Топографічні карти і топооснови геологічної карти

Геологічні карти будуються на топографічній основі, яку використовують при геологічних зйомках для орієнтування на місцевості, точної прив’язки різних геологічних об’єктів, нанесення точок спостережень і побудови геологічних карт. В якості топографічної основи служать топографічні карти.

Топографічна карта - це зменшене зображення певної території земної поверхні на горизонтальній площині, виконане за певними математичними законами із урахуванням кривизни Землі. Сукупність контурів предметів місцевості називається ситуацією, а нерівності земної поверхні – рельєфом. Рельєф місцевості зображується горизонталями – лініями, утвореними при перетині рельєфу з площинами, проведеними з певним січенням, що сполучають точки з однаковими абсолютними відмітками.

За картою місцевості можна визначити відстані між об’єктами, виміряти кути між напрямками на них, обчислити висотні відмітки точок, крутизну схилів, площі окремих ділянок та інші задачі.

Можливість зображення об’єктів різних розмірів на топографічній карті і її детальність залежать від масштабу карти. Масштаб – це ступінь зменшення горизонтальних проекцій ліній місцевості при перенесенні їх на карту. Розрізняють числовий, лінійний і поперечний масштаби.

Числовий масштаб – простий дріб, чисельник якого дорівнює одиниці, а знаменник означає ступінь зменшення відрізків лінії місцевості при їх перенесенні на карту. На картах його підписують 1:25 000... Чим більший дріб, тим крупніший масштаб. На карті більш крупного масштабу можна відобразити більше деталей, а виміри робити більш точно, ніж на картах дрібного масштабу.

Лінійний масштаб – графічне зображення числового масштабу. Для його побудови на прямій лінії відкладають ряд відрізків однакової довжини (1 см). Довжина такого відрізку – це основа лінійного масштабу. Число метрів, яке відповідає основі масштабу, називається величиною лінійного масштабу. Крайній лівий відрізок поділяють на 10 рівних частин; праворуч від крайньої лівої основи ставлять нуль, ліворуч – величину масштабу.

Праворуч від нульової поділки по наростаючій проставляються числа, які відповідають одній, двом, трьом і т.д. величинам масштабу. У крайній правій частині лінійного масштабу ставиться розмірність.

Рисунок 2.1 - Лінійний масштаб

Відстань на карті заміряється за допомогою циркуля, який прикладається до лінійного масштабу так, щоб права ніжка співпала з кінцем однієї з основ масштабу праворуч від нуля, а ліва ніжка була в межах крайньої правої основи.

При встановленні граничної графічної точності нанесення точок на карту виходять із фізіологічних можливостей людського ока. Граничною графічною точністю побудови точки прийнято вважати величину 0,1 мм. Величина відрізку лінії місцевості, яка відповідає в масштабі карти граничній графічній точності 0,1 мм називається точністю масштабу карти. Для масштабів 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000 точність масштабів відповідно буде складати 1; 2; 3; 5 м.

Топографічні карти за масштабом поділяються на:

1 Географічні карти (1:1000000)

2 Топографічні карти (1:1000000 – 1:10000)

3 Топографічні плани (1:10000)

На топографічних планах не враховується кривизна Землі, оскільки вона практично не впливає на точність зображення місцевості.

При роботі з топографічною картою як основою для нанесення геологічних даних і побудови геологічних карт можуть виникнути труднощі, якщо топографічна карта завантажена топографічними об’єктами (елементи рельєфу, гідрогеологічна сітка, лісові масиви, населені пункти та ін.). Тому ці карти спрощують, знімаючи з них зайву інформацію, яка заважає зображенню елементів геологічної будови території, отримуючи в результаті топооснову.

Топооснова – спрощена топографічна карта, з якої зняті зайві деталі (рослинне покриття, заболоченість), але повністю збережені елементи рельєфу (горизонталі, висотні відмітки), умовні знаки, які зображують гідрографічну сітку, населені пункти, дороги.

