↑ Камеральная обработка полевых наблюдений 

 

Составление геологических колонок

Геологической колонкой принято называть чертеж, отражающий наблюденную последовательность слоев и других геологических тел, выделенных на данной пункте полевых наблюдений. Обязательно указываются все случаи несогласного залегания. Колонка строится вертикально к напластованию. Истинные мощности всех слоев даются в колонке в одном и том же масштабе. Его устанавливают, исходя из общей мощности осадочного покрова на изучаемой площади и необходимости отразить в колонках те или иные выделенные в обнажениях слои и другие геологические тела. Масштабы всех колонок по данной площади обязательно должны быть одинаковыми. Исходными материалами для построения колонок служат полевые зарисовки пунктов геологических наблюдений и их описание в полевой книжке.

Геологические колонки изученных обнажении необходимо строить ежедневно, так как они служат основой для построения схемы корреляции разрезов, геологических профилей, сводного стратиграфического разреза, которые, в свою очередь, используются при составлении различных геологических карт.

На колонках, кроме литологического состава каждого слоя, точно отмечаются места находок ископаемых остатков организмов (полезно фауну и флору указывать отдельными знаками), обнаружения полезных ископаемых, нефтегазопроявлении, взятия образцов на все виды анализов. Эти пометки делаются непосредственно на колонке поверх знаков литологического состава соответствующих слоев и других геологических тел. Над колонкой пишется номер пункта геологических наблюдений, а также фамилия и инициалы исполнителя. Против данного слоя слева от колонки над чертой указывается его номер по полевой книжке, под чертой - истинная мощность, справа от колонки против места отбора образца ставится его номер по полевой книжке.

Результаты корреляции резервов изученных пунктов геологических наблюдений оформляются графически, как это показано на рис. На листе бумаги наклеиваются разрезы обнажении, представленные в виде нормальных геологических колонок, построенных в одном и том же масштабе. Колонки сопоставляются между собой по маркирующим горизонтам и другим признакам, о которых было сказано выше. Обнажения для составления корреляции разрезов следует выбирать такие, в которых выделено несколько маркирующих горизонтов. Обязательно указываются все установленные несогласия.

Составление сводного стратиграфического разреза

По своему содержанию сводный стратиграфический разрез близок к геологическим колонкам отдельных изученных пунктов геологических наблюдений, но составляется он по результатам их корреляции. Мощности отдельных стратиграфических комплексов, изображаемых на вертикальной колонке, усреднены, в тексте к этой колонке указываются пределы их изменения.

Целью составления сводного стратиграфического разреза является отражение последовательности и первоначальных стратиграфических взаимоотношений слоев и других геологических тел на площади съемки, поэтому здесь все они показываются как бы лежащими первично-горизонтальными. Сводные стратиграфические разрезы обычно дополняются хроностратиграфическими колонками, с указанием возраста всех выделенных геологических тел в их естественной исторической последовательности. Кроме изображения вещественного состава условными знаками, что делается также и на геологических колонках конкретных разрезов, рядом дается его краткое описание. Сводный разрез по усмотрению составителей может быть дополнен и другими колонками: водоносности, нефтегазоносности и т. д. В условиях практики оказалось целесообразным показывать в дополнительной колонке характерные формы рельефа, образуемые данными геологическими телами, различающимися по своему вещественному составу.

Другая разновидность литологических колонок на сводных стратиграфических разрезах получила название “рельефных”, “зубчатых” колонок или литограмм (рис.). На них слои и другие геологические тела, сложенные более устойчивыми к выветриванию и эрозии породами, выделяются вправо и влево (или только вправо) от средней линии литографической колонки. Чем устойчивее пласт, тем он упорнее сопротивляется разрушению, тем больше делается его выступ. Те слои, которые выделяются лучше других, обычно служат хорошими маркирующими горизонтами. Литограммы часто применяются как средство выявления цикличности в изученных разрезах и периодичности процессов осадконакопления.

↑ Работа с аэрофотоснимками при составлении литолого-стратиграфических карт

В условиях учебной практики геологическое дешифрирование аэрофотоснимков после маршрута является составной частью работы по подготовке к полевым исследованиям, планирующимся на следующий день. Это позволяет студенту, проанализировав проведенную сегодня работу, лучше подготовиться к предстоящему завтра маршруту, более четко его спланировать.

Одна из задач изучения аэрофотоснимков после маршрута состоит в том, чтобы точно перенести с них топоснову будущих геологических карт пункты наблюдений и определенные в поле контуры геологических границ.

