Лекция 4 Наклонное залегание слоев Моноклинальная структура

Лекция 4 Наклонное залегание слоев

Моноклинальная структура p Залегание слоев называется наклонным или моноклинальным, когда они на обширных пространствах наклонены в одном направлении примерно под одним и тем же углом Пологая моноклиналь, сложенная известняками. Ичмелер. Турция.

Элементы залегания слоев При изучении наклонно залегающих слоев осадочных пород необходимо четко уяснить элементы их залегания и методы их определения p При наклонном залегании Их положение в пространстве характеризуется элементами залегания, в которые входят понятия: p линии простирания p линии падения p Угла падения p

Элементы залегания слоев

Линией простирания p p p называется линия пересечения поверхности слоя с горизонтальной плоскостью или, другими словами, любая горизонтальная линия на поверхности слоя является линией простирания данного слоя. На поверхности слоя можно провести бесчисленное количество линий простирания. В общем случае простирание слоя будет плавно изменять свое направление, но в пределах одного обнажения или же ограниченных по размерам участках поверхности слоя линию простирания можно принять за прямую.

Линией падения называется вектор, перпендикулярный к линии простирания, лежащий на поверхности слоя и направленный в сторону его наклона. p Линия падения обладает наибольшим углом наклона к горизонту по сравнению с любой другой линией, которую можно провести на поверхности слоя. p

Углом падения p называется угол, заключенный между линией падения и проекцией ее на горизонтальную плоскость.

Азимут линии простирания Азимутом заданного направления называется правый векториальный угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана и заданным направлением. v Азимутом линии простирания называется правый векториальный угол между одним из направлений линии простирания и северным направлением истинного меридиана. v. Линия простирания, как и любая другая линия, имеет два противоположных направления, поэтому у линии простирания может быть замерено два азимута, различающихся между собой на 180 °. v

Азимут падения Азимутом падения называется правый векториальный угол между проекцией линии падения на горизонтальную плоскость и северным направлением истинного меридиана. v. Так как линия падения расположена в наклонной плоскости, при измерении азимута падения необходимо найти ее проекцию на горизонтальную плоскость. v. Падение имеет одно определенное направление, и для него может быть замерен только один азимут, отличающийся на 90° от азимута линии простирания. v. Значение угла падения не может быть больше 90°. v

Элементы залегания на картах изображаются с помощью условных значков Ш Наносить элементы залегания на топографическую карту следует сразу же после замера в пункте наблюдения с тем, чтобы избежать, в отсчетах возможных ошибок, которые легко заметить, находясь у обнажения. Ш Для нанесения элементов залегания на карту через точку, в которой произведен замер, проводится меридиан и от него вправо, с помощью транспортира или горного компаса, откладывают значение истинного азимута линии падения или линии простирания и затем наносят значок, соответствующий замеру и характеру залегания.

Устройство горного компаса 1 – пластина 2 – лимб(0 – 360 ); 3 – магнитная стрела 4 – кнопка арретира магнитной стрелки; 5 – отвес (кнопка арретира на обратной стороне компаса); 6 – шкала отвеса (90 -0 -90 ); 7 – пузырьковый уровень 8 – зеркало 9 – линейки 10 – визиры 11 – указатель магнитного склонения 1. Горный компас всегда прямоугольный! 2. Разметка лимба против часовой стрелки! 3. Есть отвес! 4. Можно выставить магнитное склонение!

0 Вращение горного компаса по часовой стрелке, т. е. на восток. Стрелка относительно лимба смещается против

10 10 Вращение горного компаса по часовой стрелки, т. е. на восток. Стрелка относительно лимба смещается против

30 30 Вращение горного компаса по часовой стрелки, т. е. на восток. Стрелка относительно лимба смещается против

50 50 Вращение горного компаса по часовой стрелки, т. е. на восток. Стрелка относительно лимба смещается против

С 0 З В Ю Вращение горного компаса против часовой стрелки, т. е. на запад. Стрелка относительно лимба смещается по

С 340 З В Ю Вращение горного компаса против часовой стрелки, т. е. на запад. Стрелка относительно лимба смещается по

С 320 З В Ю Вращение горного компаса против часовой стрелки, т. е. на запад. Стрелка относительно лимба смещается по

Замеры элементов залегания горным 1. Чтобы замерить компасом азимут падения слоя, надо, держа компас горизонтальном(контр оль по уровню), приложить его короткой стороной к линии простирания, направив северным концом по направлению падения пласта и взять отсчет по северному концу стрелки. 2. Чтобы замерить угол падения слоя, надо, держа компас вертикально, приложить его длинной стороной к линии падения и взять отсчет по отвесу.

