Что показано на геологических картах?
Небольшой курс геологии я проходил в университете и, честно признаюсь, эта наука чем-то меня захватила. А так как я неплохо разбираюсь в основных понятиях этой науки, попробую доступным языком объяснить, что такое геологическая карта, и для обозначения чего она предназначена.
Что показано на геологической карте
Такая карта — графическое изображение, где с помощью специальных знаков обозначаются особенности геологического строения определенной территории. Кроме этого, возможен и куда больший охват: до континентов и даже всего земного шара. На карте обозначены выходы горных пород, что различны по возрасту, составу, природе происхождения, а также условиям расположения. При помощи такой карты не составит труда сделать определенные выводы касательно формирования земной коры и распределения полезных ископаемых. Она незаменимый помощник геологов в ходе экспедиций по разведке ископаемых, а также непосредственно при разработке месторождения.
Геологическая карта — результат трудов множества специалистов и выступает основой при составлении прогноза полезных ископаемых, прокладке маршрута разведочных экспедиций, строительных и других работах. Однако не всегда возможно отобразить все данные на одной карте, а потому для определенного участка могут быть созданы сопутствующие карты, где в деталях указаны особенности геологической истории либо характеристики геологического строения.
Типы геологических карт
Исходя из назначения и содержания, карты подразделяются на:
Геологические карты и разрезы
Геологическая карта
Геологическая карта — карта, отображающая геологическое строение определенного участка земной коры. На геологической карте изображаются распространение на земной поверхности, а иногда и на определенной глубине различных геологических тел, свойства горных пород и другие данные. Вынести на один лист карты всю геологическую информацию невозможно — такая карта будет безнадежно перегружена, поэтому для отдельно взятой территории в зависимости от необходимости и имеющейся информации может быть составлено много карт различного содержания.
Следует предупредить читателей от ошибочного мнения, что для любой точки нашей страны имеются все геологические карты. Это далеко не так. Если какая-либо территория представляет народнохозяйственный интерес, для нее могли быть построены десятки крупномасштабных геологических карт различного содержания, если такого интереса не было, то изученность территории будет гораздо меньше, т.е. она будет характеризоваться только картами мелких масштабов.
Геологические карты составляются на топографической основе и имеют стандартные масштабы, например, 1: 10 ООО ООО, 1 : 500 ООО,1 : 25 ООО или 1 : 1000. По масштабам геологические (стратиграфические) карты делятся так:
В литературе можно встретить несколько иные подразделения масштабов, что, впрочем, не меняет сути дела, так как название масштаба не меняет содержания самой карты.
Для всей территории нашей страны только недавно составлена геологическая карта масштаба 1 : 1000000 (стратиграфическая). Более крупные по масштабу карты составлялись не для всех территорий. Карты четвертичных отложений, тектонические, гидрогеологические и инженерно-геологические для всей территории имеются только в масштабе 1 : 2 500 000.
Полевая работа по составлению геологических карт называется съемкой, а наличие карт по некоторой площади называется покрытием площади съемкой. Геолого-съемочные работы сложное, продолжительное и затратное мероприятие. Необходимо понимать, что когда речь идет о площадях, многое возрастает по квадрату. Для построения карты масштаба 1 : 200 000, т.е. в 5 раз крупнее масштаба 1 : 1 000 000, надо приложить в 25 раз больше усилий и средств. Комплексная съемка (экономически самая разумная) — одновременная работа по составлению комплекта геологических карт некой территории.
По единому государственному плану съемкой в масштабах крупнее 1 : 1 000 000 покрывалась территория Европейской части СССР и Российской Федерации. В масштабах 1 : 500 000, 1: 200 000, 1 : 100 000, 1 : 50 000 (по части площади) съемка проводилась комплексно, по листам, назначенным заранее, комплект карт сопровождался пояснительными томами.
Для ограниченных по площади, но важных, значимых территорий проводились отдельные геолого-съемочные работы в крупных и самых крупных масштабах. Это территории населенных пунктов,
месторождений полезных ископаемых, городов, гидроузлов, аэропортов, морских портов, крупных промышленных предприятий, трасс автомобильных и железных дорог, линий электропередачи и т.п. Например, для территории Москвы имеются геологические карты в масштабах 1 : 25 ООО и 1 : 10 ООО. Для обоснования проекта сооружений составляются детальные инженерно-геологические карты участка строительства в масштабе 1 : 500 — 1 : 2000.
