геология

Минобронауки России
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Тульский государственный университет»
Кафедра геоинженерии и кадастра
Интернет-институт
Контрольная работа
по дисциплине: «Основы инженерной геология и гидрогеология»
Выполнил:
Проверил:
студент гр. ИБ351031 Ф.И.О. Максимов И.А.
к.т.н.,доцент, ФИО преподавателя В.В. Чекулаев
Тула 2023
1
1.Физические свойства
Каждый минерал обладает определенным физическим свойствами.
Основные свойства:

внешняя форма,

оптические характеристики: цвет, блеск, прозрачность,

спайность,

излом,

плотность,

твердость.
Внешняя форма – может быть разнообразной. Наиболее часто минералы
встречаются в виде кристаллических агрегатов и сростков, а также в виде друз,
конкреций, секреций, натечных форм и т.д.
1. Кристаллические агрегаты – скопления минеральных зерен различной формы,
зависящей от внутреннего строения минерала и формы пространства, в которой
происходит кристаллизация.
По величине зерен кристаллические агрегаты делят:

на крупнозернистые – > 5 мм в поперечнике;

среднезернистые – 2…5 мм;

мелкозернистые – 0,5…2 мм (апатит);

скрытокристаллические – < 0,5 мм.
По форме зерен:

зернистые (галит, пирит);

столбчатые (селенит, магнезит);

волокнистые (асбест);
2

пластинчатые (гипс);

чешуйчатые (графит) и др.
2. Друзы – незакономерные сростки отдельных кристаллов, прикрепленные одним
концом к какой-либо поверхности (кварц, флюорит).
3. Конкреции – округлые или неправильной формы минеральные стяжения с
радиально-лучистым или скорлупообразным сложением. Встречаются в глинах и
песках, по составу могут быть карбонатными, железистыми и др.
4. Оолиты – скопления в виде горошин концентрически-скорлуповидного строения,
образующиеся при оседании минерального вещества вокруг каких-либо мелких
частиц (лимонит, боксит).
5. Секреции – образуются при заполнении минеральным веществом пустот в горных
породах, в отличие от конкреций, отложение вещества идет от периферии к центру.
Секреции размером менее 10 мм в поперечнике называются миндалинами, более
крупные – жеодами (кварц, кальцит).
6. Натечные формы – возникают при медленном обволакивании минеральным
веществом каких-либо поверхностей (опал, малахит, сера; в пещерах – отложения
карбонатов в виде сталактитов и сталагмитов).
7. Многие минералы имеют землистый облик (марганцевая руда).
Цвет минерала в куске – зависит от химического состава, кристаллического
строения и присутствия примесей. Некоторые минералы имеют постоянную окраску
(малахит – зеленую, сера – желтую), большинство же минералов может иметь
различную окраску. Например, флюорит бывает бесцветным, желтым, коричневым,
розовым, зеленым, синим, фиолетовым и даже почти черным.
Химические и механические примеси способны изменить собственную окраску
минерала и позволяют выделять его разновидности. Кроме того, цветовые оттенки
минералов могут меняться под воздействием высоких температур,
3
ультрафиолетового и радиоактивного облучения, некоторые минералы обладают
способностью менять окраску в зависимости от условий освещения (александрит), а
также просто выцветать на солнечном свету, поэтому более постоянным признаком
минерала является «цвет черты» (порошка) минерала.
Цвет черты выявляется, если уголком испытуемого образца потереть пластинку
неглазурованного фарфора – бисквита. Если минерал окажется твердым, то
необходимо предварительно соскрести напильником немного порошка, а потом уже
растереть его на пластинке. Черта отражает собственный цвет минерала, ее окраска
более постоянна и в меньшей мере зависит от цветовых разновидностей минерала.
Так, цвет черты черного железного блеска (разновидности гематита) – вишневокрасный, золотисто-желтого пирита – черный с зеленоватым оттенком, а флюорита
(независимо от его окраски) – всегда белый.
Блеск – способность поверхности минерала отражать в различной степени свет,
различают:
1. металлический блеск (самородные металлы) – халькопирит (медный
колчедан), галенит;
2. полуметаллический (металловидный) блеск – графит;
3. неметаллический блеск бывает:

алмазным – алмаз, сфалерит;

стеклянным – топаз, кальцит, галит;

жирным – тальк, сера;

восковым – халцедон;

перламутровым – ангидрит;

