Инженерный факультет
Кафедра месторождений полезных ископаемых и их разведки им. В.М. Крейтера
КУРСОВАЯ РАБОТА
по
Общей геологии
«Построение геологических карт и разрезов для районов с различным залеганием слоев»
Выполнил студент:
Группа:
Проверил: ст.преп. Зубкова Е.В.
Москва
ВВЕДЕНИЕ
Данная курсовая работа состоит из пяти отдельных графических заданий с последовательным увеличением сложности их выполнения.
Цели и задачи курсовой работы: научить студентов строить геологические разрезы по данным буровых скважин и далее дать общую инженерно-геологическую оценку изучаемой территории. В соответствии с индивидуальным заданием студенты должны построить по одному, два геологических разреза и дать его описание. Исходным материалом для построения разреза являются: геологическая карта с указанием сечений вариантов, номеров скважин и данных по этим скважинам.
Геологические данные по скважинам приведены в приложении настоящих указаний. Карты с вариантом разреза выдает преподаватель. Геологический разрез выполняется на листе ватмана формата А-I карандашом или в графическом редакторе AutoCAD.
Поставленные задачи решаются при помощи построения геологических разрезов по геологическим картам для районов:
- с горизонтальным залеганием слоев;
-с наклонным залеганием слоев;
-со складчатым залеганием слоев;
- с двумя структурными этажами;
- с выходом на поверхность разломов и магматических пород.
Задание №1
Построение геологической карты и геологических разрезов для участка с горизонтальным залеганием слоев
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Горизонтальное залегание слоев характеризуется общим горизонтальным или близким к нему расположением поверхности наслоения на большом пространстве. Иногда в процессе осадконакопления образующиеся слои имеют небольшой наклон (не более 1-2°). Такие залегающие горизонтально или местами с небольшим наклоном породы покрывают огромные пространства европейской части России (Русская платформа), Западной Сибири и других областей.
При горизонтальном залегании пород абсолютные высотные отметки, какой либо поверхности напластования (геологической границы) остаются приблизительно одинаковыми. Иными словами геологические границы отдельных слоев будут совмещаться с горизонталями поверхности, или будут проходить между двумя горизонталями, образуя параллельную горизонталям линию. Мощность или толщина слоев остается, как правило, постоянной. При расчлененном рельефе на водоразделах наблюдаются наиболее молодые породы, а в пониженных участках (долинах рек) располагаются более древние отложения.
ОПИСАНИЕ ЗАДАНИЯ
Для некоего участка в ходе геологических исследований установлено горизонтальное залегание слоев. Топооснова участка выполнена в масштабе 1:10000. Сечение рельефа горизонталями проведено через 20 метров. В точке 125 пройдена геолого-разведочная скважина. Данные бурения сведены в таблицу №1.
Таблица №1
Фамилия студента: группа:
| Номер слоя | Индекс (возраст) | Мощность (м) | Литологическая характеристика |
| Пески разнозернистые, гравелитистые, кварцевые | |||
| Пески мелкозернистые, пылеватые, светло-серые | |||
| Глины карбонатизированные, серо-зеленого цвета | |||
| Глины черные с органикой, загипсованные | |||
| Известняки органогенно-детритовые с прослоями мергелей и доломитов |
ТРЕБУЕТСЯ:
1. Используя топооснову (ПРИЛОЖЕНИЕ 1) построить геологическую карту для данного участка в масштабе 1:10000.
2. Построить два геологических разреза по заданным линиям. Масштабы горизонтальный и вертикальный 1: 10000.
3. Составить стратиграфическую колонку.
4. Оформить карту в соответствии с принятыми требованиями (см. рис. 1.1).
Задание выполняется в следующей последовательности:
1. Вычисляется высотная отметка точки №125, из которой пробурена скважина. Для этого используется, выданная топооснова участка. На топооснове находим т. 125, после чего определяем ближайшую к этой точке горизонталь. Следует помнить, что горизонтали проведены через 20 метров, а их оцифровка произведена через 100 метров.
2. Вычисляется высотная отметка первой геологической границы. Предположим, что абсолютная высота т.125 составляет 860 м, а мощность первого вскрытого скважиной слоя составляет 80м. Высотное положение первой геологической границы будет соответствовать: 860м – 80м = 780м. Находим на топооснове одноименную горизонталь и обводим ее четко видимой линией. Поле, ограниченное данной линией, закрашиваем соответствующим возрасту горную породу цветом и ставим индекс, указывающий возраст. Если же высотная отметка геологической границы не совпадает, с какой либо горизонталью, то граница проводится между горизонталями с соблюдением пропорций.
