразделе – направление восстания» 42.    43.Складчатое залегание горных пород, элементы складок. Складками принято называть волнообразные изгибы плоскостных текстур горных пород, а также изгибы уплощённых или удлинённых геологических тел, образующиеся при пластических деформациях. Складки могут быть образованы телами с первичной стратификацией, псевдостратифицированными телами интрузивных метаморфических и метасоматических пород, пластообразными нерасслоенными телами различного генезиса, тектоническими чешуями и пластинами. В зависимости от размера в профильном сечении выделяются: мегаскладки - размер складки (длина полуволны) 1000 м и более; макроскладки - 50-1000 м; мезоскладки - 0.1-50 м; микроскладки (малые и мелкие) - < 0.1 м. Складка, очерченная одной поверхностью, называется частной. А когда речь идёт о складке, образованной геологическими телами, её принято называть общей складкой. Совокупность складок составляет складчатость. Она является результатом пластических деформаций горных пород и развивается только в слоистых породах или породах обладающих структурными плоскостными элементами. При отсутствии тех и других, т.е. в однородной породе, пластические деформации реализуются в других формах, а не в складках. Складки могут образоваться как в результате проявления гипогенных, так и гипергенных процессов. В любом случае процесс образования складок сопровождается перемещением пород и смещением слоёв при изгибе вдоль поверхностей наслоения. Залегания: согласные или несогласные Согласное (границы пластов параллельны, нижележащий пласт всегда старше) Согласное залегание свидетельствует о непрерывности в осадконакоплении. Несогласное залегание (параллельность сохраняется, из разреза выпадают слои определенного возраста) Несогласное залегание свидетельствует о наличии перерывов в осадконакоплении Залегание с угловым несогласием(слои залегают под углами, по поверхности размыва контактируют породы различного возраста) Дислокация – нарушение первичного залеганияГП, вызванное тектоническими , магматическими или экзогенными процессами. Делятся на складчатые – пликативные, и разрывные – дизъюнктивные. Пликативные: Антиклиналь –выпуклая складка в которой в центральной части залегают более древние породы(лод) Синклиналь-вогнутая складка, в центральной части залегают моле молодые(мульда). Дизъюнктивные: Выброс-тектоническое нарушение при котором висячее крыло поднято по отношению к лежачему, сместитель наклонен в сторону висячего Взброс- тектоническое нарушение при котором висячее крыло опущено по отношению к лежачему Сдвиг-разрывные дислокации крылья которых смещенеы горизонтально параллельно плоскости симметрии Надвиг-разрывные дислокации типа взброса, висячее крыло надвинуто на лежачее Ступенчатые сбросы-система сбросов в которых каждое крыло опущено по отношению к предыдущему Грабены- система уступов сбросов центр опущен по отношению к перифирии Горст-центр поднят по отношению к перефирии. Складки- волнообразующие изгибы слоев земной коры без разрыва сплошности. Антиклиналь- выпуклые складки, в которых пласты падают в противоположные стороны, в центральных частях более древние породы, на крыльях молодые. Синклиналь- вогнутые складки, пласты падают навстречу друг другу, в центре молодые породы, на периферии древние. Типы складок по положению осевой поверхности и крыльев: Прямые, наклоненные, лежачие, перевернутые Типы складок по форме крыльев и замков: Нормальные(крылья под острым углом), изоклинальные(узкий замок и параллельн. Крылья), веерообразные(широкий замок, расходящиеся крылья и пережатое ядро), сундучные(широкий замок, крутые, почти вертикальные крылья) Виды складок: короткие, диапировые, изоклинальные. Крылья, ядро, замок, точка мах перегиба, осевая поверхность. 44.Морфологические типы складок по положению осевой поверхности. Морфологическая классификация
 морфологической классификации складки делятся по ряду признаков: по положению осевой поверхности; по соотношению между крыльями; по форме замка; по углу между крыльями; по соотношению мощностей слоёв на крыльях и в сводах складок; по отношению осей; по положению относительно горизонта; по характеру отображения на геологических картах и планах и т.д. По положению осевой поверхности выделяют симметричные и асимметричные складки. Симметричные складки - складки с одинаковыми углами наклона крыльев и вертикальной осевой поверхностью (рис. 3.13). Асимметричные складки обычно с наклонной или горизонтальной осевой поверхностью и различными углами наклона крыльев. Они могут быть разделены на четыре вида (рис. 3.13): ● наклонные складки с наклонной осевой поверхностью и падением крыльев в противоположные стороны под разными углами; ● опрокинутые складки с падением крыльев в одну сторону и с наклонной осевой поверхностью; ● лежачие складки с горизонтальным положением осевых поверхностей; ● ныряющие (или перевёрнутые) складки, осевая поверхность которых изогнута до обратного падения. 45.Нормальные, веерообразные и изоклинальные складки. По отношению между крыльями складок выделяются: 1) обычные, или нормальные, складки с падением крыльев в различные стороны (рис. 13, а); 2) изоклинальные складки с параллельным расположением крыльев. При вертикальном расположении крыльев изоклинальные складки называются прямыми, при наклонных крыльях — опрокинутыми (рис. 13, б, в); 3) веерообразные складки с веерообразным расположением слоев. Ядра веерообразных складок нередко оказываются пережатыми, т. е. отделенными от остальных их частей (рис. 13, г, д). 46-48 Виргация, вергентность, зеркало складчатости. Геометрические характеристики складчатых комплексов – зеркало складчатости (условная поверхность, проходящая через смежные шарниры [гребни или кили] одноименных складок по одному слою); – вергентность (общее для всего складчатого комплекса направление воздымания осевых поверхностей складок,); |