Все геологические карты сопровождаются условными обозначениями. Знаки обычно заключаются в небольшие прямоугольники. Список условных обозначений иногда называют легендой. Весь использованный материал должен быть расшифрован: размеры прямоугольников 1,5 х 0,75 см с шагом 0,5 или 0,25 см.
На демонстрационном графике допускаются размеры 2 х 1 см с шагом 1 см. Подписи к условным знакам принято начинать с прописной буквы, знак тире не используется.
Прежде всего территорию характеризует стратиграфическая геологическая карта со снятыми четвертичными отложениями, показывающая распространение на поверхности дочетвертичных пород. Упрощенно такая карта зовется просто геологической, ее особенностью является то, что на ней не показывают четвертичные отложения. Допускается два исключения из этого правила.
Площади распространения осадочных пород отмечены индексом и раскрашены в соответствии со стратиграфической колонкой, окраски в которой специально для этого и были назначены. Все индексы расшифровываются в списке условных,обозначений.
Как поступают, если «не хватает» цветов? Допустим, в крупном масштабе рассматривается территория распространения одного стратиграфического отдела, подробно расчлененного на множество более мелких подразделений — ярусов, свит, горизонтов и т.п. В таком случае разрешается использовать цвета других систем, не присутствующих на данной карте.
Кроме того, издание в типографии позволяет варьировать фактурой печати и получать намного больше вариантов одного цвета, чем при обычном использовании карандаша или краски.
Магматические и метаморфические породы индексируются буквами латинского и греческого алфавита, используются яркие тонаокрасок. Штриховые знаки могут обозначать не только состав, но и возраст пород.
Пример геологической карты. Макет
Средне- и крупномасштабные карты сопровождаются стратиграфической колонкой и схемой строения четвертичных отложений. Стратиграфическая колонка отражает возрастную последовательность, мощности и состав горных пород как обнажающихся на поверхности, так и вскрытых горными выработками на рассматриваемой площади. Для колонки принята стандартная табличная форма из вертикальных граф.
Схема строения четвертичных отложений выполняется в более крупном масштабе по сравнению с картой. Схема представляет собой сводный разрез аллювиальных отложений на территории, охваченной картой. Изображаются высота, по возможности ширина, соотношение, распространение террас, погребенный аллювий. Подобный рисунок уже приводился.
Карта четвертичных отложений строится для изображения геологических тел четвертичного возраста, т.е. преимущественно континентальных пород, залегающих непосредственно на поверхности. Они обладают рядом особенностей, отличающих их от залегающих ниже дочетвертичных пород.
Четвертичные отложения обозначают на картах определенными цветом и индексом. В индексе строчные латинские буквы означают происхождение пород. Окраски на этих картах также обозначают происхождение, их не следует путать с цветами из стратиграфической колонки.
В настоящее время при обозначении четвертичных отложений латинскую букву Q чаще не пишут, а отдел системы обозначают большими римскими цифрами, например, в индексе отложений московского оледенения вместо gQII m получается gII m.
Пример карты четвертичных отложений приведен на рисунке ниже.
Пример карты четвертичных отложений (макет)
Геолого-литологические карты и разрезы составляются обычно для небольших площадей в крупных масштабах на стратиграфической и топографической основе. Помимо возраста и происхождения на них показывают состав пород. Такие карты составляются для площадок инженерного освоения, площадей разведки полезных ископаемых и в других аналогичных случаях.
Состав пород изображают штриховыми знаками.
Условные обозначения некоторых осадочных пород
Следует заметить, что знаки состава пород, используемые в различных учреждениях, хотя и похожи, но могут отличаться друг от друга — всегда следует быть внимательным при чтении геологической документации, так как может оказаться, что одними (или очень похожими) знаками обозначены различные породы. Например, для обозначения растительного состава торфов используется несколько знаков, похожих на обозначения разновидностей магматических пород. Напомним, что геологи выделяют сотни разновидностей горных пород. Иметь такое количество штриховых знаков представляется нецелесообразным, общий список знаков такой длины не составляется. Случается, что для обозначения одной породы используются разные знаки.
