МУ для курсовой по СГ
.pdf
Министерство образования и науки РФ
Тюменский государственный нефтегазовый университет Сургутский институт нефти и
газа (филиал)
Методические указания к выполнению курсовой работы
по дисциплине «Структурная геология» для студентов специальности Прикладная геология,
(специализация «Геология нефти и газа»)
2013
Утверждено учебно-методической комиссией
Государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования
Сургутского института нефти и газа (филиала) Тюменского государственного нефтегазового университета
Составитель: Тюкавкина Ольга Валерьевна доцент кафедры нефтегазовое дело Сургутского института нефти и газа (филиал) ТюмГНГУ, кандидат геолого-минералогических наук.
© Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет», «Сургутский институт нефти и газа» 2013 г.
2
Методические указания разработаны для студентов специальности «Прикладная геология» с учетом требований Федерального Государственного образовательного стандарта, Основной общеобразовательной программы, ряда инструктивных документов, регламентирующих геолого-сьемочные работы. Методические указания составлены для студентов очной и заочной формы обучения. Целью выполнения курсовой работы по курсу «Структурная геология» является закрепление теоретических знаний по дисциплине структурная геология, инженерно-геологическая графика, моделирование в геологии и получение навыков использования этих знаний для решения практических вопросов. В ходе выполнения курсовой работы студенты приобретают навыки чтения и построения геологических карт и геологических разрезов, стратиграфических колонок, карт фактического материала и структурных карт, создание описания геологического строения участков земной коры, получают знания по основам геокартографирования и методическому сопровождению наиболее трудных в овладении приемов анализа и построения геологических карт. Все задания основаны на принципе постепенного усложнения. Для успешного решения предлагаемых задач студент должен быть знаком с методом построения топографических профилей, геохронологической шкалой, а также владеть навыками работы с распространенными программами: Surfer, Isoline, Petrel, Eclipse и др.
Задание 1
Цели задания. Овладение основными правилами чтения геологических карт районов с моноклинальным залеганием стратонов, приемами определения истинных мощностей слоев по измеренным видимым мощностям. Изучение методики описания геологического строения районов с простым геологическим строением. Овладение приемом построения выхода плоскости напластования на геологической карте.
Содержание. Плоскости напластования. Элементы залегания слоев. Определение элементов залегания на геологических картах. Методы построения выходов плоскостей напластования. Формы выходов пластов при разных углах наклона слоев и дневной поверхности. Мощности слоев и методы их определения путем непосредственных измерений и по геологическим картам. Построение полного выхода пласта. Определение глубины залегания плоскости напластования.
Учебный материал. Учебные геологические карты № 1,2,3.
Учебные задания Карта № 1
1.Определить элементы залегания плоскостей напластования I-I и II-II, считая плоскости независимыми друг от друга.
2.Проложить на карте выход на поверхность трех независимых плоскостей напластования по элементам залегания, измеренным в точках А (азимут падения 160°, угол падения 20°), В (азимут падения 320°, угол падения 16°) и С (азимут падения 190°, угол падения 10°).
3.Построить геологический разрез по самостоятельно выбранному направлению (правила выбора направления разреза изложены в разделе «Геологические разрезы и методы их построения»).
Карта № 2
1.Определить порядок напластования (последовательность отложения), мощность и условия залегания слоев в юго-западной (заштрихованной) части планшета.
2.По. полученным данным завершить построение геологической карты (нанести крап) на оставшуюся часть планшета.
3.Построить геологический разрез по самостоятельно выбранному направлению.
3
4. Составить сводную стратиграфическую колонку (правила построения стратиграфических колонок приведены в разделе «Стратиграфические колонки»).
Карта № 3
1.Определить элементы залегания и мощность пластов 1, 2 и 3. Для каждого пласта сделать по два
определения элементов залегания в разных местах выхода их на поверхность.
2.Определить глубину залегания кровли пласта 1 в точке А.
3.Нанести на карту полный выход пласта (кровлю и подошву) мощностью 20 м, кровля которого в точке В имеет следующие элементы залегания: азимут падения 5°, угол падения 10° (методика построения полного выхода пласта изложена в разделе «Построение полного выхода пласта на геологической карте»).
Задание 2
Цели задания. Изучение методов построения геоло гических разрезов по геологическим картам. Овладение приемами идентификации стратиграфических несогласий на геологических картах и отображения первых на геологических разрезах. Исследование методов определения направления и амплитуды смещения по разрывным нарушениям и классификация последних.
Содержание. Геологические разрезы и методы их построения. Несогласное залегание слоев (угловое несогласие) и его выражение на геологических картах. Тектонические нарушения с разрывом сплошности слоев (дизъюнктивы) с различным направлением и амплитудой перемещения.
