Нанесение элементов залегания слоя на карту

На рис. 21 показано изображение элементов залегания слоя на геологической карте при различных условиях залегания слоев: горизонтальном (а), наклонном нормальном (б), опрокинутом (в)и вертикальном (г). При этом длинная линия знака соответствует истинному простиранию слоя, а короткая – истинному направле­нию его падения. Элементы залегания слоя можно нанести на карту как при помощи транспортира, отсчитывая азимут относительно истинного меридиана (этот способ очень прост и здесь не рас­сматривается), так и при помощи горного компаса.

Рис. 21 Условные знаки для изображения на геологической карте горизонтального (а), нормального (б), опрокинутого (в) и вертикального (г) залегания слоёв.

Для нанесения элементов залегания слоя на геологическую карту при помощи горного компаса необходимо прежде всего ори­ентировать карту по странам света (рис. 22, I), затем, оставляя карту неподвижной, на нее кладут компас и вращают его длинной стороной около точки выхода слоя (точка А)так, чтобы северный конец стрелки показывал замеренный азимут падения (рис. 22, II). При таком положении по длинной стороне компаса пройдет горизонтальная проекция линии падения, а с короткой стороной совпадет линия простирания. Значение угла падения за­писывается в углу знака элементов залегания слоя (на рис. 22, II аз.пад. СВ 50<60). При нанесении элементов залегания на карту при помощи компаса, а не транспортира, следует иметь в виду, что лимб компаса должен быть повернут на соответствующую вели­чину склонения в градусах, иначе на карту будут наноситься не истинные данные, а без поправок на магнитное склонение.

Рис. 22 Нанесение элементов залегания слоёв на карту при помощи горного компаса:

I – ориентировка карты; II – нанесение линий падения и простирания (с поправкой на склонение).

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 12

Построение геологического разреза через складчатые

Формы, осложнённые разрывными нарушениями.

Задание 1.Изучите и кратко законспектируйте правила построения геологического разреза через складчатые формы, осложнённые разрывными нарушениями. Пример построения геологического разреза показан на рисунке 23.

Задание 2.На миллиметровой бумаге постройте схематический геологический разрез по линии I-I в масштабе карты (рис. 24). Соответствующими цветами закрасьте отложения различного возраста. Условные обозначения см. на рис. 1.

Рис. 23 Пример построения геологического разреза по геологической карте района, сложенного складчатыми формами, осложнёнными разрывными нарушениями.

Геологические разрезы должны являться неотъемлемой частью средне- и крупномасштабных геологических карт как чертежи, ото­бражающие характер залегания горных пород на поверхности и на глубине. Составление их позволяет не только иллюстрировать строение участка земной коры, но и изучать залегание пород, выявлять дополнительные структуры, уточнять представления о формах и взаимоотношениях складчатых структур, уяснять поло­жение разрывных нарушений. Геологические разрезы обычно отст­раиваются по линиям через участки, наиболее важные для общей характеристики геологического строения. Линия разреза должна наноситься на карту только после того, как последняя прочитана на том участке, для которого составляется разрез. При знакомстве с залеганием пород на изучаемом участке необходимо обратить внимание в первую очередь на определение типов тектонических нарушений: выделить участки горизонтального залегания, с моно­клинальным залеганием пород, складчатого строения, распростра­нения магматических горных пород и разрывных нарушений.

При построении геологических разрезов через складчатые фор­мы залегания пород (рис. 23) следует вначале выявить комплексы пород, которыми слагаются эти структуры: определить наиболее древние образования и стратиграфическую последовательность всех остальных пород до самых молодых отложений; выяснить, какие возрастные горизонты отсутствуют в стратиграфическом разрезе и установить причину отсутствия их на поверхности (раз­мыв, перекрытие, выклинивание, дизъюнктивные нарушения). Ре­шить последнюю задачу при анализе участка построения разреза часто не удается. В таком случае необходимо прочитать геологи­ческую карту в смежных участках и по возможности установить причину отсутствия в разрезе этих слоев или горизонтов. Если интересующие нас слои обнажаются на соседних участках, то сле­дует проследить их по простиранию и выяснить, где и в результате чего они исчезают на карте.