Условные обозначения некоторых магматических и метаморфических пород
Часто возникает необходимость изображения на разрезе некоторых дополнительных сведений, касающихся состава или свойств горных пород. Например, требуется показать трещиноватость скальных пород, крупность песков, тонкое переслаивание или небольшие прослои одной породы внутри другой. Графика позволяет это сделать.
Некоторые условные знаки для изображения особенностей петрографического состава пород
При необходимости любую особенность состава и свойств пород можно отобразить на разрезе с помощью соответствующего условного знака.
Далее на основе геолого-литологической карты строятся инженерно-геологические карты.
Геоморфологические карты характеризуют рельеф земной поверхности с точки зрения его возраста, генезиса, истории развития, внешнего облика и современных рельефообразующих процессов. Для одной территории может быть составлен комплект геоморфологических карт. В зависимости от масштаба геоморфологические карты изменяются по содержанию.
Тектонические карты могут составляться комплектом. Они отображают историю тектонических движений и современное тектоническое строение территории, показывают прежде всего границы и возраст тектонических структур различного порядка. В за висимости от масштаба карты выделяют крупные, средние или мелкие тектонические структуры — литосферные плиты, платформы, щиты, складчатые пояса, синеклизы и антеклизы, региональные разломы. Показывают глубину залегания кристаллического фундамента, оси складок, углы падения пластов, поднятия и прогибы, направление и скорость тектонических движений.
Пример геолого-литологической карты (макет)
Для примера приведена тектоническая карта современных вертикальных движений Русской платформы. Как можно видеть, площадь весьма неоднородна, рисунок имеет мозаичный характер, но общая закономерность такова: на юго-западе преобладает поднятие, а на северо-востоке — опускание.
Гидрогеологические карты строятся на геологической основе. Основными являются карты распространения водоносных горизонтов в четвертичных и дочетвертичных отложениях. На гидрогеологических картах показывают абсолютные отметки, направление движения, расходы, глубины залегания, химический состав, запасы, загрязнения и многие другие характеристики подземных вод.
Содержание карты сильно меняется в зависимости от площади, которую она охватывает. Если рассматривается территория ре гиона или группы регионов, карты будут показывать общие закономерности залегания, распределения, состава и свойств подземных вод, если территория отдельного населенного пункта, — много внимания будет уделено наблюдаемым особенностям. Подробнее гидрогеологические карты рассмотрены в части II «Гидрогеология».
Пример геоморфологической карты (схема геоморфологического районирования Балтийского щита
Инженерно-геологические карты. Мелкомасштабные карты охватывают значительные территории и показывают общие закономерности. Пример такой карты дан на рисунке ниже (карта пораженное™ центральных областей оползневыми процессами).
Схематическая тектоническая карта современных вертикальных движений земной коры Русской платформы
Крупномасштабные карты обычно строятся на основе гео- лого-литологических карт и карт четвертичных отложений при необходимости с привлечением данных о более древних породах. Для их составления могут проводиться дополнительные разведочные и съемочные работы.
Карта пораженности территории Центрального федерального округа оползневыми процессами
На детальных картах может представляться информация о свойствах грунтов и геологических процессах как современных, так и происходивших в прошлом, способных активизироваться или возникнуть вновь, особенно под действием антропогенного фактора.
Прочие карты (месторождений полезных ископаемых, палеогеографические, геоэкологические, геокриологические, геофизические, почвенные и др.) составляются в зависимости от практической необходимости.
Пример инженерно-геологической карты для составления схемы районной планировки
Геологический разрез — вертикальное сечение земной коры от поверхности в глубину. На разрезе изображается залегание геологических тел. Разрезы составляются по геологической карте с топографической основой, обнажениям и расчисткам горных пород на склонах, скважинам, шурфам, прочим выработкам и геофизическим данным.
