Геологические карты.

Геологические карты представляют собой изображение на топографической карте с помощью условных знаков распространение и условия залегания горных пород на земной поверхности, разделенных по возрасту и составу. Карты являются одним из важнейших результатов геологического картирования, но могут быть также составлены на основании обработки материалов, накопленных при геологических исследованиях. Широкое применение имеют сводные геологические карты, представляющие собой результат обобщения геологических карт отдельных территорий. Геологические карты дают возможность не только объективно отразить наши знания о строении верхних частей земной коры, но и позволяют составить обоснованное представление о строении её более глубоких частей. С помощью геологических карт могут быть сделаны выводы о строении иразвитии земной коры и закономерностях распространения полезных ископаемых. Они служат основой при проектировании поисковых и разведочных работ, проведении инженерно-геологических изысканий, строительных работ, изысканий по водоснабжению, мелиорации. Методика составления геологических карт опирается на теоретические обобщения геологических наук и представляет собой итог большого практического опыта геологических исследований.

Успешное выявление месторождений полезных ископаемых и дальнейшее расширение минерально-сырьевой базы нашей страны в значительной степени зависят от геологической изученности территории. На основе геологической съемки и геологического изучения определяются возможность обнаружения в том или ином районе тех или иных полезных ископаемых, характер их распределения, направление поисковых, оценочных и разведочных работ.

Примеры плодотворного использования геологических карт:

В 1932 г. И.М.Губкиным проведено обобщение геологического материала по Восточно-Европейской платформе, в результате которого было высказано мнение о возможной нефтеносности Волго-Уральской области. Дальнейшие исследования геологов блестяще подтвердили эти прогнозы.

П.И.Степанов теоретически обосновал, а позднейшими работами было доказано предположение о продолжении месторождений угля Донецкого бассейна на запад, в пределы западной части - Украины.

С.С.Смирнов на основании анализа геологических карт, истории геологического развития и данных по металлогении в 1939 г. дал блестящий прогноз о широком развитии редкометального оруденения на крайнем северо-востоке нашей страны. На основании анализа благоприятных признаков, геологи открыли месторождения алмазов в Якутии, выявили огромные залежи нефти и газа в Западно-Сибирской низменности.

Ведущее значение при составлении геологических карт имеют структурная геология, геотектоника, историческая геология, минералогия, петрография, геофизика и учение о месторождениях полезных ископаемых. Лишь обладающий всей суммой необходимых знаний геолог в состоянии вести на высоком уровне сложную работу по составлению геологических карт. При этом он должен избегать принятия поспешных субъективных заключений и стремиться на основе углубленного изучения природных явлений и фактов прийти к наиболее обоснованным, по возможности объективным выводам и построениям.

Составление геологических карт — это плод коллективного труда, при котором высоких результатов можно достичь лишь на основе объединения творческих усилий всех участвующих в работе исследователей.

Помимо изображения на картах состава и возраста горных пород, слагающих ту или иную территорию, у геологов нередко возникает необходимость отразить другие особенности геологического строения: состав и мощность покрова четвертичных образований, особенности тектоники, распространение полезных ископаемых, водоносность, инженерно-геологические свойства пород, материалы по геоморфологии и т. д. Нанесение таких данных на обычную геологическую карту делает ее трудночитаемой вследствие перегруженности условными знаками. В связи с этим на практике нередко принято кроме обычной геологической карты составлять другие карты геологического содержания. К числу таких карт относятся: карта четвертичных образований, литолого-геологическая, тектоническая, геоморфологическая, гидрогеологическая, инженерно-геологическая, полезных ископаемых, карты прогнозов по отдельным видам минерального сырья или их комплексам.