Определение истинной мощности слоя при наклонном залегании Измерение мощности слоя можно производить многими способами. p Иногда истинную мощность можно измерить непосредственно в обнажении. С этой целью рулеткой измеряют расстояние между кровлей и подошвой слоя по перпендекуляру к поверхности настлоения. p Чаще оказывается возможным измерить лишь видимую мощность слоя. p

Вычисление истинной мощности p p p а - при горизонтальной поверхности рельефа, б - по керну буровой скважины Н – истинная мощность; h – видимая мощность; α – угол падения слоя; β – угол наклона поверхности рельефа

Вычисление истинной мощности p p в - при наклонной поверхности рельефа (слой падает в сторону наклона поверхности рельефа, круче рельефа), г - то же, но слой падает в сторону наклона рельефа, положе рельефа; д - то же, слой падает в сторону, противоположную относительно наклона поверхности рельефа. Н - истинная мощность; h - видимая мощность; α - угол падения слоя; β - угол наклона поверхности рельефа

Зависимость ширины и формы выхода слоя p p p При наклонном залегании видимая мощность слоя или ширина его выхода на земной поверхности зависит от мощности слоя, угла наклона и формы рельефа. Чем больше истинная мощность слоя, тем при прочих равных условиях шире его выход на поверхности. С увеличеннием угла падения ширина выхода слоя на поверхности уменьшается, и при вертикальном залегании слоя его проекция на горизонтальную плоскость, независимо от строения рельефа, соответствует его истинной мощности. Ширина выхода слоя на поверхности зависит от формы рельефа. Она увеличивается при совпадении направления наклона слоя и наклона рельефа и уменьшается при падении слоя в сторону, обратную направлению наклона рельефа. При крутом рельефе и падении слоя в сторону, обратную падению рельефа, проекция слоя на горизонтальную плоскость может оказаться меньше истинной мощности.

Зависимость ширины выхода наклонно залегающего слоя от истинной мощности (I), угла наклона (II) и формы рельефа (III) v. А – вертикальные разрезы; v. Б – плановые изображения; vа, б – истинная мощность; vа', а", б' - проекция ширины выхода слоя на горизонтальную плоскость; vα – угол падения слоев

Изображение на карте вертикального пласта ШГраницы вертикально залегающих пластов на всем протяжении сохраняют свое плановое расположение, поэтому любой рельеф вскроет их в одном и том же месте, и их положение на геологической карте не изменится. Шт. е. рисунок границ вертикально залегающих пластов на карте совершенно не зависит от рисунка горизонталей.

Определение элементов залегания по трем точкам Существуют: p Прямые методы определения элементов залегания слоев - с помощью горного компаса, при наличии естественного выхода слоистых толщ на поверхности Земли p Косвенны графические методы, если замеры элементов залегания компасом невозможны.

Графические методы определения элементов залегания p p p Производятся по видимым падениям в стенках шурфов, карьера, берегового обрыва, и по трем точкам выхода кровли или подошвы слоя на карте или по трем скважинам, подсекающим кровлю или подошву одного и того же горизонта на некоторых глубинах от поверхности Земли. Определение элементов залегания графическим способом по трем точкам выполняются на карте, имеющей определенный масштаб и горизонтали рельефа. Необходимо помнить о том, что все три взятые точки были расположены на одной и той же поверхности наслоения (кровле или подошве слоя) и представляли абсолютные отметки над уровнем моря.

Пластовые треугольники В долинах и на склонах выходы наклонно залегающих пластов создают своеобразные фигуры рельефа, которые условно называют "пластовыми треугольниками", хотя их форма и не всегда близка к треугольнику. Правило пластовых треугольников: «Пластовый треугольник в долине указывает направление падения пласта, а на водоразделе – направление восстания»

Пластовые треугольники в моноклинали. Китай. Google. Earth Пластовые треугольники в моноклинали. Загрос. Google. Earth

Величина угла, указывающего на направление падения, в пластовых треугольниках может быть различной. p p Она зависит от наклона слоев и от формы рельефа. При вертикальном падении выход слоя на поверхность будет иметь вид прямой линии. При крутом залегании угол окажется тупым, с уменьшением наклона слоя угол превратится в острый. При одинаковом наклоне слоя выход его на крутом рельефе имеет более острый угол, чем на пологом.