Горизонтальный масштаб разреза обычно принимается по геологической карте. В случае горизонтального залегания пород вертикальный масштаб разреза приходится увеличивать в 20, 50 или даже в 100 раз. Причина в том, что размеры пластов горных пород по горизонтали в сотни и тысячи раз больше, чем по вертикали. Если не сделать увеличения вертикального масштаба, пласты просто невозможно будет ни изобразить, ни рассмотреть на чертеже.
Пример детальной инженерно-геологической карты строительной площадки
В увеличенном вертикальном масштабе изображены практически все разрезы на рисунках в данном учебном пособии (аналогично и в других книгах по геологии). Увеличение вертикального масштаба считается недопустимым только при складчатом залегании пород, так как на чертеже из-за этого изменяются углы наклона пластов.
Что показано на геологических картах
Геологические карты по содержанию и назначению делятся на следующие типы: типы собственно геологических, карты четвертичных отложений, геоморфологические, полезных ископаемых, прогнозные.
Литологические карты показывают области распространения различных типов осадочных пород определенного геологического возраста на географической основе. Помимо возраста показывают в условных обозначениях (- штрихом, точками и т.д.) состав пород.
Геоморфологические карты показывают основные типы рельефа и его отдельные элементы с учетом их происхождения и возраста.
Геоморфологические карты- это карты, характеризующие рельеф земной поверхности по физиономическим признакам (морфографии и морфометрии), по происхождению и возрасту. При отображении происхождения рельефа отмечают его обусловленность различными эндогенными и экзогенными факторами
1 Масштабы.
Обзорные карты М 1:1000000 и мельче. Изображены общие черты геологического строения отдельных регионов, государств, континентов. Составляются путем обобщения более крупномасштабных карт с применением дистанционных и геофизических исследований.
Мелкомасштабные карты М 1:1000000 и 1:500000 дают представление о геологическом строении и закономерностях распространения полезных ископаемых обширной территории и отдельных государств. Топооснова сильно упрощена, сохраняются крупные реки, населенные пункты, очертания водоемов. Сопровождаются объяснительной запиской к каждому листу.
Среднемасштабные карты М 1:200000 – 1:100000 составляются в рамках листов международной номенклатуры. Передают основные черты геологического строения данной территории, МПИ, дают прогнозную оценку. На топооснове разрежена сеть горизонталей. Сопровождаются стратиграфической колонкой, разрезами и объяснительной запиской.
Крупномасштабные карты М 1:50000 – 1:25000 составляются полистно на точных топоосновах с подробным изображением геологического строения районов, должны дать возможность составить ясное представление о глубинном строении территории. Карты М 1:50000 сопровождаются стратиграфической колонкой и разрезами. Для группы смежных листов со сходными чертами строения составляется общая объяснительная записка.
Детальные геологические карты М 1:25000 и крупнее и составляются на специальных топоосновах. Это геологическая карта района, участка или месторождения.
1.2 Оформление и условные знаки геологических карт.
Составляют и оформляют карты по ГОСТУ. Геологическая карта сопровождается условными обозначениями или легендой, стратиграфической колонкой. Надписи к карте помещаются над ее северной и под ее южной рамкой. Карта сопровождается числовыми и графическими (линейными) масштабами.
В качестве условных обозначений используют цветовые, штриховые, буквенные и цифровые.
3 Геологические разрезы.
Геологический разрез представляет собой графическое изображение на вертикальной плоскости геологического строения участка. Его составляют по геологическим картам или по данным геолоразведовательных выработок. Разрез показывает последовательность и мощности слоев, формы их залегания, расположения и формы залегания в вертикальной плоскости массивов изверженных пород и тел ПИ. Составление, раскраска и индексация разрезов осуществляется в соответствии с геологической картой и условными обозначениями.
Стратиграфическая колонка. Условные обозначения (легенда)
При согласном залегании пород в стратиграфической колонке граница прямая, при несогласном – волнистая
Условные обозначения стратиграфических подразделений (свиты и толщи, расчлененные на более дробные подразделения – подсвиты и пачки) строятся офациальной изменчивости свиты или различной детальности ее расчленения в разных частях района символ возраста свиты помещается в правой части микроколонки.
В случае если на одном стратиграфическом интервале в разных структурно-формационных зонах представлены различные свиты, то легенда для данного стратиграфического интервала строится по зональному принципу˸ для каждой зоны составляется отдельная микроколонка.