Види геологічних карт

В залежності від масштабу власне геологічні карти поділяються на п’ять видів: оглядові, дрібномасштабні, середньомасштабні, крупномасштабні та детальні.

1 Оглядові карти – масштаб дрібніше 1:1000000. На них на географічній або дуже спрощеній топографічній основі зображаються загальні риси геологічної основи окремих регіонів, держав, континентів або всієї земної кулі. Карти складаються шляхом узагальнення більш крупномасштабних карт із застосуванням матеріалів дистанційних і географічних досліджень.

2 Дрібномасштабні карти ( М 1:1000000 і 1:50000) дають уявлення про геологічну будову і закономірності розповсюдження корисних копалин обширних територій або окремих держав; складаються на спрощеній топооснові. Ці карти служать для визначення напрямку подальших більш детальних геологозйомочних робіт і попередньої оцінки перспектив районів щодо пошуків корисних копалин.

3 Середньомасштабні карти (1:200000 1:100000) з великим ступенем детальності характеризують основні риси геологічної будови середніх за площею територій. Складаються на топооснові з розрідженою сіткою горизонталей. Є основним видом геологічних карт, на базі яких плануються і проводяться пошуки корисних копалин.

4 Крупномасштабні карти (1:50000 і 1:25000) невеликих за площею територій. Складаються на топоосновах. Вони призначені для детального зображення геологічної будови районів, по відношенню до яких визначені реальні перспективи виявлення родовищ корисних копалин, а також для районів сільськогосподарських угідь, будівництва міст, підприємств, гідростанцій, тобто для вирішення прикладних задач

5 Детальні карти (1:20000; 1:50000; 1:2000 і крупніші) дають детальну геологічну характеристику вже відкритих покладів і родовищ корисних копалин на певних територіях; вони складаються на спеціальних топоосновах і дозволяють вирішити питання, пов"язані із закономірностями розміщення рудних тіл, покладів нафти і газу, підрахунком запасів корисних копалин.

Загальні вимоги до оформлення геологічних карт. Умовні позначення на геологічній графіці.

Вимоги до складання геологічних карт і додатків до них викладені в інструкціях і методичних вказівках з організації та виконання геологозйомочних робіт і складання державних геологічних карт різного масштабу.

За допомогою умовних позначень, які є стандартизованими і загальноприприйнятими, на геологічній графіці вказуються вік, склад та генезис гірських порід, границі між породами різного віку і складу, розривні порушення, елементи залягання шаруватих товщ, бурові свердловини, гірські виробки та ін. Розрізняють три основні види умовних позначень: 1) кольорові, 2) штрихові, 3) буквені та цифрові.

Кольорові позначення відображають вік осадових, вулканогенних і метаморфічних порід. При зображенні інтрузивних порід колір застосовується для відображення їх складу.

Буквенні і цифрові позначення (індекси) служать для вказування віку і походження порід. Склад інтрузивних і деяких вулканічних порід також позначається буквами.

Окрім основних існують ще інші умовні позначення, до яких відносяться позамасштабні лінійні знаки. З їх допомогою на геологічних картах зображаються геологічні границі з поділом на достовірні і припущені, границі змінених порід, розривні порушення з поділом їх на основні і другорядні, орієнтування розривних порушень, елементи залягання шаруватості, бурові свердловини, знахідки фауни і флори та ін.На геологічних картах зображаються стратиграфічні і нестратиграфічні підрозділи.

Позначення стратиграфічних підрозділів

Різновікові стратиграфічні підрозділи показують за допомогою кольору, індексу, крапу. При цьому вік зображається кольором та індексом, склад – крапом. Кольорові позначення стратиграфічних підрозділів повинні відповідати кольорам, прийнятим для підрозділів геохронологічної шкали. Кожній групі чи системі відповідає певний колір та індекс (табл. 1).