При наличии сложного горного рельефа для целей переноса используются радиал-пантографы. Удобными в обращении оказались зеркально-линзовые стереоскопы с дополнительным устройством, позволяющим производить перенос. Но все эти приборы не исключают необходимость визуального переноса.

Визуальный перенос точек и контуров со снимка на топоснову производится по идентичным на снимке и карте контурам, что оказывается особенно удобным там, где имеется четкая связь между геологическим строением и рельефом земной поверхности. При визуальном переносе необходимо помнить об особенностях центральной проекции снимков и связанных с ней искажениях фотоизображения.

В условиях учебного полигона при достаточно четком изображении рельефа и гидросети на аэрофотоснимках и топоснове перенос во многих случаях можно производить путем сличения характерных точек и контуров. В тех случаях, когда по каким-либо причинам сделать это не удалось, надо прибегнуть к знакомым методам “привязки” пунктов геологических наблюдений к топоснове.

Построение геологических разрезов и их использование при составлении геологических карт

Во время обучения на II курсе студенты овладевают технологией построения профильных разрезов по геологическим картам. В период прохождения практики возникает необходимость составления таких разрезов по результатам полевых наблюдений. Целью этой работы является наглядное изображение геологического строения участка или района. Кроме этого, профильные разрезы используются: 1) для определения, уточнения и проверки положения геологических границ на геологических картах по линии разреза (обычно с этой целью требуется построить серию разрезов по различным направлениям, в том числе и пересекающимся); 2) получения приведенных глубин (ПГ), необходимых для построения структурной карты; 3) определения истинных и вертикальных мощностей, а также углов падения пластов; 4) определения характера дислокаций на площади съемки; 5) выделения участков, с которыми могут быть связаны полезные ископаемые, и в особенности нефть и газ, определения глубин скважин и других горных выработок, необходимых для вскрытия отложений и добычи найденных полезных ископаемых.

При различных видах геологического картирования геологические разрезы строятся по данным полевых наблюдений на обнажениях, по разрезам горных выработок и скважин. Указанная работа может быть подразделена на ряд обязательных операций. Они существенно не отличаются от технологических приемов построения геологических разрезов по геологическим картам, которыми студенты овладели на лабораторных занятиях. В связи с этим здесь целесообразно дать лишь краткое описание каждой из операций.

1. Выбор направления. Наиболее наглядными бывают геологические профильные разрезы, построенные по направлению линий падения пластов. Такие разрезы сопровождают структурно-геологические карты. Широтные и субширотные разрезы помещаются под нижней рамкой карты, а меридиональные или близкие к ним по направлению - с правой стороны. Если избранная для построения разреза линия отклоняется от направления падения пластов менее чем на 15°, то построение может производиться по истинным углам падения. Если это отклонение более 15°, то построение производится по видимым на избранном направлении углам падения).

Студенты должны иметь необходимый навык проведения расчетов с видимыми углами падения, так как они научились пользоваться существующими для этой цели таблицами и номограммами. Для этого нужно знать угол между избранным направлением и направлением линии падения, который можно измерить по полевой геологической карте.

Избранное направление обозначается на карте тонкой черной линией. Каждый конец этой линии отмечается маленькими поперечными черточками и буквами русского алфавита.

2. Выбор масштаба. Горизонтальный масштаб геологического профильного разреза должен быть равен масштабу карты. Вертикальный масштаб целесообразно принять равным горизонтальному. Это позволяет непосредственно измерять по чертежу углы падения и мощности. Если необходимо отразить такие детали строения, которые не могут быть показаны в разрезе, например маломощные слои, то необходимо увеличить вертикальный разрез относительно горизонтального во столько раз, во сколько требуется для того, чтобы четко показать на разрезе маломощные геологические тела. В этом случае надо видимый угол, определенный в предшествующей операции, скорректировать. Величины найденных углов падения будут больше, чем в реальности.

3. Построение топографического профиля по линии разреза. Для этого необходимо снять отметки высот с топосновы. Горизонтальный масштаб обязательно должен быть равен масштабу топосновы геологической карты. При построении этого профиля надо быть очень внимательным, не допускать ошибок в определе­нии высот на карте и при переносе их на профиль.

4. Перенос с полевой геологической карты на топографический разрез всех пунктов геологических наблюдений, лежащих на линии разреза или рядом с ним (проекция на профиль).

5. Построение геологических колонок на перенесенных пунктах.

