Геологическое картирование с основами структурной геологии

Методики разномасштабного геологического картирования разных горных пород и разных структур земной коры изложены в многочисленных инструкциях, практических руководствах и методических рекомендациях.

Для обеспечения геологического картирования необходимы топокарты и топоосновы, космо- и аэрофотоснимки, геофизические материалы и приборы (горный компас, анероид, навигатор-GPS и др.).

Топографическая карта и топографическая основа

При геологических исследованиях для составления геологической карты необходимым условием является наличие топографической карты или топографической основы. Понятия «топографическая карта» и «топографическая основа» неидентичны. Топографической картой называется графическое изображение поверхности Земли на плоскости в уменьшенном виде (с учетом кривизны Земли как шара), всех ее естественных и искусственных географических объектов, которое позволяет одновременно обозревать, оценивать и сопоставлять их взаиморасположение и свойства в пространстве. Топографической основой (топоосновой) называется упрощенная или разгруженная от излишних подробностей топографическая карта. Топооснова довольно часто применяется при составлении геологических карт.

Современные топографические карты создаются на базе аэрофототопографических карт, для которых основные материалы даёт аэрофотосъёмка. Наиболее важным элементом топографической карты, используемой для геологической съёмки, является рельеф, изображенный с помощью горизонталей, т.е. линий, соединяющих точки рельефа с одинаковой высотой над уровнем моря. Топокарты для геологического картирования должны удовлетворять следующим требованиям:

1. Масштаб топоосновы или топокарты должен быть в два раза крупнее масштаба составляемой геологической карты.

2. Топокарта должна наиболее полно отражать рельеф территории с достаточно детальным сечением горизонталей (например, при масштабе 1:50000 сечение будет 2-5 м на равнине и 10-25 м – в горах).

3. Топооснова должна быть четкой, точной, но не перегруженной подробностями.

Особенности, масштабы и номенклатура топографических карт.

При построении топокарты особенности строения фрагментов земной сферической поверхности переносятся на плоскость. Но невозможно развернуть сферическую поверхность на плоскость без искажений. Поэтому топокарты строят в картографических проекциях (у нас в стране принята проекция Гаусса), производят их генерализацию. Степень генерализации тем выше, чем мельче масштаб топокарты. Отдельные листы топокарт имеют вид трапеций.

Топографические карты подразделяются на государственные (в масштабах 1:1000000, 1:500000, 1:200000, 1:100000,1:50000,1:25000,1:10000) и местные (в масштабах 1:5000,1:2000,1:1000, 1:500 и крупнее). Местные карты привязаны к государственной геодезической сети и по сути являются планами.

Вся территория земного шара для удобства делится на отдельные листы карт разных масштабов. За основу номенклатуры принимается лист в м-бе 1:1000000, полученный путем деления северного (также и южного) полушария на 60 меридиональных колонн и на 23 широтных ряда. Колонны обозначаются арабскими цифрами от 1 до 60, начиная от 180 меридиана на восток, а ряды - латинскими буквами от A до V, начиная от экватора. Таким образом, размер миллионной карты составляет 4° между параллелями и 6° между меридианами (рис. 1). Листы карт масштаба 1:500000, 1:200000 и 1:100000 получают путем деления миллионного листа на 4, 36 и 144 листа соответственно. Листы карт в масштабе 1:50000, 1:25000 и 1:10000 получают путем деления стотысячного листа на 4, 16 и 64 листа соответственно. Планшет карты м-ба 1:5000 получают путем деления листа стотысячной карты на 256 частей, причем цифра указывается в скобках. Планшет карты м-ба 1:2000 получают делением листа пятитысячной карты на 9 частей, которые обозначаются маленькими буквами от «а» до «и».

Примеры разграфки и номенклатуры листов миллионной карты на более крупные и стотысячной карты на более крупные приведены на рис. 1 и в таблице 1.