шелковистым – асбест.
Многие минералы вообще лишены блеска, они имеют тусклую, матовую
поверхность – кремень.
4
Прозрачность – способность минералов пропускать свет без изменения
направления его пропускания, выделяют:
1. прозрачные – пропускают свет по всему объему (кварц, мусковит);
2. полупрозрачные (просвечивающие) – через них видны лишь очертания
предметов, свет проходит, как через матовое стекло (гипс, халцедон);
3. непрозрачные – не пропускают свет даже в тонких пластинках (пирит,
графит).
Спайность – способность некоторых минералов при ударе раскалываться с
образованием плоских поверхностей. Различают следующие виды спайности:
1. весьма совершенную – минерал расщепляется пальцами на тонкие пластины и
листочки (слюда);
2. совершенную – минерал раскалывается молотком на куски, ограниченные
ровными плоскостями, которые на отдельных участках могут быть неровными
(галит, кальцит, флюорит);
3. среднюю – минерал распадается на куски, образуя ступенчатые поверхности,
все ступеньки между собой параллельны (полевые шпаты);
4. несовершенную – на общем фоне неровного излома образуются небольшие,
параллельные между собой площадки (апатит);
5. весьма несовершенную – минералы почти не дают ровных поверхностей
(кварц).
Излом – характерен для минералов, не обладающих спайностью, т.е. не дающих
ровных поверхностей при раскалывании.
Различают следующие виды излома:

раковистый (кварц, обсидиан),

зернистый (апатит),

землистый (каолинит, бурый железняк),

занозистый (антимонит, хлорит, роговая обманка),
5

волокнистый (гипс-селенит),

ступенчатый (пьемонит),

неровный и др.
Плотность – масса вещества, отнесенная к массе равного объема воды,
следовательно, минерал с плотностью 2,6 в 2,6 раза тяжелее такого же объема воды.
Плотность – постоянная величина для каждого минерала. Плотность минералов и
горных пород колеблется от 0,6 до 20 г/см3. Минералы с плотностью ниже 2
г/см3 считаются легкими (янтарь – 1,0–1,1 г/см3, сильвин – 1,5 г/см3), от 2 до 4 г/см3 –
нормальными (галит – 2,2 г/см3, ортоклаз – 2,5 г/см3, кварц – 2,6 г/см3, корунд – 4,0–
4,1 г/см3), выше 4 г/см3 – тяжелыми (галенит, или свинцовый блеск – 7,5 г/см3,
серебро – 9,6–12 г/см3, платина – 14–19 г/см3, золото –19,3 г/см3, максимальной
плотностью обладает иридий – 23 г/см3).
Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим
воздействиям. Немецкий минералог Фридрих Моос (1773–1839) предложил шкалу,
согласно которой минералы группируются в соответствии с их относительной
твердостью по десятибалльной шкале. Эта шкала получила
название минералогической шкалы твердости или шкалы Мооса (табл. 1). Каждый
минерал, занимающий определенное место в этой шкале, царапает все минералы с
меньшим значением твердости, но в то же время сам царапается стоящими выше
него. Минералы с равным значением твердости не царапают друг друга.
Таблица 1
Шкала
твердости
по Моосу
Эталонный
минерал
1
Тальк
2
Гипс
Абсолютная Визуальные
твердость,
признаки
МПа
твердости
24 Скоблится
360 ногтем
6
Твердость
по
группам
минералов
Мягкие
Царапается
ногтем
3
Кальцит
1 090 Царапается
Средней
4
Флюорит
1 890 медной
твердости
монетой
Легко
царапается
стальным
ножом
5
Апатит
5 360 С трудом
6
Ортоклаз
7 967 царапается
Твердые
ножом
Царапается
напильником
7
Кварц
11 200 Царапает
Очень
8
Топаз
14 270 оконное
твердые
9
Корунд
20 600 стекло
10
Алмаз
100 600 Легко
царапает
кварц
Легко
царапает
топаз
Не
царапается
ничем
Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хрупкостью (галит),
плавкостью, магнитностью (магнетит, прирротит), вкусом (галит, сильин), запахом
7
(сера), ощущением на ощупь (тальк – жирный), радиоактивностью (бетафит),
иридизацией (лабрадор), двойным лучепреломлением (исландский шпат –
разновидность кальцита) и т.д.
2.Особенности кристаллического вещества от аморфного.
По агрегатному состоянию все вещества делятся на газообразные, жидкие и твёрдые
в данных условиях (например, при нормальных условиях, при комнатной
температуре и пр.). Вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях в
зависимости от температуры.
Твёрдые вещества обладают самыми разнообразными свойствами. Однако все тела,
состоящие из твёрдых веществ, в отличие от газообразных и жидких, имеют
определенную форму и объём, т. к. частицы, их образующие, не могут свободно
перемещаться относительно друг друга.
По
внутреннему
строению
на аморфные и кристаллические.
вещества
(в
Кристаллических
твёрдой
фазе)
веществ
делятся
подавляющее
большинство. В отличие от аморфных веществ, кристаллические вещества имеют
строго
упорядоченную
внутреннюю
структуру. Некоторые
вещества
могут
находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состояниях, например сера,
оксид кремния и некоторые другие.
Строение веществ влияет на их свойства: аморфные тела в отличие от
кристаллических не имеют определённой температуры плавления. В этом
заключается главное отличие аморфных веществ от кристаллических. При
нагревании аморфные тела постепенно размягчаются и переходят в жидкое
состояние. Кристаллические вещества плавятся и кипят при определённых
температурах. Эта особенность кристаллических и аморфных веществ отражена на
графике.
8
3. Минералы класса карбонаты, их особенности.
Карбонаты - многочисленная группа минералов, которые имеют широкое
распространение. К минералам класса карбонатов относятся соли угольной кислоты,
чаще всего это соли кальция, магния, натрия, меди. Всего в этом классе известно
около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе,
например кальцит и доломит.
В структурном отношении все карбонаты относятся к одному основному типу анионы [CO3]2- представляют собой изолированные радикалы в форме плоских
треугольников.
Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Ca, Mg и
Fe с комплексным анионом [CO3]2-. Менее распространены сложные карбонаты,
содержащие добавочные анионы (OH)-, F- и Cl-. Среди наиболее распространённых
безводных карбонатов различают карбонаты тригональной и ромбической сингоний.
Карбонаты обычно имеют светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д.,
исключение представляют карбонаты меди, имеющие зелёную или синюю окраску.
Твёрдость карбонатов около 3-4.5; плотность невелика, за исключением карбонатов
Zn, Pb и Ba.
Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (HCl и
HNO3), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого
газа. По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические
осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также
поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные
гидротермальные карбонаты.
9
Главные минералы-карбонаты
Группа
Минерал
Сингония Твердость
Кальцита
Кальцит СаСОз Триг.
Родохрозит
3,5-4,5
МпСОз
Магнезит
4-4,5
MgCOз
Сидерит РеСОз »
Смитсонит
Арагонита
Доломит
CaMg(COз)2
»
3,5-4
Витерит ВаСОз
3 - 3,5
3,5-4
SrCO3
Церуссит PbСОз
Малахит
Cu2(СO3)(ОН)2
Азурит
Cu3(CO3)2(ОН)2
Редкоземельных Бастнезит
карбонатов
Се(С03)Р
Паризит Ca (Ce,
La)2×[CO3]3F2
