Формы залегания горных пород и способы их изображения на геологических и тектонических картах и разрезах

Залегания горных пород: формы, условия, порядок

Где же залегли горные породы? Какую весть несут они из доисторического прошлого, и кто способен ее расшифровать? Сколько ученых изучает землю? Какие подошвы в ней запрятаны? Что за складки, которые нельзя разгладить утюгом?

Массу удивительных вопросов и еще более удивительных ответов на них хранит геология. Кто уверен, что его дом не зашатается и не «поползет» в ближайшее время, тот может вообще не интересоваться горными породами.

Какие породы – горные? И где они залегли?

Залеганием горных пород называют расположение, формы и отношение друг к другу ограниченных довольно четко фрагментов земной коры. Причем сложены они одной (или близкими) породами общего происхождения и схожего возраста.

Учитывается их пространственное расположение относительно плоскости горизонта, сторон света и то, как они связаны с другими горными породами вокруг.

Чем интересны горные породы? Формы залегания их многочисленны. По ним ученые воссоздают географическую и геологическую картины прошлого нашей планеты.

Горные породы – посланники прошлого

Изучением условий природы, которыми отличались древнейшие геологические эпохи, занимается палеография.

Данная научная дисциплина исследует состав, условия и формы залегания горных пород, анализирует толщи одинаковых возрастов, а найденные в них остатки организмов подвергает палеоэкологическим исследованиям.

Палеографы составляют и палеографические карты, и литолого-фациальные. Подразделами палеографии являются палеоэкология, палеобиогеография, палеоклиматология. Есть у нее еще несколько направлений:

• терригенно-минералогическое,
• геохимическое,
• палеотектоническое,
• палеонедрологическое,
• палеогеоморфологическое,
• палеовулканологическое,
• палеомагнитное и другие.

Лучше гор могут быть только… хорошо изученные горы!

Залегания горных пород, формы, типы и виды являются предметом изучения и многих других дисциплин геологии.

А если учесть, что природные газы, нефть и даже вода в широком смысле понимания тоже считаются горными породами, то список этот можно продолжать еще долго.

Какие первичные, а какие – вторичные?

К первичным формам залегания горных пород относятся возникшие в процессе формирования именно этой породы. А вторичными называются образованные деформацией, которой подвергались первичные со временем.

Вторичная форма залегания называется дислокацией. Какие они – неразрывные (складчатые) или разрывные – зависит от того, каким видам тектонических воздействий подверглась порода.

К первым относятся слои – плоские тела осадочной породы. Они обычно отличаются большой площадью, простирающейся по горизонтали на десятки метров, а то и километров. Вид их часто неправильный. Одни слои, бывает, истончаются и вовсе исчезают, другие, напротив, становятся толще.

Изучающие порядок залегания горных пород именуют место утончения слоя «пережим», если он потом снова достигает прежних или больших размеров. Если же напластование утончается до полного исчезновения, форма залегания называется «выклинивание».

Линзообразное залегание (попросту – линза) возникает если выклинивание слоя произошло на малом расстоянии от его центра. Различают также пропластки (мощность – маленькая, распространенность – очень большая), прослои (распространенность – ограниченная, мощность – маленькая).

В зависимости от того, как именно образованы, первичные залегания делятся на:

• глубинные (второе название – интрузивные), – к ним относятся силлы и батолиты, лополиты и штоки, лакколиты и дайки;
• излившиеся (или эффузивные) – это экструзии, а также покровы и потоки.

Ненарушенные и нарушенные

По типу залегания горные породы могут быть:

1. горизонтальные,
2. моноклинальные,
3. складчатые.

Земная кора, а именно верхняя ее часть, образована слоистыми толщами осадочного происхождения, которые долгое время откладывались в воде.

Местом, где они накапливались, в подавляющем большинстве являлось горизонтальное дно лагун и морей древности. Поэтому, когда имеют место осадочные горные породы такого типа первичного ненарушенного залегания, говорят, что оно – горизонтальное.

Время и тектоническая активность делают свое дело. В результате в том или ином месте слоистая осадочная горная порода наклоняется в определенную сторону.