Таблица 1. Число листов карт различных масштабов и размеры листов

Таким образом, система обозначений карт более крупных масштабов имеет в основе номенклатуру листов миллионной карты и как промежуточную основу – номенклатуру стотысячной карты. Такая разграфка и номенклатура позволяет быстро определить положение любого заснятого планшета на обширной территории и указывает на масштаб карты.

Геологическая карта и другие виды геологической графики

Общие сведения о геологических картах

Геологической картой называется графическое изображение на топографической карте или на топографической или географической основе с помощью условных знаков геологического строения территории, т.е., распространения и условий залегания горных пород на земной поверхности, разделенных по возрасту и составу. Геологические карты являются одним из важнейших результатов геологического картирования. Кроме того, они могут быть составлены и по результатам обработки материалов предыдущих геологических исследований, в особенности это относится к сводным и обзорным картам.

Качество геологической карты зависит от профессионального уровня исследователей и исполнителей, от топографической основы, от степени обнаженности и от детальности изучения геологического строения. В любом случае, карты отражают труд большого коллектива геологов, их субъективные и объективные знания о том или ином участке земной коры и истории образования и преобразования слагающих его горных пород. Они служат основой для прогнозирования полезных ископаемых, проектирования поисковых и разведочных работ, проведения инженерно-геологических и гидрологических изысканий, строительных и мелиоративных работ и т.д.

На одной геологической карте не всегда бывает возможным отобразить всю информации, например, показать тектонические, структурные, геоморфологические, гидрологические особенности и многое другое. Поэтому для одного и того же района может составляться несколько карт, отражающих разные аспекты геологического строения и геологической истории, и они будут иметь различное содержание, название и назначение.

Типы геологических карт

Среди карт, которые составляются при геологическом картировании, принято выделять обязательные и специальные. К обязательным картам относятся: карта фактического материала, геологическая карта (основная), карта полезных ископаемых. К специальным картам относятся: карта четвертичных образований (она может быть и основной картой), литологическая, литолого-фациальная, формационная, петрографическая, метаморфическая, тектоническая, структурная, геодинамическая, геоморфологическая, геохимическая, фациально-палеогеографическая, палинспастическая, гидрогеологическая, инженерно-геологическая и карта закономерностей размещения полезных ископаемых и карты прогноза по отдельным видам минерального сырья или их комплексов, различные геофизические карты (петроплотностная, карты магнитных и гравитационных аномалий, удельного электрического сопротивления и т.д.) и др. Кроме того, существуют карты дополнительные и вспомогательные, отражающие результаты применения каких-либо специальных методов изучения свойств горных пород или полезных ископаемых и их закономерностей.

Геологические карты также подразделяются на кондиционные и некондиционные. Кондиционные карты (в м-бе 1:200000, 1:100000, и очень редко в м-бе 1:50000 или 1:25000) составляются с обязательным соблюдением инструкций и методик геологического картирования [Инструкция …, 1995; и др.], подлежат государственному изданию и являются секретными или закрытыми (т.е. для служебного пользования). При составлении некондиционных карт допускаются отклонения от требований инструкций при использовании топоосновы, условных обозначений и т.д. Они относятся к открытым материалам.

Виды геологических карт

В зависимости от масштаба геологические карты делятся на пять видов:

1. Обзорные карты мельче м-ба 1:1000000. Они составляются на значительно упрощенной контурной топографической основе путем обобщения более крупномасштабных геологических карт и материалов дистанционных и геофизических исследований и отображают наиболее общие черты геологического строения, регионов, стран, континентов или всего земного шара.

2. Мелкомасштабные карты м-ба 1:1000000 и 1:500000. Они составляются на менее упрощенной топооснове аналогичным образом, что и обзорные карты, и отражают обобщенные черты геологического строения регионов или стран и закономерности размещения полезных ископаемых. Если они отвечают по своему содержанию кондиционным картам, то они издаются полистно в рамках топографических планшетов международной нарезки с объяснительной запиской к каждому листу. Некондиционные мелкомасштабные карты составляются на произвольные по размерам территории и без обязательного соблюдения общепринятых инструкций и методик.

