Файл: методичка по структурной геологии часть 1.doc

соответствует азимутам замеренных видимых падений. Так как сторона ГО общая для трех треугольников, для удобства построения проведем окружность произвольного радиуса с центром в точке 0. Из этой же точки 0 восстанавливаем перпендикуляры к проведенным направлениям видимых падений и продолжим их до пересечения с окружностью в точках Г₁ и Г₂. В обеих этих точках строим при помощи транспортира углы, дополнительные к соответствующим видимым углам падения. А именно, к направлению ЮВ 130 угол 90 – α₁ , а к направлению ЮЗ 216 угол 90 – α₂. Стороны построенных дополнительных углов продолжаем до пересечения их с направлениями видимых падений в точках А и Б. Соединив прямой эти точки, получаем линию простирания плоскости напластования. Из точки 0 опускаем на прямую АБ перпендикуляр 0В, который указывает направление истинного падения данной плоскости напластования. Азимут истинного падения и простирания определяется с помощью

№№ вариан- тов	Направление видимого падения		Видимый угол падения
1	СВ 40	ЮВ 135	10	15
2	СВ 35	ЮВ 115	18	30
3	ЮЗ 135	ЮЗ 220	15	40
4	ЮВ 150	ЮЗ 240	20	25
5	ЮВ 140	ЮЗ 210	35	15
6	ЮЗ 260	СЗ 350	22	45
7	ЮЗ 200	СЗ 280	10	30
8	СВ 60	СЗ 330	10	50
9	СВ 45	СЗ 300	60	5
10	СВ 40	ЮВ 120	50	30
11	ЮВ 130	ЮЗ 200	30	20
12	ЮВ 160	ЮЗ 235	30	15
13	СЗ 315	СВ 30	30	15
14	ЮЗ 230	ЮВ 130	23	30
15	ЮЗ 230	СЗ 355	25	45
16	ЮЗ 235	СЗ 340	30	10
17	СВ 10	ЮВ 100	35	20
18	СВ 25	ЮВ 160	40	15
19	ЮЗ 225	ЮВ 115	30	55
20	ЮЗ 260	ЮВ 170	16	28
21	ЮВ 100	СВ 30	28	40
22	ЮВ 125	СВ 45	30	30
23	ЮЗ 265	ЮВ 175	35	25
24	ЮЗ 265	СЗ 350	60	15

транспортира. В нашем примере азимут истинного падения равен ЮЗ 187°. Для построения истинного угла падения из точки 0 проводим перпендикуляр к линии 0В до пересечения с окружностью в точке Г₃. Полученную точку соединяем прямой с точкой В (линия падения). Угол OBГ₃ (α) и будет истинным углом падения. Величину его замеряют транспортиром. Ниже приводится несколько примеров на определение элементов залегания слоя по двум видимым падениям.

---

2.2.2. Определение глубины залегания слоев в заданной точке

В ыход слоя, показанный на карте с горизонталями, дает возможность определить глубину залегания его в любой точке данного участка с помощью заложения. Это можно разобрать на простом примере. На рис.14 дан выход поверхности напластования (кровли или подошвы), глубину залегания которой в точке А необходимо определить. Для этого проводим две линии простирания через точки пересечения линии выхода данной поверхности напластования с горизонталями 90 и 80. Расстояние между ними (величина "а") и будет величиной заложения. Далее, из точки А к линии простирания проводим перпендикуляр (проекцию линии падения), на котором откладываем отрезки, равные заложению. Учитывая азимут падения (в примере - это строго на восток), определяем высотные отметки выбранной поверхности напластования в каждой из этих точек. При этом абсолютная отметка поверхности напластования в точке А в нашем случае равна 10 м. На дневной поверхности точка А лежит на горизонтали 70 м. Для определения глубины залегания данной плоскости напластования из отметки рельефа надо вычесть отметку поверхности напластования в заданной точке: 70 - 10 = 60 м.

Таким образом, глубина залегания данной поверхности напластования в точке А равна 60 м.

2.2.3. Определение мощности слоев по геологической карте

Определение истинной мощности слоя по геологической карте можно сделать несколькими способами.

1-й способ. Построить геологический разрез вкрест простирания пород (т.е. по падению) так, чтобы линия разреза пересекала кровлю и подошву слоя. Мощность в данном случае замеряется на разрезе (рис.15).