Соды
3,5-4
Арагонит СаСОз Ромб.
Стронцианит
Малахита
3,5-4,5
5
ZnCO3
Доломита
3
Натрит Na2CO3 ·
10H2O
10
3-3,5
Мон.
3,5-4
»
3,5-4
Триг.
4 - 4,5
»
4,5
Мон.
—
Нахколит
NaHCO3
»
Натрон
Шортита
Ниеререита
2,5
1 - 1,5
Шортит
Ниеререит
Na2Ca(CO3)2
Ромб.
3
»
3
Многие из широко распространенных карбонатов, в особенности же кальцит,
магнезит, сидерит, доломит, имеют сходные черты морфологии кристаллов, близкие
физические свойства, встречаются в одинаковых агрегатах и часто имеют
переменный химический состав. Поэтому бывает трудно, а порой невозможно
различить их по внешним признакам, твердости, спайности. Издавна используется
простой прием диагностики карбонатов по характеру их реакции с соляной
кислотой. Для этого наносят каплю разбавленной (1 : 10) кислоты на зерно
карбоната. Кальцит реагирует активно, и капля раствора вскипает от выделяющихся
пузырьков СО2, доломит реагирует слабо, только в порошке, а магнезит — при
нагревании.
Более надежные результаты дают следующие лабораторные исследования: точное
определение их показателей преломления; проведение микрохимических реакций на
отполированных пластинках пород с реактивами, красящими разные минералы в
различные цвета; термический анализ (определение температуры разложения
минерала, у каждого карбоната она своя); рентгеновские исследования.
Самым распространённым карбонатом является кальцит. Прозрачный кальцит
называют исландским шпатом, непрозрачный известковым шпатом. Кальцит
формирует такие породы, как известняк и мел. Подавляющее количество кальцита
сформировалось за счёт биогенного его накопления. В то же время известен и
кальцит гидротермального происхождения. В почвах кальцит накапливается в
результате реакции кальция, высвободившегося при выветривании, с углекислым
газом почвенного воздуха; особенно часто богаты кальцитом почвы засушливых
11
областей. Кальцит и доломит формируют мрамор. Сидерит типичный минерал
болотных руд; достаточно редко отмечается его эндогенное происхождение.
Малахит красивый поделочный камень; как и близкий к нему по составу и
свойствам минерал азурит Сu3(СО3)2(ОН)2, он образуется на поверхности Земли в
результате окисления сульфидов меди.
Применение карбонатов
Карбонаты кальция, магния, бария и др. применяют в строительном деле, в
химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту
широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3): при производстве стекла, мыла,
бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле.
Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными
веществами, регулирующими постоянство реакции крови.
4. Текстуры интрузивных горных пород
Текстурные особенности горных пород выражаются в распределении минералов в
пространстве, а также в пространственной ориентировке минеральных зерен.
Массивная (однородная) текстура отличается равномерным распределением всех
минералов и их агрегатов в объеме породы и отсутствием преобладающей
ориентировки каких-либо кристаллов.
Пятнистая текстура характеризует наличие скоплений тех или иных минералов в
виде более или менее изометричных пятен. Такие скопления часто образованы
цветными минералами (пироксенами, амфиболами, биотитом). Темные пятна,
обогащенные этими минералами, выделяются на более светлом фоне, где
преобладают светлоцветные минералы. Скопления цветных минералов, которые
12
имеют несколько вытянутую или линзовидную форму,
называют шлирами (шлировая текстура).
Полосчатая текстура обусловлена чередованием полос различного минерального
состав или строения. Ширина полос обычно варьирует от миллиметров до десятков
сантиметров. Примером могут служить габбро с чередованием полос, обогащенных
плагиоклазом и пироксеном. В некоторых интрузивных телах наблюдается
повторяющееся ритмичное чередование полос разного состава в интервалах,
измеряемых десятками и сотнями метров (ритмично-полосчатая текстура). Если
полосы выклиниваются на коротком расстоянии, говорят о линзовидно-полосчатой
текстуре. В лавах можно наблюдать флюидально-полосчатую текстуру, в которой в
законченном виде сохранилось взаимное расположение струй магматического
материала, существовавших к моменту затвердевания.
Директивная текстура выражается в плоскостной или линейной ориентировке тех
или иных минеральных зерен. Эта текстура отчетлива в породах, которые содержат
минералы игольчатой (роговая обманка и др.), листоватой (слюды) или таблитчатой
(полевые шпаты)
Важные текстурные особенности магматических пород связаны с наличием в них
пустот, возникающих в результате выделения газа из расплавов. Широко развиты
пористые лавы с пузыристой текстурой, в том числе шлаки и пемзы - вспененные
лавы, состоявшие из множества пустот, разделенных тонкими перегородками. Если
пустоты, оставшиеся от газовых пузырьков, заполнены вторичными минералами
(халцедоном, кальцитом, хлоритом и др.), то возникает миндалекаменная текстура.
Пустоты связанные с выделением газа при затвердевании интрузивных тел,
называют миаролами, а возникающую при этом текстуру – миаролитовой.
При подъеме магм к поверхности и растекании их по суше или морскому дну
расплавы захватывают ксенолиты – обломки боковых или подстилающих пород.
Некоторые расплавы содержат кристаллические включения глубинного вещества,
вынесенные из зон магмообразования. Кроме того, магматические породы могут
13
содержать родственные кристаллические включения, которые образуются в
процессе затвердевания самого расплава. Примерами служат гломеропорфировые
сростки вкрапленников (автолиты, или гомеогенные включения), которые
