Построение геологических разрезов по геологической карте

Разрез, построенный по геологической карте - это модель-интерпретация, которая не всегда бывает однозначна.

Учебные и производственные задачи при построении геологических разрезов по геологической карте несколько различаются. На производстве геологические разрезы строят как дополнительную графическую модель, чтобы наиболее полно показать геологическое строение территории, на них наносят те сведения, которые не нашли в полном виде отражения на геологической карте. А так как и карта, и разрез изображают один и тот же геологический объект, то все геологические границы должны быть согласованы. Учебные задачи построения геологического разреза заключаются в обучении студентов объемному видению строения недр, умению за плоским изображением геологических тел на земной поверхности увидеть строение глубин, поэтому разрез строится по данным только геологической карты.

Технология построения геологических разрезов в том и другом случае одинакова и включает следующую последовательность действий.

1. Выбор направления геологического разреза. Направление разреза выбирается так, чтобы он наиболее полно и наглядно отображал главнейшие особенности геологического строения площади и условия залегания развитых в ее пределах полезных ископаемых. При горизонтальном залегании слоев разрез должен проходить через максимальную и минимальную отметки рельефа; при наклонном и складчатом - вкрест простирания горных пород и пересекать наиболее характерные структурные формы. В районах с изменчивым структурным планом разрез строят перпендикулярно к господствующему простиранию. При азимутальных несогласиях, когда слои различных структурных этажей имеют различные простирания, направление для геологического разреза выбирают вкрест простирания нижнего комплекса, дислоцированность которого обычно более сложная и в большей мере нуждается в графическом показе. От этого правила отступают, если верхний комплекс занимает значительную часть карты, а нижний виден лишь в редких эрозионных окнах. В таком случае направление геологического разреза выбирается вкрест простирания верхнего комплекса. Размещается на листе бумаги геологический разрез следующим образом: западный, северо-и юго-западный, а также южный концы его помещаются слева, восточный, юго-, северо-восточный и северный — справа (рис. 17.3).

2. Выбор горизонтального и вертикального масштабов разреза. -Горизонтальный масштаб геологического разреза, как правило, должен соответствовать масштабу геологической или структурной карты. Ho при необходимости он может быть увеличен или уменьшен. Вертикальный масштаб при необходимости может быть преувеличен.

3. Градуирование вертикального масштаба. На стандартном листе миллиметровой бумаги слева, ка некотором расстоянии (2-3 см) от левого края, провести вертикальную масштабную линию. По линии геологического разреза на карте найти максимальную высотную отметку рельефа местности, например, 1420 м. Если, например, выбранный вертикальный масштаб разреза 1:50 000 (в 1 см 500 м), тогда сечение высотных отметок следует взять через 500 м (1 см), поэтому крайняя верхняя точка на вертикальной масштабной линии будет иметь отметку 1500 м. Отступив от верхней кромки листа бумаги на расстояние, достаточное для заголовка работы и указания масштабов (не менее 5 см), нужно поставить точку и вписать ее абсолютную отметку «1500м». Вниз по этой линии через 1 см показать точки с отметками 1000, 500, 0 и т.д. От точки с нулевой отметкой проводят вправо горизонтальную базисную линию (линию отсчета высотных отметок, или линию уровня моря), по протяженности равную длине линии геологического разреза. Для удобства работы на вертикальную линию можно нанести отметки, кратные величине сечения горизонталей карты (их значения подписаны под нижней ее кромкой). Например, «сплошные горизонтали проведены через 80 м». Справа от базисной линии строят вертикальную масштабную линейку, аналогичную левой (рис. 17.7).

4. Построение топографического профиля.

Первый способ. На базисную линию (уровень моря) перенести все точки пересечения линии геологического разреза с горизонталями рельефа. В соответствии с вертикальным масштабом разреза построить вертикальные проекции высотных отметок, поднимая значения точек на высоту, соответствующую отметкам горизонталей рельефа. Соединить полученные точки плавной линией (если на карте не показаны обрывы). В результате получается кривая топографического профиля.

Второй способ. Базисную линию разреза приложить к линии разреза на карте так, чтобы соответствующие концы совместились. На край штрихами нанести все горизонтали топоосновы, пересекаемые на карте линией разреза. Около каждой из них подписать высотные отметки. Точки базисной линии вертикально спроектировать на чертеж до их высоты в выбранном масштабе и полученные точки соединить плавной линией, которая и является топографическим профилем геологического разреза. Может получиться так, что линия разреза несколько раз пересечет одну и ту же горизонталь рельефа. Тогда точки пересечения соединить плавной кривой с учетом граничных отметок рельефа на карте выше и ниже горизонтали. После построения профиля рельефа земной поверхности линию рельефа и масштабные линейки следует закрепить (обвести) тушью или тонкой гелевой ручкой и убрать промежуточные построения (рис. 17.8).