3. По аналогии вычисляем высотные отметки оставшихся геологических границ и выносим их на топоснову. Возможен вариант, когда геологические границы нижних слоев и не выходят на дневную поверхность.
4. После выноса всех выходящих на дневную поверхность границ, закрашивания горных пород соответствующим цветом приступаем к построению геологических разрезов. Для этого, удобнее использовать миллиметровую бумагу.
5. Полоса миллиметровки прикладывается к линии разреза на топооснове. Отмечается начало и конец разреза (точки пересечения линии разреза с контуром топоосновы). На топооснове и миллиметровке проставляются одноименные буквы, что в дальнейшем будет считаться названием разрезов. На миллиметровку штрихами переносятся все точки пересечения горизонталей и линии разреза. При этом около каждого штриха указывается высотная отметка. В начале и конце разреза проводятся вертикальные линии. На линиях проставляются высотные отметки в заданном вертикальном масштабе (в данном случае М 1:10000). Каждый оцифрованный на миллиметровке штрих сносится по вертикали до соответствующей вертикальной шкале высотной отметки и ставится заметная точка. В дальнейшем все полученные точки соединяются плавной, кривой линией. Это - линия дневной поверхности.
6. На полученную линию дневной поверхности засечками выносятся выходы геологических границ. От засечек, ниже уровня дневной поверхности, проводятся горизонтальные линии, являющиеся геологическими границами между различными слоями горных пород. В случае если геологическая граница не выходит на дневную поверхность, вычисляется ее высотная отметка (пункт 3) и затем на разрезе, на соответствующей высоте проводится горизонтальная линия. Далее каждая полученная на разрезе полоса закрашивается соответствующим цветом и ставится возрастной индекс горных пород.
7. Нижний слой горных пород вскрыт скважиной не полностью. Цифра в таблице соответствует вскрытой, а не полной мощности данного слоя. Поскольку нет другой информации, необходимо к вскрытой мощности добавить еще половину и закрасить слой так, чтобы нижняя граница была волнистая, но без оконтуривающей черной линии, которая по ошибке может быть принята за геологическую границу.
Правила оформления геологических карт, стратиграфических колонок и геологических разрезов.
Оформление геологических карт, стратиграфических колонок и геологических разрезов производится в соответствии с инструкциями.
Комитетом РФ по геологии и использованию недр (Роскомнедра) и ВСЕГЕИ в 1995г. опубликованы (Инструкция по составлению государственной геологической карты РФ масштаба 1:200000) типовые условные обозначения для карт разного геологического содержания. В типовых условных обозначениях рассмотрены принципы построения легенды, правила индексации геологических образований, приведены основные типовые условные знаки и пример оформления условных обозначений. Кроме цветовых условных знаков, в легенду входят и другие условные обозначения - черный и цветной крап состава, а также знаки тектонитов, кор выветривания, геологических границ, разрывных нарушений, элементов залегания, буровых скважин и др. Они размещаются снизу от цветовой части вместе с условными обозначениями. На этом же листе приводится одна или несколько стратиграфических колонок. В том случае, когда территория карты охватывает несколько структурно-формационных зон, для каждой зоны составляется по одной колонке. На ней показываются последовательность выделенных стратифицированных подразделений, их внутреннее строение, характер взаимоотношений междуними, местоположение флоры и фауны. При наличии нескольких колонок между ними проводятся корреляционные линии, показывающие, каким образом сопоставляются стратиграфические подразделения различных структурно-формационных зон. Следует отметить, что раскраска геологических подразделений на картах подбирается так, чтобы все выделенные контуры легко различались между собой по цвету, при этом интенсивность наиболее темных оттенков любого цвета должна быть такой, чтобы под ней свободно читались элементы топографии и другие условные знаки. Выбираются тона закраски не режущие глаз.
Индексы геологических подразделений наносят черной тушью (гелиевой ручкой) четко и ясно на каждую площадь выхода того или иного образования, выделенного на карте, в разрезе и условных обозначениях. В том случае, если эта площадь мала или имеет форму узкой полосы, индексы выносят черточкой-указателем на соседние площади.
