Тема: Горизонтальное залегание слоев

Тема:
Горизонтальное залегание слоев
Горизонтальное залегание слоев характеризуется горизонтальным или
близким к нему расположением поверхностей напластования. Такое залегание
характерно для осадочного чехла молодых и древних платформ (ВосточноЕвропейской, Сибирской, Западно-Сибирской, Туранской). Абсолютные отметки
границ слоев (поверхностей напластования) остаются постоянными на больших
площадях (или меняются незначительно), поэтому на геологических картах
геологические границы горизонтально залегающих отложений параллельны
горизонталям рельефа или совпадают с ними.
Мощность горизонтально залегающих отложений определяется разницей
между абсолютными отметками кровли и подошвы слоя.
Тема:
Наклонное залегание слоев
Более распространенной формой залегания слоистых образований является
наклонное залегание. Ориентировка наклонных слоев в пространстве
характеризуется элементами залегания: линией простирания, линией падения и
углом падения.
Линия простирания – линия пересечения поверхности слоя с
горизонтальной плоскостью. Азимут простирания – горизонтальный угол между
направлением простирания и северным направлением истинного меридиана.
Линия падения – линия, перпендикулярная линии простирания, лежащая на
поверхности слоя и направленная в сторону его наклона. Азимут падения –
горизонтальный угол между проекцией линии падения на горизонтальную
плоскость (направлением падения) и северным направлением истинного
меридиана. Отсюда следует, что азимуты падения и простирания отличаются на
900.
Угол падения – угол между линией падения и ее проекцией на вертикальную
плоскость.
Определение элементов залегания
-
1. С помощью горного компаса в полевых условиях.
От обычного компаса, горный компас отличается тем, что
имеет отвес (инклинометр) для измерения вертикальных углов (углов
падения);
лимб горного компаса градуирован не по часовой стрелке, а против часовой
стрелки (т.е. восток находится слева, а запад с права).
Для замера азимута заданного направления компас направляют
северным концом лимба на заданный объект и берут отсчет по северному
концу магнитной стрелки. При этом получают не истинный, а магнитный
азимут, которые отличаются друг от друга на величину магнитного склонения.
Для исключения магнитного склонения вводится поправка: лимб горного компаса
может поворачиваться – в случае восточного склонения – по часовой стрелке, в
случае западного склонения – против часовой стрелки.
Для определения азимута падения компас северным концом лимба
направляют в сторону падения и по северному концу стрелки берут отсчет; для
определения угла падения компас в вертикальном положении прикладывают
стороной с инклинометром к поверхности слоя и берут отсчет по инклинометру.
Для наклонных тел принято замерять азимут падения и угол падения, для
вертикально падающих – азимут простирания. Запись обычно такая: Аз.пад. 20
∟25. Значок градуса – не ставят, чтобы не принять его за ноль.
-
2. Графические способы:
по трем точкам (трем скважинам, трем обнажениям, трем точкам на
геологической карте с горизонталями рельефа).
Допустим, что у нас три скважины, устья которых имеют определенную
абсолютную отметку. Эти скважины вскрыли продуктивный горизонт на
различных глубинах. Например, скважина А (абс.отм. 600 м, глубина кровли
пласта – 700 м), скважина В (абс.отм. 400 м, глубина – 700 м) и скважина С
(абс.отм. 100 м, глубина 600 м).
Определяем абсолютные отметки кровли пласта в скважинах: скважина
А - -100 м; скважина В - -300 м; скважина С - -500 м).
Далее соединяем точки с наибольшей и наименьшей отметками кровли
пласта, в нашем случае А и С. Градуируем полученную прямую. Соединяем
полученную отметку -300 со скважиной С. Это мы получили линию простирания
(стратоизогипсу). Параллельно ей через соседние полученные точки пойдут
другие стратоизогипсы. Направление падения мы узнаем по уменьшению
отметок. Остается определить угол падения. Любые построения выполняются в
определенном масштабе. Откладываем на линии простирания необходимое
количество масштабных единиц относительно проекции линии падения и
получаем линию падения в натуральную величину. Угол между проекцией линии
падения и натуральной величиной линии падения – искомый угол падения.