Если слои наклонены в общем направлении, причем расстояние между ними достаточно большое, угол наклона – общий и в разрезе они не повторяются; то речь идет о нарушенном моноклинальном залегании.

Эти складки не разгладишь утюгом

Иногда порода как бы мнется характерными складками. Такая пластическая деформация толщ говорит о наличии складчатого типа залегания.

Выделяют несколько элементов складки:

• свод (он же замок),
• крылья,
• угол.

Морфологическая классификация складок основывается:

• на форме замка;
• на том, какое положение занимает осевая поверхность складки;
• на отношении крыльев друг к другу;
• на соотношении ширины и длины складки.

Диапировые складки выделяются в особый вид. Они получаются в том случае, когда пластичные массы внедряются в более плотные породы, которые их окружают. Яркие их примеры – диапиры глиняные и купола соляные.

По своему типу складчатость может быть:

• полной,
• прерывистой,
• промежуточной.

На геологических картах отражаются особенности складок. На платформах они, в основном, куполовидные. Бывают складки также длинные и вытянутые, прямые, наклонные, опрокинутые, лежачие, ныряющие. По углу они разделяются на тупые, острые, веерообразные, штамповые.

Мощность равна расстоянию от подошвы до кровли

По этой формуле находят такую важную величину, как мощность пласта.

Осадочная горная порода разделяется на пласты так называемой поверхностью напластования. Нижняя – это подошва, а верхняя – кровля пласта. Соответственно (если залегания слоев горных пород рассматривать пачками), кровля нижнего служит подошвой верхнему.

Расстояние (причем, наименьшее) между ними как раз и будет мощностью пласта.

Виды залегания горных пород

Породы, называемые осадочными, образуются на дне в горизонтальном направлении либо с небольшим наклоном. И каждый верхний слой будет более молодым, чем тот, который является для него подстилающим.

Если ситуация с осадками при этом относительно стабильная, напластовывающиеся поверхности залягут параллельно (говоря языком терминов – согласно). В таком случае разрез представлен непрерывными слоями.

Однако и в этом случае в залегании слоев может наблюдаться несогласие. Его называют параллельным или стратиграфическим и фиксируют в случае, если напластования непоследовательны исторически. Возникает это явление, когда земная кора колеблется.

Все описанные несогласия дают эрозионные границы, разделяющие фрагменты горных пород разных возрастов.

Изучение горных пород важно для будущего

В инженерной геологии большое значение придается данным о последовательности залегания горных пород.

При строительстве выбираются самые благоприятные места, а именно те, где горные породы залегают горизонтально. Хорошим признаком считается также большая мощность слоев и желателен однородный состав породы.

Если сооружения и здания имеют фундамент, расположенный в однородном грунте, то вес конструкции создаст равномерную сжимаемость слоев. Соответственно, повышается устойчивость постройки.

А вот при наличии дислокации (то есть, вторичной формы породных залеганий) однородность всех грунтов в основании будет, скорее всего, нарушена. Это сильно усложнит строительство.

Так что узкая специфика темы горных пород и, в частности их залегания у человека под ногами, только кажущаяся. На самом деле, не только для геологов, но и для всех остальных важно, по какой земле ходить, что с ней произойдет в ближайшем будущем. Имеет значение и то, на каком фундаменте строить дом, чтобы он простоял нерушимым многие годы.

Источник: https://FB.ru/article/453661/zaleganiya-gornyih-porod-formyi-usloviya-poryadok

Геологические карты и разрезы

22 февраля 2018 г.

Геологическая карта — карта, отображающая геологическое строение определенного участка земной коры.

На геологической карте изображаются распространение на земной поверхности, а иногда и на определенной глубине различных геологических тел, свойства горных пород и другие данные.

Вынести на один лист карты всю геологическую информацию невозможно — такая карта будет безнадежно перегружена, поэтому для отдельно взятой терри­тории в зависимости от необходимости и имеющейся информации может быть составлено много карт различного содержания.

Следует предупредить читателей от ошибочного мнения, что для любой точки нашей страны имеются все геологические карты. Это далеко не так.

