Структурная геология и геологическое картирование

скачать книгу бесплатно

Структурная геология и геологическое картирование
Валентин Петрович Лощинин

Наталья Петровна Галянина

В учебном пособии представлены различной сложности задачи и упражнения по структурной геологии и геологическому картированию, изложена методика составления курсового проекта по геологическому картированию.

Галянина Н. П., Лощинин В. П.

Структурная геология и геологическое картирование

Введение

Настоящее пособие представляет собой сборник наиболее представительных задач и упражнений по структурной геологии и геологическому картированию, выполняемых студентами очного, вечернего и заочного обучения на втором (3 семестр) и третьем (5семестр) курсах по направлению 130101.65 «Прикладная геология»: специальностей – «Геологическая съемка, поиски и разведка твердых полезных ископаемых», «Геология нефти и газа», «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания».

Представляемое пособие составлено на основе требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Задачей лабораторных занятий является закрепление теоретических знаний по структурной геологии и геологическому картированию для решения с их помощью практических вопросов. В процессе их решения студенты приобретают необходимые навыки в чтении геологических карт, разрезов и стратиграфических колонок, карт фактического материала, структурных карт и описании геологического строения сложно построенных районов. Студенты должны освоить различные геометрические построения, с помощью которых определяются элементы залегания пластов и любых структурных поверхностей, мощности слоев, амплитуды смещения по тектоническим разрывам, формы и размеры магматических тел; уметь анализировать геологическую обстановку с целью обнаружения участков с возможными признаками нахождения полезных ископаемых.

В качестве картографической основы для проведения занятий используются «Атлас схематических и бланковых карт» [1] и другие геологические материалы из учебников и учебно-методических пособий [5, 10, 12].

Описание каждой лабораторной работы состоит из двух частей. В первой из них приводится обстоятельное теоретическое обоснование раздела, которому посвящено предлагаемое задание, а во втором исходные данные к работе и методика ее выполнения. Первое задание посвящено «Условным обозначениями правилам оформления геологических карт». В ней рассматриваются основные геохронологические этапы формирования земной коры, варианты условных обозначений, номенклатура карт, дается понятие о геологических картах и разрезах и методике их построения. Задания приводятся в порядке от простого к сложному. Вначале студенты выполняют построение геологических карт, разрезов и стратиграфических колонок с горизонтальным залеганием пород, где они учатся составлению топографических профилей и простейших геологических карт и разрезов. Следующее задание является более сложным и посвящено особенностям отложений с наклонным залеганием пород. Здесь учащиеся определяют по карте элементы залегания пластов, их видимую и истинную мощность, выделяют структурные этажи и строят стратиграфические колонки. Наиболее сложной является работа, направленная на изучение участков, где отложения разбиты на тектонические блоки тектоническими разрывами и прорваны магматическими телами. Одновременно в процессе выполнения заданий студенты осваивают описание геологического строения территории, ее стратиграфии, тектоники, магматизма и палеогеографии.

Наиболее приближенным к полевым исследованиям является задание, посвященное «Составлению геологической карты по материалам маршрутной геологической съемки», представляющее собой по сути краткий геологический отчет.

В заключение данного пособия приводится методика составления курсового проекта, по своим особенностям максимально приближенно к производственным работам по геологической съемке, поискам и разведке полезных ископаемых.

При работе над пособием авторами были написаны:

– введение и разделы 1,4,5 – написаны В.П. Лощининым;

– разделы 2,3,6 – Н.П. Галяниной.

1 Лабораторная работа № 1. Условные обозначения и правила оформления геологических карт

Структурная геология, являясь самостоятельной дисциплиной, наряду с другими дисциплинами, служит научной основой геологической съемки. Многие методы и приемы структурной геологии – способы наблюдения и интерпретации, измерения и графического изображения различных по возрасту и петрогенезису структурных форм в зависимости от их морфологических типов составляет основное содержание и методы геологического картирования. Важнейшую роль при этом играет выработанная многими поколениями геологов система условных обозначений. Она позволяет получить наглядное представление на карте о геологическом строении, условиях образования и полезных ископаемых любого участка земной коры или месторождения [12].

Представленная лабораторная работа составлена по следующему принципу.

Первый раздел «Условные обозначения и правила оформления геологических карт» состоит из трех подразделов. В первом из них рассматриваются основные геохронологические этапы (группы и системы) формирования земной коры, их индексация и окраска. Второй подраздел посвящен характеристике интрузивных и вулканогенных образований. В третьем приводится вариант условных обозначений, применяемый как при проведении лабораторных работ, так и на практике во время геологической съемки площадей разного масштаба.

Во втором разделе рассматривается номенклатура карт в ее буквенноцифровой индексации, а третий раздел включает понятия о геологических картах и разрезах и методике их построения.