Геологические карты. На геологических картах с помощью качественного фона (цветного или штрихового), буквенных, цифровых и других условных знаков, показываются возраст, состав и происхождение горных пород, условия их залегания, характер границ между отдельными комплексами. На геологических картах может быть указано также распространение отдельных минералов или элементов в горных породах. На основе данных геологической карты, а также результатов бурения и геофизики геолог может получить более или менее обоснованное представление о составе и формах залегания горных пород под земной поверхностью и сделать те или иные выводы о глубинном строении земной коры.

Качество геологической карты зависит не только от детальности изучения геологического строения изображенной на ней площади, но и от топографической основы. С укрупнением масштаба топографической основы и увеличением ее точности более полной и детальной должна быть и геологическая нагрузка.

Возраст, состав и происхождение горных пород, условия их залегания и характер границ между ними на геологической карте указываются с помощью условных знаков. Различают три основных вида условных знаков: цветовые, штриховые, буквенные и цифровые. Цветовые знаки служат для обозначения возраста осадочных, вулканогенных и метаморфических пород. При изображении интрузивных пород цвет применяется для указания их состава. Штриховыми знаками обозначается состав пород. Исключением являются одноцветные геологические карты, на которых штрихами указываются как возраст, так и состав пород. Буквенные и цифровые обозначения (индексы) служат для указания возраста и происхождения пород; состав интрузивных и некоторых вулканогенных пород обозначается также буквами. Все условные обозначения, употребляемые на данной геологической карте, выносятся с соответствующими пояснениями в таблицу условных обозначений.

На полях каждого листа геологической карты слева располагается стратиграфическая колонка, а на правом ее поле помещаются условные обозначения (легенда). Знаки располагаются в следующей последовательности.

Вначале помещаются стратиграфические подразделения осадочных, вулканогенных и метаморфических пород начиная от более молодых, затем обозначения интрузивных и жильных пород, также начиная с более молодых. Далее следуют знаки маркирующих горизонтов, контактовых и других измененных пород, крап генезиса четвертичных отложений и вещественного состава вулканогенных и интрузивных образований. В конце легенды помещаются все прочие обозначения, изображенные на карте условными знаками.

Содержание геологической карты (Инструкция, 1995)

2.1.1. На геологической карте показываются площадные, линейные и точечные (знаковые) обозначения геологических объектов и элементы, отражающие стратиграфические и нестратиграфические подразделения, их состав, возраст структуры и взаимоотношения, а также знаки разного содержания, дополняющие и уточняющие содержание геологических подразделений и геологической карты в целом. Элементами геологической карты являются легенда, геологические разрезы, стратиграфические колонки и дополнительные мелкомасштабные схемы.

2.1.1.1. Площадные объекты стратифицированные:

— поля распространения дочетвертичных осадочных, вулканогенно-осадочных, вулканогенных коптогенных аллохтонных и сохранивших первичную стратификацию регионально-метаморфизованных пород, расчлененных на местные и вспомогательные стратиграфические подразделения — свиты, подсвиты, органогенные массивы, по возможности пачки, слои с указанием их принадлежности к общим и региональным, (если они выделены) стратиграфическим подразделениям. Возраст подразделений, как правило, должен быть определен до яруса и отдела. В исключительных случаях, при невозможности установления перечисленных таксонов, допускается расчленение отложений на серии, региональные подразделения, а для докембрийских образований — на комплексы.

Местные стратиграфические подразделения должны быть строго соотнесены с унифицированными, а при их отсутствии — с утвержденными Межведомственным стратиграфическим комитетом (МСК) рабочими стратиграфическими схемами. Все вновь выделяемые местные стратиграфические подразделения должны полностью отвечать требованиям стратиграфического кодекса (1992, 2006).

При невозможности выделения местных стратиграфических подразделений в качестве исключения могут использоваться вспомогательные специальные литостратиграфические подразделения — толщи, подтолщи.

Мощности наименьших по рангу выделяемых подразделений не должны, как правило (п. 2.1.2), превышать 1,5 км для дислоцированных отложений и 150—200 м для горизонтально и пологозалегающих. В пределах перечисленных подразделений показываются пласты и маркирующие горизонты, прослеженные на местности и на аэрофотоматериалах.