Если на геологической карте участка построения геологического разреза выделяются структурные этажи, то требуется определить, какие породы входят в каждый из них и каковы соотношения залегания между породами каждого комплекса.

В складчатых формах необходимо установить размещение ан­тиклиналей и синклиналей, пользуясь условными обозначениями возраста горных пород. На карте следует проследить расположение осей этих складок, которые определяются по точкам максимумов перегибов слоев в замковых частях периклинальных или центриклинальных окончаний структур. По ширине выходов слоев на крыльях складок и в их периклинальных или центриклинальных замыканиях необходимо выявить типы складок, пересекаемых линией разреза, направление падения слоев, относительную кру­тизну их наклона, уточнить положение осевых поверхностей.

Если линия геологического разреза пересекает поверхность разрывного нарушения (рис. 24), то необходимо определить, к какому типу оно относится. Вертикальные и крутопадающие сместители на геологических картах обычно выглядят в виде прямых линий, протягивающихся в определенном направлении независимо от пересекаемых ими форм рельефа. Только при очень пологом падении сместителей и при изрезанном рельефе со значительными относительными превышениями высот линии надвигов будут извилисты. Для каждого анализируемого по карте разрывного нару­шения следует определить, какое крыло структуры относительно опущено и какое приподнято.

Когда имеется серия из двух или нескольких линий смещения, необходимо установить форму комбинированной структуры (сту­пенчатые сбросы или взбросы, грабен или горст). Для того, чтобы потом было легче строить разрез через выявленные разрывные структуры, полезно отметить на карте опущенное крыло структуры знаком минус (-), а относительно приподнятое – знаком плюс (+), помня, что один и тот же блок в одном участке структуры по линии разреза может быть приподнятым, а в другом – опущен­ным, например в участках, примыкающих либо к шарнирному сбросу, либо к двум ограничивающим блок разломам, образующим ступенчатую структуру.

Строить геологический разрез приходится с учетом или без учета рельефа. Если рельеф плоский, без больших относительных превышений, то при составлении разреза он не играет важной роли. Сильно расчлененный рельеф с большими относительными превышениями одних точек местности над другими, наоборот, даже при мелкой масштабности геологической карты будет влиять на конфигурацию границ складчатых слоев. При построении геологи­ческих разрезов в таком случае необходимо принимать во внима­ние, какие формы рельефа пересекаются линией разреза, что осо­бенно важно при пологом падении или горизонтальном залегании пород. При вертикальном расположении слоя ширина полосы его выхода на карте будет во всех случаях равна истинной мощности.

Техника построения геологического разрезазаключается в следующем.

1. На геологической карте по выбранному направлению нано­сится линия разреза необходимой длины. Длина ее должна строго отвечать заданной длине составляемого разреза.Линия разреза ограничивается с обеих сторон штрихами. У ограничивающих штрихов проставляют условные знаки наименования линии разреза.

2. Составление геологического разреза следует начать с построения топографического профиля, горизонтальный и вертикаль­ный масштабы которого в общем случае должны соответствовать масштабу карты. При складчатом залегании пород увеличение или уменьшение вертикального масштаба по сравнению с горизонталь­ным не допускается, так как при этом показанные на разрезе складки будут искаженными. Если профиль составляется по карте, рельеф на которой выражен горизонталями, то топографическая кривая строится по точкам пересечения линии разреза с горизон­талями обычным, уже описанным способом. Если же на карту нанесены лишь отдельные высотные отметки, то, учитывая отно­сительные превышения точек рельефа, расположенных по линии разреза, и формы рельефа, выявленные по направлению рек и водоразделов, пересекаемых разрезом, следует построить схемати­ческий профиль в масштабе карты. Перекрывающие отложения в некоторых случаях сильно вуалируют формы залегания распо­ложенных ниже пород. Для выяснения залегания слоев, складчатых форм и разрывных нарушений, несогласно перекрытых плащом более молодых образований, приходится как бы «просвечивать» породы плаща и прослеживать под ними границы слоев, линий разрывных нарушений и элементы складчатых форм.