представляют собой скопления минеральных зерен, образованных на ранней стадии
кристаллизации.
5. Содержание геологических карт
Типы и виды геологических карт.
Геологическая карта с пояснительной запиской позволяет делать выводы о
формировании земной коры и закономерностях распространения полезных
ископаемых. Она служит научной основой для поисков и разведки ПИ и их
разработки. Геологические карты строятся по результатам геологической съемки,
теоретического обобщения достижений геологических наук и практического опыта
(при составлении геологических карт ведущее значение имеют такие разделы
геологии как стратиграфия, геотектоника, структурная геология, историческая
геология, литология, геохимия, минералогия, петрография, МПИ).
Геологические карты по содержанию и назначению делятся на следующие типы:
типы
собственно
геологических,
карты
четвертичных
отложений,
геоморфологические, полезных ископаемых, прогнозные.
Собственно геологические карты - являются по содержанию стратиграфическими
картами до четвертичных пород. Континентальные отложения на них не
показываются, за исключением случаев, когда мощность их велика или неизвестны
подстилающие
породы.
Условные
знаки
показывают
возраст,
состав,
происхождение, условия залегания горных пород и характер границ между ними.
14
Карты четвертичных отложений - показывают их с разделением по генезису,
возрасту и составу. Коренные - одним цветом.
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
происхождению и возрасту. При отображении
его обусловленность различными
морфометрии), по
происхождения рельефа отмечают
эндогенными и экзогенными факторами
Гидрогеологические карты - на геологической основе; информация о водоносных
горизонтах, условиях залегания, распространения, составе и режиме подземных вод.
Содержат данные о качестве и производительности водоносных горизонтов,
размерах, форме, положении древнего фундамента водонапорных систем, о
взаимоотношении
геологической
структуры,
рельефа
и
подземных
вод.
Составляются по результатам гидрогеологической съёмки.
Гидрогеологическая съёмка -комплекс полевых исследований, производимых с
целью составления гидрогеологических карт и оценки общих гидрогеологических
условий территории. Г. с. изучаются породы, слагающие водоносные горизонты,
комплексы и зоны, их фильтрационные свойства, выдержанность по площади,
мощность водовмещающих и водоупорных пород, величина напора, типы, качество
и режим подземных вод; характеризуются значения основных гидрогеологических
параметров; оцениваются геологические, геоморфологические, гидрологические,
климатические и др. факторы, влияющие на питание и формирование подземных
вод. Задачи Г. с. меняются в зависимости от её масштаба и назначения
15
Инженерно-геологические карты - показывают физико-механические свойства
горных пород и характеризуют современные геодинамические явления.
Тектонические карты - это геологические карты, отображающие историю
тектонических движений и строение земной коры
Прогнозные
карты
-
отражают
закономерности
размещения
известных
месторождений ПИ и указывают перспективные площади на различные виды
минерального сырья.
Карта
ПИ
-
на
МПИ(месторождениях
геологической
полезных
основе
отражает
все
ископаемых),
делящиеся
по
сведения
о
направлениям
использования, объему запасов и происхождению.
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.
16
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.
Цветовые - обозначают возраст осадочных, вулканических и метаморфических
пород в соответствии с международными стандартами (см. шкалу). При этом
породы нижнего отдела какой-либо системы обозначаются более темным тоном,
чем среднего и верхнего. Яркие цвета - составляют магматические горные породы
(кислые ярко-красные, основные - ярко-зеленые).
Штриховые - точки, черточки, треугольники, крестики и т.п. показывают
вещественный состав горных пород различного происхождения.
Буквенные и цифровые (индексы) - указывают возраст и происхождение пород.
Для обозначения осадочных, вулканических и метаморфических пород индекс
составляется из прописных и строчных букв латинского алфавита и цифр. Первой
17
ставится прописная латинская буква, обозначает систему, внизу справа от нее
арабской цифрой - отдел, далее - ярус строчными латинскими буквами, затем цифры
справа внизу - подъярус.
Пример: К1al3 - верхний подъярус альбского яруса нижнего отдела меловой
системы. При необходимости буквенными знаками обозначают комплексы, серии,
свиты, горизонты. Буквами греческого алфавита обозначают также состав
интрузивных и некоторых вулканических пород (пример: кислые - g, средние - d,
щелочные - x, основные - n, ультраосновные - s).
Внемасштабные (линейные) - маркирующие горизонты (слои, пласты), дайки,
жилы, геологические границы, разрывные нарушения, геологоразведовательные
выработки (скважины).
Условные знаки помещаются в прямоугольнике; справа - словесные описания.
Знаки в легенде располагаются сверху вниз от молодых к древним. Знаки
магматических пород (от кислых к у/о) - ниже. В самом низу - внемасштабные.
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.
Для построения геологического разреза в начале вычерчивают топографический
профиль. Наносят на него с геологической карты границы толщи пород,
пересекаемые разрезом. По данным об условиях залегания пластов показывают
границы распространения толщи на глубину. Над разрезом - название, числовые
18
вертикальные и горизонтальные масштабы, по сторонам - буквенные обозначения
разреза (А-А; А-В; I-I), ориентировка по сторонам света.