Учебный материал. Учебные геологические карты № 4.
Учебные задания Карта № 4
1.Построить один геологический разрез по самостоятельно выбранному направлению.
2.Определить амплитуду вертикального смещения по разрывному
нарушению.
Задание 3.
Цели задания. Овладение методами анализа складчатых структур и выявления геометрических элементов складок. Изучение особенностей картирования магматических геологических тел и их взаимоотношений с вмещающей рамой.
Содержание. Складки и их отображение на геологических картах. Складчатые структуры, осложненные дизъюнктивными нарушениями. Анализ геологических карт районов с развитым магматизмом.
Учебный материал. Геологическая карта № 5.
Учебные задания Карта № 5
1.Прочитать геологическую карту.
2.Определить мощности стратонов и элементы их залегания.
3.Определить амплитуду вертикального смещения по дизъюнктивному
нарушению.
4.Построить один геологический разрез по самостоятельно выбранному направлению.
5.Сделать описание геологического строения района (объем описания 5-6
страниц).
6.Определить возраст дизъюнктивных нарушений и магматических пород.
4
Задание 4
Цель задания. Отработка навыков построения геологических карт по вынесенным разрозненным данным.
Содержание. Построение геологических карт по нанесенным на нее разрозненным выходам стратифицированных образований и заданным геологическим разрезам.
Учебный материал. Учебная геологическая карта № 6
Учебные задания Карта № 6
По нанесенным на карту данным построить выходы плоскостей напластования и завершить построение геологической карты для оставшейся части планшета.
Задание 5
Цель задания. Овладеть методикой анализа геологических карт с различной степенью сложности геологического строения.
Содержание. Анализ геологических карт районов со складчатыми структурами осложненными тектоническими нарушениями без смещения и со смещением горных пород.
Учебный материал. Учебные геологические карты№7,8,9 различного масштаба (карты выдаются индивидуально каждому студенту согласно варианту)
Учебные задания. Карты № 7,8,9
1.Прочитать геологическую карту.
2.Построить один геологический разрез по заданному направлению (линии АВ указанной на карте).
3.Сделать описание геологического строения района (по плану предлагаемому в разделе: Описание геологического строения).
Основные требования к оформлению курсовой работы:
Задания по составлению и анализу геологических карт выполняются на выданных бланках черной гелевой ручкой, геологические разрезы, стратиграфические колонки выполняются на листе формата А4 черной гелевой ручкой. Оформление геологических карт, разрезов и стратиграфических колонок должно соответствовать инструкции по оформлению карт (обязательно соблюдать индексацию и цветовую раскраску основных стратиграфических подразделений (групп, систем) и интрузивных пород. Оформление графики выполняется в цвете (цветными карандашами). Пояснительный текст ( шрифт 14 (Times New Roman), интервал 1, поля левое 3 см., правое 1,5 см., верхнее 1,5 см., нижнее 2 см.), бланки карт, построенные разрезы и стратиграфические колонки сшиваются в альбом формата А4 (обязателен титульный лист). Карты 1-6 приведены в ПРИЛОЖЕНИИ.
5
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Плоскости напластования и элементы их залегания
Все осадочные и вулканогенно-осадочные породы обладают слоистостьюосновным отличительным текстурным признаком горных пород осадочного происхождения.
Поверхности, отделяющие слои друг от друга, отмечают изменения в условиях осадконакопления и называются поверхностями напластования. Верхняя плоскость напластования слоя называется кровлей, нижняя – подошвой (рис.1). Ориентация поверхностей напластования (и всего слоя в целом) в пространстве определяется ее
элементами залегания.
Рис. 1. Основные геометрические элементы слоя
Ориентация поверхностей напластования (и всего слоя в целом) в пространстве определяется ее элементами залегания.
Различают моноклинальное залегание слоев, когда элементы залегания плоскостей напластования остаются неизменными на протяжении значительного расстояния, и более сложные складчатые формы, когда элементы слоев меняются в разной степени с более или менее правильной периодичностью. Для определения элементов залегания плоскостей напластования используются следующие геометрические компоненты:
-линия простирания (АВ на рис. 1), являющаяся пересечением плоскости напластования с любой горизонтальной плоскостью,
-линия падания (DС), лежащая в плоскости напластования, перпендикулярная линии простирания и направленная в сторону падения (при этом линия СD является линией восстания плоскости напластования).
-угол падения α, расположенный в вертикальной поверхности плоскости и заключенный между линией падения (DС) и ее проекцией на горизонтальную плоскость
(EG).