Таблиця 2.1 - Кольори та індекси основних стратиграфічних підрозділів на геологічних картах

Група і система	Колір	Індекс
Кайнозойська група Системи: четвертинна неогенова палеогенова	жовтий жовтувато-сірий жовтий оранжево-жовтий	Kz Q N Р
Мезозойська група Системи: крейдова юрська тріасова	зелений зелений синій фіолетовий	Mz K J T

Продовження таблиці 2.1

Група і система	Колір	Індекс
Палеозойська група: Системи: пермська кам"яновугільна девонська силурійська ордовикська кембрійська	оранжево-коричневий сірий коричневий сіро-зелений (світлий) оливковий синьо-зелений (темний)	Pz Р C D S O Є
Протерозойська група Архейська група	рожевий бузково-рожевий	PR AR

Відділи і яруси позначаються відтінками кольорів систем, при цьому чим молодший вік утворень, тим світліший їх відтінок на геологічній карті. Так, розфарбування місцевих і допоміжних стратиграфічних підрозділів повинно відповідати кольорам, прийнятим для підрозділів геохронологічної шкали, з якими вони співставляються за віком. Якщо до підрозділу належить велика кількість місцевих стратиграфічних підрозділів, допускаються відхилення від прийнятого основного кольору даного підрозділу при умові збереження кольорової гами в цілому.

Індексація підрозділів геохронологічної шкали полегшує читання кольорових позначень, особливо коли їх на карті велика кількість. Індекси складаються із букв латинського і грецького алфавітів, а також з арабських і римських цифр. Спочатку ставиться велика перша буква назви системи в латинській транскрипції, відділ позначається арабською цифрою, розміщеною проворуч унизу. Далі вказується індекс ярусу – двома або одною початковими малими буквами його латинізованої назви. Підяруси вказуються арабськими цифрами.

Наприклад: індекс системи – C₁v₃ - індекс ярусу



індекс відділу індекс під"ярусу

Читається так: верхній під"ярус візейського ярусу нижнього відділу кам’яновугільної системи.

У випадку, коли необхідно відобразити присутність в одному стратиграфічному підрозділі двох систем (або відділів), ставиться знак “+” або “-”. При цьому знак плюс ставиться у випадку, коли об’єднуються повністю два сусідні підрозділи, в інших випадках використовується знак тире. Якщо вік геологічних утворень в межах окремих підрозділів встановлений приблизно , то символи цих підрозділів в індексі розділяються двокрапкою. Наприклад: РР₃:Є – верхній протерозой або кембрій.

Окрім загальноприйнятих стратиграфічних підрозділів іноді виникає необхідність введення допоміжних (місцевих) підрозділів. Найбільш крупними із місцевих підрозділів є комплекси і серії, що охоплюють потужні товщі осадових, вулканогенних або метаморфічних утворень, які часто відповідають єдиному крупному вулканічному чи тектонічному циклу або циклу осадоутворення. Комплекси і серії між собою розділяються регіональними неузгодженнями. В одних випадках комплекс або серії можуть відповідати системам, в інших – ярусу. В серіях, системах, відділах чи ярусах можуть виділятися світи, які характеризуються чітко вираженими особливостями складу або умовами утворення витриманими на великій площі.

В свою чергу, світи можуть поділятися на підсвіти , горизонти , пачки, а також на окремі шари. Різні світи по відношенню між собою можуть залягати як узгоджено, так і неузгоджено.

Індекси місцевих підрозділів комплексів, серій і світ складаються з двох латинських малих букв, із яких перша відповідає першій букві назви, друга – найближчій приголосній в цій назві. Вказані індекси приєднуються праворуч до індексу групи, системи, відділу чи ярусу.

Горизонти і пачки вказуються буквами за індексами більш крупного підрозділу.