6. Проведение геологических границ. Для этого необходимо в нанесенных на топографический профиль точках под скорректированными углами провести линии, которые и будут искомыми границами. Они должны проходить через одноименные точки геологических колонок.

7. Окончательное оформление построенного геологического профильного разреза.

↑ Построение структурных карт

Структурные карты, как один из видов карт изолиний, наиболее распространены в нефтегазовой геологии. Исходные данные для их построения следующие.

1. Топографическая основа (иногда со снятыми горизонталями рельефа).

2. Нанесенные на топографическую основу все структурные точки - пункты, в которых известна приведенная глубина (ПГ) избранной для построения геологической границы.

3. Измеренные или вычисленные ПГ, представляющие собой расстояния по вертикали от точки на геологической границе до ее проекции на горизонтальную плоскость, принятую за начало отсчета (ПГ=0). При комплексном геологическом картографировании, как и в топографии, за начало отсчета ПГ обычно принимают уровень моря, но при необходимости можно в качестве нулевой плоскости принять любую удобную для исследования горизонтальную плоскость.

Построение структурных карт с помощью ПГ позволяет исключить влияние рельефа земной поверхности на форму изогипс и тем самым обеспечивает получение графических моделей залегания геологических тел в “чистом” виде, а это особенно важно при поисках скоплений нефти и газа.

Приведенную глубину, вычисленную относительно уровня моря, называют абсолютными отметками.

В. По геологическим разрезам (рис.). Последние должны быть отмечены на топоснове. Разрезы могут быть составлены по пунктам геологических наблюдении и по геологическим картам, построенным способом качественного фона. На каждом из этих профилей выделяется одна и та же геологическая граница, на которой выбираются точки перегиба, и в них путем измерения на чертеже определяется ПГ.

Существуют следующие способы построения структурных карт в условиях учебной практики.

1. По структурным точкам.

Порядок работы: а) около каждой из нанесенных на топоснову точек подписываются в виде дроби в числителе - номер точки (обнажения, скважины и других пунктов в которых определена ПГ), в знаменателе - найденная числовая отметка в этой точке; б) на ту же топоснову наносятся все замеры элементов залегания; в) производится подготовка к линейной интерпретации (рис. 43), проводятся оси (линии, на которых располагаются наименьшие и наибольшие числовые отметки), которые называются также инвариантами. Через оси интерполяция не производится. Соседние точки соединяются прямыми линиями, на которых будут вычисляться промежуточные значения числовых отметок. Эти линии образуют треугольник, из-за чего рассматриваемый способ иногда называют “способом треугольников”. Способ построения структурной карты по точкам по своей сути представляет аппроксимацию реальной геологической поверхности многогранниками; г) так же как и при построении топографических карт в горизонталях, выбирается высота сечения и с ее учетом производятся интерполяция и нахождение точек с промежуточными значениями числовых отметок (рис.). Точки с равными числовыми отметками соединяются плавными линиями, которые и будут изогипсами структурной карты. При их проведении необходимо учитывать замеры элементов простирания, чтобы избежать противоречий: изогипсы не должны пересекать линии простирания; линии направления падения пластов должны пересекаться ими под прямым углом: угол падения, вычисленный по числовым отметкам изогипсы, должен быть равным углу падения, замеренному на той же граничной поверхности.

2. Способ профилей.

Для использования этого способа необходимо иметь несколько взаимоувязанных геологических профильных разрезов, на которых выделена избранная для построения геологическая граница (рис.). Измерением на профилях нахо­дят необходимые ПГ, которые переносят на топоснову, и проводят по ним изолинии. В этом способе совмещено определение ПГ с нелинейной интерполяцией.

Геометрические построения геологических границ на литолого-стратиграфических картах

Построение выхода геологической границы (поверхности напластования или поверхности сместителя дизъюнктивной дислокации) на дневную поверхность является одним из частных случаев алгебраического сложения топографических поверхностей. В практике работ могут встретиться следующие случаи построения, различающиеся по исходным данным.

1. Построение с помощью структурной карты.

Исходные данные: 1) структурная карта с изолиниями геологической границы, выход которой на дневную поверхность необходимо построить; 2) топоснова в изолиниях.

Обе карты должны быть составлены для одного и того же участка в одинаковых масштабах и с равной высотой сечения и иметь несколько общих ориентиров, позволяющих совмещать их при наложении. Одна из карт (лучше - структурная) вычерчивается на прозрачной кальке.