5. Перенос на разрез геологической информации.

Перенести на нулевую линию топографического профиля, а затем на топографический профиль точки пересечения геологических (стратиграфических и тектонических) границ с линией разреза и рядом надписать индексы соответствующих стратиграфических подразделений (рис. 17.9). При складчатом залегании полезно также нанести оси складок.

Если на линии разреза или вблизи нее (не далее 2 см в масштабе карты) расположены скважины, перенести их на линию разреза. Для этого в точках пересечения линии разреза со скважинами в принятом вертикальном масштабе строят разрезы скважин и отмечают на них положение геологических границ. Если на геологической карте приведена структурная карта какого-либо горизонта, ее также следует перенести на геологический разрез способом, аналогичным построению топографического профиля.

На нулевую линию перенести точки с известными элементами залегания. Для этого в каждой точке, где разрез пересекает значок элемента залегания на карте, постройте вектор угла падения, откладывая его с помощью транспортира вниз от горизонтальной линии. Если таких точек мало, можно использовать значения элементов залегания в точках, расположенных на некотором расстоянии от линии разреза (не более 2 см). Такой перенос можно делать, если значения элементов залегания достаточно устойчивы. Перенос можно осуществлять по линии простирания (рис. 17.10а) или по дуге (рис. 17.10.б), центр которой лежит на пересечении линии падения с линией разреза.

При преувеличении вертикального масштаба над горизонтальным скорректированный угол можно вычислить по формуле:



где ф - исправленный угол падения; а - истинный (исходный) угол падения, n - величина преувеличения.

Также его можно определить по номограмме (рис. 17.11) и по табл. 17.3.

Если на картах с наклонным или складчатым залеганием направление линии геологического разреза не совпадает с азимутом падения пород, то видимый на разрезе угол падения меньше истинного и необходимо внести коррекции в изображение углов на разрезе, которые можно вычислить по формуле:



где ав - угол падения пласта в косом сечении (видимый, или скорректированный угол); а - истинный (исходный) угол падения пласта; у - угол косого сечения (угол между линией геологического разреза и азимутом падения пласта).

Скорректированный угол можно определить также по номограмме (рис. 17.12). При угле косого сечения меньше 30° и угле падения пласта меньше 30° видимые углы мало отличаются от истинных, поэтому их коррекцию можно не производить.

6. Построение геологических границ. Проанализировать по всей карте условия залегания геологических тел, установить число структурных этажей, выделить несогласия, возможные типы разрывов и складок и их простирание. Сосчитать все антиклинальные и синклинальные складки и другие дислокации, пересекаемые линией разреза. Выделить участки опрокинутого залегания слоев.

Геологические границы строят в следующей последовательности:

- Провести линии разломов (если они присутствуют на разрезе). Далее геологические границы строят отдельно в каждом самостоятельном блоке, разделенном разломами.

- Одноименные границы соединить плавными линиями - через точки выхода геологических границ на земную поверхность по направлению угла падения пород. Начинать от молодых пород, с синклинальных складок, от верхних структурных этажей к нижним. При встречном падении одной границы, выходящей на поверхность в двух точках, последняя смыкается при погружении плавной (при отсутствии дополнительных данных) дугой. Толщины толщ и их элементы залегания могут варьировать в небольших пределах, ширина выхода стратиграфических подразделений на земную поверхность и их фиксированное положение в разрезах скважин переносятся точно.

При построении геологического разреза следует помнить:

- горизонтальному залеганию пород верхнего структурного этажа на геологической карте, как правило, сопутствует повышение рельефа местности;

- толщины пород, выходящих на земную поверхность в ядрах синклиналей и антиклиналей, всегда меньше их значений, указанных в литолого-стратиграфической колонке, так как они подвергались размыву;

- увеличение на геологической карте ширины выхода пласта на земную поверхность указывает на уменьшение угла его падения.

7. Оформление работы. Названия стратиграфических подразделений на разрезе обозначить соответствующими индексами и закрасить в принятые для данных толщ цвета. Сделать зарамочное оформление (ориентировка, масштабы вертикальный и горизонтальный - численный и линейный, условные обозначения, заголовок, автор).