У випадку, коли світи виділити важко, в якості місцевих підрозділів вводяться товщі, які характеризуються певним складом та іменуються за складом переважаючих порід (наприклад, вулканогенна, карбонатна). Товщі можуть поділятися на пачки. Товщі і пачки позначаються буквеними або цифровими індексами, які знаходяться на місці показника ступеню. Наприклад: D₃fr¹ – нижня товща франського ярусу.

Індекси підрозділів четвертинної системи утворюються шляхом приєднання буквеного символу (мала латинська літера, що відповідає першій букві назви типу відкдладів), який відображає генетичний тип відкладів, ліворуч від індексу ланки. Наприклад: aQ₁ – алювіальні відклади нижньочетвертинної ланки. Праворуч над буквеним індексом генетичного підрозділу може вказуватися порядковий номер терас. Наприклад: a³ Q₂ – середньочетвертинні відклади третьої надзаплавної тераси.

Позначення нестратиграфічних підрозділів

Нестратиграфічні підрозділи позначаються на карті кольором, індексами, крапом.

Склад інтрузивних порід позначається кольором та індексом (буква грецького алфавіту), може використовуватися і відповідний крап (таблиця 2). Для вказування віку магматичних порід праворуч ставиться символ, який вказує на вік. Наприклад: К₁ – ранньокрейдові граніти.

Таблиця 2 - Основні умовні позначення для магматичних утворень

Групи порід за хімічним складом	Породи	Колір	Індекс	Назва букви
Кислі	Граніти Ріоліти	Червоний	 	Гамма Лямбда
Середні	Діорити Андезит	Темно-малиновий	 	Дельта Альфа
Основні	Габбро Базальти	Темно-зелений	 	Ню Бета
Ультраос- новні	Перідотити Дуніти	Темно-фіолетовий	 	Сігма Сігма
Лужні	Сієніти Трахіти	Червоно-оранжевий	 	Ксі Тау

Зарамкове оформлення карти

До обов’язкових елементів геологічної карти належать системи умовних позначень, геологічні розрізи, стратиграфічні колонки. Ці додатки розташовуються на полях карти і складають зарамкове оформлення. Ліворуч від карти знаходиться стратиграфічна колонка, праворуч – умовні позначення, внизу під картою – геологічні розрізи. В разі необхідності додатки можуть виноситись на окремі листи.

Умовні позначення

В розташуванні умовних знаків дотримуються певного порядку. Першими у вертикальній колонці ідуть умовні позначення, що характеризують стратифіковані утворення (осадові, вулканогенні, вулканогенно-осадові і метаморфічні), які розташовуються зверху донизу від найбільш молодих до найдавніших; потім – умовні позначення інтрузивних і нестратифікованих вулканогенних утворень (також від наймолодших до давніх). В другій колонці, яка розташована праворуч від першої наводяться характеристики, що пояснюють спеціальні знаки (крап), які застосовуються при складанні геологічної карти.

Нижче від них наводяться позначення геологічних границь, розривних порушень і їх морфологічних різновидів. Далі ідуть умовні позначення елементів залягання шарів, місць знахідок викопної фауни і флори, гірських виробок і бурових свердловин, геофізичних кривих (які супроводжують геологічні розрізи) та пунктів визначення абсолютного віку гірських порід.

Стратиграфічна колонка

Стратиграфічна колонка відображає вікову послідовність, товщини і літологічний (петрографічний) склад гірських порід (крім інтрузивних і нестратифікованих вулканогенних порід), які відслонюються на поверхні чи вскриті гірськими виробками на досліджуваній території.

Для колонок прийнята стандартна форма, згідно якої в центрі у вигляді вузького стовпчика зображена геологічна (літологічна) колонка із вказаними в ній спеціальними графічними знаками породами, ліворуч від колонки, вказуються стратиграфічні підрозділи єдиної шкали від системи до ярусу (і більш дрібних підрозділів) включно. Праворуч, в окремій графі, наводяться індекси цих підрозділів.