Азимутом простирания называют горизонтальный угол, измеренный (как и все азимуты) по часовой стрелке между линией простирания (АВ) и направлением на север. Азимут простирания (в отличие от азимута падения) имеет два значения (углы A и C на рис. 2).
6
Рис.2. Измерение азимутов
Азимутом падения называется горизонтальный угол, заключенный между проекцией линии падения на горизонтальную плоскость (EG) и направлением на север (угол B на рис. 2).
Азимут восстания, измеряемый в горизонтальной плоскости между проекцией
линии восстания (GE) и направлением на север, будет отличаться от азимута падения на
1800.
При непосредственных измерениях элементов залегания горным компасом удобнее определять азимут падения и угол падения – этот набор данных однозначно определяет ориентировку слоя. При этом запись имеет вид: аз. пад. 135, угол пад. 45. Возможно также определение азимута простирания и угла падения (аз. прост. 45 угол пад.45).
Определение элементов залегания моноклинально залегающих слоев по геологической карте
Для определения элементов залегания по геологической карте используются стратоизогипсы (проекции линий простирания на плоскость карты).
Для построения последних необходимо найти точки пересечения определяемой плоскости напластования с горизонталями (рис. 3А). Так, например, искомая плоскость пересекается с горизонталью с высотной отметкой 100 м в двух точках. Проведенная через эти точки линия лежит одновременно в горизонтальной плоскости (на высоте 100 м), и принадлежит картируемой плоскости направления (рис. 3Б). Следовательно, каждую стратоизогипсу можно на карте пронумеровать в соответствии с ее высотным положением (рис. 3А); направление уменьшения значений этих высот укажет направление падения плоскости.
7
В=А+1800 С=В+900
Рис.3. Элементы залегания наклонной плоскости.
(А) проведение стратоизогипс для плоскости напластования, а – заложение, А, В – азимуты простирания, измеренные в двух направлениях, С – азимут падения
(Б) объемное изображение плоскости напластования (ABFE). AВ, CD – линии простирания, A2 B2, C1D1 – стратоизогипсы, а - угол падения плоскости
Азимуты падения и простирания (углы А, В и С на рис. 3А) на карте измеряются транспортиром . Угол наклона определяют, используя величину заложения a. Для этого
8
в прямоугольном треугольнике B1D1B2 (рис.3Б), в котором известны катеты B1D1 (заложение а, измеренное по карте) В1В2 (равный сечению горизонталей – в нашем случае 20 м), определяют угол α. Это может быть выполнено по формуле:
α = arctg h/a
где a – величина, h – сечение горизонтальной (BB1 на рис.3Б) или графическим способом – построением треугольника B1D1B2 в произвольном масштабе и прямым измерением угла транспортиром. Величина заложения тем больше чем положе погружается слой.
Определение мощности слоев
Мощность слоя – это расстояние между его кровлей и подошвой. Различают истинную мощность (измеренную по кратчайшему расстоянию, рис.4.), вертикальную мощность (измеренную в вертикальной плоскости) и видимую мощность (обычно наблюдаемую в обнажениях).
Рис. 4. Соотношение истинной, вертикальной и видимой мощностей наклонно залегающего слоя (слой и склон падают в разные стороны). α – угол падения слоя, β – угол падения склона.
М ист .= М вид.sin(α+ β)
Вертикальная мощность связана с истиной соотношением:
Мист = Мвертcosα
При этом, угол падения слоя менее 180, то разница между мощностями не превышает 5%. Связь истинной мощности с видимой (зафиксированной вкрест простирания слоя) также устанавливается с помощью решения прямоугольного треугольника (рис. 4).
9
Определение мощности слоев по геологической карте может быть произведено с помощью стратоизогипс. Для определения мощности слоя необходимо выбрать стратоизогипсу, пересекающую одновременно кровлю и подошву слоя (рис. 6А). Фактически такая линия соответствует двум линиям простирания, первая из которых находится в кровле слоя (на высоте 80м), а вторая – в подошве (на высоте 60 м; рис. 6Б). Разница между этими двумя значениями и составляет вертикальную мощность слоя.
Часто бывает, что найти стратоизогипсу, пересекающую кровлю и подошву пласта, затруднительно или невозможно. В этом случае производится интерполяция значений линий простирания (рис. 5) – установление высотных значений линий простирания. На рисунке 5 такая интерполяция проведена для линий простирания к подошве; при этом установлено, что линия простирания с высотной отметкой «40» совпадает с линией простирания для кровли, имеющей высотную отметку «60». Соответственно, вертикальная мощность слоя составляет 20 м.
Рис. 5. Определение мощности наклонного пласта интерполяцией значений стратоизогипс
10