Методические указания и порядок выполнения работы

Лабораторная работа 2

ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ЗАЛЕГАНИЕ ПОРОД

НА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ КАРТАХ И В РАЗРЕЗАХ

Цель работы: ознакомление с признаками горизонтального залегания и методами анализа геологических карт для областей с горизонтально-слоистой структурой.

Объем работы - 6 ч.

Исходные данные:учебные геологические карты [1-2], методические и учебные пособия по списку литературы [3-20], геохронологическая шкала.

Требуется:

1. Сформулировать определение горизонтально-слоистой структуры и признаки горизонтального залегания пород.

2. По учебным схематическим картам (см. приложение I, номер карты отвечает варианту работы) с горизонтально-слоистой структурой:

выявить признаки горизонтального залегания пород,

определить последовательность напластования и возраст пород,

определить мощность всех слоев,

составить схематическую стратиграфическую колонку,

построить геологический разрез,

составить проектный разрез по вертикальной скважине,

дать краткое описание геологического строения по карте.

Материалы к отчету:

пояснительная записка, включающая краткие ответы по первому заданию и описание геологического строения по анализируемой геологической карте;

геологическая карта, оформленная в соответствии с требованиями инструкций [3,4].

Методические указания и порядок выполнения работы

Работа выполняется после изучения признаков горизонтального залегания пород по [5,6] с учетом приведенных ниже положений.

1. Под горизонтально- слоистой структурой понимают залегание слоев, наклон которых в коренных выходах нельзя измерить горным компасом, т.е. в пределах до 1-2⁰.

Горизонтально-слоистая структура широко распространена, являясь характерным признаком осадочной оболочки Земли молодого N-Q возраста. В пределах платформ горизонтальное залегание могут иметь и древние породы: от рифея и кембрия до четвертичного периода. Чаще всего такое залегание наблюдается в ядерных частях крупных платформенных структур – антеклиз и синеклиз.

Основные признаки горизонтальногозалегания пород:

на геологических картах с горизонталями рельефа границы горизонтально залегающих слоев (свит, пачек и т.д.) идут параллельно горизонталям рельефа (лишь иногда пересекая их под острым углом);

на картах без топографической основы абсолютные высоты границ между слоями приблизительно одинаковы для всей территории распространения горизонтально залегающих слоев. Этот признак справедлив для горизонтальных толщ, не нарушенных разломами; в противном случае отметки подошвы и кровли одного и того же слоя в разных тектонических блоках (по разные стороны от линии разлома) различны;

выходы горизонтально залегающих слоев при достаточно расчлененном рельефе имеют вид более или менее параллельных полос, концентрически охватывающих возвышенности, повторяя очертания основных элементов рельефа (горы, долины). В оврагах и долинах рек эти полосы вытянуты вдоль склонов;

при слабо расчлененном рельефе выходы горизонтально залегающих слоев изображаются в виде широких полос или в виде сплошного поля изометричной формы;

молодые слои имеют более высокие отметки рельефа, т.е. залегают на водоразделах и вершинах, а древние приурочены к долинам рек, причем ниже по течению реки выходят более древние слои, чем выше по течению;

иногда горизонтально залегающие слои обозначаются специальным условным знаком +.

Для примера рассмотрим геологическую карту, приведенную на рис.2.1. Здесь горизонтальное залегание пород устанавливается по главному признаку - параллельности геологических границ и горизонталей рельефа. Причем высотные отметки границ разных слоев различны в разных блоках, разделенных вертикальным разрывным нарушением типа сброса.

2. Для определения последовательности залегания пород, изображенных на геологической карте, необходимо установить абсолютные отметки подошвы и кровли слоев разных пород и расположить их в порядке увеличения высотных интервалов их залегания.

Так, на геологической карте (см. рис.2.1) в пределах западного блока минимальные отметки (100-110 м) имеют выходы песчаников, выше залегают алевролиты (на отметках 120-140 м), еще выше – андезиты (140-170 м) и липариты (170-180 м), а завершают разрез гравелиты, выходящие на отметках 190-200 м. Такая же последовательность пород устанавливается и для восточного блока, где слои залегают на других высотных отметках.

3. Относительный возраст пород определяется по высотным отметкам их выходов, а биостратиграфический возраст - с учетом данных об остатках фауны, если они имеются, или принимается условно, если данных о фауне нет. При выполнении задания каждому слою присваивается индекс отдела стратиграфической шкалы.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

Бассейна р.Быстрой

Масштаб 1:10000

	Составила Г.А.Гончар
Сплошные горизонтали проведены через 20 м   Разрез по линии АБ
	Масштабы: горизонтальный 1:10000 вертикальный 1:5000

Рис.2.1. Пример оформления геологической карты и геологического разреза для областей с горизонтально-слоистой структурой:

J₁ – песчаники, J₂ – алевролиты, J₃ – андезиты,

K₁ – липариты, K₂ – гравелиты, жирная линия – сброс

Для приведенного на рис.2.1 примера горизонтально-слоистых толщ органические остатки не известны, поэтому возрастные индексы присваиваем слоям условно.