Стратиграфическая колонка. Условные обозначения (легенда)
Стратиграфическая колонка показывает последовательность пластования горных
пород, характеристику контактов между ними и вещественных составов. В центре геологическая колонка (без раскраски), слева - стратиграфические подразделения и
индексы; справа - мощность, затем характеристика пород.
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 структурноформационных 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
19
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.
20
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.
В пределах земной коры континентов (земная кора материкового типа) выделяются
древние платформы, составляющие как бы ядро материков и молодые платформы,
имеющие все признаки платформ (например: 2 - ярусное строение). Их складчатое
основание сформировано в палеозойские (палеозойскую, герцинскую) эпохи
тектоногенеза
вследствие
чего
молодые
эпигерцинских и эпипалеозойских.
21
платформы
получили
название
Наряду с этим есть еще более молодые складчатые области, геосинклинальное
развитие которых продолжалось не только в палеозое, но и в течении почти всего
мезозоя. Они считаются эпимезозойскими платформами. Однако, в их пределах
поверх складчатого основания еще не успел образоваться мощный осадочный чехол.
Рельеф этих областей, как правило, сильно расчленен, и складчатые комплексы
почти на всей площади вскрыты на поверхности. Поэтому области мезозойской
складчатости называют мезозойскими горно-складчатыми сооружениями или
мезозоидами (хотя эти области представляют собой основания платформы в ранней
стадии развития). Соответственно, участки, где палеозойские складчатые комплексы
выходят на поверхность и рельеф расчленен (в пределах древних платформ - это
щиты) называют калединскими и герцинскими горно-складчатыми сооружениями
или каледанидами и герцинидами. Современным геосинклинальным областям в
подвижных
частях
земной
коры,
где
происходит
горообразование,
геоморфологически представляют собой высокогорные области на континентах, а
также горным областям на дне морей и океанов, возвышающихся над уровнем
океана в виде гряд островов геос. Областей характерна высокая интенсивность
проявления всех геологических процессов - экогенных и эндогенных.
Древние (докембрийские) платформы: 1) Североамериканская; 2) Восточноевропейская; 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, СевероКрымская, Мизийская, Турганский прогиб, впадина Сунляона северо-восточного
Китая.
Западноевропейская
(северо-западная
часть
Европы
+
северо-восточная
Великобритания + Северное море + Европейский шельф Атлантического океана). В
пределах ее - Среднеевропейская синеклиза; впадины - Аквитанская (юго-запад
22
Франции), Англо-парижская, Иберийская (Испания); щиты - Армориканский,
Центрально-французский,
Рейнских,
Еланцевых
гор;
Богемских;
Вогезский,
Шваривальдский и др.
Восточно-Австралийская (восточная Австралия). Аппалачско-Мексиканская - юговосток Северной Америки.
Катазиатская - на юго-востоке Китая.
Патагонская - юг Южной Америки, платформа Канадского Арктического
архипелага - крайний север Северной Америки.
Складчатые области: байкалиты - Тимано-печорские, байкало-енисейские,
северокитайские и южно-китайские.
Каледониды - 1) запад Бразилии; 2) запад и север Африки; Аравийский полуостров;
3) южное побережье Баренцева и Карского морей; с запада и юга окаймляют
Сибирскую платформу; между Северо-Китайской и Южно-Китайской платформами;
5) Восточное образование Австралийской платформы.
Герциниды - 1) Аппалач до Кордильер; Киладский архипелаг; восточная часть
Гренландии; 2) Патагония; вдоль Лир; 3) к югу от Атлас. Гор; 4) Шпицберген;
западное
побережье
Скандинавии;
Ирландия
и
Северной
Великобритании
Центральный массив; Ла-Манш и Северное море; 5) Урал; Новая земля; к северозападу от Каспийского моря; Тянь-Шань, пустыня Гоби; Большой Ханган (Восток
Китая), северо-восток Китая (Наньлин); 6) Самый восток Австралии.
Мезозоиды - 1) Кордильеры; горы Бырранго (полуостров Таймыр); Верхалиская
область Алданское надгорье - Сихоте-Алинь; Кунь-Лунь; Тибет; полоса через
середину Индокитая - полуостров Малакка - о. Калимантан (к югу).
Алтиды - 1) Алеутские острова, Кордильеры (полуостров Аляска, Береговой
хребет, далее Съерра -Мадре); 2) Анди; 3) Атласские горы; 4) Пиренеи и горы на
юге Пиренейского полуострова; Альпы, Карпаты, Балканский полуостров; Малая
23
Азия, Кавказ; 5) Загорье; Гималаи; северо-запад Индокитая; юго-запад Аравийского
полуострова; Суматра, Камчатка, Сахалин, Курилы; Японские острова; острова юговосточной Азии
6. Геохронологическая таблица
Геохронологическая шкала представлена последовательностью истории Земли,
подразделяющей ее на систему временных промежутков. Она отражает
относительный возраст слоев осадочных пород, определенный на основе их
взаимного расположения и наличия органических остатков.
История создания
Геохронологическая шкала была составлена и утверждена в 1881 г. на
Международном геологическом конгрессе. Первоначально она представляла собой
24
последовательность разделенных на эпохи периодов. Последние были объединены в
эры. То есть исходная шкала включала три подразделения. Позже была введена
четвертая, более крупная категория — эон. В 2004 г. Международным союзом
геологических наук была утверждена разработанная Международной комиссией по
стратиграфии. В России геохронологическую шкалу, совмещенную с
стратиграфической, утверждили в конце XX в. (1992 г.). При этом добавили еще
более крупное подразделение — акроны.
Основные принципы
