Геологические карты и разрезы

Геологическая карта представляет собой проекцию на горизонтальную плоскость выходов различных по возрасту и составу пластов. Соответствующие геологические комплексы наносятся на обычные топографические карты и выделяют определенными условными обозначениями.

Карты по характеру отражаемых комплексов делятся на следующие типы:

– геологические, на которые наносят выходы пластов различного возраста;

– литологические, отражающие выход на поверхность пластов разного петрографического типа (песков, глин, гранитов и т.д.);

– геолого-литологические, дающие представление о возрасте и составе пород, слагающих поверхность.

При построении геологических карт четвертичные отложения, как правило, не наносятся, так как они маскируют коренные породы. Четвертичные осадки сохраняются лишь в речных долинах и на некоторых участках.

Четвертичные породы, слагающие поверхность, наносятся на карты четвертичных отложений.

Помимо перечисленных типов карт для различных целей составляются так называемые специальные карты:

– карты строительных материалов, дающие представления о распространении на поверхности горных пород, пригодных для использования в качестве естественных строительных материалов и сырья для промышленности стройматериалов;

– инженерно-геологические карты, отражающие геологические условия возведения сооружений;

– гидрогеологические карты, дающие представление о характере залегания подземных вод.

Каждая инженерно-геологическая карта – понятие собирательное и состоит из собственно карты, условных обозначений, геологических разрезов и пояснительной записки. Инженерно-геологические карты бывают трех видов: 1) инженерно-геологических условий, 2) инженерно-геологического районирования и 3) инженерно-геологические карты специального назначения.

Карта инженерно-геологических условий содержит информацию с расчетом на удовлетворение всех видов наземного строительства. Ее используют для общей оценки природных условий местности, где будет осуществлено строительство.

Карта инженерно-геологического районирования отражает разделение территории на части (регионы, области, районы и т.д.) в зависимости от общности их инженерно-геологических явлений.

Карты специального назначения составляют применительно к конкретным видам строительства или сооружения. Они содержат оценку инженерно-геологических условий территории строительства и прогноз инженерно-геологических явлений.

При составлении геологической карты главная задача – проведение на карте граничных линий выходов пластов на горизонтальную поверхность. При их построении используют полевые данные о характере залегания пластов в обнажениях, анализ общих геологических условий района, а также определенные правила построения проекций. Если пласты залегают горизонтально, то на карте их граничные линии параллельны горизонталям (рис. 5.1а). Граничные линии пластов, имеющих угол падения 90^о (т.е. вертикально падающих), будут представлены прямыми линиями, пересекающими карту в направлении простирания пластов (рис. 5.1б). Если на поверхность земли выходят наклонно падающие пласты, то их выходы будут образовывать криволинейные линии, находящиеся под разными углами к горизонталям (рис. 5.1в). Получающиеся граничные линии будут пересекать горизонтали. На участках положений рельефа они будут отклоняться в направлении падения пород, а на возвышениях – в направлении, противоположном падению. Чем больше угол падения пород, тем меньше граничные линии отклоняются от прямой.

Рис. 5.1. Изображение на картах выходов пластов:

а – горизонтальных; б – вертикальных; в – наклонных; г – выход на поверхность синклинали

По геологической карте с горизонталями можно легко определить элементы залегания наклонно падающих пластов, их мощность и рассчитать глубину залегания в любой точке местности.

Складчатые дислокации пластов на карте образуют сложный рисунок, зависящий от степени расчлененности рельефа. Возможно образование нескольких изолированных участков либо одного сложного зигзагообразного выхода. Синклинали и антиклинали образуют на плоской поверхности замкнутые эллипсовидные выходы (рис.5.1г).

Геологические разрезы представляют собой проекцию геологических структур на вертикальную плоскость. Они позволяют выявить геологическое строение местности на глубине. На геологическом разрезе показывают возраст, состав, свойства, мощность слоев, условия залегания и взаимоотношения пород, рельеф, гидрогеологические условия и проявления физико-геологических процессов (оползни, карст и т.д.).

Геологические разрезы строятся по определенным линиям на основании использования следующих данных:

1. На материале послойного описания естественных обнажений горных пород, например, в оврагах, бортах речных долин;

2. На материале послойного описания горных пород, вскрытых расчистками, колодцами, скважинами (в задании приведены исходные данные, построить разрез по ним);

3. На основании геологической карты.