Технически допустимыми размерами контуров, изображаемых на карте, принимаются: для линейных контуров — полоски шириной не менее 1 мм, для изометричных — не менее 2 мм2. Допускается обобщенное изображение нескольких мелких близко расположенных контуров с учетом характера и формы залегания тел (линзы, трещинные интрузии и т.д.). Геологические образования, не имеющие выражения в масштабе карты, но имеющие особое значение для понимания геологического строения района или оценки его перспектив на полезные ископаемые, показываются вне масштаба.
Зарамочное оформление геологической карты (см. рис. 1.1) включает в себя следующие элементы: ЗАГОЛОВОК, ГОД СОСТАВЛЕНИЯ КАРТЫ, АВТОРОВ, СВЕДЕНИЯ О МАСШТАБЕ, УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СТРАТИГРАФИЧЕСКУЮ КОЛОНКУ, ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫ.
На каждом листе карты над его северной рамкой посередине помещается название карты, включающее географическое наименование района.
Условные обозначения располагаются справа от карты. Сначала в условных обозначениях указываются стратифицированные породы. Внутри прямоугольников ставится возрастной индекс, внутреннее поле закрашивается цветом, соответствующим цвету пород на карте и разрезах. Сверху располагаются самые молодые породы и далее вниз - по увеличению их возраста. Под стратифицированными породами располагаются породы, возраст которых не может быть определен по геохронологической шкале (отсутствие флоры и фауны) т.е. не стратифицированные породы магматического происхождения. Далее указываются условные знаки: геологические границы, разрывные нарушения, элементы залегания слоев, разрывных структур и т.д. Справа от прямоугольников текстом указывается сначала возраст пород (система, отдел, ярус) затем краткая характеристика пород. Условные знаки по толщине, форме и цвету линий должны соответствовать тем же линиям на карте и разрезах.
Стратиграфическая колонка помещается слева от карты. В колонке показываются в возрастной последовательности все дочетвертичные стратифицированные отложения, как обнажающиеся на изученной площади, так и вскрытые скважинами и горными выработками. Колонка строится по максимальным мощностям отложений. Масштаб колонки устанавливается из расчета, чтобы длина ее примерно соответствовала длине вертикальной рамки карты.
Если из-за большой мощности одного или нескольких стратиграфических подразделений длина колонки резко увеличивается, то допускается делать «разрывы» (не более трех на колонку) внутри литологически однородных слоев. Эти «разрывы» изображаются двойной (с промежутком 1—2 мм) волнистой линией.
При резко различной мощности отдельных частей разреза (например, мезозоя и палеозоя) разрешается составлять для них стратиграфические колонки в разных масштабах, указав это в примечании, помещенном под колонкой. В этом случае верхняя и нижняя части колонки помещаются с разрывом в 5 мм.
Условия залегания разновозрастных отложений в стратиграфической колонке показываются знаками. Нижняя часть колонки ограничивается сплошной черной линией. Четвертичные отложения в колонке не показываются.
В вертикальных столбцах слева от колонки подписываются стратиграфические подразделения единой шкалы от системы до яруса включительно и индексы всех подразделений, выделенных на колонке. Здесь же, в случае необходимости, могут быть показаны местные названия докембрийских стратиграфических подразделений высшего ранга. Справа от колонки размещается графа, в которой отмечаются мощности отложений (в метрах) и пределы их колебаний. За ней следует графа «Характеристика пород», где приводятся названия подъярусов и подотделов палеогеновой и неогеновой системы, местных (региональных), а при необходимости также вспомогательных стратиграфических подразделений. Затем дается краткое литологическое и петрографическое описание каждого выделенного стратиграфического подразделения, с указанием приуроченных к нему полезных ископаемых, остатков важнейшей ископаемой флоры и фауны.
Геологическая карта обязательно сопровождается геологическими разрезами, которые должны наглядно воспроизводить условия залегания геологических тел, общие особенности строения выделенных в его пределах структурных зон.
Геологические разрезы помещают внизу под южной рамкой карты. Они наносятся на карту тонкими черными линиями от рамки до рамки карты, в крест простирания геологических образований. Линия разреза может быть прямой или ломаной, желательно с минимальным числом точек излома. На концах линии разреза и в точках ее излома ставят прописные буквы алфавита (разные). Разрезы размещают так, чтобы слева находились западные, северо-западные, юго-западные и южные, а справа — восточные, северо-восточные, юго-восточные и северные концы разреза. Над каждым разрезом, посредине должна быть надпись, например «Разрез по линии А — Б».
Горизонтальный масштаб разреза должен соответствовать масштабу карты. Увеличение вертикального масштаба допустимо только для районов с горизонтальным или пологим залеганием пород. Для частей района, различающихся степенью дислоцированности, могут быть составлены разрезы с разными вертикальными масштабами. Каждый разрез слева и справа ограничивается шкалой линейного вертикального масштаба с делениями через 0,5 см, цифрами через 1 см и единицей измерения. Шкалы высот должны быть не меньше, чем ширина отложений, показанных на разрезе. Над шкалами вертикального масштаба помещаются буквенные обозначения, привязывающие разрез к карте. На каждом разрезе также должны быть показаны гипсометрический профиль местности (линия дневной поверхности) и линия уровня моря (если 0 попадает на шкалу высот).
Названия географических ориентиров (рек, озер, населенных пунктов, вершин гор), через которые проходит линия разреза, выносятся над гипсометрическим профилем. Положение орографических, гидрографических ориентиров и геологических границ на разрезе должно точно соответствовать положению их на карте.
Геологические разрезы составляются, раскрашиваются и индексируются в полном соответствии с геологической картой и увязываются с ней по контурам, краскам, крапам, индексам. При малой мощности отложений отдельных стратиграфических подразделений допускается объединение их в одно подразделение, которое можно отразить в масштабе разреза, с обязательным вынесением в легенду карты соответствующих дополнительных обозначений и указанием «только на разрезах».
Четвертичные отложения фиксируются на разрезе, когда их мощность может быть отображена в масштабе разреза либо когда они имеют особое значение; в последнем случае их изображение дается в несколько увеличенном масштабе. Маломощные дайки и маркирующие горизонты, не выражающиеся в масштабе разреза, показываются цветными и внемасштабными.
Для лучшего изображения геологических структур на разрезах можно давать штриховыми линиями предполагаемое продолжение геологических границ выше дневной поверхности, а также на глубине. При необходимости на разрезе тонкими черными линиями может быть отмечена более мелкая складчатость толщ, не выраженная на карте.
Геологические структуры, имеющие собственное название, должны быть подписаны. Буровые скважины показываются на разрезах черными сплошными линиями, если они попадают на линию разреза или располагаются вблизи от нее, либо штриховыми линиями при проектировании их на плоскость разреза. Забой скважины ограничивается короткой горизонтальной линией в виде подсечки.
Под разрезами посредине указывают их горизонтальный и вертикальный масштабы.
Оформление выполняемых заданий производится на листе ватмана (формат - А1). Карта и разрезы аккуратно наклеиваются на лист ватмана.
Задание №2
Построение геологической карты и геологических разрезов для участка с наклонным залеганием слоев.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
При наклонном залегании направление падения слоев выдерживается на больших пространствах. Угол падения может меняться в широких пределах: от минут и до десятков градусов. Изменения угла падения могут присутствовать в одних и тех же слоях. Такое залегание наблюдается, например, в верхнеюрских, меловых и палеогеновых отложениях Крыма и Северного Кавказа, где толщи повсеместно наклонены на северо-восток с углами падения, достигающими 30° и более. С моноклинальным залеганием мы встречаемся при изучении складок и флексур. При наклонном залегании, для определения положения слоев в пространстве, пользуются элементами залегания слоя: линией простирания, линией падения, углом падения и азимутом падения.
Линия простирания - это линия пересечения кровли или подошвы слоя с горизонтальной плоскостью, т. е. это любая горизонтальная линия на поверхности напластования. На поверхности слоя можно провести большое количество линий простирания (аб; а161; а2б2 на рис.2).
Линия падения - это линия, перпендикулярная к линии простирания, лежащая на плоскости наслоения и ориентированная в сторону ее наклона (вг на рис.2). Она указывает направление максимального наклона слоя; вд - линия восстания слоя. Положение линии простирания в пространстве определяется ее азимутом, а линии падения - азимутом и углом падения.
Угол падения - это угол, заключенный между линией падения (вг)и ее проекцией (ее)на горизонтальную плоскость (угол α на рис.2). Он не может быть больше 90°.
Азимут простирания - это правый векториальный угол между северным направлением истинного меридиана и линией простирания. Так как линия простирания имеет два противоположных направления, то азимут простирания может быть выражен двумя значениями, отличающимися на 180° (α1, α2 на рис.2).
Азимут падения - это правый векториальный угол между северным направлением истинного меридиана и проекцией линии падения на горизонтальную плоскость (угол β на рис.2). Азимут падения слоя отличается на 90° от азимута простирания.
|
ОПИСАНИЕ ЗАДАНИЯ
На изучаемом участке наблюдается наклонное залегание горных пород. Элементы залегания слоев указываются индивидуально. На поверхности наблюдаются три слоя горных пород – первые три слоя в таблице №1. Известна точка выхода геологической границы между первым и вторым слоями, то есть точка выхода кровли второго слоя на дневную поверхность. Так же известна точка выхода подошвы данного слоя на дневную поверхность. Горизонтали поверхности проведены через 20 метров, а их оцифровка произведена через 100 метров. Масштаб топоосновы соответствует 1: 10000.
ТРЕБУЕТСЯ:
1. Построить геологическую карту для данного участка в масштабе 1:10000.
2. Построить два геологических разреза по заданным линиям. Масштабы горизонтальный и вертикальный 1: 10000.
3. Составить стратиграфическую колонку.
4. Оформить карту в соответствии с принятыми требованиями.
Задание выполняется в следующей последовательности:
1. Вычисляется величина заложения – m. Для этого используется прямоугольный треугольник, одним из катетов которого является – (h) расстояние между горизонталями, другим катетом – заложение (m). Прилежащий к катету m угол – это угол падения слоев горных пород.
2. На карте, через заданную точку выхода кровли слоя, проводится линия, соответствующая проекции линии падения слоя в горизонтальной плоскости. Например, азимут падения слоев составляет 190°. Через точку проводится линия параллельная западной или восточной кромке карты. Южное направление этой линии соответствует азимуту падения 180°. С помощью транспортира откладываем угол 10° по часовой стрелке, и проводим линию - соответствующую азимуту падения 190°.
3. Через ту же точку проводим линию перпендикулярную азимуту падения. Это будет заложение, то есть гипсометрическое положение данной границы в пространстве. По абсолютной величине высота этого заложения совпадает с горизонталью поверхности проходящей через данную точку.
4. На линии падения, по направлению падения пластов, откладываем расстояние m, и проводим следующую прямую, перпендикулярную линии падения пласта. Данное заложение будет соответственно на 20 метров ниже предыдущего заложения. Далее, по аналогии проводятся следующие линии заложения. В результате получается высотная арфа, характеризующая пространственное положение искомой геологической границы.
5. На карте хорошо видимыми точками отмечаются пересечения одноименных горизонталей поверхности и заложений. Затем эти точки соединяются плавной кривой линией. Это и будет положение искомой геологической границы на дневной поверхности. Следует помнить, что граница не может прерываться на карте, т.е. она или выходит за рамки карты, или замыкается в некий контур, в случае образования эрозионных окон с выходом более древних пород внутри контура, либо образования останцов с выходом, более молодых пород внутри контура.
6. Когда геологические границы нанесены на карту, необходимо решить, где находятся более молодые, а где более древние породы, поставить возрастные индексы и закрасить участки нужным цветом.
7. Для построения разрезов, на миллиметровке проводится линия дневной поверхности по заданной линии разреза (см. задание №1). На эту линию, засечками сносятся все геологические границы, пересекающие линию разреза на карте.
|
8. Если разрез по своему простиранию совпадает с проекцией линии падения пластов, то геологические границы от засечки проводятся, используя истинный (заданный) угол падения. Если разрез на карте расположен под углом к линии падения пластов, то необходимо замерить этот угол и пересчитать угол падения (таблица №2). В этом случае геологические границы проводятся под углом, полученным из таблицы.
Пример: истинный угол падения пласта равен 15°, угол между направлением падения пласта и линией разреза 30 °, Необходимо определить угол наклона пласта на разрезе. В таблице №2, слева в вертикальной шкале находим угол 15° и идем далее в горизонтальном направлении до пересечения со шкалой, соответствующей 30°. В месте пересечения получаем угол наклона пласта 13,5°.
9. На разрезах ставятся индексы возраста горных пород, а сами породы закрашиваются соответствующим цветом.
10. Мощности горных пород определяются на разрезах, для этого проводится перпендикулярная геологическим границам линия и замеряется ее длина. Необходимо помнить, что истинная мощность может быть измерена только в разрезах совпадающих с линией падения слоев. В других случаях замеряемая мощность несколько завышена.