Геохронологическая шкала основана на расчленении толщи осадочных пород либо
связанных с ними массивов магматических по относительному возрасту. Его
определение относится к задачам геохронологии. Для данной цели применяются
методы палеонтологии и стратиграфии. Стратиграфия занимается исследованием
слоев и их последовательности, описанием условий их формирования и
содержащихся в них органических остатков. Ввиду этого метод изучения слоев и их
взаимоотношений называется стратиграфическим. Он наиболее подходит для
условий ненарушенного залегания. В таком случае расположенные сверху слои
имеют наименьший возраст. Палеонтологией называют науку о организмах
прошлого. Их останки сохраняются в осадочных породах. Причем они расположены
в определенной последовательности в соответствии с осадконакоплением: нижние
слои содержат наиболее древние остатки. При этом значение имеют не все из них а
лишь отдельные, характеризующиеся быстрой сменой в ходе эволюции при
значительном площадном распространении. Данные остатки называют
руководящими. Каждый комплекс пород имеет определенную их совокупность. На
этом основан палеонтологический метод определения относительного возраста,
считающийся наиболее надежным. Таким образом, каждому подразделению
геохронологической шкалы соответствует стратиграфический комплекс отложений,
дифференцированный на основе изменения органического мира.
Геохронологическая шкала включает следующие подразделения: время, век, эпоха,
25
период, эра, эон. Им соответствуют стратиграфические категории: зона, ярус, отдел,
система, группа, эонотема. Таким образом, существуют геохронологическая и
стратиграфическая шкалы. Первая служит для описания относительного времени
геологической истории, а вторая отражает развитие органического мира. Обычно
они совмещены. Геологическая история разделена на основе появления
органических остатков в осадочных породах на фанерозой и докембрий (криптозой).
В криптозое существовали лишь мягкотелые организмы, не оставившие следов в
осадочных породах, поэтому его называют временем скрытой жизни. Начало
фанерозоя обусловлено появлением моллюсков и прочих организмов. Еще один
принцип дифференциации времени, используемый в геохронологической шкале,
основан на первых попытках разделения геологической истории. В соответствии с
ним выделено четыре периода: первичный (соответствует докембрию), вторичный
(включает палеозой и мезозой), третичный (включает большую часть кайнозоя),
четвертичный (соответствует позднему кайнозою). Следует отметить, что местная
стратиграфическая шкала шкала отличается от международной отнесением
четвертичного периода к фанерозою вместо неогена, иным подразделением
периодов палеозоя, наличием акронов в докембрии и иным расчленением
протерозоя и архея, рассматриваемых в качестве подразделений более высокого
ранга.
Применение
Использование геохронологической шкалы определяется тем, что она связывает
геологические события в истории планеты. Ввиду этого она обширно применяется в
науках геологического цикла. К тому же стратиграфическая шкала шкала является
основой для составления геологических карт. Помимо этого, геохронологическая
шкала имеет большое практическое значение. Так, она используется при
регионально-геологических исследованиях, направленных на выяснение
тектонических особенностей территории, определение направления поисков и
разведки полезных ископаемых, особенно приуроченных к пластовым
месторождениям, соответствующих конкретным стратиграфическим уровням.
Геологические карты, создаваемые на основе геохронологической шкалы,
26
используются при проведении инженерно-геологических работ, экологических
исследований и т. д.
7. Краткое описание основных методов подсчета запасов твердых полезных
ископаемых.
Запасы месторождений твердых полезных ископаемых подсчитывают в основном
методом геологических и эксплуатационных блоков или методом разрезов. Другие
методы подсчета оказались неадекватными применяемым системам разведки, они
характеризуются громоздкими геометрическими построениями и повышенной
дисперсией средних подсчетных параметров, усложняют обоснование и применение
кондиций.
Метод геологических блоков является универсальным для подсчета запасов плоских
тел полезных ископаемых, разведанных как по геометрически правильной, гак и
неправильной сети. При этом методе выделяются равновеликие блоки (рис. 5.2),
различные по степени разведанности, мощности, содержанию полезных основных и
попутных компонентов, природным типам и сортам руд, технологическим
свойствам, гидрогеологическим и горнотехническим условиям залегания. Запасы
каждого блока подсчитываются по формулам
где V — объем тела полезного ископаемого; S — площадь тела на проекции; т —
средняя горизонтальная или вертикальная мощность тела; Q — запасы полезного
27
ископаемого; С — среднее содержание полезного компонента в объеме тела (%).
Частным случаем этого метода является метод среднего арифметического, когда все
тело полезного ископаемого представляет собой один подсчетный блок.
Метод эксплуатационных блоков применяется для подсчета запасов плоских тел,
разведанных и расчлененных горными выработками и скважинами на части,
эквивалентные по форме и размерам эксплуатационным блокам (см. рис. 5.2).
Обычно на разведочных стадиях наряду с эксплуатационными блоками —
объектами первоочередной отработки — окоитуривать геологические блоки. Для
крутопадающих тел такие блоки находятся на нижних горизонтах.
Рис. 5-2. Проекция рудной зоны на вертикальную плоскость с блокировкой запасов
и прогнозных ресурсов:

