Лабораторная работа № 16

Чтение и анализ геологической карты. Горный компас, его устройство и определение элементов залегания горных пород. Определение синклинальных и антиклинальных структур, мощности пластов. Согласные и несогласные границы. Типы разрывных нарушений и их отображение на карте.

Задача работы. Знакомство с устройством горного компаса и методикой определения элементов залегания горных пород. Выработка умения проводить анализ геологической карты, находить различные типы геологических границ, разрывных нарушений различной морфологии, синклинальные и антиклинальные структуры.

Учебный материал. Горный компас. Учебные геологические карты крупного масштаба.

Методические указания. Горный компас состоит из следующих частей (рис. 43а): 1 - основания прямоугольной или квадратной формы; 2 – круглой коробки с лимбом; 3 – магнитной стрелки, насаженной на острие в центре лимба; 4 – отвеса (клинометра); 5 – покровного стекла; 6 –уровня; 7 – кнопки клинометра и 8 – фиксатора магнитной стрелки. Лимб разделен на 360^о, причем в горном компасе, в отличие от туристического, градусы нанесены в обратном направлении (против часовой стрелки).

Рисунок 43. Устройство горного компаса и определение элементов залегания горных пород: а – горный компас: 1 – основание, 2 – лимб, 3 – магнитная стрелка, 4 – клинометр, 5 – покровное стекло, 6 - уровень, 7 – кнопка клинометра, 8 – фиксатор магнитной стрелки: б – элементы залегания пласта горных пород и их измерение с помощью горного компаса

Градуировка лимба произведена через один градус, а цифры на нем нанесены через 10 градусов. На лимбе буквами обозначены стороны света: против 0^о– С (N), против 90^о – В (Е), против 180^о – Ю (S), против 270^о – З (W). Следовательно, восток и запад в горном компасе тоже оказываются расположенными не так, как в действительности. Это не ошибка. Градуировка лимба против часовой стрелки (и соответственная перестановка сторон света) сделана для ускорения и существенного упрощения замеров.

У горизонтально залегающих пластов никаких замеров не производится (ведь пласт никуда не «падает» и линию его простирания можно провести в любом направлении). У вертикально залегающих пластов горных пород можно замерить только азимут простирания, т.к. он в обе стороны наклонен одинаково – под углом 90^о к горизонтальной поверхности. Для измерения азимута простирания приложить горный компас длинной стороной (если основание компаса квадратное, то стороной, параллельной линии С-Ю на лимбе) к линии простирания (рис. 43б). Необходимо следить за тем, чтобы лимб компаса располагался строго горизонтально (по уровню - пузырек должен быть на середине). Отпустить фиксатор стрелки (чтобы стрелка компаса свободно вращалась) и по одному из концов магнитной стрелки (в данном случае совершенно не имеет значения – по южному или северному) снять и записать отсчет. Например, отсчет по северному концу стрелки оказался равным 75^о, а по южному 255^о. Значит, азимут простирания пласта можно записать как 75^оСВ или как 255^о ЮЗ (обычно принято записывать азимуты простирания в северных румбах).

Элементами залегания наклонных пластов являются азимут простирания, азимут падения и угол падения (рис. 43б). Очень важно отметить, что азимут (направление) падения всегда строго перпендикулярен азимуту (направлению) простирания. Элементы залегания определяются с помощью горного компаса. Для точного определения азимута и угла падения нужно выбрать более или менее ровную площадку на плоскости напластования одного из пластов в обнажении. После чего определить положение линии простирания наклонного пласта достаточно просто. Приложить компас длинной стороной к пласту, привести его в строго горизонтальное положение (пузырек воздуха – в центре уровня). Если теперь провести линию вдоль длинной стороны компаса – это и будет линия простирания (линия пересечения пласта с горизонтальной плоскостью). Если провести по поверхности напластования перпендикуляр к линии простирания – получится линию падения (рис. 43б). Можно поступить и несколько иначе. Чтобы точно определить направление падения, можно налить на поверхность напластования немного жидкости (хотя бы воды из фляжки), которая, стекая точно вниз, как бы «нарисует» линию падения. Перпендикулярно к ней можно карандашом (углем, мелом) провести линию простирания. Для измерения азимута падения (т.е. направления падения) компас приложить в строго горизонтальном положении (проконтролировать по уровню) к линии простирания короткой стороной основания. При этом очень важно, чтобы север (С) на лимбе всегда был направлен в сторону падения пласта, т.е. в том направлении, в котором пласт погружается! Снять и записать отсчет по северному (и только северному!) концу магнитной стрелки. Если пласт горных пород имеет наклонное залегание, то достаточно измерить азимут и угол его падения, а азимут простирания в случае необходимости легко вычислить, если прибавить или отнять от азимута падения 90^о (вспомните, что азимут падения всегда строго перпендикулярен к азимуту простирания). Например, азимут падения оказался равным 45^о СВ. Тогда азимут простирания данного пласта можно легко вычислить: 135^о ЮВ (45^о+90^о) или 315^о СЗ (45^о-90^о+360^о). Начинающим можно порекомендовать (особенно в первое время) все же каждый раз замерять не только азимут падения, но и азимут простирания, чтобы проконтролировать правильность производимых замеров, убедившись, что разница между измеренными азимутами падения и простирания действительно составляет 90^о. Записать при этом достаточно только азимут падения. Чтобы определить угол падения пласта (т.е. его угол с горизонтальной плоскостью или угол наклона) необходимо с помощью фиксатора неподвижно зафиксировать магнитную стрелку компаса (чтобы не повредить острие, на которое насажена стрелка), затем, поставить компас на ребро (стороной со шкалой клинометра-угломера вниз) и приложить к линии падения. Нажав, а затем, плавно отпустив кнопку клинометра, определяем величину угла падения. Например, 30^о. Углы падения составляют при пологом залегании пласта - менее 20^о, при среднем наклоне 20-50^о и при крутом залегании – более 50^о.