В составе осадочных подразделений выделяются выражающиеся в масштабе карты тела, сложенные олистостромами, а в пределах последних — отдельные олистолиты, олистоплаки и блоки. Не выражающиеся в масштабе карты олистостромы обозначаются специальными условными знаками (прил. 2).

В составе вулканогенных подразделений (свит, подсвит) выделяются тела, сложенные породами жерловой и экструзивной фаций, и трубки взрыва.

В пределах акваторий и в погребенных образованиях платформенного чехла, кроме того, могут выделяться местные сейсмостратиграфические подразделения, сейсмотолщи, сейсмопачки и т. п., скоррелированные по возможности с соответствующими местными подразделениями.

Четвертичные (неоген-четвертичные в случае их тесной структурной связи), осадочные и вулканогенно-осадочные отложения показываются: 1) в долинах шириной свыше 0,4 км; 2) в крупных озерных котловинах; 3) в зонах морских побережий при ширине выходов террасовых и пляжных отложений более 0,8 км; 4) в горных районах на водоразделах, где сохранились эти отложения мощностью свыше 3—5 м (отложения отмерших древних долин, озерных котловин и т. п.). Четвертичные вулканогенные образования показываются все, независимо от площади их выходов. Четвертичные образования должны быть расчленены по генезису, составу и возрасту (до раздела, звена, ступени и по возможности до местных подразделений).

2.1.1.2. Площадные объекты нестратифицированные:

— поля распространения интрузивных (в том числе субвулканических) и метаморфогенных нестратифицированных образований, расчлененных на комплексы, фазы и фации, подкомплексы (для метаморфических пород) с указанием их состава и возраста. Внутри метаморфических комплексов и подкомплексов выделяются группы пород, а если позволяют возможности карты, то и породы разного состава (прил. 7);

— ареалы и зоны измененных пород: эндогенных — гранитизированных, мигматизированных, контактовых роговиков, метасоматитов, гидротермалитов, диафторитов, тектонитов и др.; экзогенных — кор выветривания, разделенных по породному или минеральному составу, генетическим типам и возрасту; переотложенные коры выветривания выделяются и характеризуются как стратиграфические подразделения (свиты, подсвиты, слои и т. п.) соответствующего возраста;

— площади развития импактных (коптогенных) автохтонных пород, разделенные на коптобрекчии и коптоклазиты (прил. 13).

— площади и зоны развития меланжа, разделенные по генезису, морфологическим особенностям, составу и возрасту (при возможности) с выделением выражающихся в масштабе карты тектонических глыб и блоков (с показом возраста, состава пород и принадлежности к местным подразделениям).

2.1.1.3. Линейные объекты: геологические границы, разрывные нарушения, маркирующие (опорные) горизонты, не выражающиеся в масштабе карты дайки, жилы, жилообразные малые интрузии с указанием их принадлежности к конкретным, в том числе самостоятельным, комплексам даек и (или) фазам, разделенные по типу, морфологии, возрасту и другим признакам (прил. 1.4, 14, 15).

На геологических картах дочетвертичных образований показываются изогипсы дочетвертичного рельефа.

2.1.1.4. Прочие (точечные, знаковые) элементы:

— крап состава, знаки структур, типов пород и т. п.;

— плоскостные и линейные структурные элементы (ориентировка слоистости, кливажа, зеркал складчатости, шарниров складок и др.);

— места находок ископаемых органических остатков, обосновывающих возраст отложений;

— пункты, для которых имеются определения возраста пород и минералов по изотопно-геохронологическим и палеомагнитным данным;

— места археологических находок;

— знаки местоположения стратотипов, петротипов и опорных обнажений;

— геологические памятники;

— буровые скважины, карьеры;

— отвалы и эфеля (хвостохранилища).