Если какая-либо территория представляет народно­хозяйственный интерес, для нее могли быть построены десятки крупномасштабных геологических карт различного содержания, если такого интереса не было, то изученность территории будет го­раздо меньше, т.е. она будет характеризоваться только картами мелких масштабов.

Геологические карты составляются на топографической основе и имеют стандартные масштабы, например, 1: 10 ООО ООО, 1 : 500 ООО,1 : 25 ООО или 1 : 1000. По масштабам геологические (стратиграфи­ческие) карты делятся так:

• обзорные — ≤ 1:2 500 000;
• мелкомасштабные — 1:1 000 000 и 1 : 500 000;
• среднемасштабные — 1 :200000 и 1 : 100000;
• крупномасштабные — 1 : 50 000 и 1 : 25 000;
• детальные — 1 :10000 и крупнее.

В литературе можно встретить несколько иные подразделения масштабов, что, впрочем, не меняет сути дела, так как название масштаба не меняет содержания самой карты.

Для всей территории нашей страны только недавно составлена геологическая карта масштаба 1 :1000000 (стратиграфическая). Более крупные по масштабу карты составлялись не для всех терри­торий. Карты четвертичных отложений, тектонические, гидрогео­логические и инженерно-геологические для всей территории име­ются только в масштабе 1 : 2 500 000.

Полевая работа по составлению геологических карт называется съемкой, а наличие карт по некоторой площади называется по­крытием площади съемкой. Геолого-съемочные работы сложное, продолжительное и затратное мероприятие.

Комплексная съемка (экономически самая разумная) — одновременная работа по составлению комплекта геологических карт некой территории.

По единому государственному плану съемкой в масштабах крупнее 1 : 1 000 000 покрывалась территория Европейской части СССР и Российской Федерации. В масштабах 1 : 500 000, 1: 200 000, 1 : 100 000, 1 : 50 000 (по части площади) съемка проводилась ком­плексно, по листам, назначенным заранее, комплект карт сопро­вождался пояснительными томами.

Для ограниченных по площади, но важных, значимых террито­рий проводились отдельные геолого-съемочные работы в крупных и самых крупных масштабах. Это территории населенных пунктов,

месторождений полезных ископаемых, городов, гидроузлов, аэро­портов, морских портов, крупных промышленных предприятий, трасс автомобильных и железных дорог, линий электропередачи и т.п.

Например, для территории Москвы имеются геологические карты в масштабах 1 : 25 ООО и 1 : 10 ООО.

Для обоснования проекта сооружений составляются детальные инженерно-геологические карты участка строительства в масштабе 1 : 500 — 1 : 2000.

Все геологические карты сопровождаются условными обозначе­ниями. Знаки обычно заключаются в небольшие прямоугольники. Список условных обозначений иногда называют легендой. Весь ис­пользованный материал должен быть расшифрован: размеры пря­моугольников 1,5 х 0,75 см с шагом 0,5 или 0,25 см.

Прежде всего территорию характеризует стратиграфическая гео­логическая карта со снятыми четвертичными отложениями, пока­зывающая распространение на поверхности дочетвертичных пород. Упрощенно такая карта зовется просто геологической, ее особен­ностью является то, что на ней не показывают четвертичные отло­жения. Допускается два исключения из этого правила.

1. Могут быть показаны аллювиальные (речные) отложения, до­статочно крупные, чтобы быть отраженными на карте в заданном масштабе.
2. Могут быть изображены южные границы распространения ледниковых отложений четвертичного возраста.

Площади распространения осадочных пород отмечены ин­дексом и раскрашены в соответствии со стратиграфической ко­лонкой, окраски в которой специально для этого и были назначены. Все индексы расшифровываются в списке условных,обозначений.

Как поступают, если «не хватает» цветов? Допустим, в крупном масштабе рассматривается территория распространения одного стратиграфического отдела, подробно расчлененного на множество более мелких подразделений — ярусов, свит, горизонтов и т.п. В таком случае разрешается использовать цвета других систем, не присутствующих на данной карте.

Кроме того, издание в типографии позволяет варьировать фак­турой печати и получать намного больше вариантов одного цвета, чем при обычном использовании карандаша или краски.