Порядок построения геологического профиля на основании послойного описания горных пород в скважинах таков: на миллиметровой бумаге, с учетом заданного в варианте масштаба, с левой стороны листа строится вертикальная шкала абсолютных отметок. Предел колебаний их значений определяется в каждом конкретном случае исходя из заданных в варианте величин абсолютных отметок устья скважин. Наносится на шкалу округленная до краткой 5 или 10, наивысшая отметка, вниз от нее в масштабе откладываются последовательно другие, с меньшими значениями через 5 или 10 м. После построения шкалы абсолютных отметок наносят альтитуды устья скважин (абсолютные отметки точек пересечения скважин с земной поверхностью), которые при соединении их плавной линией дают рельеф поверхности земли на рассматриваемом участке. Первая скважина наносится произвольно на любом расстоянии от шкалы абсолютных отметок, остальные располагаются от нее в соответствии с заданным горизонтальным масштабом (при масштабе 1:1000 и расстоянии между скважинами 50 м через 5 см). Отложив абсолютные отметки устья скважин и получив рельеф поверхности земли, приступают к построению геологического разреза. Последовательно в каждой из скважин от абсолютной отметки ее устья, которая принимается за 0, откладывают мощности слоев вскрытых скважиной. Каждый последующий слой откладывается от предыдущего и зарисовывается условным знаком, данным в приложении. Слои одинакового или близкого состава и одного возраста соединяются от скважины к скважине плавными линиями. Возраст слоев дан в индексах общепринятой номенклатуры. (Q₄ – современные, Q₃ - верхнечетвертичные, Q₂ - среднечетвертичные, Q₁ - древнечетвертичные, N – неогеновые, I – юрские, Р₂ – казанские отложения перми, С – каменноугольные, Д – девонские, Р_2z – протерозойские). Слои, имеющиеся не во всех скважинах, выклинивают, сводят на нет на половине расстояния между скважинами. Слои одного возраста и близкие по составу, но несколько отличающиеся (скажем, песок глинистый и супесь), вырисовываются как один слой, но на средине расстояния между скважинами, где наблюдаются изменения, показывается замещение одних пород другими «гармошкой». После отложения слоев сбоку у вертикальной шкалы или при достаточной мощности (толще) слоев внутри их индексами показывается их возраст. Уровень поверхности грунтовых вод (УГВ) или уровень вечной мерзлоты (УВМ) даются в задании в абсолютных отметках. Эти толщи по вертикальной шкале откладываются в каждой скважине и соединяются плавной линией, для контраста желательно другого цвета, и получают линию поверхности, которая будет проходить внутри горных пород. Также в абсолютных отметках могут быть даны линзы льда, карстовые воронки и др., которые соответственно и наносят на геологический разрез.

Следующим этапом работы является оформление надписей.

Сверху над чертежом пишут «Инженерно-геологический разрез по скважинам» и указываются масштабы горизонтальный и вертикальный. Непосредственно под чертежом указывают номера скважин, расстояние между ними и абсолютные отметки их устья. Внизу под разрезом или сбоку приводятся условные обозначения пород. В правом нижнем углу листа указываются фамилия, инициалы исполнителя и номер группы.

На обратной стороне листа дается краткое заключение о возможностях строительства, исходя из рельефа местности, состава и мощностей пород, гидрогеологических условий и наличия физико-геологических процессов.

В частности, при наличии вечной мерзлоты предлагается один из вариантов строительства зданий и сооружений или с сохранением вечно-мерзлотного состояния грунтов (использование свай, вентиляционных устройств и т.д.), или с предварительным искусственным протаиванием грунтов, или в случае прочных скальных пород строительство рекомендуется вести как на немерзлых грунтах и т.д. Таким образом, работа над инженерно-геологическим профилем сводится вкратце к следующим операциям:

1. Строят слева на листе миллиметровой бумаги шкалу абсолютных отметок.

2. Наносят в масштабе по шкале в горизонтальной плоскости абсолютные отметки устья скважин.

3. Соединяя их, получают рельеф местности.

4. Принимая за абсолютную отметку абсолютную отметку скважины, от этой точки вниз откладывают мощности (толщину) слоев.

5. Одинаковые слои в разных скважинах соединяются плавными линиями, слои, присутствующие в одной скважине и отсутствующие в другой, сводятся на нет на половине расстояния между скважинами.

