Согласное и несогласное, ненарушенное и наклонное залегание слоев (стр. 4 )

10.  Для определения верхней и нижней поверхностей покрова лав могут быть использованы скопления у кровли пузырьков газа или оставшихся от газа пустот.

Зависимость ширины и формы выхода слоя на поверхности от его истинной мощности, угла падения и формы рельефа

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 увеличением угла падения ширина выхода слоя на поверхности уменьшается, и при вертикальном залегании слоя его проекция на горизонтальную плоскость независимо от строения рельефа соответствует 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.

Для изображения наклонно залегающего слоя или его кровли или подошвы на карте пользуются заложением.

Заложением называется проекция отрезка линии падения слоя на горизонтальную плоскость, заключенного между двумя линиями простирания, проведенными по подошве или кровле слоя. Величина заложения может изменяться в зависимости от угла наклона слоя, избранного вертикального сечения между горизонтальными плоскостями, рассекающими слой, и масштаба, в котором производится построение, но она не зависит от формы рельефа. Чем положе залегает слой, тем больше при прочих равных условиях величина залегания. С увеличением угла падения слоя величина заложения уменьшается.

Пластовые треугольники. На карте с изображением выхода пласта на поверхность легко подметить одну характерную особенность в форме изгиба: линия выхода пласта на поверхность изогнута так, что она образует сравнительно резко выраженные углы в самой низкой точке рельефа и в самой высокой (на водоразделе) . Вершина угла, лежащего в самой низкой точке рельефа, направлена по падению пласта, а в самой высокой — в направлении его восстания. Если мысленно соединить стороны этих углов прямыми линиями, получим треугольники, которые носят название пластовых треугольников.

Пластовые треугольники позволяют легко определить направление падения слоев в тех случаях, когда на топографической основе геологической карты отсутствуют горизонтали. Слои наклонены в ту сторону, куда направлена вершина угла, образованного линией выхода слоя на поверхность в самой низкой точке рельефа (в долине) и в сторону, обратную направлению вершины угла в самой высокой точке (на водоразделе).

Величина угла, указывающего на направление падения, в пластовых треугольниках может быть различной. Она зависит от наклона слоев и 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 выход его на крутом рельефе имеет более острый угол, чем пологом.

Рис. Изменение формы пластовых треугольников в зависимости от угла падения пласта в плане (а) и на вертикальном разрезе (б)

Рис. Определение направления наклона пород по пластовым треугольникам в случае наклона слоев круче наклона поверхности рельефа

При определении направления наклона слоев по пластовым треугольникам необходимо иметь в виду следующее.

Если угол наклона слоев круче наклона поверхности рельефа, вершина угла, образованного изгибом слоя, направленная в сторону падения слоя, будет расположена в самой низкой точке рельефа. Это подтверждается и построением на карте с горизонталями.

Если же угол наклона слоев положе угла наклона поверхности рельефа, вершина угла, образованного изгибом слоя, направленная в сторону падения слоя, будет расположена не в долине, а на водоразделе, так как линия выхода слоя в долине окажется выше, чем линия его выхода на водоразделе.

Рис. Определение направления наклона пород по пластовым треугольникам в случае наклона слоев меньше угла наклона рельефа.

а — на карте без горизонталей; б — на карте с горизонталями

Рис. Пример наклонного залегания слоев при нормальном залегании пород

Если не учитывать эту особенность, можно ошибочно принять направление вершины угла в долине за направление падения слоя. Не следует также путать пла­стовые треугольники с изгибами горизонтально залегающего слоя, образующимися на поверхности расчлененного рельефа.

При определении направления наклона по картам, лишенным горизонталей, или по картам с выровненным плоским рельефом следует руководствоваться общим правилом: при наклонном нормальном залегании слои падают в сторону расположения более молодых отложений, что легко проверить, построив разрез по линии АБ через буровую скважину В. Слои не могут быть наклонены в другом направлении, так как в этом случае древние отложения налегали бы на молодые, что при нормальном залегании пород невозможно. При наклонном залегании и выровненном, слабо расчлененном рельефе слои вытягиваются вдоль их общего простирания. При расчлененном рельефе наклонно залегающие слои плавно или зигзагообразно изогнуты при сохранении их общего простирания.