3. Среднемасштабные карты имеют масштаб 1:200000 и 1:100000. Они составляются на упрощенной топооснове с разреженной сетью горизонталей в рамках листов международной номенклатуры, отражают черты геологического строения определенных территорий, закономерности размещения полезных ископаемых и их прогнозную оценку. Листы масштаба 1:200000 сопровождаются стратиграфической колонкой, геологическими разрезами и объяснительной запиской.

4. Крупномасштабные карты м-ба 1:50000 и 1:25000 составляются полистно на точных топоосновах, отображают подробное геологическое строение небольших по площади территорий, перспективных в отношении полезных ископаемых, либо предназначенных для решения прикладных задач (строительство гидростанций, городов, предприятий и т.д.). Эти карты сопровождаются стратиграфическими колонками, разрезами и объяснительной запиской.

5. Детальные геологические карты имеют масштаб 1:10000 и крупнее и составляются на специальных топоосновах. Они отражают геологию районов или участков, на которых есть рудопроявления или месторождения полезных ископаемых или возводятся промышленные (заводы, шахты, рудники и др.), гражданские, гидротехнические и другие сооружения, положение которых точно фиксируется с помощью маркшейдерских инструментов.

Общие требования к оформлению геологических карт

Для того чтобы геологические карты были понятны, существуют общепринятые нормы составления и оформления их, отраженные в инструкциях и методических рекомендациях. Геологические карты строятся, в основном, с помощью общепринятых условных знаков. Главными элементами, дополняющими геологическую карту, являются условные обозначения, геологические разрезы и стратиграфическая колонка, которые выносятся за рамку карты и составляют «зарамочное оформление». К «зарамочному оформлению» относятся также необходимые надписи (название карты с привязкой к географическому или иному объекту, номенклатура листа, год составления карты и авторство, выходные данные издательства и т.д.) и численный и линейный масштабы.

Условные знаки и условные обозначения геологических карт

Условные знаки необходимы для обозначения на карте: 1 - состава, возраста, происхождения и условий залегания пород; 2 – границ между геологическими образованиями и разрывных нарушений, а также их морфологических особенностей и прочих структурных элементов; 3 – полезных ископаемых, палеонтологических и прочих находок. Часть этих знаков используется при составлении стратиграфических колонок и геологических разрезов. Различают три основных вида условных знаков: 1 – цветовые;.2 –графические (штриховые и крап); 3 – буквенные и цифровые. Кроме того, условные знаки подразделяются на масштабные (контурные и внеконтурные), внемасштабные (линейные) и точечные. Контурные знаки бывают цветовыми, штриховыми и могут дополняться крапом. Внеконтурными знаками обозначается, например, площадь распространения кор выветривания или метаморфических зон, не совпадающих с геологическими границами. Внемасштабными, или линейными знаками на карте обозначаются маркирующие горизонты (пласты, слои), дайки, силлы и жилы малой мощности, геологические границы, разрывные нарушения и их морфологические разновидности. Точечными внемасштабными знаками обозначаются условия залегания слоёв, ориентировки шарниров складок, главнейшие палеонтологические находки, пункты определения абсолютного возраста, отбора проб и минералов, геологоразведочные выработки (скважины, шурфы, канавы, расчистки) и др.

Цветовые знаки в соответствии с рекомендациями [Инструкция …, 1995] служат для обозначения возраста осадочных, вулканогенных и метаморфических пород (табл. 2), состава интрузивных пород (табл. 3), состава метаморфических пород и метаморфических фаций, состава вулканогенных пород четвертичного возраста, генетических типов четвертичных образований и мн. др.

Табл. 2. Цвета раскраски и индексы основных стратиграфических подразделений