6. Наносится уровень грунтовых вод или уровень вечной мерзлоты.

7. Разрез оформляется надписями.

8. Пишется краткое заключение об условиях строительства на конкретной рассматриваемой площадке.

Геологические карты представляют собой проекцию геологических структур на горизонтальную плоскость. По этим картам можно судить о площади распространения тех или иных пород, условиях залегания, дислокациях и т.д. Главная задача – проведение на карте граничных линий выходов пластов на горизонтальную поверхность. При их построении используют полевые данные о характере и форме залегания пластов в обнажениях, анализ общих геологических условий района, а также определенные правила построения проекций.

Задачи

1. Схематически покажите указанные ниже формы залегания горных пород. Для каких генетических типов пород эти формы характерны. Объясните почему?

Батолит, лавовый покров, слой.

2. Схематически покажите указанные ниже формы залегания горных пород. Для каких генетических типов пород эти формы характерны. Объясните почему?

Линза, пласт, дайка.

3. Схематически покажите указанные ниже формы залегания горных пород. Для каких генетических типов пород эти формы характерны. Объясните почему?

Жила, купол, прослой.

4. Покажите на схематическом разрезе первичные формы залегания осадочных горных пород: слой, линзу, прослой, выклинивание и пережим слоя, фациальный переход одних пород в другие. Для слоя укажите его кровлю, подошву и мощность.

5. Покажите на пространственной схеме элементы моноклинально залегающего слоя (пласта): линию падения, линию простирания, угол и азимут падения, кровлю, подошву, мощность, видимую мощность.

6. Покажите схематически на разрезе синклинальную и антиклинальную складки. На схеме укажите элементы складки: крылья, замок, ядро, угол складки (при вершине), осевую плоскость.

7. Схематически изобразите названные ниже дислокации. Чем они принципиально отличаются друг от друга?

Флексура, сдвиг.

8. Схематически изобразите названные ниже дислокации. Чем они принципиально отличаются друг от друга?

Моноклиналь, сброс.

9. Схематически изобразите названные ниже дислокации. Чем они принципиально отличаются друг от друга?

Грабен, синклиналь.

10. Схематически изобразите названные ниже дислокации. Чем они принципиально отличаются друг от друга?

Антиклиналь, горст.

11. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, мощности, форме залегания, несущей способности пород, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод и выходах их в виде источников. Ответьте на вопрос: какой из признаков принимается для проведения границ на геологической карте?

12. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, мощности, форме залегания, несущей способности пород, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод и выходах их в виде источников. Ответьте на вопрос: какие из признаков отражаются на геологической карте и каким образом?

13. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, мощности, форме залегания, несущей способности пород, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод и выходах их в виде источников. Ответьте на вопрос: какие из признаков отражаются на геологическом разрезе и каким образом?

14. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, мощности, форме залегания, несущей способности пород, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод и выходах их в виде источников. Ответьте на вопрос: какие из признаков отражаются только в пояснительной записке к карте?

15. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, происхождении, мощности, водоносности четвертичных отложений, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод. Ответьте на вопрос: какие признаки являются основой для проведения границ на карте четвертичных отложений?

16. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, происхождении, мощности, водоносности четвертичных отложений, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод. Ответьте на вопрос: какие признаки показываются только на разрезе четвертичных отложений и каким образом?

17. В процессе проведения геологической съемки получены данные о литологическом составе, возрасте, происхождении, мощности, водоносности четвертичных отложений, слагающих изучаемую территорию, об уровнях залегания подземных вод. Ответьте на вопрос: какие признаки показываются на карте и разрезе?

18. Как изображается происхождение четвертичных отложений на карте четвертичных отложений – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

19. Как изображается возраст горных пород на геологических картах – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

20. Как изображаются возраст четвертичных отложений на карте четвертичных отложений – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

21. Как изображается литологический состав пород на геологических картах – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

22. Как изображается литологический состав горных пород на картах четвертичных отложений – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

23. Как изображается литологический состав горных пород на геологических разрезах – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

24. Как изображаются элементы залегания слоев и разрывные нарушения на геологических картах – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

25. Как изображаются разрывные нарушения на геологических разрезах – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?

26. Как изображается литологический состав толщи на стратиграфической колонке – цветом, буквенными индексами, штриховкой или каким-либо другим способом?