Рис. Пример наклонного залега­ния слоев при нормальном залегании пород

Изображение наклонно залегающих слоев на аэрофотоснимках

Направления наклона слоев на аэрофотоснимках могут быть установлены по пластовым треугольникам. Конфигурация выхода слоя на поверхность зависит от формы рельефа и угла наклона слоя.

При выровненном рельефе составить представление об условиях залегания пород по аэрофотоснимкам чрезвычайно трудно, а нередко совершенно невозможно. Резкий расчлененный рельеф, наоборот, создает благоприятные условия для выявления элементов залегания.

При плавных водоразделах, широких долинах и небольших превышениях рельефа пластовые треугольники обычно широкие. При расчлененном крутом рельефе они частые, с резкими изгибами. Выходы слоев на поверхность в этих случаях нередко имеют вид непрерывных зигзагов.

При пологом залегании слоев пластовые треугольники вытягиваются, а угол, указывающий направление падения, становится острым. Этот угол с увеличением наклона слоев становится менее острым, и при крутом залегании он превращается в тупой.

При вертикальном залегании слоев их выходы образуют на снимках прямые линии, пересекающие рельеф независимо от его формы. Изгибы слоев в таких случаях связаны только с изменением их простирания. Не следует путать пластовые треугольники с изгибами слоев при горизонтальном залегании, повторяющими расположение склонов рельефа.

Определение углов падения пластов по аэрофотоснимкам можно сделать с помощью вычисления превышений по разности продольных параллаксов. С этой целью выбирают достаточно выразительный пластовый треугольник и строят линию простирания, а через вершину треугольника — проекцию линии падения. Затем измеряют превышения между линией простирания и вершиной: пластового треугольника и определяют угол наклона пласта обычным графическим способом.

Определение превышений разности продольных параллаксов может быть использовано для вычисления по аэрофотоснимкам истинных мощностей пород и построения геологических разрезов.

Изображение наклонно залегающих слоев на геологических разрезах. При изображении наклонно залегающих слоев на разрезах необходимо учитывать ориентировку линии разреза относительно линии падения и линии простирания слоев, соотношения горизонтального и вертикального масштабов разреза, угла падения слоев, их мощность и форму рельефа.

Значение ориентировки линии разреза относительно элементов залегания (линии падения и линии простирания слоев) исключительно важно. Если направить разрез 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 0° и истинным углом падения, а мощность слоев; окажется больше истинной.

При изображении наклонно залегающих слоев вертикальный масштаб разрезов должен быть равен горизонтальному. На таких разрезах углы падения слоев будут соответствовать углам, наблюдающимся в действительности. Однако могут встретиться такие условия, при которых вертикальный масштаб разреза приходится увеличивать. Это необходимо делать в тех случаях, когда на разрезе, имеющем мелкий вертикальный масштаб, показываются слои с небольшой мощностью и незначительным углом наклона или когда на разрезе вместе с наклонными изображаются горизонтально залегающие слои, имеющие небольшую мощность. При увеличении вертикального масштаба разреза линии к горизонтальному углу наклона слоев меняются и становятся больше истинных углов. Следовательно, на таком разрезе с увеличенным вертикальным масштабом изображение положения слоев будет отличаться от действительного, что заставляет геологов по возможности избегать увеличения вертикального масштаба и строить разрезы при соотношении масштаба 1:1.

Если разрез с увеличенным вертикальным масштабом строится по косому направлению относительно линии простирания, вначале вычисляют измеренный угол для косого разреза, полученное значение угла пересчитывают с помощью таблиц в соответствии с отношением горизонтального масштаба разреза к вертикальному.

Рельеф на разрезах с увеличенным вертикальным масштабом также строится искаженным. Вертикальные расстояния между высотными отметками рельефа наносят на разрез не в горизонтальном масштабе, а в увеличенном вертикальном. Необходимо иметь в виду, что на разрезах с увеличенным вертикальным масштабом истинная мощность слоев (за исключением залегающих вертикально), как и углы падения, будет искажена.