Другими словами мы развернули вертикальную фигуру в горизонтальную
плоскость.
по выходу пласта и рельефу.
Почти аналогичная ситуация. Нам надо провести стратоизогипсы пласта (то
есть линии равных отметок, то есть линии простирания). Где пласт имеет
жесткую одинаковую отметку? Здесь и здесь. Можем мы провести линию
простирания – да. Определим ее отметку – да. Еще нужна стратоизогипса (одной
недостаточно для определения направления падения). Можем еще провести – да
сколько угодно и отметку их определим. Все, направление падение – по
перпендикуляру в сторону уменьшения отметок стратоизогипс. Теперь, как и в
предыдущем случае разворачиваем в горизонтальную плоскость угол,
образованный линией падения и проекцией линии падения: откладываем сколько
необходимо масштабных единиц и все! Задача решена. Осталось приложить
транспортир и замерить полученные азимуты и углы.
-
Определение истинной мощности наклонного пласта
Для горизонтально залегающих слоев и пластов мы пользовались с вами
понятием истинная мощность – как кратчайшее расстояние (то есть по нормали)
между кровлей и подошвой. Для наклонно залегающих слоев усложним понятие
мощности.
Кроме истинной мощности, будем еще различать вертикальную мощность,
горизонтальную мощность и видимую мощность (в склоне или в разрезе
скважины).
Вертикальную и горизонтальную мощности легко определить графически.
Вертикальную мощность мы получим путем вычитания отметок изогипс кровли и
подошвы пласта, совпадающих в плане.
Горизонтальную мощность мы получим, измерив расстояние между
одноименными стратоизогипсами кровли и подошвы пласта (с учетом масштаба).
Истинную мощность можно тогда рассчитать по формулам:
Ми=Мгор*sinα
Ми=Мверт*sin(90-α)
Ми можно определить, построив разрез вкрест простирания пласта.
Ми можно определить, построив треугольник со сторонами Мгор и М верт.
Построение выхода пласта на дневную поверхность
Рассмотрим такую ситуацию. Есть какая-то территория, имеется пласт
полезных ископаемых. Мы знаем его элементы залегания в точке А (допустим,
аз.пад. 250, угол пад. 30). И еще известна вертикальная мощность пласта (20 м).
Наносим на карту все, что нам известно, то есть все направления. Прежде
всего, направление падения, а перпендикулярно направление простирания (эта
линия одновременно является стратоизогипсой пласта с отметкой, как и у точки
А).
Дальше используем угол падения пласта. С его помощью можно построить
линию падения в натуральную величину. Наносим на известную нам
стратоизогипсу, например две масштабные единицы.
Особенности построения геологических разрезов наклонно залегающих
пластов
1.
2.
3.
4.
Необходимо стремиться, чтобы линия разреза проходила вкрест простирания
пластов (т. е. максимально совпадала с направлением линии падения).
При построении разреза ориентироваться на положение стратоизогипс,
поскольку именно они надежно дают нам положение пласта в недрах
(особенно при построении разреза в косом сечении).
Вертикальный и горизонтальный масштабы должны быть ОДИНАКОВЫМИ.
После построения положения пластов необходимо провести корректировку
профиля рельефа (если это необходимо).
При построении разреза вкрест простирания слоев, их углы падения и
мощности будут истинными. Если направление разреза совпадает с линией
простирания, то на разрезе слои будут иметь горизонтальное положение, а
мощности окажутся преувеличенными.
Геологическая структура, имеющая выдержанное наклонное залегание носит
название моноклиналь. Очень часто в районах с моноклинальным строением
возникает особая форма рельефа – куэсты.