Магматические и метаморфические породы индексируются бук­вами латинского и греческого алфавита, используются яркие тонаокрасок. Штриховые знаки могут обозначать не только состав, но и возраст пород.

Пример геологической карты. Макет

Средне- и крупномасштабные карты сопровождаются страти­графической колонкой и схемой строения четвертичных отложений. Стратиграфическая колонка отражает возрастную последователь­ность, мощности и состав горных пород как обнажающихся на по­верхности, так и вскрытых горными выработками на рассматри­ваемой площади. Для колонки принята стандартная табличная форма из вертикальных граф.

Схема строения четвертичных отложений выполняется в более крупном масштабе по сравнению с картой. Схема представляет собой сводный разрез аллювиальных отложений на территории, охваченной картой. Изображаются высота, по возможности ши­рина, соотношение, распространение террас, погребенный ал­лювий. Подобный рисунок уже приводился.

Карта четвертичных отложений строится для изображения гео­логических тел четвертичного возраста, т.е. преимущественно кон­тинентальных пород, залегающих непосредственно на поверхности. Они обладают рядом особенностей, отличающих их от залегающих ниже дочетвертичных пород.

1. Геологические тела четвертичных отложений значительно меньше по размерам (в плане и по мощности, которая обычно со­ставляет несколько метров и не превышает нескольких десятков метров).
2. Четвертичные отложения имеют в основном континен­тальное происхождение, а дочетвертичные — морское. Соответ­ственно они отличаются друг от друга формой залегания, распро­странения и составом пород. Четвертичные преимущественно пес- чано-глинистые, дочетвертичные — разнообразнее.
3. Четвертичные отложения значительно чаще попадают в об­ласть всевозможной деятельности человека — служат почвообразу­ющим материалом, в них закладываются фундаменты сооружений, каналы, канавы, траншеи, дорожное полотно, их используют как перемещаемые насыпные грунты.

Четвертичные отложения обозначают на картах определенными цветом и индексом. В индексе строчные латинские буквы означают происхождение пород. Окраски на этих картах также обо­значают происхождение, их не следует путать с цветами из страти­графической колонки.

В настоящее время при обозначении четвертичных отложений латинскую букву Q чаще не пишут, а отдел системы обозначают большими римскими цифрами, например, в индексе отложений московского оледенения вместо gQIIm получается gII m.

Пример карты четвертичных отложений приведен на рисунке ниже.

Пример карты четвертичных отложений (макет)

Геолого-литологические карты и разрезы составляются обычно для небольших площадей в крупных масштабах на стратиграфи­ческой и топографической основе. Помимо возраста и происхож­дения на них показывают состав пород. Такие карты составляются для площадок инженерного освоения, площадей разведки полезных ископаемых и в других аналогичных случаях.

Состав пород изображают штриховыми знаками.

Условные обозначения некоторых осадочных пород

Следует заметить, что знаки состава пород, используемые в раз­личных учреждениях, хотя и похожи, но могут отличаться друг от друга — всегда следует быть внимательным при чтении геологи­ческой документации, так как может оказаться, что одними (или очень похожими) знаками обозначены различные породы.

Например, для обозначения растительного состава торфов исполь­зуется несколько знаков, похожих на обозначения разновидностей магматических пород. Напомним, что геологи выделяют сотни раз­новидностей горных пород. Иметь такое количество штриховых знаков представляется нецелесообразным, общий список знаков такой длины не составляется.

Случается, что для обозначения одной породы используются разные знаки.

Условные обозначения некоторых магматических и метаморфических пород

Часто возникает необходимость изображения на разрезе неко­торых дополнительных сведений, касающихся состава или свойств горных пород. Например, требуется показать трещиноватость скальных пород, крупность песков, тонкое переслаивание или не­большие прослои одной породы внутри другой. Графика позволяет это сделать.

Некоторые условные знаки для изображения особенностей петрографического состава пород

При необходимости любую особенность состава и свойств пород можно отобразить на разрезе с помощью соответствующего услов­ного знака.

Далее на основе геолого-литологической карты строятся инже­нерно-геологические карты.