В пределах акваторий кроме того показываются:

— участки донной обнаженности;

— зоны потери корреляции.

2.1.2. Расчленение вещественных объектов картографирования (комплексов горных пород, геологических подразделений) должно производиться с оптимальной детальностью (по принципу необходимости и достаточности), зависящей от природной неоднородности объектов, технических возможностей изображения и технологии полиграфических работ.

2.1.3. Достоверность расчленения комплексов горных пород зависит от степени надежности (обоснованности) определения их состава, генезиса и возраста.

2.1.3.1. Определение возраста стратиграфических подразделений должно базироваться на использовании палеонтологического, изотопно-геохронологического и палеомагнитного методов с учетом стратиграфических и сейсмостратиграфических соотношений с подстилающими и (или) перекрывающими отложениями, возраст которых установлен достаточно достоверно по палеонтологическим и другим геохронологическим данным. В качестве дополнительных критериев (или единственных при отсутствии других) допустимы сопоставления со сходными по положению в разрезе, вещественному составу и другим признакам геологическими образованиями доказанного возраста при условии надежного подтверждения их сходства по петрографическим, литологическим, геохимическим и другим данным.

2.1.3.2. Возраст нестратиграфических подразделений обосновывается их пространственно-временными соотношениями с вмещающими, перекрывающими и прорывающими образованиями, изотопно-геохронологическими и палеомагнитными определениями, а также сопоставлениями по петрографическим, петрохимическим, петрофизическим, геохимическим и минералогическим критериям с аналогичными или близкими по составу комплексами пород смежных районов, для которых имеются надежно установленные определения возраста.

Прежде чем перейти к характеристике других видов карт, необходимо пояснить одно весьма существенное обстоятельство, с которым обычно сталкиваются геологи при составлении геологических карт. Дело в том, что наиболее широким развитием на поверхности Земли пользуются различные отложения четвертичного возраста. Аллювиальные, делювиальные и ледниковые образования покрывают огромные территории. Широко развиты торфяники, золотоносные пески и другие породы. В то же время обнажения более древних, дочетвертичных коренных пород на земной поверхности сравнительно редки. На равнинах они наблюдаются в основном вдоль берегов рек и в выработках (карьеры и пр.). В горных областях, даже таких, как Кавказ и Тянь-Шань, выходы коренных пород занимают менее половины общей площади их поверхности.

Таким образом, при составлении геологических карт мы вынуждены были бы показывать на них главным образом образования четвертичного возраста, среди которых более древние коренные породы оказались бы изображенными в виде узких полос и пятен.

Между тем основная часть полезных ископаемых связана с породами дочетвертичного возраста. Это обстоятельство вынуждает геологов снимать с геологических карт четвертичный покров, особенно если он маломощный, и изображать на них распространение коренных пород в том виде, в каком они прослеживаются под покровом четвер­тичных отложений. Однако не всегда представляется возможным снять покров четвертичных пород, так как в некоторых случаях не удается расшифровать состав и возраст коренных пород, скрытых под ними. К тому же мощность четвертичного покрова нередко со­ставляет десятки и сотни метров. Невозможно, например, снять изображение четвертичных пород с геологических карт Западно-Си­бирской низменности или в долинах крупных рек. Четвертичные отложения сохраняются на геологических картах и в тех случаях, когда они вмещают месторождения полезных ископаемых или имеют морское происхождение.

Четвертичные отложения изображаются на особых картах четвертичных отложений, отдельно от коренных пород. На таких картах они делятся по возрасту, происхождению и составу. Обнажающиеся на поверхности коренные породы указы­ваются без расчленения. Исключение составляют лишь неогеновые континентальные образования, которые нередко показываются на карте четвертичных отложений и тоже делятся по возрасту, проис­хождению и составу.