На геологической карте направления падения показываются специальными условными знаками (для отображения горизонтального, вертикального и наклонного залегания пластов горных пород). Эти знаки приведены на рис. 44.

Рисунок 44. Элементы залегания горных пород: а – наклонное; б – опрокинутое; в – вертикальное; г – горизонтальное

В случае наклонного залегания пород направление более длинного штриха соответствует направлению линии простирания, а короткий штрих (перпендикулярный длинному) направлен по азимуту падения. Рядом со знаком цифрами подписывается угол падения (рис. 44а). Если залегание пород опрокинутое – на конце короткого штриха изображается стрелка, а на его противоположном конце небольшая дуга, соединяющая короткий штрих с более длинным (рис 44б). Для того, чтобы легко ориентироваться в показанных на геологической карте элементах залегания и более наглядно представить направление и угол падения пластов, можно поставить на карту ладонь, ориентировав ее длинной стороной параллельно направлению простирания (более длинному штриху) и наклонить ее в сторону падения под углом к горизонтальной плоскости, примерно равным обозначенному цифрами рядом с соответствующим элементом залегания. С той же целью можно воспользоваться и небольшим листком плотной бумаги или картона.

Научившись уверенно определять направление падения, можно легко распознавать изображённые на карте синклинальные (вогнутые) и антиклинальные (выпуклые) складчатые структуры (рис. 45) – как изометричные (имеющие примерно равную длину и ширину), так и линейные (отчетливо вытянутые в каком-либо направлении). Полезно вспомнить названия основных элементов складок:

- замок – место перегиба слоев;

- крылья – сходящиеся в замке боковые участки складки;

- осевая поверхность – воображаемая поверхность, которая делит пополам угол между крыльями;

- ось складки - линия пересечения ее осевой поверхности с поверхностью Земли;

- ядро – внутренняя часть складки, прилегающая к осевой поверхности;

- шарнир – линия пересечения осевой поверхности с поверхностью любого из слоев, образующих складку.

Рисунок 45. Схема строения антиклинальных (А) и синклинальных (С) складок: а – в разрезе; б – в плане

При выделении линейно ориентированных пликативных (складчатых) структур нужно уметь правильно определить положение осей и крыльев складок. Проверить правильность определения положения осевой линии всегда можно по направлениям падения горных пород по разные стороны от этой линии. По разные стороны от осевой линии антиклиналипадения пород должны быть направлены в противоположные от неё стороны, по разные стороны осевой линии синклинали– в сторону этой линии. Кроме того, в ядре синклинали всегда будут находится более молодые породы, чем на ее крыльях, а ядерные части антиклиналей, наоборот, всегда сложены более древними породами (см. рис. 45).

Геологические границы могут быть согласными (параллельное залегание, без размывов и существенного перерыва в осадконакоплении), несогласными (между породами существует угловое или стратиграфическое несогласие) и интрузивными (рвущими). Согласные и интрузивные границы изображаются на геологических картах одинаково - тонкими сплошными (или прерывистыми пунктирными, в случае если данная граница недостаточно подтверждена геологическими наблюдениями) черными линиями, а несогласные такими же линиями, но с точками. При этом точки всегда расположены со стороны более молодых пород.

Разрывные нарушения показываются утолщенными, по сравнению с геологическими границами, линиями черного цвета. Следует иметь в виду, что на старых картах разрывные нарушения изображались красным цветом. Чем крупнее разлом, тем толще изображающая его линия. Обычно на геологических картах выделяют две группы разломов, показанные линиями различной толщины – главные (самые толстые линии) и второстепенные (более тонкие линии). Элементы залегания сместителей разрывных нарушений определяются с помощью горного комплекса аналогично тому, как определяются элементы залегания пластов горных пород. Направление падения сместителя показывается коротким штрихом, начинающимся от линии разлома и направленным в сторону его падения, а величина угла падения подписывается цифрами рядом.

Задания.Под контролем преподавателя (и с его помощью) студенты выполняют задания:

1. По самостоятельному определению элементов залегания наклонной плоскости (в качестве такой плоскости можно использовать книгу или лист плотного картона, установленные на школьную подставку для чтения) с помощью горного компаса

2. Нахождению на учебных геологических картах:

а) согласных и несогласных границ;

б) разрывных нарушений;

в) элементов залегания;

г) синклинальных и антиклинальных складок.

Оформление работы. Основной формой отчётности по работе является собеседование, в ходе которого студенты показывают примеры различных элементов геологического строения на учебных картах. Линии осей складок наносятся мягким простым карандашом непосредственно на учебные геологические карты.

Контрольные вопросы:

1. Чем горный компас отличается от туристического

2. Перечислите элементы залегания горных пород

3. Как измерить азимут простирания пласта горной породы

4. Как измерить азимут падения пласта горной породы

5. Как измерить угол падения пласта горной породы

6. Какими знаками изображаются элементы залегания горных пород на геологической карте

7. Перечислите и кратко охарактеризуйте основные элементы складок

8. Что такое тектонические дислокации? На какие типы они подразделяются?

9. В чём различие между синклинальными и антиклинальными складками?

10. В чём разница между линейными и изометричными складками?

11. В чём различие между трещинами и разломами?

12. Назовите основные элементы разлома.

13. В чём различия между сбросом, взбросом, сдвигом и надвигом?

Поиск по сайту: