Геологічна документація. Складання геологічних карт, розрізів та стратиграфічних колонок

Геологічне вивчення будь-якого району починається з геологічної зйомки. Вона проводиться з метою встановлення геологічної будови району і виявлення площ перспективних на пошуки і розвідку родовищ корисних копалин. З усіх видів робіт ведеться геологічна документація: складаються геологічні карти, геологічні розрізи, стратиграфічні колонки.

Геологічна карта – це графічне зображення на топографічній основі особливостей геологічної будови певної території. На карту наносять границі розповсюдження, склад, вік та умови залягання гірських порід. Зазначають також тектонічні структури (як складчасті, так і розривні), розміщення корисних копалин й інші дані. Деякі особливості території досліджень відображають на спеціальних картах – тектонічних, гідрогеологічних, геохімічних, корисних копалин та інших.

Призначення геологічних карт визначають їх масштаби. До дрібномасштабних відносять оглядові карти масштабу 1:1000 000 та дрібніше. Їхня мета – показати геологічну будову окремих країн і континентів. Для території України видано оглядові геологічні карти масштабів 1:1000000 та 1:500000.

Найрозповсюдженішими у геологічній практиці є середньо-масштабні карти (1:200000 – 1:50000). Ними користуються для перспективної оцінки району або пошуків тих чи інших видів корисних копалин. Найбільшою повнотою відомостей та детальністю зображень характеризуються крупномасштабні й детальні карти (масштаби 1:25000 – 1:5000). Вони використовуються для зображення геологічної будови родовищ корисних копалин, окремих їх ділянок або покладів. На картах середніх і крупних масштабів горизонталями зображують рельєф місцевості.

Топографічна основа геологічних карт середніх та крупних масштабів – скорочена топографічна карта, на якій для орієнтування і прив’язки до місцевості залишені горизонталі, гідрографічна мережа й окремі населені пункти. Під час складання геологічних карт звичайно допускають деяку умовність – на них не показують наймолодші (четвертинні) відклади, за винятком тих територій, де ці відклади досягають великої товщини (десятків або сотень метрів). Це зумовлено тим, що четвертинні відклади плащоподібно майже всюди перекривають давніші породи. Тому для відображення четвертинних відкладів будують спеціальні карти.

Склад і вік гірських порід на геологічних картах зображують умовними позначками. Вік пород позначають індексами та відповідними кольорами. Для позначення віку гірських порід на геологічних картах прийнято єдину для всіх країн світу колірну шкалу. Так, докембрій нерозчленований має рожевий колір, а архей – темно-рожевий, протерозой – ясно-рожевий, палеозой нерозчленований – коричневий; кембрійська система – блакитно-зелений, ордовикська і силурійська – світлий сіро-зелений, девонська – коричневий, кам’яновугільна – сірий, пермська – темно-жовтогарячий, мезозой нерозчленований – зелений, тріасова система – фіолетовий, юрська – блакитний, крейдова – зелений, кайнозой нерозчленований – жовтий, палеогенова система – охристий, неогенова – світло-жовтий, четвертинна – сірувато-зеленуватий. Для позначення віку гірських порід, крім пофарбування, обов’язково вказують вікові індекси, які подають латинськими літерами.

Індекси відділів складаються з індексів систем з додаванням до них праворуч унизу цифрового знака в порядку розміщення відділів (наприклад, нижньокам’яновугільний відділ – С₁; середньокам’яновугільний – С₂; верхньокам’яновугільний – С₃). Індекси ярусів утворюються з індексів відділів з додатковим літерним знаком (перша або перша і наступна приголосні літери назви ярусу), що ставиться поряд зі знаком відділу (наприклад, С_2m – московський ярус).

Дуже часто на земну поверхню виходять магматичні породи, вік яких установити не завжди можливо. Тому для них на геологічних картах позначається не вік, а їхній склад. Для кислих і середніх інтрузій – червоний колір, для основних – густо-зелений, для ультраосновних – густо-фіолетовий.

Петрографічні (літологічні) карти відображають тільки склад гірських порід, що виходять на поверхню. На палеогеографічних картах показують контури морів і суші, розташування гірських споруд, зони вулканізму, особливості того або іншого періоду, епохи або віку.

На тектонічній (структурній) карті (рис. 10.4) певними умовними знаками позначають розміщення основних типів структур (складчастих зон, зон розломів, передгірських прогинів тощо), а також

Рисунок 10.4 – Відображення геологічної будови за допомогою структурної карти:

1 – пласт, покрівлю якого відображує структурна карта; 2 – пласт, підошву якого відображує структурна карта; І – І – лінія профілю; а – гравеліт: б – пісковик; в – глина; г – вапняк; д – ізогіпси

окремих антиклінальних та синклінальних складок і розривних порушень з урахуванням їх гіпсометричного положення в геологічному просторі

На геофізичних картах відображають в ізолініях гравітаційні, магнітні, радіоактивні аномалії.

На геохімічних картах відображають хімічний склад гірських порід, підземних вод, газів, а також геохімічні аномалії, з якими часто пов’язані різноманітні процеси та явища у земній корі.

Геологічні карти допомогають зрозуміти особливості тектонічної будови території. Вони характеризують вік та склад гірських порід і підземних вод, розташування ділянок формування різних геофізичних та геохімічних аномалій. Аналізуючи ці карти, можна прогнозувати можливе знаходження родовищ корисних копалин, у тому числі скупчень нафти й газу. До карти завжди подається пояснювальна записка.

Якщо геологічні карти здебільшого характеризують геологічні особливості певних ділянок літосфери у горизонтальній проекції, то геологічні розрізи розкривають геологічну будову окремої території на глибині (рис. 10.5).

Рисунок 10.5 – Схематична геологічна карта (а) та геологічний розріз по лінії І – І (б)

Геологічний розріз – графічне зображення у вертикальній площині геологічної будови ділянки. Звичайно його складають по лінії вхрест (перпендикулярно) простяганню гірських порід за даними геологорозвідувальних та гірничих виробіток 9 бурових свердловин, шахт, шурфів та ін., геофізичних досліджень і геологічних побудов з урахуванням кутів залягання порід.

Для побудови розрізу на геологічній карті вибирають напрямок (лінію) розрізу, позначаючи його літерами або римськими цифрами (А – А` або І – І`). На аркуші паперу проводять допоміжну або нульову лінію, на яку наносять точки перетину лінії розрізу з горизонталями (а₁, а₂, а₃) та границями виходів порід (1, 2, 3). Ліворуч, нижче від допоміжної лінії наносять вертикальну пряму, на якій указують вертикальний масштаб. Часто вертикальний і горизонтальний масштаби є однаковими. Проте якщо товщина шарів, що вказані на розрізі, є дуже малою й в одному (горизонтальному) масштабі не може бути показаною, то вертикальний масштаб укрупнюють до необхідної величини. Опустивши перпендикуляри з точок а₁, а₂, і т. д., розташованих на допоміжній лінії, до перетину їх з лініями відповідних відміток вертикальної шкали, отримують ряд точок. З’єднавши точки плавною лінією, отримують криву – топографічний профіль місцевості за лінією розрізу. На криву з точок 1, 2, 3 опускають перпендикуляри. Точки перетину будують місцями виходу границь шарів порід на денну поверхню. Знаючи елементи залягання пласта порід (кут падіння, лінії падіння та простягання), під відповідним кутом до горизонту прокладають продовження його границі нижче від топографічного профілю. Якщо шар породи залягає горизонтально, то з точки перетину проводять горизонтальні лінії, а якщо похило, то у точці перетину будують кут його падіння.

Між границями шарів штриховими позначками вказують їхній літологічний склад. Відповідно до географічних сторін, буквами позначають орієнтування розрізу, а індексами вказують вік порід. За відсутності на карті горизонталей, принцип побудови розрізу залишається таким самим, за винятком побудови топографічного профілю. Замість нього поверхню позначають будь-якою хвилястою лінією згідно зі складом гірських порід, що виходять на денну поверхню.

Побудова геологічного розрізу за даними лише геологорозвідувальних виробіток також починається з побудови топографічного профілю, на який наносять виробітки (свердловини й ін.), що знаходяться на лінії розрізу. З точок їх розташування на глибину в прийнятому масштабі будують колонки свердловин: границі одновікових (або однакового складу) шарів з’єднують лініями, позначають виробки, їхні глибини та орієнтують розріз.

Для детальнішої характеристики геологічних особливостей певного району, крім геологічної карти, колонок по окремих свердловинах, геологічних розрізів і схем, складають ще зведену стратиграфічну колонку.

На ній відображають характерну для всієї території досліджень послідовність формування пластів гірських порід, їх речовинний склад, перерви в осадконагромадженні, товщину і вік, хоча в окремих місцях деякі пласти (товщі) порід можуть бути відсутніми. Для скорочення розмірів зведеної стратиграфічної колонки, якщо окремі товщі порід досягають великої потужності, допускається зменшення графічного зображення її умовним розривом. Складаються вони на матеріалі опису керну декількох або багатьох свердловин чи інших гірничих виробіток. Границі порід, попри їх можливе похиле залягання, проводяться в колонках горизонтально. Там, де вікова послідовність нашарування відкладів є непорушеною, границі проводяться у вигляді прямих ліній, а там, де окремі стратиграфічні підрозділи випадають, – хвилястих. Склад порід зображується штрихованими знаками. Колонки є доповненням до геологічних карт та розрізів.

З метою вивчення і картування підземних вод проводять комплекс польових досліджень – гідрогеологічні зйомки, метою яких є складання гідрогеологічних карт. Гідрогеологічні зйомки включають гідрогеологічні, геологічні, геофізичні, інженерно-геологічні та гідрогеохімічні дослідження.