— канавы и траншеи (а — рудные, б — безрудные);
28

2 — штольня, восстающие и рассечки (полные рудные пересечения
затушеваны):

3 — пересечения скважинами рудной зоны (а — скважины с кондиционным
содержанием полезного компонента, б — с некондиционным содержанием); 4
— геологические блоки запасов (римскими цифрами указаны номера блоков,
латинскими буквами — категории запасов); 5 — контур прогнозных ресурсов
категории Pi
Оконтуривание и подсчет запасов проводится по каждому блоку, аналогично методу
геологических блоков. Подсчет запасов методом эксплуатационных блоков
повышает эффективность проектирования и отработки запасов, позволяет на
примере этих блоков проводить сравнения данных разведки и эксплуатации.
Метод разрезов применяется для подсчета запасов изометричных, трубообразных и
сложных по форме тел полезных ископаемых, преимущественно разведанных
буровыми или горно-буровыми системами, дающими возможность построить
разрезы (рис. 5.3) — они могут быть вертикальными или горизонтальными.
Заключенная между смежными разрезами часть тела полезного ископаемого
представляет собой призму, объем которой определяется по формуле
где 5, и S2 — площади смежных сечений; / — длина между смежными сечениями.
29
Рис. 5.3. Модель подсчета запасов методом вертикальных разрезов:

1 — надрудная (надинтрузивная) толща пород; 2 — граниты;

3 — рудный грейзен; 4 — разведочные буровые скважины; 5—6 —
разведочные горные выработки (5 — шахта и квершлаг, 6 — штрек, орты и
восстающий); римскими цифрами указаны номера разрезов; S — площадь на
разрезе, / — расстояние между разрезами
Если часть тела полезного ископаемого представляет собой усеченную пирамиду,
объем рассчитывается по формуле
Эта часть тела может рассматриваться в качестве одного блока или разделяться на
несколько блоков, отличных друг от друга вещественным составом руд, степенью
разведанности и т.п. Объем крайних блоков, каждый из которых опирается на один
разрез, в зависимости от формы выклинивания тела, определяется по формулам
клина или пирамиды.
30
При непараллельных разрезах вносятся соответствующие поправки к подсчету
объемов. Среднее содержание полезного компонента определяют вначале для
каждого разреза в блоке, ограниченном двумя разрезами, оно вычисляется как
среднеарифметическое или средневзвешенное на площади сечений.
При подсчете запасов россыпных месторождений применяют линейный способ,
являющийся разновидностью метода разрезов. Вначале определяют запасы
полезных ископаемых и ценных компонентов в лентах шириной 1 м по разведочным
линиям, а затем на всю длину между ними.
При крайне дискретном оруденении подсчет запасов проводят статистическим
методом. Это относится в основном к месторождениям 4-й группы, когда
совмещаются разведочные и эксплуатационные работы. По результатам этих работ
оценивается средняя продуктивность исследуемого участка и распространяется на
менее изученную потенциально рудоносную часть месторождения.
Список использованной литературы
1. https://studfile.net/preview/2038120/page:4/
2. https://studfile.net/preview/9232063/page:4/
3. https://studfile.net/preview/4465505/page:23/
4. https://studfile.net/preview/9017397/page:6/
5. https://geology.rusoil.net/distsipliny/obshchaya-geologiya/49-tipy-i-vidygeologicheskikh-kart-stratigraficheskaya-kolonka
6. https://catalogmineralov.ru/cont/geoshkala.html
7. https://studme.org/162098/geografiya/osnovnye_metody_podscheta_zapasov
31