Геометрия наклонного пласта 1 вертикальная плоскость сечет наклонный пласт вкрест простирания 2 вертикальная плоскость сечет наклонный пласт косо к простиранию 3 вертикальная плоскость сечет наклонный пласт по простиранию Угол падения пласта на разрезе 1 равен истинному углу падения. Угол падения пласта на разрезе 3 равен нулю, т. е. наклонный пласт будет выглядеть горизонтальным. Угол падения пласта на разрезе 2 всегда меньше истинного угла падения и больше нуля, т. е. чем ближе положение разреза к направлению падения, тем угол падения пласта на разрезе ближе к истинному, чем ближе положение разреза к направлению простирания, тем угол падения пласта на разрезе ближе к нулю!

Стратоизогипсы При решении задач структурной геологии часто используется универсальный инструмент – построение линий равных высот поверхности пласта, или стратоизогипс, которые являются аналогами горизонталей рельефа, только проводятся для поверхности пласта. Необходимо брать шаг стратоизогипс равным шагу горизонталей. Стратоизогипса – проекция на горизонтальную поверхность линии простирания, проведенной на заданной высоте, т. е. имеющей заданную абсолютную отметку. Шаг стратоизогипс – заданная разница между значениями высот соседних стратоизогипс. Обычно стратоизогипсы проводят с единым шагом. Заложение стратоизогипс – кратчайшее расстояние между соседними стратоизогипсами.

Определение направления наклона пород по пластовым треугольникам (по А. Е. Михайлову)

Если угол наклона слоев меньше угла наклона рельефа Изображение пласта на карте без горизонталей (а), б - тот же участок на карте с горизонталями (пластовые треугольники, указывающие направление падения пород, располагаются не в долинах, а на водоразделах) (по А. Е. Михайлову)

При определении направления наклона по картам, лишенным горизонталей, или по картам с выровненным плоским рельефом, следует руководствоваться общим правилом: p при наклонном нормальном залегании слои падают в сторону расположения более молодых отложений. p

Опрокинутое залегание При наклонном залегании слоев возможны два принципиально отличных случая их залегания: p нормальное p опрокинутое. p При нормальном залегании кровля слоя располагается всегда выше подошвы и падение слоев направлено в сторону более молодых по возрасту пород. p При опрокинутом залегании подошва слоя оказывается выше его кровли и падение будет направлено от молодых к более древним породам.

Изображение наклонно залегающих толщ на геологических картах p p p На геологической карте наклонные пласты изображены в виде полос, границы которых расположены под углом к горизонталям и рекам. Форма и ширина этих полос зависят от рельефа и угла наклона пласта. При горизонтальной поверхности земли, границы моноклинально залегающих пластов, совпадают с линией простирания и образуют строго параллельные линии. При неровном рельефе границы выхода пласта на поверхность изгибаются, причем, чем меньше угол падения пласта, тем большее влияние на конфигурацию выходов оказывает рельеф. Направления падения наклонных пластов определяют по возрасту и рельефу. При определении падения по возрасту слоев руководствуются правилом: наклонно залегающие пласты обычно наклонены в сторону более молодых пород.

Изображение наклонно залегающих толщ на геологических разрезах p p p При изображении наклонно залегающих слоев на разрезах необходимо учитывать ориентировку линии разреза относительно линии падения и простирания слоев, соотношения горизонтального и вертикального масштабов разреза, угла падения слоев, их мощность и форму рельефа. Если разрез направить по линии падения, угол наклона слоев и мощности слоев на таком разрезе будут истинными. В разрезах, направление которых совпадает с направлением линии простирания, слои будут иметь горизонтальное положение. При косом расположении разреза относительно линии простирания, угол наклона слоев на разрезе будет иметь промежуточное значение между 00 и истинным углом падения. При изображении наклонно залегающих слоев вертикальный масштаб должен быть равен горизонтальному.