4. Мощность горизонтально залегающих слоев определяется как разность абсолютных отметок их подошвы и кровли. Для самых молодых и самых древних пород, выходящих на поверхность, известны отметки лишь одной поверхности напластования (подошвы или кровли). В этом случае оценивается их неполная видимая, а не истинная мощность. Причем истинная мощность всегда больше неполной видимой, что и отражается в стратиграфической колонке соответствующим знаком (>). Если на карте имеются разрывные нарушения, то абсолютные отметки геологических границ определяются с учетом амплитуды опускания или поднятия блоков по разлому. Амплитуда и характер смешения пород по разлому определяются по разности высотных отметок геологических границ таких слоев, которые имеют выход в разных блоках. Абсолютные отметки однотипных границ слоев в поднятых блоках будут больше, а в опущенных - меньше на величину амплитуды смещения. Так, на геологической карте (см. рис.2.1) в пределах западного блока выходы песчаников наблюдаются в юго-западной части долины р.Быстрой, высотная отметка кровли составляет 115 м, выход подошвы отсут-

Условные обозначения Геохронологическая шкала   Эра Период Эпоха

Рис.2.2. Пример оформления условных обозначений к геологической карте, приведенной на рис. 2.1

ствует, минимальная отметка рельефа здесь 100 м, следовательно, неполная видимая мощность слоя песчаников может быть оценена в 15 м.

Отметка кровли слоя алевролитов 140 м, а подошвы – 115 м, т.е. его полная истинная мощность составит 25 м.

Отметки кровли слоя андезитов 170 м, а слоя липаритов 190 м, т.е. их мощности, соответственно, составят 30 и 20 м.

Для самого молодого слоя гравелитов может быть оценена лишь неполная видимая мощность. В западном блоке она составит 10 м, т.к. здесь отметка подошвы слоя 190 м, а максимальная отметка рельефа 200 м. В восточном же блоке она достигает 15 м, т.к. здесь отметка его подошвы 225 м, а максимальная отметка рельефа 240 м. Принимаем максимальное значение неполной мощности слоя гравелитов - 15 м.

5. Условные обозначения (легенда) к исходной геологической карте составляются в соответствии с требованиями инструкций [3,4] и оформляются по образцу рис.1.2 (см. лабораторную работу 1) с учетом типов пород, слагающих территорию карты, и условных знаков, приведенных в приложении II. Условные обозначения к геологической карте, приведенной на рис.2.1, показаны на рис.2.2. При этом необходимо учесть, что в верхней части легенды породы разного возраста должны быть показаны соответствующим цветом, а в нижней части – крапом. В нашем примере породы показаны только крапом, поскольку пособие издается не в цветном, а в черно-белом варианте.

6. Стратиграфическая колонка составляется в соответствии с требованиями инструкций [3,4]. Если на карте выделяется несколько тектонических блоков, разделенных разрывными нарушениями, сначала составляются частные стратиграфические колонки по каждому блоку, затем проводится их корреляция (рис.2.3), на основе которой составляется сводная стратиграфическая колонка для всей территории (рис.2.4).

7. Для составления геологического разреза проводится линия АБ от рамки до рамки карты таким образом, чтобы в разрез попали все выходящие на поверхность слои, т.е. через вершины с максимальными отметками и через долины рек с минимальными отметками рельефа. Вначале строится топографический профиль по линии разреза. На профиль выносится точка пересечения линии разреза с линией разрывного нарушения, который показывается на разрезе жирной линией ниже профиля рельефа. Геологические границы слоев разного возраста отстраиваются по их абсолютным отметкам и проводятся горизонтальными линиями в соответствии с отметками ниже профиля рельефа (см. рис.2.1).

8. Проектный разрез по указанной скважине строится с учетом абсолютных отметок геологических границ в данном блоке и изображается в виде упрощенной колонки (рис.2.5), в которой указываются абсолютные отметки и глубины пересечения скважины с геологическими границами, мощности пересекаемых скважиной слоев и их индексы. Глубина проектной скважины принимается такой, чтобы она пересекла наиболее древние породы изученного разреза.

9. Описание геологического строения производится по следующей схеме: введение, стратиграфия, геологическая структура (тектоника), история геологического развития, заключение.

Введение. Указываются цели и задачи работы, масштаб исходной геологической карты, вариант задания (номер карты); приводятся краткие сведения о рельефе (абсолютные отметки, относительные превышения, гидросеть), дается обоснование горизонтального залегания пород на карте, излагается методика анализа последовательности напластования и составления схемы корреляции разрезов по тектоническим блокам.

Стратиграфия. Приводится последовательное описание сводного стратиграфического разреза снизу вверх - от древних до молодых пород. Для каждого стратиграфического подразделения указываются характер залегания (согласное или несогласное) на подстилающих породах, состав и мощность пород, а также на каких участках площади и каких формах рельефа они вскрыты.

Гипсометрическая шкала (в масштабе)		Колонка 1 Западный блок		Колонка 2 Восточный блок		Сводный стратиграфи-ческий разрез	Мощность, м	Номер слоя	Возрастной индекс

Рис.2.3. Корреляция частных стратиграфических колонок

и составление сводного стратиграфического разреза

Геологическая структура. Указывается, что породы на участке имеют горизонтально-слоистую структуру; формулируются признаки горизонтального залегания на данной площади; приводятся сведения о разрывных нарушениях и тектонических блоках – азимуты простирания разрывных нарушений, амплитуды смещения, поднятые и опущенные крылья (блоки).

СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА   Стратиграфическая шкала   Индекс   Колонка Мощность,м   Характеристика пород Эра- тема Сис-тема От-дел   Мезозойская Меловая Верх-ний   >   Гравелиты Ниж-ний     Липариты Юрская Верхний     Андезиты Средний     Алевролиты Ниж-ний >   Песчаники

Рис.2.4. Пример оформления стратиграфической колонки

к геологической карте, приведенной на рис. 2.1.