Линии разрезов через складчатые формы обычно наносятся на картах вкрест простирания слоев, так как только в этом случае на разрезе отображаются истинные углы залегания пород и истин­ные мощности слоев. Геологические разрезы, составленные по линиям другой ориентации, показывают искаженные углы падения пород и измененные мощности. При построении учебного геоло­гического разреза необходимо учесть, что условно мощность каж­дого складчатого слоя принимается неизменяющейся. Поэтому если один и тот же слой выходит на дневную поверхность в не­скольких участках и слагает различные крылья складок, имея разную ширину полос выхода, то это объясняется не только раз­личными углами падения слоя (расширение полосы выхода –уменьшением, а сужение – увеличением угла падения), но и рель­ефом.

Построение геологического разреза можно производить на от­дельном листе бумаги или на том же, где размещена карта, но ниже ее. Линия топографического профиля должна быть распо­ложена с тем расчетом, чтобы сверху было достаточно места для написания заголовка геологического разреза, а снизу – для напи­сания и построения линейного графического масштаба, условных обозначений, подписи исполнителя и даты построения разреза. Концы топографической кривой, а соответственно и разрез сле­дует ограничить вертикальными прямыми, на которых необходимо построить вертикальные масштабные линейки с обозначением делений относительно абсолютного гипсометрического нуля (уров­ня моря).

3. Построив топографический профиль (или проведя горизон­тальную линию поверхности плоского рельефа), следует нанести на него точки выходов границ различных стратиграфических под­разделений, полученные от пересечения геологических границ ли­ний разреза. Для этого, пользуясь циркулем-измерителем, необ­ходимо перенести с карты на профиль последовательно от одной из начальных точек линии разреза ширину полос выхода слоев на поверхность (расстояния между границами слоев) и точки выхода сместителей разрывных нарушений. Каждый раз ширину выхода пород или положение других точек необходимо замерять циркулем от одной начальной точки разреза, а не от предыдущей точки выхода. Этим достигается большая точность построения разреза.

Выходы границ слоев и сместителей разломов можно изобра­жать на линии профиля и другим способом, нанося их сначала на край узкой полоски бумаги, приложенной к линии разреза на карте, а затем перенося эти точки на кривую топографического профиля. При этом необходимо, чтобы крайние точки линии раз­реза и топографического профиля совпадали между собой. Между точками выхода слоев на разрезе для лучшей ориентировки полез­но проставлять возрастные индексы пород, особенно в тех случаях, когда по линии разреза выходит большое количество слоев, часто с различным падением.

4. В качестве вспомогательных данных для построения разреза можно нанести на топографическую кривую точки выхода осевых поверхностей складок, помечая над разрезом осевую поверхность антиклинальной складки скобкой, изогнутой вверх, а синклиналь­ной – вниз. Построение разреза, т. е. нанесение границ слоев и линий разрывных нарушений, следует начинать с тех участков, где лучше всего выявляются формы складок и на карте имеются данные о падении слоев. Пользуясь элементами залегания пород, на геологическом разрезе показывают соответствующие наклоны границ слоев, но так, чтобы мощность каждого отдельного слоя не менялась по всему его простиранию. На тех участках разреза, где нет данных об углах падения, наклон слоев следует показывать исходя из их мощности, выявленной на уже отстроенных участках разреза. Зная мощность и ширину выхода слоя, можно довольно просто и точно определить угол его падения. Для этого на разрезе вниз из точки выхода кровли слоя необходимо провести полуок­ружность радиусом, равным его истинной мощности, а из точки выхода подошвы этого же слоя – касательную к полуокружности, которая и будет представлять собой подошву слоя, падающую под искомым углом. Затем из точки выхода кровли проводят ли­нию, параллельную подошве и получают таким образом изобра­жение в разрезе слоя соответствующей мощности и истинного падения.

Линии разрывных нарушений (сместители) следует наносить на геологический разрез первыми (до показа залегания слоев) более толстой черной (пунктирной) линией, чем границы слоев. Обычно смести­тели разрывных нарушений показывают на разрезах крутонаклон­ными или вертикальными, если для иного их изображения нет конкретных данных. Складчатые формы с эродированными частя­ми, особенно расположенными по обе стороны от разрывных на­рушений, необходимо реставрировать на разрезе, изобразив пунк­тиром воздушные части структур до пересечения их с плоскостью разрыва.

