Домашнее задание
Для самоконтроля Вам необходимо ответить на следующие вопросы:
1. В какие годы и с какой целью была выполнена первая детальная геологическая съемка Донецкого бассейна?
2. По какому принципу выполнял геологическую съемку Донецкого угольного бассейна Л.И.Лутугин?
3. Кто автор синонимики угольных пластов и известняков каменноугольных отложений Донбасса?.
4. В чем выражается периодическая повторяемость пород каменноугольных отложений донецкого бассейна?
5. На сколько отделов расчленен донецкий карбон, перечислите их?
6. Сколько свит в нижнем отделе карбона Донбасса по синонимике, предложенной Л.И.Лутугиным в 1909 году, перечислите их?
7. Сколько свит в среднем отделе карбона Донбасса по синонимике, предложенной Л.И.Лутугиным в 1909 году, перечислите их?
8. Сколько свит в верхнем отделе карбона Донбасса по синонимике, предложенной Л.И.Лутугиным в 1909 году, перечислите их?
9. Что было принято за основание каждой свиты карбона Донбасса и почему?
10. Каждая свита донецкого карбона охватывает ряд известняков и угольных пластов. Какими условными знаками обозначаются они?
11. С чего начинается и чем заканчивается любая свита донецкого карбона?
12. Что обозначают в синонимике угольных пластов и известняков Донбасса заглавными буквами латинского алфавита? Приведите примеры.
13. Что обозначают в синонимике угольных пластов и известняков Донбасса прописными буквами латинского алфавита? Приведите примеры.
14. Что древнее k2 или k1, H2 или H3, G1 или H2?
15. Дайте объяснение, что обозначают следующие индексы h41, g14, как их надо читать?
16. Сколько свит в среднем отделе каменноугольных отложений Донбасса по синонимике, предложенной международной подкомиссией по стратиграфии карбона 1988 года?
17. Сколько свит в нижнем отделе каменноугольных отложений Донбасса по синонимике, предложенной международной подкомиссией по стратиграфии карбона 1988 года?
18. Что такое горизонтальное залегание? Где можно проследить последовательность залегания слоев горных пород при горизонтальном залегании?
19. Что такое моноклинальное залегание? Что является признаком моноклинального залегания?
20. Что такое прямая синклинальная складка? Породами какого возраста сложено ядро синклинальной складки? Какими признаками характеризуется прямая синклинальная складка при изображении на геологической карте?
21. Что такое прямая антиклинальная складка? Породами какого возраста сложено ядро антиклинальной складки? Какими признаками характеризуется прямая антиклинальная складка при изображении на геологической карте?
22. Что такое косая антиклинальная складка? Какими признаками характеризуется косая антиклинальная складка при изображении на геологической карте?
23. Что такое косая синклинальная складка? Какими признаками характеризуется косая синклинальная складка при изображении на геологической карте?
24. Какие разрывные нарушения наиболее характерны для Донбасса?
25. Чем отличаются взбросы от надвигов, взбросы и надвиги – от сбросов?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА, ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗРЕЗЫИ
СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА В СИНОНИМИКЕ
УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ИЗВЕСТНЯКОВ ДОНБАССА
Цель работы: Усвоение понятий и приобретение навыков чтения и практического использования геологической карты, геологических разрезов и стратиграфической колонки.
Общие понятия
Основными графическими материалами, которые характеризуют геологическое строение шахтного поля, являются геологическая карта, геологические разрезы, стратиграфическая колонка и гипсометрические планы угольных пластов.
Для отдельных шахтных полей составляются детальные геологические карты в масштабах 1:10000, 1:5000 и 1:2000 (в зависимости от сложности геологического строения и размеров шахтного поля).
Геологические карты угольных месторождений по содержанию геолого-литологические. На них отражается не только возраст, как это принято для обычных геологических карт, но и выходы на дневную поверхность или под наносы пластов угля, известняков и мощных песчаников.
Все маркирующие известняки (которые сохраняют мощность пласта на больших площадях, содержат определенный комплекс флоры и фауны) и угольные пласты наносятся на карту внемасштабными знаками согласно условным обозначениям. Обозначение возраста пород на картах производится буквенными индексами синонимики угольных пластов и известняков донецкого карбона (угольные пласты – прописными, известняки – заглавными буквами с числовыми индексами).
Углы падения плоскостей сместителей отмечаются на карте стрелками, которые проводятся перпендикулярно к плоскости сместителя и направлены по линии падения, с цифрой, выражающей величину угла падения.
Площади распространения отложений кайнозойского и мезозойского периода лишь оконтуриваются и закрашивается цветом согласно условным обозначениям возраста так, чтобы строение палеозойского структурного этажа отчетливо прослеживалось через покров более поздних отложений.
На геологических картах показываются все естественные (овраги, балки и другое) и искусственные (траншеи, карьеры и другое) обнажения горных пород, устья разведочных и технических скважин, линии ЛЭП, железнодорожные пути, газопроводы, все элементы гидрографии: ключи, колодцы, пруды, озера, водотоки балок, оврагов, болота; а также площади застройки и другие элементы местности.
На практических занятиях используются упрощенные геологические карты масштаба 1:10000 – 1:2000 или их фрагменты. Для примера рассмотрим геологическую карту участка шахтного поля масштаба 1:5000 (рис. 2.1). На ней показаны согласно синонимики угольных пластов и известняков Донбасса выходы на дневную поверхность угольных пластов h2, h3, h4 (1), известняка H3 (2), нерасчлененные песчано-глинистые отложения (3) и тектоническое нарушение (4).
Геологические разрезы представляют собой изображение на вертикальной плоскости строения участка земной коры в заданном масштабе по определенной линии и являются одной из форм геометризации угольных месторождений. Они характеризуют структуру, тектонику, литологический состав месторождения, глубину и форму залегания угольных пластов, границы горных отводов действующих, строящихся и запроектированных предприятий.
Линия, по которой строится геологический разрез, показывается на геологической карте в виде отрезка с буквенными или цифровыми индексами. Например, линия I-I1 на геологической карте участка шахтного поля (рис.2.1). Обычно геологические разрезы ориентируют по сторонам света. Если направление линии разреза совпадает с направлением магнитного меридиана, то при построении геологического разреза чаще всего слева располагают северную часть разреза, а справа – южную.
В случае диагонального расположения линии разреза, его правильная ориентировка определяется путем мысленного поворота линии разреза на карте в направлении острого угла, образованного линией разреза и нижней рамкой карты.
Принцип построения геологического разреза рассмотрим позже.
Нормальная стратиграфическая колонка - это графическое изображение последовательности залегания пород разного возраста и состава в пределах участка, показанного на геологической карте в определенном масштабе. Стратиграфическая колонка, по сути - литологическая колонка, представленная известняками, угольными пластами и вмещающими их песчано-глинистыми отложениями. Выполняется она в системе условных знаков синонимики угольных пластов и известняков Донбасса. Расстояние на стратиграфической колонке между пластами истинное (по перпендикуляру к плоскостям напластования). На практических занятиях используются упрощенные стратиграфические колонки, построенные в масштабе карты, на которых обычно показываются пласты углей и известняков.
Порядок выполнения работы
1. Определить элементы залегания угольного пласта по данным геологической карты участка шахтного поля и нормальной стратиграфической колонки масштаба 1:5000 (рис.2.1).
Для выполнения этого задания нам необходимо определить азимут простирания, азимут падения и угол падения определенного угольного пласта.
§ Линия простирания пласта – это линия пересечения пласта с горизонтальной плоскостью. На геологической карте (рис.2.1) линия МN – линия простирания пласта h2.
§ Азимут простирания – горизонтальный угол между северным направлением магнитного меридиана и линией простирания, отсчитываемый по часовой стрелке. Измеряется в градусах. Углы b1, b2 - азимуты простирания угольного пласта h2 и отличаются друг от друга на 180о.
§ Падение – максимальный наклон пласта, слоя, толщи к горизонтальной плоскости.
§ Линия падения - это векторная линия, которая показывает куда падает пласт. При моноклинальном или складчатом наклонном залегании пород она совпадает с направлением изменения возраста пород (от более древних к более молодым). Линия АО – линия падения угольного пласта h2.
§ Азимут падения –горизонтальный угол между северным направлением магнитного меридиана и проекцией линии падения на горизонтальную плоскость, отсчитываемый по часовой стрелке. Измеряется в градусах. Угол j - азимут падения угольного пласта h2.
§ Угол падения –это вертикальный угол между линией падения и ее проекцией на горизонтальную поверхность. Он может быть легко определен из прямоугольного треугольника, гипотенузой которого является расстояние между пластами на геологической карте (отрезок АВ), а катетом - расстояние между этими же пластами в стратиграфической колонке (отрезок R1). Для построения треугольника на карте достаточно из точки В радиусом, равным R1, провести дугу, касательная к которой из точки А и будет перпендикулярна к радиусу в точке касания. В образовавшемся треугольнике АВС угол a является искомым углом падения угольного пласта h2 (рис.2.1).
Найденные элементы залегания пласта записываются в следующем виде: аз. прост. 100о, аз.пад. 10о, Ð 40о.
2. Построить геологический разрез по направлению нормальному к простиранию пород, используя данные геологической карты и стратиграфической колонки участка шахтного поля.