Стоит сказать, что для нестратиграфических подразделений, расчлененных на подкомплексы, также рекомендуется применять условные обозначения в виде микроколонок, которые составляются, как и для стратиграфических подразделений. В микроколонке подкомплексы должны размещаться таким образом, чтобы их порядковые номера возрастали снизу вверх. Οʜᴎ закрашиваются цветом или обозначаются цветовым знаком соответствующей группы пород.
В случае если комплексы расчленены только на одновозрастные петрографические разновидности пород, их условные обозначения имеют вид таблицы, которая делится на ряд граф по числу петрографических разновидностей в данном комплексе.
Гидротермально-метасоматические образования, связанные с конкретными фазами магматизма и этапами метаморфизма, показываются в отдельных прямоугольниках, расположенных правее прямоугольников соответствующих подкомплексов и фаз.
Характеристика каждой свиты (толщи) и комплекса в тексте условных обозначений должна состоять из перечисления все более дробных подразделений˸ подсвит, толщ, пачек, маркирующих горизонтов. Здесь же приводятся краткие сведения о литологических особенностях каждого из этих подразделений. Важно заметить, что для стратиграфических подразделений указываются их мощности. Принадлежность свит к серии показывается с помощью фигурной скобки, охватывающей условные знаки свит.
Характер контактов между геологическими подразделениями (согласное залегание, стратиграфическое несогласие и т. д.) отражается формой нижней линии, ограничивающей микроколонку или прямоугольник свиты (толщи) в соответствии с условными обозначениями (рис.1 , р – т).
Кроме условных обозначений стратиграфических и нестратиграфических подразделений даются прочие условные обозначения.
На стратиграфических колонках должны быть показаны в возрастной последовательности все дочетвертичные отложения, известные на изученной площади, как обнажающиеся, так и вскрытые скважинами и горными выработками. На колонках отражаются все выделяемые на геологической карте серии, свиты, подсвиты и горизонты. Слева от колонки в возрастной последовательности показываются общие и региональные подразделения, с которыми сопоставляются местные и вспомогательные подразделения. При этом дробность общей и региональной стратиграфических шкал должна быть такой же, как в условных обозначениях к геологической карте.
Стратиграфические подразделения на самих колонках раскрашиваются цветами, использованными на геологической карте. В выделенных подразделениях состав пород отображается горизонтально расположенными черными знаками с детальностью, отражающей общее строение свиты
Характер соотношений между подразделениями изображается специальными знаками (рис.1). Слева от колонки указываются индексы стратиграфических подразделений, справа – приводятся цифры мощности каждого подразделения и названия местных подразделений, состав.
Колонки вычерчиваются в определенном масштабе, но он не указывается. Вертикальный масштаб колонки выбирается таким образом, чтобы можно было отразить основные особенности внутреннего строения выделенных подразделений. Колонки строятся по максимальным мощностям отложений. В случае если из-за большой мощности одного или двух стратиграфических подразделений длина колонки резко увеличивается, то допустимо делать пропуски (ʼʼразрывыʼʼ) внутри однородных интервалов разреза. Эти ʼʼразрывыʼʼ (не более трех) изображаются волнистой двойной тонкой линией с промежутками 2 мм. В случае если мощности отдельных частей разреза (к примеру, отложений мезозоя и палеозоя) резко различны, разрешается составлять для них колонку в разных масштабах, оговорив это в примечании, помещенном под колонкой.
3.Тектоническое районирование мира.
Древние (докембрийские) платформы: 1) Североамериканская; 2) Восточно-европейская; 3) Сибирская; 4) Южноамериканская; 5) Северо-Африканская; 6) Аравийская; 7) Южно-Африканская; 8) Индийская; 9) Восточно-Китайская; 10) Южно-Китайская; 11) Австралийская; 12) Антарктическая. Щиты: Гвианский, Декинский, Регибатский (запад Сахары), Туарегский (центр Сахары), Калгули (Австралия).
Молодые платформы: Евразийская, плиты: Западно-Сибирская, Туринская, Северо-Крымская, Мизийская, Турганский прогиб, впадина Сунляона северо-восточного Китая.