5. Строя геологический разрез, необходимо тщательно анали­зировать геологическую карту, точно переносить выходы границ на кривую рельефа и показывать их тонкими четкими прямыми линиями, делая плавные перегибы в замковых частях складок. Иногда линия геологического разреза пересекает широкое поле выхода одного слоя, смятого в несколько складок, и не пересекает выходящие по соседству в ядрах этих складок более древние или более молодые породы. Такие складки на разрезе необходимо от­страивать, показывая изгибы в подошве слоя, определяя положе­ние осевых поверхностей по изгибам в ядрах соседних с линией разреза складок и учитывая выдержанную мощность слоя (рис. 23, линия разреза АБ, проходящая через поле пород D₂ и С₂).

Если на геологической карте наблюдается несогласное залега­ние молодых пород верхнего структурного этажа на относительно древних породах нижнего структурного этажа, но последние по линии разреза на поверхность не выходят, то, показав залегание молодых пород, необходимо отразить на разрезе и структуру ниж­него структурного этажа. Расположение границ слоев нижнего структурного этажа выявляется как бы путем «просвечивания» перекрывающего комплекса пород.

Мощность несогласно горизонтально залегающих слоев по­казывается на геологическом разрезе в масштабе карты, если на ней имеются горизонтали или высотные отметки. Мелкомасштабная геологическая карта, на которой иногда не бывает даже указаний на относительные превышения точек рельефа местности, не поз­воляет точно определять мощность горизонтально залегающих пород. На схематическом разрезе, составляемом по такой карте, мощность слоев можно показывать произвольно, исходя из анализа форм рельефа и границ выходов слоев, но так, чтобы выде­лялись все слои, прослеживаемые на карте по линии разреза.

6. Оформление геологического разреза производится так же, как и при составлении разрезов через районы горизонтального и пологонаклонного (моноклинального) залегания. Название раз­реза пишется над ним; при этом указывается, по какой карте и линии он составлен, а также численный масштаб разреза (только горизонтальный, так как вертикальный должен ему соответство­вать). Под разрезом размещаются графический линейный масштаб и таблица условных обозначений, состоящая только из тех знаков карты, которые применялись при составлении разреза. Условные возрастные знаки должны располагаться в строгой последова­тельности, начиная со знаков наиболее молодых горных пород; все буквенные и цифровые индексы должны быть пояснены. Условные знаки на геологическом разрезе для каждого стратигра­фического подразделения должны быть те же, что и на геологи­ческой карте. Если на карте слои имеют и штриховые обозначения, и возрастные индексы, то те и другие должны быть отражены и наразрезе.

При составлении геологического разреза в учебных целях по­лезно делать выкопировку с примыкающей к разрезу узкой полосы геологической карты (шириной 3-4 см с нанесенной на нее ли­нией разреза). Выкопировку располагают на том же листе бумаги, где помещается разрез, но выше его. На выкопировке кроме штри­ховых знаков можно сделать соответствующую геохронологической шкале раскраску слоев. В этом случае цветовые обозначения не­обходимо ввести в таблицу условных знаков, а также показать на разрезе. Ниже таблицы условных знаков в правом углу чертежа указывается, кем и когда составлен разрез.

Рис. 24 Учебная геологическая карта района сложенного складчатыми формами, осложнёнными разрывными нарушениями.

Литература

1. Бондарев В.П. Геология. Лабораторный практикум. Полевая геологическая практика: Учеб. пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002. -190с.

2. Геология: Учеб. для эколог. специальностей вузов / Н.В. Короновский, Н.А. Ясманов. –М.: Изд. Центр «Академия», 2003. -448 с.

3. Добровольский В.В. Геология: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. –М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. -320 с.: ил.

4. Карлович И.А. Геология: Учебное пособие для вузов. –М.: Академический Проспект, 2004. -704 с.

5. Основы геологии: Учеб. для географ. специальностей вузов / Н.В. Короновский, А.Ф. Якушова. –М.: Высш. шк., 1991. -416 с.

6. Пособие к лабораторным занятиям по общей геологии: Учеб. пособие для вузов / В.Н. Павлинов, А.Е. Михайлов, Д.С. Кизевальтер и др. – 4-е изд., перераб. и доп. –М.:Недра, 1988. -149 с.: ил.