Рис. 15 Рис.16 и 17

2-й способ. Этот способ определения мощности слоя заключается в определении отметок кровли и подошвы слоя по одной и той же линии простирания. В примере на рис.16 высота кровли слоя в точке П равна 225 м, а высота подошвы слоя в точке Л, расположенной по той же линии простирания, равна 175 м. Превышение точки П над точкой Л есть вертикальная мощность слоя ( h. на рис.17). Как видно из разреза на рис.17, истинная мощность слоя (Н) равна вер-тикальной мощности, умноженной на косинус угла падения слоя, т.е. Н = h · cos α. Вертикальная мощность слоя h = 225-175=50 м, отсюда истинная мощность слоя Н = 50 · cos 12°, Н=50-0,978=48,9 м. При углах падения до 13° поправку можно не вводить, т.е. принимать вертикальную мощность за истинную, так как ошибка находится в пределах точности наших измерений.

Упражнение № I по карте № 6 из атласа карт проф. Е.В.Милановского. Определить мощности слоев 1, 2 и 3 и элементы залегания.

3-й способ. В случае, когда не удается одной и той же линией простирания пересечь обе поверхности напластования (это чаще всего происходит при совпадении простирания пород и элементов гидрографии), для определения вертикальной мощности можно воспользоваться понятием заложения. Для этого достаточно провести по одной из поверхностей напластования линию простирания и опустить на нее перпендикуляр из точки, расположенной на другой поверхности напластования (точка А на рис.18), отметка которой известна. На перпендикуляре необходимо отложить отрезки, равные величине заложе­ния и, зная направление падения, определить отметку линии простирания, проходящей через точку А, но для той поверхности, по которой проведена исходная линия простирания. Теперь остается сравнить отметку этой новой линии простирания для первой поверхности и точки А, расположенной на другой поверхности (в нашем случае вертикальная мощность равна 300 м). Истинная мощность определяется как и в предыдущем случае с помощью соs угла падения.

---

Р
ис.18

2.2.4. Построение выходов наклонно залегающих слоев на карте

с горизонталями (проложение слоев)

Выходы на поверхность наклонных слоев могут иметь различные очертания, которые зависят от угла падения слоев и особенностей рельефа. При расчлененном рельефе выходы слоев на поверхность имеют вид непрерывных зигзагов. При выравненном плоском рельефе выход кровли или подошвы наклонного слоя будет иметь вид прямой линии (при постоянном простирании) или изогнутой линии (при изменении простирания). При вертикальном залегании конфигурация выхода поверхностей наслоения на геологической карте не зависит от рельефа и обусловлена лишь изменениями простирания слоев. В случае постоянного простирания таких слоев их геологические границы на карте имеют вид прямых линий.

В практике геологоразведочных работ нередко возникает необхо­димость построения полного выхода на поверхность наклонного пласта полезного ископаемого, если он обнажен в одной лишь точке, где можно замерить его элементы залегания и истинную мощность. Например, пласт угля обнажен в береговом уступе в русле ручья, а на остальной территории перекрыт покровными отложениями. Для эффективного вскрытия пласта с помощью разведочных канав необходимо предварительно наметить на геологической карте его выход под маломощным чехлом четвертичных отложений.

Построение выхода наклонного пласта на поверхность произво-

---

дится следующим образом (рис.19). Предположим, пласт вскрыт в точке А, в которой замерены его элементы залегания (по кровле) и мощность: аз.пад.170  30, мощность 20 м. Построение выполняется на топографической карте масштаба 1:5000 с сечением горизонталей через 10 м. Через точку А, расположенную в кровле слоя, проводим в соответствии с исходным азимутом линию падения (точнее горизонтальную проекцию этой линии) и перпендикулярно к ней - линию простирания. Абсолютная отметка этой линии простирания будет равна 60 м. Продолжим линию простирания за рамку карты и дальнейшие построения будем выполнять на миллиметровой бумаге, которая подклеивается к карте таким образом, чтобы продолжение линии простирания совпало с одной из линий на миллиметровке.

Рис. 19

К исходной линии простирания в произвольно выбранной точке А₁ проводим перпендикуляр, обозначающий след одной из горизонтальных плоскостей, которыми в дальнейшем будем пересекать угольный пласт. К данной линии (принятой за горизонтальную линию) через точку А₁ под углом 30° (углом падения) проводим прямую, которая и будет обозначать кровлю пласта. Таким образом, чертеж, на котором показано положение кровли, развернут под углом 90° к исходной линии простирания, проходящей на карте через точку А. Далее пересечем кровлю пласта горизонтальными плоскостями через интервалы, равные сечению горизонталей в масштабе карты. В принятом масштабе (1:5000) и при сечении горизонталей через 10 м этот интервал будет равен 2 мм.