На литолого-геологических картах на фоне окраски, соответствующей возрасту пород, штрихами изображается состав пород, выходящих на поверхность или скрытых под покровом четвертичных образований. На картах с масштабом крупнее 1:10 000 условной штриховкой обычно удается показать площади распростра­нения каждой разновидности пород. На картах масштаба мельче 1:10 000 указывается лишь состав преобладающих на данном участке пород либо при помощи смешанной штриховки отображаются отдельные разновидности пород. Литологический состав пород изо­бражается обычно и на геологических картах масштаба 1:50 000 и крупнее. Разновидностью литолого-геологических карт являются петрографические карты. Они, как правило, крупномасштабные (от 1:10 000 и крупнее) и изображают разновидности какой-либо одной, достаточно широко развитой породы, например солей, извест­няков, сланцев, гнейсов, гранитов и т. п.

Тектоническими картами называют такие карты, на которых условными знаками изображены структурные формы различных категорий и разного возраста. Они делятся на общие (сводные) и региональные. На общих тектонических картах отобра­жаются основные структурные элементы земной коры с разделением их по условиям образования и времени формирования. Более мел­кие элементы в пределах выделенных категорий (складки, флексуры, разрывы и т. д. и их отдельные части) изображаются дополнитель­ными условными обозначениями. На региональных тектонических картах отражается структура вполне определенных районов, и ле­генда, в которой она показана, обычно не может быть полностью перенесена на другие районы. В противоположность этому легенда общей тектонической карты в принципе строится таким образом, чтобы она могла выразить все структурные и тектонические особенности земной коры: она может быть применима к различным по вре­мени формирования и истории развития структурным областям.

Структурные формы на тектонических картах могут изображаться двумя способами: 1) способом изогипс, при котором площадное изображение условий залегания пород достигается с помощью линий одинаковых высот определенных геологических поверхностей (по­следними могут быть поверхности несогласий, границы между раз­нородными литологическими комплексами, маркирующие слои, по­дошва или кровля стратиграфических горизонтов); 2) линейным способом, когда для изображения структурных форм употребляются линейные условные обозначения.

На геоморфологических картах условными штрихами и цветом изображаются основные типы рельефа и его отдельные элементы с учетом их происхождения и возраста. Основой геоморфологических карт являются топографическая карта и геоло­гическая карта четвертичных отложений.

Основой для гидрогеологических карт является геологическая карта, на которой горные породы в зависимости от их возраста, происхождения или состава объединены в комплексы, обладающие одинаковой водоносностью. Выделенные комплексы пород располагаются на карте в возрастной последовательности или по генетическому признаку. Каждый из комплексов закрашивается условной краской, соответствующей степени водообильности пород и их химическому составу. Если появляется необходимость показать, распространение какого-либо водоносного комплекса пород под покровом вышележащих пород, то в районе распространения нижнего комплекса на цветную закраску верхнего комплекса накладываются полоски цвета, принятого для нижнего комплекса.

На инженерно-геологических картах на фоне данных о возрасте и составе пород условными штрихами или цвет­ной окраской показываются физические свойства пород: пористость, проницаемость, устойчивость и другие данные, необходимые при строительстве.

Карты полезных ископаемых составляются на гео­логический основе, на которой условными значками различной формы и цвета или в виде естественных контуров указываются распростра­ненные на данной площади месторождения полезных ископаемых, а также участки с рассеянной и вкрапленной минерализацией. Изо­бражаемые на карте полезные ископаемые делятся на группы (на­пример горючие, металлические и неметаллические и т. д.), а в пре­делах каждой группы — на отдельные виды. Для каждого вида вы­деляются промышленные и непромышленные месторождения и проявления.

Прогнозные карты по отдельным видам минерального сырья или их комплексам строятся на геологической или тектониче­ской основе. На них показывается распространение данного вида или комплекса полезных ископаемых и отмечаются перспективные рай­оны с определением достоверности и обоснованности выделения первоочередных участков для постановки детальных работ.