Масштаби гідрогеологічних зйомок залежать від завдань гідрогеологічних досліджень: для оглядових карт – 1:500000; для зображення загальних гідрогеологічних умов – 1:200000 – 1:100000; для обґрунтування вибору ділянок водозаборів і вивчення обводненості родовищ корисних копалин – 1:50000 – 1:10000. Кожен масштаб зйомки передбачає певну кількість точок спостережень, установлених існуючими нормами на геологорозвідувальні роботи. У результаті проведення гідрогеологічної зйомки складається гідрогеологічна карта.

Гідрогеологічна карта – це картографічне зображення узагальненої інформації про гідрогеологічні умови певної території. На ній показано умови залягання і склад водовмісних порід, їхнє стратиграфічне положення, характер живлення та розвантаження, напрямки руху, хімічний склад підземних вод тощо.

Обов’язковими елементами гідрогеологічної карти є умовні позначення (легенда), гідрогеологічні розрізи та колонки. Умовні позначення наносять за допомогою систематизованих у певному порядкові умовних знаків, які відображають зміст карти і розрізів. Умовні позначення складаються з таких основних розділів:

– гідрогеологічні підрозділи (водоносні горизонти, комплекси, водотривкі товщі);

– водопункти і водозабірні споруди (джерела, свердловини, колодязі та ін.);

– гідрогеодинамічні показники;

– хімічний склад підземних вод;

– гідрогеологічне районування;

– інші ознаки (газовий склад вод, антропогенне забруднення і т. ін.).

Існує кілька типів гідрогеологічних карт. Найпоширенішим є тип зведеної гідрогеологічної карти, яка ґрунтується на матеріалах чотирьох карт: карти фактичного матеріалу, карти основних водоносних горизонтів, карти водоносності порід дочетвертинного віку та карти водоносності четвертинних відкладів.

На карті фактичного матеріалу вказуються пункти відбору проб води – свердловини, джерела, колодязі. Біля кожного водопункту зліва записується його номер, праворуч – глибина до рівня води і позначка статичного рівня.

На карті основних водоносних горизонтів виділяються контури їхнього поширення, вказуються літологічний склад й опорні гідрогеологічні свердловини.

На картах водоносності порід дочетвертинного і четвертинного віку вказуються гідрогеологічні райони, вік та літологічний склад і водоносність порід, позначаються опорні бурові свердловини, колодязі, джерела.

Вік гірських порід зображається кольорами, що відповідають кольорам геологічної карти, а літологічний склад порід – умовними позначками чорного кольору. Гідрогеологічні райони, що характеризують розподіл тих чи інших водоносних горизонтів на території досліджень, глибину та умови їхнього залягання, водоносність порід, хімічний склад підземних вод й інші гідрогеологічні фактори, оконтурюються потовщеними лініями з цифровими позначеннями району.

На гідрогеологічній карті позначають розвідані родовища питних підземних вод, ділянки зниження рівнів підземних вод (депресійні ділянки), а також райони їх техногенного забруднення.

Спеціальні гідрогеологічні карти виконуються з певною метою. Їх зміст залежить від мети досліджень. Це можуть бути карти з гідродинаміки, гідрогеохімії, запасів і ресурсів вод. До карт додається пояснювальна записка.

Кожна з гідрогеологічних карт звичайно супроводжується (одними або кількома) геолого-гідрологічним розрізом. Лінію розрізу проводять на карті, позначаючи як і у випадку з геологічним розрізом, великими літерами (А` – А`) або римськими цифрами (І` – І`). Розріз складають за даними випробування підземних вод у свердловинах, що здійснюється різними методами та приладами (пробовідбірниками). Останні спускають у свердловину на бурильних трубах або на тросах (залежно від глибини свердловини й гідрогеологічних умов).

На гідрогеологічному розрізі, що будується за принципами геологічного, вказують гідрогеологічні горизонти і водотриви, хімічний склад і температуру підземних вод, а також напрямки їх руху, живлення й розвантаження та інші параметри підземної гідросфери.

Гідрогеологічна колонка відображає узагальнений порядок просторового положення в земній корі водоносних горизонтів і комплексів та водотривких товщ. На ній кольором і позначками вказують літологічний склад відкладів, коефіцієнт фільтрації, хімічні типи вод та деякі інші характеристики.

Контрольні питання

1. Якою є практична мета геологічних досліджень?

2. У чому полягає основний результат геологічної зйомки?

3. Яка фізична основа методу глибинного сейсмічного зондування?

4. На чому ґрунтується магнітометричний метод дослідження?

5. Що досліджується за допомогою геохімічних методів?

6. Яка мета аерокосмічних методів досліджень?

7. Для чого використовуються геотермічні методи дослідження?

8. Що визначається гравітаційними методами досліджень?

9. З якою метою буряться геологорозвідувальні свердловини?

10. На чому грунтується прогнозування родовищ корисних копалин?

11. Які види досліджень включає розвідка нафтогазових родовищ?

12. На які стадії поділяються геологорозвідувальні роботи на тверді горючі копалини?

13. На які стадії поділяється пошуковий етап при геологорозвідуваль-них роботах на нафту і газ?