Следы горизонтальных плоскостей, рассекающих пласт, обозначены на чертеже серией линий, параллельных исходной секущей линии, проходящей через точку А₁. Количество линий, пересекающих кровлю, определяется разницей абсолютных высот самой низкой и самой высокой горизонталей в пределах карты. Точки пересечения этих линий с кровлей пласта обозначают следы линий простирания, проведенных по кровле. Отметки этих точек будут соответствовать отметкам секущих линий, которые определяются относительно высотной отметки исходной линии (60 м) с учетом интервала сечения (через 10 м). При этом абсолютные отметки кровли в указанных точках должны уменьшать­ся по падению пласта и увеличиваться в направлении его восстания. Из этих точек проводим линии простирания, которые параллельны ис­ходной линии простирания, проходящей на карте через точку А. Рас­стояние между соседними линиями простирания и будет величиной за­ложения. Оно должно быть постоянным при выдержанном угле падения и выбранном интервале сечения. Высотные отметки линий простирания равны высотным отметкам кровли пласта в соответствующих точках. Линии простирания проводятся через всю карту с одновременной фик­сацией точек их пересечения с соответствующими им по высоте гори­зонталями. Именно в точках, где высотные отметки линий простирания совпадут с отметками горизонталей рельефа, кровля пласта должна выходить на поверхность. Соединение этих точек плавной кривой даст изображение полного выхода кровли пласта в пределах всего участка (рис.19). При этом линия выхода кровли (подошвы) пласта не должна пересекать линии простирания и горизонтали рельефа иначе как в указанных точках. При пологих углах падения и изрезанном рельефе линии выхода пласта приобретают сложные очертания, приближающиеся к конфигурации ближайших горизонталей в случае падения пласта в сторону, противоп
оложную уклону рельефа (рис.20).

---

Рис. 20

Проложение подошвы пласта производится аналогичным способом. Для этого необходимо в масштабе карты в направлении более низких отметоксекущих линий отложить мощность пласта и провести подошву парал-

лельно кровле. Далее находим точки пересечения подошвы с го­ризонтальными линиями, рассекающими пласт, и через них проводим линии простирания (на рис.19 обозначены пунктиром). В отдельных случаях (когда вертикальная мощность пласта будет кратной сечению горизонталей и при пологих углах падения) эти линии могут совпадать с линиями простирания, ра­нее проведенными по кровле пласта, но будут иметь иные высотные отметки. В тех случаях, когда исходные элементы залегания замеря­ются по выходу подошвы, все построения проводятся аналогично опи­санным, но для проведения кровли мощность пласта откладывается в направлении более высоких отметок секущих плоскостей.

Для уточнения положения выхода пласта на поверхность в местах перегибов поверхности рельефа следует провести дополнительные го­ризонталь и линию простирания с промежуточной высотной отметкой.

2.2.5. Построение геологических разрезов при наклонном зале­гании слоев

При построении геологических разрезов для участков с наклон­ным залеганием слоев возможны различные случаи:

1. Слои имеют одинаковый азимут и угол падения, т.е. лежат моноклинально, и изображены на карте с горизонталями.

2. Элементы залегания не нанесены на карте, рельеф показан высотными отметками и гидрографической сетью (горизонталей нет).

3. Построение геологических разрезов по скважинам.

Рассмотрим каждый из случаев.

1. Слои лежат моноклинально, рельеф показан горизонталями

На карте с горизонталями легко установить моноклинальную форму залегания, если произвести замер элементов залегания для каждого слоя. После этого выбирается линия разреза, которая долж­на пересечь максимально возможное количество слоев и проходить в направлении падения слоев (вкрест простирания). Топографическая основа для геологического разреза (топографический профиль) строится обычным способом по горизонталям, при этом надо обязательно помнить, что вертикальный масштаб разрезов должен быть равен гори­зонтальному, т.е. масштабу карты. На таких разрезах углы падения слоев будут равны их истинным значениям, замеренным по карте. Од­нако встречаются такие условия, при которых вертикальный масштаб разреза приходится увеличивать. Это необходимо делать в тех случа­ях, когда на разрезе, имеющем мелкий вертикальный масштаб, показы­ваются слои с небольшой мощностью и с незначительным углом накло­на, или когда на разрезе вместе с наклонным изображаются слои, за­легающие горизонтально и имеющие небольшую мощность. При увеличении вертикального масштаба разреза по отношению к горизонтальному углы наклона слоев увеличиваются по сравнению с их истинными значениями (см. приложение № I).

---