книги / Структурная геология

Фиг. 3.4. Фрагмент учебной геологической карты № 2 с субгоризонтальным залеганием пород девонского, юрского, мелового и неогенового возрастов. Условные обозначения см.

в Приложении № 2

При горизонтальном залегании слоев довольно легко строить геологическую карту по одному выходу границы слоя. Принцип построения таких карт основывается на том, что при горизонтальном залегании слоев все точки подошвы или кровли слоя имеют одинаковую абсолютную отметку. Значит,

найдя выход его подошвы или кровли на местности, и нанеся его на карту, далее границу этого слоя нужно проводить по таким же абсолютным отметкам, т. е. параллельно горизонталям. На рисунке 3.4 в точке 1 (абсолютная отметка +243) обнажается кровля слоя песчаников, а в точке 2 (абсолютная отметка +234) — подошва этого слоя. Из первой точки мы проводим линию, которая на карте будет в каждой своей точке иметь абсолютную отметку +243 м. Эта линия — кровля слоя песчаников. Аналогичным образом строим подошву слоя по отметкам +234 м. Пространство между кровлей и подошвой будет являться площадью распространения песчаника.

Рис. 3.4. Слой песчаника изображен на карте по выходам его кровли в точке 1 с абсолютной отметкой +243 м и подошвы в точке 2 с абсолютной отметкой + 234 м

ЛИТЕРАТУРА

1.Белоусов В. В. Основы структурной геологии. М.: Недра, 1985. 208 с.

2.Белоусов В. В. Структурная геология. М.: МГУ, 1961. 207 с.

3.Михайлов А. Е. Структурная геология и геологическое картирование. М.: Недра, 1984. 463 с.

4.Лабораторные работы по структурной геологии, геокартированию и дистанционным методам / Под. ред. А. Е. Михайлова. М.: Недра, 1988. 197 с.

5.Бахтеев М. К. Краткий курс лекций по структурной геологии. М.: МГГА, 1998. С. 120.

6.Милосердова Л. В., Мацера А. В., Самсонов Ю. В. Структурная геология. М.: Нефть и газ, 2004. 537 с.

7.Полевая геология. Справочное руководство в 2 т. / Под ред. В. В. Лаврова,

А.С. Кумпана. М.: Недра,1989. 400 с., 455 с.

Наклонное положение слои приобретают в результате дифференцированных тектонических движений, когда разные участки слоистой толщи испытывают неодинаковые по амплитуде вертикальные движения (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Механизм образования наклонного залегания слоев:

А — первоначальное горизонтальное залегание слоев: Б — наклонное залегание как результат дифференцированных тектонических движений. 1 — известняки; 2 — глины; 3 — пески; 4 — конгломераты

4.1. ЭЛЕМЕНТЫ ЗАЛЕГАНИЯ НАКЛОННЫХ СЛОЕВ

Наклонное залегание слоев описывается элементами залегания, по которым однозначно определяется их положение в пространстве. К элементам залегания относятся: азимут простирания, азимут и угол падения слоя (рис. 4.2, 4.3). Для определения элементов залегания необходимо установить положение линий простирания, падения и восстания (см. рис. 4.2).

Линия простирания — это любая горизонтальная линия в плоскости слоя. Линия падения — линия, лежащая в плоскости слоя, ориентированная перпендикулярно к линии простирания и направленная в сторону наклона слоя. Линия восстания — линия, лежащая в плоскости слоя, ориентированная перпендикулярно к линии простирания и направленная в противоположную от падения слоя сторону (см. рис. 4.2).

Азимут простирания слоя — это правый векторный угол между линией простирания и географическим меридианом. Как следует из рисунка 4.3, азимут простирания имеет два значения: γ1 и γ2, отличающиеся друг от друга на 180°. Для определения положения линии простирания достаточно знать любое из этих значений.

Под азимутом падения понимают правый векторный угол между географическим меридианом и проекцией линии падения на горизонтальную плоскость. Существует только одно значение азимута падения, и оно отличается от азимута простирания на 90°. Под азимутом восстания понимают правый векторный угол между географическим меридианом и проекцией линии восстания на горизонтальную плоскость. Азимут восстания слоя отличается от азимута падения на 180°.