На геологической карте (рис.2.1.) проводим линию разреза по направлению нормальному простиранию пластов – линия I-I1. Ниже геологической карты делаем надпись «Геологический разрез по линии I-I1», затем внизу указываем масштаб разреза. Горизонтальный и вертикальный масштабы этого разреза обычно принимаются одинаковыми и равными масштабу геологической карты (в нашем случае надо писать «Масштаб 1:5000»). Условно принимаем, что рельеф участка шахтного поля представляет собой горизонтальную плоскость и отметка его равна 0 м. Поэтому ниже строчки с указанием масштаба, отступив 0,5-1 см, проводим горизонтальную линию поверхности земли, равную длине линии разреза на геологической карте. У этой линии проставляем ориентировку относительно сторон света. Эта ориентировка располагается на одном уровне с обеих сторон разреза, вне площади разреза. В нашем случае слева пишем ЮЗ, справа - СВ. С боков линия разреза ограничивается вертикальными линиями. На левой вертикальной линии наносим шкалу глубин в соответствии с принятым масштабом геологической карты (1 см соответствует 50м глубины) и проводим горизонтальные линии через каждый сантиметр.
Затем к линии разреза на геологической карте прикладываем лист бумаги (полоску бумаги) и отмечаем на ней точки выходов угольных пластов h2, h3 и h4 и известняка H3.Возле каждой точки записываем индекс пласта.
Для построения геологического разреза переносим данные с полоски бумаги на горизонтальную линию поверхности геологического разреза. Возле каждой точки, перенесенной с полоски бумаги, тонким карандашом проставляем индекс пласта. Данные записи являются вспомогательными. Используя данные стратиграфической колонки, определяем какой из пластов, выходящих по линии разреза на дневную поверхность, является наиболее молодым по возрасту. В нашем случае наиболее молодым является угольный пласт h4, наиболее древний – h2.
Для определения положения пласта h2 в вертикальной плоскости, измеряем на стратиграфической колонке расстояние между пластами h2 и h4, равное R1. Из точкивыхода пласта h4 на дневную поверхность на линии разреза радиусом R1 проводим дугу тонкой, вспомогательной линией. Из точки выхода угольного пласта h2 на дневную поверхность к дуге проводим касательную линию, которая определит его положение в плоскости геологического разреза. На касательной делаем разрыв и записываем индекс пласта. Остальные пласты, которые залегают выше угольного пласта h2, через их точки выхода на поверхность проводятся параллельно ему (рис.2.1).
Пласты, которые залегают ниже угольного пласта h2 и не выходят на поверхность, проводятся параллельно вышележащим пластам на соответствующих расстояниях, взятых по стратиграфической колонке (R2, R3, R4), отложенные по нормали к плоскостям напластования.
Все вспомогательные линии необходимо удалить.
Домашнее задание
1. По заданным геологическим разрезам по линиям I-I1 , II-II1 и III-III1 построить геологическую карту и нормальную стратиграфическую колонку (рис.2.2).
2. Разъяснение к выполнению всех домашних заданий:
§ Домашнее задание выполняется на ватмане формата А-4 или А-3.
§ В верхней части листа делается надпись "Практическая работа №....".
§ Ниже записывается тема домашнего задания.
§ В правом нижнем углу указывается группа и фамилия студента.
§ Все работы выполняются с учетом указаний, изложенных в текстах практических работ.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3
ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ И
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫПО ДАННЫМ БУРОВЫХ СКВАЖИН
Цель работы: Приобретение опыта анализа результатов бурения и практического их использования для подготовки основных геологических материалов по шахтному полю.
Основные понятия
Ведущим техническим способом разведки месторождений твердых полезных ископаемых является бурение колонковых скважин. Оно характеризуется относительной быстротой производства работ и достаточно высокой точностью получаемых результатов.
Буровая скважина представляет собой горную выработку цилиндрической формы малого диаметра (в основном от 30 до 250 мм) и большой глубины (нередко более 2000 – 2500 м), которая может проходиться под любым углом к горизонту с поверхности Земли или из подземных выработок. Геологическая документация колонковой буровой скважины опирается на изучение поднятого по интервалам бурения керна, т.е. колонки выбуренных горных пород. По окончанию производства буровых работ выполняются геофизические исследования ствола скважины. По результатам буровых и геофизических исследований составляется сводный геологический разрез по оси скважины в масштабе 1:500 – 1:1000, в котором приводятся технический разрез скважины, геолого-литологическая колонка в условных обозначениях с указанием мощности пластов и углов падения, гидрогеологические сведения и др.
Документация буровых скважин широко используется при построении геологических разрезов, геологических карт, стратиграфических колонок.