Геоморфологические карты характеризуют рельеф земной по­верхности с точки зрения его возраста, генезиса, истории развития, внешнего облика и современных рельефообразующих процессов. Для одной территории может быть составлен комплект геоморфо­логических карт. В зависимости от масштаба геоморфо­логические карты изменяются по содержанию.

Тектонические карты могут составляться комплектом. Они отображают историю тектонических движений и современное тек­тоническое строение территории, показывают прежде всего гра­ницы и возраст тектонических структур различного порядка.

В зависимости от масштаба карты выделяют крупные, средние или мелкие тектонические структуры — литосферные плиты, плат­формы, щиты, складчатые пояса, синеклизы и антеклизы, регио­нальные разломы.

Показывают глубину залегания кристалличес­кого фундамента, оси складок, углы падения пластов, поднятия и прогибы, направление и скорость тектонических движений.

Пример геолого-литологической карты (макет)

Для примера  приведена тектоническая карта совре­менных вертикальных движений Русской платформы. Как можно видеть, площадь весьма неоднородна, рисунок имеет мозаичный характер, но общая закономерность такова: на юго-западе пре­обладает поднятие, а на северо-востоке — опускание.

Гидрогеологические карты строятся на геологической основе. Основными являются карты распространения водоносных гори­зонтов в четвертичных и дочетвертичных отложениях. На гидроге­ологических картах показывают абсолютные отметки, направление движения, расходы, глубины залегания, химический состав, за­пасы, загрязнения и многие другие характеристики подземных вод.

карты сильно меняется в зависимости от площади, которую она охватывает.

Если рассматривается территория региона или группы регионов, карты будут показывать общие зако­номерности залегания, распределения, состава и свойств под­земных вод, если территория отдельного населенного пункта, — много внимания будет уделено наблюдаемым особенностям. Подробнее гидрогеологические карты рассмотрены в части II «Гид­рогеология».

Пример геоморфологической карты (схема геоморфологического районирования Балтийского щита

Инженерно-геологические карты. Мелкомасштабные карты охватывают значительные территории и показывают общие зако­номерности. Пример такой карты дан на рисунке ниже (карта поражен­ное™ центральных областей оползневыми процессами).

Схематическая тектоническая карта современных вертикальных движений земной коры Русской платформы

Крупномасштабные карты обычно строятся на основе гео- лого-литологических карт и карт четвертичных отложений при не­обходимости с привлечением данных о более древних породах. Для их составления могут проводиться дополнительные разведоч­ные и съемочные работы.

Карта пораженности территории Центрального федерального округа оползневыми процессами

На детальных картах может представляться информация о свой­ствах грунтов и геологических процессах как современных, так и происходивших в прошлом, способных активизироваться или возникнуть вновь, особенно под действием антропогенного фак­тора.

Прочие карты (месторождений полезных ископаемых, палео­географические, геоэкологические, геокриологические, геофизические, почвенные и др.) составляются в зависимости от практи­ческой необходимости.

Пример инженерно-геологической карты для составления схемы районной планировки

Геологический разрез — вертикальное сечение земной коры от по­верхности в глубину. На разрезе изображается залегание геологиче­ских тел. Разрезы составляются по геологической карте с топографи­ческой основой, обнажениям и расчисткам горных пород на склонах, скважинам, шурфам, прочим выработкам и геофизическим данным.

Горизонтальный масштаб разреза обычно принимается по гео­логической карте. В случае горизонтального залегания пород вер­тикальный масштаб разреза приходится увеличивать в 20, 50 или даже в 100 раз.

Если не сделать увеличения вертикального масштаба, пласты просто не­возможно будет ни изобразить, ни рассмотреть на чертеже.

Пример детальной инженерно-геологической карты строительной площадки

В увеличенном вертикальном масштабе изображены практически все разрезы на рисунках в данном учебном пособии (аналогично и в других книгах по геологии). Увеличение вертикального масштаба считается недопустимым только при складчатом залегании пород, так как на чертеже из-за этого изменяются углы наклона пластов.

Источник: http://ros-pipe.ru/tekh_info/tekhnicheskie-stati/gidrogeologiya-/gidrogeologiya-i-osnovy-geologii/geologicheskie-karty-i--razrezy/