Рис. 4.2. Основные линии слоя:

а — линия простирания; б — линия падения; в — линия восстания; г — проекция линии падения на горизонтальную плоскость

Рис. 4.3. Элементы залегания слоя:

γ1 и γ2 — два значения азимута простирания; α — азимут падения; β — азимут восстания; а — линия простирания; б — проекция линии падения на горизонтальную плоскость; в — проекция линии восстания на горизонтальную плоскость; г — географический меридиан

Следует иметь в виду, что по азимуту простирания нельзя определить азимут падения слоя. Так, если нам известно, что азимут простирания слоя составляет 60°, но неизвестно в какую сторону слой падает, то прибавляя и вычитая 90° мы получим два значения: 150° и 330°. Какое из них соответствует азимуту падения, а какое — азимуту восстания без дополнительной информации определить невозможно. Для этого надо знать на юго-восток (как на рис. 4.3) или на северо-запад падает слой. По азимуту же падения можно легко найти азимут простирания. Зная, что первый равен 150°, можно либо прибавить, либо отнять 90°. Полученные значения 60° и 240° позволят нам однозначно определить положение линии простирания слоя (см. рис. 4.3). Таким образом, азимут падения более информативный показатель, нежели азимут простирания. По этой причине при замерах элементов залегания слоя в обязательном порядке необходимо измерять и записывать азимут падения, а азимут простирания можно вычислить.

Третьим важным показателем положения слоя в пространстве является угол падения — угол между линией падения слоя и проекцией линии падения на горизонтальную плоскость, измеренный в вертикальной плоскости (см. рис. 4.2).

4.2. ЗАМЕРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ НАКЛОННЫХ СЛОЕВ ГОРНЫМ КОМПАСОМ

Элементы залегания слоев измеряются горным компасом (фото 4.3). Его принципиальное устройство показано на рисунке 4.4. Он отличается от обычного компаса тем, что градуировка лимба проведена против часовой стрелки. Это необходимо для того, чтобы ускорить и упростить отсчет замеров. Обычным топографическим компасом, где градуировка идет по часовой стрелке, направление определяется при совмещении нулевого деления лимба с северным концом магнитной стрелки и визировании в соответствии с выбранным азимутом. При работе с горным компасом на визируемый предмет направляется северная сторона пластины прибора, вместе с ней поворачивается и лимб компаса, а азимут сразу отсчитывается по северному концу магнитной стрелки.

Выпускаемый в настоящее время промышленностью горный компас (см. фото 4.3) представляет собой толстую пластину квадратного сечения, в которой сделано круглое отверстие, куда вмонтирован лимб с градуировкой на 360° против часовой стрелки; в центре на стальной игле находится магнитная стрелка. Северный конец стрелки окрашен в синий цвет. Под стрелкой на иглу надевается стопорное кольцо, укрепленное на конце рычага, которым магнитную стрелку можно поднимать с иглы и прижимать к стеклу, для того чтобы игла не изнашивалась. Кроме лимба, служащего для замера азимутов, есть шкала клинометра, предназначенного для измерения углов наклона. Она представляет собой половину окружности, на которую в обе стороны нанесены деления от 0 до 90°. Нулевая отметка этой шкалы помещается против середины пластины компаса. Для отсчетов угла наклона служит отвес, надетый на иглу ниже кольца, поддерживающего стрелку компаса. На нижней расширенной части отвеса прорезано окошечко, на нижнем краю которого выступает короткий заостренный зубец, расположенный точно по оси отвеса. Сверху металлическая коробочка с вмонтированными в нее лимбами, стрелкой, клинометром закрывается стеклом. В нерабочем состоянии магнитная стрелка стопорным кольцом прижимается к стеклу.

Для определения азимута простирания нужно прежде всего найти линию простирания на поверхности слоя. С этой целью компас перемещают по поверхности слоя, сохраняя при этом вертикальное положение пластинки до тех пор, пока зубец отвеса не укажет на деление 0°. В таком положении компаса линия соприкосновения поверхности слоя с ребром пластинки и будет линией простирания. Прочертив найденную линию на поверхности слоя для замера ее азимута, освобождают стрелку от действия рычажка и при горизонтальном положении компаса, прикладывая его стороной «север — юг» к линии простирания, берут отсчет по северному концу магнитной стрелки. Следует отметить, что при проведении подобного замера отсчет можно брать и по южному концу стрелки компаса. При этом получатся два значения, отличающиеся друг от друга на 180°.

Фото 4.3. Внешний вид горного компаса, выпускаемого в настоящее время в России

2

3

4

1

5

Рис. 4.4. Принципиальное устройство горного компаса:

1 — клинометр; 2 — корпус; 3 — лимб; 4 — магнитная стрелка; 5 — шайба для фиксации стекла

Для измерения азимута падения сначала необходимо определить положение линии падения на поверхности слоя и найти ее проекцию на горизонтальную плоскость. Компас прикладывают стороной «север — юг» к поверхности слоя и, держа в отвесном положении, передвигают до тех пор, пока зубец отвеса не укажет наибольший угол наклона. В таком положении сторона «север — юг» компаса будет совмещена с линией падения слоя. Для отсчета азимута падения компас переводят в горизонтальное положение и ориентируют его так, чтобы север на лимбе компаса был направлен в сторону падения слоя, и берут отсчет по северному концу магнитной стрелки (рис. 4.5 Б).

Чтобы замерить угол падения, горный компас прикладывают стороной «север — юг» к линии падения и, держа его в вертикальном положении, бе-