До начала построения следует провести предварительный ана­лиз. Если наименьшая отметка стратоизогипс структурной карты больше самой большой отметки горизонтали на топ основе, то искомая геологическая граница находится вне пределов картируе-мого участка. В его же пределах пласт размыт. Если наибольшая отметка стратоизогипс структурной карты меньше самой меньшей отметки горизонтали на топоснове, то изображенная на этой карте геологическая поверхность на дневную поверхность не выходит и располагается ниже ее. Как в первом, так и во втором случаях по­строение производить нецелесообразно.

Порядок построения: структурную карту, вычерченную на кальке, наложить на топоснову и совместить одноименные ориентиры; найти и отметить точки пересечения стратоизогипс и горизонталей, имеющих одинаковые отметки; соединить найденные точки линией, которая и будет искомой геологической границей на составляемой карте.

Выходы от других геологических границ могут быть легко найдены, если известны вертикальные мощности соответствующих стратиграфических подразделений. В таком случае исходная структурная карта способом схождения может быть трансформирована в структурные карты других геологических границ. Дальнейшее построение производится в том же порядке.

2. Построение выхода геологической границы на дневную поверхность по трем точкам, в которых определены абсолютные отметки данной границы.

Принимается допущение, что заданная геологическая граница плоская (пласт залегает моноклинально). Строим по трем точкам структурную карту и экстраполируем за пределы интерполяционного треугольника. Дальше поступаем так же, как описано в случае 1.

↑ Графические способы отображения трещиноватости толщ осадочных отложений

Изучение трещиноватости должно быть продолжено во время обработки собранных материалов после маршрута в лаборатории, где имеется возможность подвергнуть замеры элементов залегания графическому анализу для установления статистических обобщенных и качественных показателей распределения трещин. Существуют различные способы графических построений для анализа трещиноватости, из которых ниже расмматриваеться наиболее часто употребляемые.

Построение розы - диаграммы направлений трещиноватости на отдельном пункте. Все полевые замеры, число которых должно быть не менее 100, заносятся в таблицы азимутов простирания, где они группируются по азимутальным интервалам в пять градусов (05, 5—10, 10—15... до 175—180°). Заметим, что азимуты простирания должны лежать в северной половине азимутального кру­га. Если же замер был сделан по южной половине круга, то его следует пересчитать на северное направление вычитанием из замеренного азимута 180°.

Затем подготавливается основа для построения “розы”. Вычерчивается верхняя половина азимутального круга с северо-восточной и северо-западной его четвертями. Радиус круга произвольный, но будет удобнее, если выбрать его равным целому числу сантимет­ров, так как при дальнейшем построении он послужит линейным масштабом. Дуга круга градуируется с интервалом 5° так, как это показано на рис. 46. Точки наибольшего значения каждого интер­вала соединяются с центром.

На каждом из этих радиусов в масштабе откладывается число трещин, азимут простирания которых лежит в пределах соответствующего азимутального интервала. Концы полученных на радиусах отрезков соединяются прямыми, получается фигура. Для наглядности фигуру штрихуют или закрашивают. Она позволяет установить число трещин, преобладающие направления их распространения.

К недостаткам построенной таким способом “розы” относится то, что она показывает распределение лишь одной характеристики трещиноватости. поэтому для каждой из них нужно строить свою “розу”. На рис.показана усовершенствованная лучевая диаграмма, на которой кроме “розы” простирания трещин условными знаками показаны величины углов падения в каждом азимутальном интервале. Углы падения могут быть заменены другими показателями, например разделением трещин на зияющие (открытые), заполненные вторичным цементом, и первично закрытые.

Элементы ландшафта отражают разрывные нарушения, получившие название мегатрещин. Мегатрещины как явления тесно связаны с общим структурным планом района их развития. Замечено, что сгущение часто происходит на крыльях локальных поднятий, что представляет прямой интерес для геологов нефтегазовой специальности.

С аэро- и космоснимков переснимают спрямленные элементы ландшафта, после чего полученный чертеж подвергают дальнейшей обработке, разделив его на равные квадраты (способ равных квадратов), вычисляют для каждого из них густоту мегатрещин (количество их на единицу площади). С помощью картографических способов по этим данным строятся карты рас­пределения мегатрещин. Более детальное построение возможно при использовании способа “скользящего окна”.

Наглядным изображением распределения мегатрещиноватости могут служить карты-диаграммы, составленные на основе “роз”, расположенных в центрах квадратов или других геометрических фигур, выделенных по однородности геологического строения и приблизительно равных по занимаемой площади.