§ 28. Построение выхода на поверхность моноклинально залегающего слоя

Рассмотренная зависимость между положением наклонного слоя и формами рельефа находит практическое применение при прослеживании выхода скрытого под четвертичными образова­ниями ((наносами») пласта на площади данного участка, если имеется хотя бы одно обнажение искомого пласта и известны элементы его залегания. Необходимость в прослеживании выхода пласта на поверхность возникает при решении поисково-разведоч­ных задач и при самой геологической съемке, так как на большей части картируемой площади коренные породы скрыты под четвер­тичными отложениями, а на карте пласты коренных пород показы­вают без четвертичного покрова.

Чтобы построить выход скрытого под «наносами» пласта на поверхность, прежде всего нужно располагать топоосновой, т. е. картой с горизонталями рельефа, на которую должно быть точно привязано (обозначено) хотя бы одно обнажение этого пласта. Второе условие - нужно знать элементы залегания и мощность пласта, которые устанавливаются прямым измерением в исходной точке (в обнажении). И наконец, обе поверхности пласта (отдельно кровлю и отдельно подошву) надо изобразить в изолиниях высот (стратоизогипсах) того же сечения, что и горизонтали рельефа на карте. На пересечениях одновысотных стратоизогипс пласта и горизонталей рельефа получим точки выхода сначала кровли, а затем подошвы пласта (или наоборот).

Изолинии высот (стратоизогипсы) поверхности моноклинально залегающего пласта представляют собой прямые линии, проведен­ные через те же интервалы высоты (сечения), что и горизонтали рельефа. Каждая из таких изолиний является одновременно и линией простирания слоя (см. § 24). Значит, достаточyо знать направление простирания слоя и прочертить первую, исходную линию его простирания (она же служит и первой изолинией) через обозначенное на карте обнажение, чтобы построить осталь­ные с помощью заложения стратоизогипс слоя.

На карте, которую используют для построения, будет два заложения: для горизонталей рельефа и для горизонталей пласта. Напомним, что заложением рельефа называется проекция склона на горизонтальную плоскость между двумя точками соседних горизонталей. Иначе говоря, это как бы ширина ступеньки той лестницы, которую образуют горизонтали в вертикальном разрезе (сечении). Высота ступеньки (сечение рельефа) везде на данной карте одинаковая, но ширина ее (заложение рельефа) разная и зависит от крутизны ската: чем круче склон, тем меньше заложение, т. е. тем горизонтали на карте ближе друг к другу, и наоборот (рис. 45). Значит, величина заложения рельефа l определяется высотой сечения h и углом наклона поверхности Земли β.

Рис. 45. Изменение величины заложения (b, 1, /', 1'', 1"') в зависимости от yглa падения слоя α или наклона поверхности рельефа β, β'. β". β'" при равном сечении h

Аналогично, заложением поверхности моноклинально за­легающего пласта называется проекция этой поверхности на гори­зонтальную плоскость между двумя соседними стратоизогип­сами пласта, проведенными через те же сечения, что и горизонтали рельефа. Так как у моноклинального слоя угол падения постоян­ный, то и заложение b здесь будет всюду одинаковое, а не разное, как у рельефа, и не зависит от последнего. Определив по высоте сечения рельефа h и углу падения слоя α величину заложения (графическим путем или по формуле) и имея на карте уже одну, проведенную через обнажение, стратоизогипсу поверхности слоя, легко можно получить остальные изолинии. Они будут представлять прямые линии, параллельные первой стратоизогипсе, располагающиеся между собой на расстоянии заложения. Следует отметить, что направление стратоизогипс совпадает с простира­нием слоя.

Рассмотрим пример построения выхода кровли слоя на поверх­ность по одной точке. Пусть на карте (рис. 46) отмечено одно обнажение, например кровля известняка (точка М), элементы залегания которого составляют: азимут простирания ЗСЗ 275°, падения ЮЮЗ 185°, угол падения 23°.

Рис. 46. Построение выхода кровли наклонного пласта на поверхность с помощью стратоизогипс

По масштабу карты, сечению рельефа и углу падения слоя графическим путем находят величину заложения, для чего сна­чала определяют h, которое в приведенном примере составляет 2,5 мм, так как сечение горизонталей 5 м в масштабе 1 : 2000 дает 2,5 мм. Построением угла в 23° находят заложение b, которое здесь равно 6 мм. Затем на карте через нанесенную на нее точку М (точка обнажения) проводят прямую линию по простиранию слоя, которое здесь составляет ЗСЗ 275°, и параллельно этой линии ­еще ряд прямых на равных расстояниях, соответствующих зало­жению. Все эти прямые представляют собой проекции на пло­скость карты линий простирания слоя, проведенных на разных высотных отметках; высоту их в метрах определяют по отметке первой линии (в данном случае 60 м) последовательном прибавле­нием или вычитанием величины сечения рельефа. Соединив точки пересечения линий простирания с равнозначными горизонталями плавной кривой, получают след выхода кровли слоя. Чтобы отобразить весь слой, необходимо на карте отложить вторую точку (например, М₁), положение которой определится отметкой подошвы слоя. Затем повторяют построение, но уже по второй системе прямых, используя то же заложение.

Часто масштаб заложения строят непосредственно на карте, вблизи отмеченного на ней обнажения. При этом на проведенной через обнажение линии простирания слоя из произвольно взятой точки восстанавливают перпендикуляр (который укажет направле­ние падения слоя) и по отношению к нему откладывают угол па­дения. После определения величины заложения в масштабе карты прочерчивают ряд параллельных прямых (разумеется, на равных расстояниях), которые, пересекаясь с линией, обозначающей угол падения, образуют точки для построения сети простираний. Дальше поступают так же, как было описано выше.