Мощность слоя

Мощность (толщина) слоя — это расстояние между его кровлей и подошвой (рис. 5.5). Кратчайшее расстояние называется истинной мощностью. Если поверхности напластования не параллельны между собой, в качестве истинной мощности принимают среднее значение двух замеров. Причем один замер берется по перпендикуляру к подошве, а другой - к кровле. Кроме того, выделяют мощность: горизонтальную - расстояние между кровлей и подошвой по горизонтали, вертикальную - расстояние между кровлей и подошвой по вертикали и видимую - расстояние между кровлей и подошвой по любому другому направлению. В частных случаях истинная мощность может совпадать с видимой, горизонтальной или вертикальной мощностями. При горизонтальном залегании пласта его истинная и вертикальная толщины равны, а горизонтальная является неопределенно большой. При вертикальном залегании пласта его истинная и горизонтальная толщины равны, а неопределенно большой является вертикальная мощность. Перечисленные толщины могут быть полными, измеренными от кровли до подошвы пласта, и неполными, характеризующими не весь пласт, а некоторую его часть (если в обнажении не удается одновременно наблюдать кровлю или подошву пласта или скважина вскрыла толщу не на всю мощность, не достигла ее подошв). Значения истинных и вертикальных мощностей используются при составлении карт мощностей, палеотектонических построениях, при подсчете запасов полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. Значения мощностей всегда положительны.

При работе на обнажениях горных пород и в горных выработках замерить истинную толщину слоев или пачек горных пород удается не всегда. Ее замеры приходится выполнять по наиболее обнаженному и удобному для передвижения направлению, которое может и не совпадать с направлением падения пластов (т.е. в косом сечении). Различные виды мощностей связаны между собой тригонометрическими соотношениями (рис. 5.6). В тех случаях, когда направление замера неперпендикулярно падению слоя, формула для вычисления истинной мощности по видимой усложняется. Если замер сделан вдоль склона в косом сечении, то для вычисления истинной мощности пользуются формулой Леонтовского:

где L - расстояние от кровли до подошвы пласта по косому сечению (величина замера),

а - угол падения пласта,

в - угол наклона рельефа по направлению замера,

у - угол между азимутом падения пласта и азимутом линии замера (L).

cos у - это поправочный коэффициент, позволяющий производить коррекцию угла падения при промере величины h не по падению пласта. Эту коррекцию без большой погрешности можно не производить при значениях угла до 15°. Если рельеф и пласт падают в противоположные стороны, перед обоими произведениями ставится знак плюс. В случае совпадения направления падения пласта и рельефа из большего произведения вычитают меньшее.

По геологической карте истинную толщину вычисляют по формуле Фролова:

где Ah - превышение (разность абсолютных отметок) между концами линии замера.

Остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

Если рельеф и пласт падают в противоположные стороны, перед обоими произведениями ставится знак плюс. В случае совпадения направления падения пласта и рельефа из большего произведения вычитают меньшее. Этой формулой удобно пользоваться для определения истинной толщины пласта по геологической карте. Величину Ah измеряют по линии, соединяющей точки пересечения проекций кровли и подошвы пласта на горизонтальную плоскость с какими-либо горизонталями рельефа, разница отметок которых дает величину Ah.

При замере Ah по падению пласта угол у = 0, тогда m = hcos a, a при замере Ah вкрест простирания у = 90°, тогда m = h sin а.

Мощность слоев, в основном, колеблется от сантиметров до нескольких метров — слой по мощности соизмерим с человеком, с тем, что можно непосредственно наблюдать при полевых работах. Площадь же распространения слоев колеблется от сотен квадратных метров до десятков квадратных километров. В зависимости от мощности слоев породы разделяются на следующие классы (табл. 5.1). Мощность слоя отражает интенсивность движения среды, в которой накапливался осадок, а также количество материала, поступившего в область осадконакопления.