1.1.Мета занять

Оволодіння студентами прийомів заміру елементів залягання гірських порід, необхідними навичками роботи з гірничим компасом.

1.2. Вихідні теоретичні положення

Однією з важливих задач курсу "Основи геології" є набуття студентами павичок користування гірничим компасом за допомогою якого заміряють елементи залягання гірських порід. Форми залягання осадових, інтрузивних, метаморфічних порід дуже різноманітні, що пояснюється різко відмінними умовами їх формування. Для осадових утворень формою залягання є верства, яка складена однорідними породами і обмежена більш-менш паралельними поверхнями.

Під верствою слід розуміти геологічне тіло відносно однакової потужності па значній площі, складене однорідною осадовою породою, обмеженою двома поверхнями нашарування. Здебільшого верству називають за назвою породи. Наприклад, верства вапняку, верства пісковику і т.д.

У верствуватій товщі осадових порід кожна верства відокремлена від порід які залягають вище або нижче, поверхнею нашарування. Поверхня, яка обмежовує верству знизу, називається підошвою, а зверху - покрівлею. Таким чином, кожна верства має покрівлю та підошву. В осадовій товщі. складеній різними породами, покрівля верстви, яка залягає знизу одночасно є підошвою верстви, що залягає на останньому (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Основні елементи верстви

АБ - горизонтальна потужність; АГ - вертикальна потужність; АВ - - істинна потужність.

1 – верства конгломератів: 2 – перства пісковиків: 3 – верства аргілітів; 4 – верстка вапняків; 5 – елементи верстви: 1 - покрівля верстви алевролітів або підошва верстви пісковиків, 2 – покрівля верстви пісковиків або підошва верстви вапняків, 3 – покрівля верстви вапняків або підошва верстви конгломератів.

Верства характеризується певною потужністю. Розрізняють істинну, вертикальну та горизонтальну потужності (рис. 1.1). Істинною потужністю називається найкоротша відстань між покрівлею та підошвою верстви. Вертикальна потужність - це відстань по вертикалі від будь-якої точки покрівлі до підошви верстви, а горизонтальна потужність відповідає відстані по горизонталі від будь якої точки покрівлі до підошви верстви, заміряна поперек його простягання.

Положення нахиленої верстви в просторі визначається орієнтуванням лінії простягання, лінії падіння та кутом падіння (рис. 1.2).

Лінія простягання - це лінія перетину верстви з горизонтальною площиною. Положення лінії простягання відносно сторін світу називається азимутом простягання. Іншими словами азимут простягання - це кут між лінією умовного меридіану, проведеного через точку спостереження та лінією простягання.

Падіння верстви - це певний її нахил до горизонтальної площини. Він має певний напрямок, а також характеризується кутом падіння. Кут падіння — це кут між площиною верстви (пласта) та горизонтальною площиною. Напрямок падіння визначається лінією, проведеною на площині падіння перпендикулярно до лінії простягання. Така лінія називається лінією падіння. Лінія падіння, як і лінія простягання, також займає певне положення відносно сторін світу, яке називається азимутом падіння. Азимут падіння - це кут між лінією умовного меридіану, проведеного в точці спостереження та лінією падіння. Азимут падіння завжди перпендикулярний азимуту простягання, завдяки чого різниця між кутом азимуту простягання та азимуту падіння завжди буде рівною 90°.

Рис. 1.2. Елементи залягання нахиленої верстви гірської породи

а-а - лінія простягання. b-b лінія падіння, α - кут нидіння.

Азимут падіння, азимут простягання та кут падіння називаються елементами залягання верстви, які визначають її положення в просторі.

На картах або схемах елементи залягання показують спеціальними загально прийнятими значками (рис. 1.3). Напрямок довшої лінії такою значка відповідає напрямку азимуту простягання. Коротша лінія, проведена перпендикулярно до лінії простягання, показує напрямок азимуту падіння, а цифри біля неї означають величину кута падіння. Довжина довгої лінії рівна 10.мм, короткої 2 мм.

Рис. 1.3. Зображення елементів залягання порід на картах

а - похиле: б - перекинуте; в – горизонтальне

Рис. 1.4. Гірничий компас.

1 пластинка; 2 лімб; 3 клінометр: 4 вінт, який закріплює клінометр; 5 стрілка; 6 скло, яке закріплене кільцевою пружиною; 7 фіксатор; 8 напівлімб.

Для визначення елементів залягання в польових умовах користуються гірничим компасом (рис. 1.4). Гірничий компас складається з корпусу, закріпленого на прямокутній пластині. Всередині компаса знаходиться лімб з поділками від 0 до 360°. Поділки розташовані проти ходу годинникової стрілки для зручності безпосереднього відліку азимутів. В центрі лімбу знаходиться голка, па які обертається магнітна стрілка.

Північний кінець стрілки здебільшого зафарбований в темний колір. Для визначення кута падіння верстви в компасі передбачено клінометр з напівлімбом поділеним від 0 до 90° по обидва боки від середини напівкола. Висок (клінометр) вільно коливається тільки при вертикальному положенні пластини компаса, на якій також знаходиться рівень.

Рис. 1.5. Методика замірів елементів залягання гірських порід гірничим компасом

а - визначення кута падіння верстви; б - визначення азимуту падіння верстви: в - визначення азимуту простягання.