1.1 Условные обозначения и правила оформления геологических карт

1.1.1 Геохронологические подразделения

Для обозначения возраста, состава, происхождения и условий залегания пород, границ между геологическими образованиями, разрывных нарушений, их морфологических разновидностей и прочих структурных элементов, а также для изображения полезных ископаемых, главнейших палеонтологических находок и разведочных выработок на геологических картах и разрезах пользуются условными знаками и индексами [1,3,4].

Условные обозначения (знаки) отличаются друг от друга цветом, штриховкой и крапом (специальными графическими знаками) и помещаются на листе справа от геологической карты.

Возраст стратифицированных осадочных, вулканогенных, вулканогенноосадочных и метаморфических образований выделяется на карте посредством различных красок и индексов. Окраска используется для указания их возраста, а индексы для состава и возраста одновременно.

Индексы представляют собой сочетание букв преимущественно латинского (реже русского) алфавита, арабских и римских цифр, используемых для обозначения возраста, и строчных букв греческого алфавита – для указания петрографического состава пород. Возраст всех пород независимо от происхождения обозначается индексами, которые применяются для обозначения основных стратифицированных подразделений.

Цветовые обозначения стратифицированных образований должны соответствовать цветам раскраски, принятых для групп и систем – подразделений единой стратиграфической шкалы (таблица 1.1). Выделяются следующие (снизу вверх) основные подразделения – группы (эратемы): AR – архей, PR – протерозой, PZ – палеозой, МZ – мезозой, КZ – кайнозой. Индекс подгруппы образуется путем прибавления к индексу группы (эратемы) арабских цифр (РZ

– нижний палеозой, РZ

– верхний палеозой; индекс отдела состоит из буквенного индекса и системы и арабских цифр (Р

– верхний отдел пермской системы, С

– средний отдел каменноугольной системы и т.д.).

Таблица 1.1 – Цвета раскраски и индексы основных стратиграфических подразделений на геологических картах [по 12]

Отделы и ярусы обозначаются оттенками цветов соответствующих групп и систем, при этом существует традиционное правило: чем моложе возраст образований, тем светлее их оттенок на геологических картах и разрезах. Это правило распространяется на интрузивные и нестратифицированные вулкаогенные и метаморфические образования одинакового состава, но различного возраста.

Основные подразделения четвертичной системы в отличии от отделов других систем обозначаются римскими цифрами (от древних к молодым): Q

– нижнечетвертичные , Q

среднечетвертичные, Q

верхнечетвертичные и Q

v – современные отложения.

1.1.2 Условные обозначения магматических пород

Интрузивные и вулканогенные образования обозначаются на геологической карте цветом, индексом и крапом. Каждая петрографическая группа раскрашивается своим цветом и имеет свой буквенный индекс (таблица 1.2).

Таблица 1.2 – Условные знаки магматических пород [по Г.Н.Сапфирову]

1.1.3 Линейные условные знаки

Внемасштабными или линейными знаками на карте обозначаются маркирующие горизонты (пласты, слои), дайки, силы, жилы, геологические границы, разрывные нарушения и их морфологические разновидности, условия залегания слоев, ориентировка шарниров складок, главнейшие палеонтологические находки, пункты определения абсолютного возраста пород, минералов, геологоразведочные выработки – скважины, шурфы, канавы, расчистки (рисунок 1.1).

В расположении условных знаков соблюдается строгий порядок. В первой вертикальной колонке сначала идут условные обозначения, характеризующие стратифицированные образования (осадочные, вулканогенные и метаморфические), располагаемые сверху вниз от более молодых к более древним, затем условные обозначения интрузивных и нестратифицированных вулканогенных образований (также от поздних к ранним).

Во второй колонке, которая располагается правее первой, находятся условные обозначения, объясняющие специальные знаки (крап), используемые при составлении геологической карты. К низу от них в этой же колонке даются обозначения геологических границ, разрывных нарушений и их морфологических разновидностей. Далее следуют условные обозначения элементов залегания слоев, мест находок ископаем ой фауны и флоры, горных выработок и буровых скважин, геофизических кривых (сопровождающих геологические разрезы и пунктов определения абсолютного возраста горных пород).

Условные обозначения помещаются справа о карты и заключаются в прямоугольники размером 8 х 15 мм. Прямоугольник окрашивается соответствующим цветом и внутри его проставляется индекс. Справа дается словесное объяснение условного знака.

Линейные знаки на геологических картах. Геологические границы: 1 – между разновозрастными образованиями, достоверные – сплошная линия, пунктирная линия – предполагаемые; 2 – фациальных и литологических подразделений одного и того же возраста; 3 – разрывные нарушения, достоверные – сплошная линия, предполагаемые – пунктирная; 4 – разрывные нарушения, с указанием направления падения смесителя (бергштрихами); 5 – разрывы без смещения блоков (трещины); 6 – линии долгоживущих разломов.