Праворуч від геологічної колонки розташовується графа “товщина, м”, в якій вказується товщина кожного найдрібнішого підрозділу в метрах. За нею йде графа “характеристика порід”, призначена для літологічного і петрографічного опису порід. В ній зазначаються також корисні копалини, викопна флора і фауна, а також наводяться назви місцевих, регіональних і допоміжних підрозділів. Четвертинні відклади в колонці не вказуються.

Колонка виконується в певному масштабі, як правило, більш крупному, ніж масштаб карти, але з таким розрахунком, щоб її висота приблизно співпадала з довжиною вертикальної рамки карти. Масштаб колонки не вказується. При коливанні товщин шарів, цифрами наводяться їх значення (наприклад 50-520 м), а в колонці відкладається максимальна товщина.

Незалежно від умов залягання порід(горизонтальне, нахилене, складчасте) в колонці шар показують тільки горизонтально лежачим; геологічні границі при узгодженому заляганні показують в літологічній колонці прямими лініями, а при неузгодженому – хвилястими, зубчастими і більш складними, але також горизонтальними. Нижня частина колонки обмежується суцільною лінією.

Геологічні розрізи

Геологічні розрізи розташовуються під південною рамкою карти нижче лінійного масштабу симетрично відносно планшету. На геологічному розрізі відображається залягання гірських порід у вертикальній площині, орієнтованій найчастіше вхрест їх простягання.

Розрізи показують послідовність і товщини шарів, форми їх залягання в площині розрізу, розташування і форми масивів вивержених порід і рудних покладів у вертикальній площині, доповнюючи їх зображення в плані. Можуть складатися з використанням даних геологічної карти, бурових свердловин, геофізичних досліджень.

На геологічних розрізах повинні наочно відображатися умови залягання геологічних тіл , особливості тектоніки району. Лінії розрізів можуть бути прямі і ламані. На кінцях лінії розрізу і в місцях їх зламу ставлять буквенні позначення.

На кожному розрізі показуються: гіпсометричний профіль місцевості , лінія рівня моря, шкала вертикального масштабу з поділками через 0,5 см і підписами через 1 см. Положення орографічних, гідрографічних орієнтирів і геологічних границь на розрізі повинно точно співпадати з їх положенням на карті.

Горизонтальний і вертикальний масштаби розрізів повинні відповідати масштабу карти. Для районів з похилим і горизонтальним заляганням порід допускається збільшення вертикального масштабу. Розрізи складаються, розфарбовуються і індексуються у відповідності з геологічною картою. Бурові свердловини наносяться чорними суцільними лініями. Вибій свердловини показується короткою горизонтальною рискою, біля якої проставляється глибина свердловини.

Загальні правила побудови розрізів на геологічних картах

Геологічні розрізи по карті рекомендується будувати у такій послідовності:

1) вибрати на карті напрямок лінії розрізу, провести і позначити її на кінцях і в точках злому заголовними буквами. Вибір напряму лінії розрізу залежить від умов залягання гірських порід.

2) встановити вертикальний масштаб розрізу з урахуванням умов залягання гірських порід.

3) побудувати топографічний профіль земної поверхні вздовж лінії розрізу.

4) на топографічний профіль нанести точки перетину лінії розрізу з геологічними границями. Найкраще спочатку нанести їх на нульову лінію, а потім перенести на топографічний профіль.

5) із отриманих точок провести геологічні границі на розріз положення яких залежить від умов залягання гірських порід.

Контрольні запитання

1 Що таке геологічна карта?

2 Яка геологічна інформація наноситься на геологічну карту?

3 Типи геологічних карт за їх змістом і призначенням.

5 Що таке масштаб, які є види масштабів?

6 Що таке топооснова?

7 Види геологічних карт за масштабами.

8 Які умовні знаки використовуються на геологічних картах?

9 Що таке стратиграфічна колонка, яка інформація в ній знаходиться?

10 Для чого будуються геологічні розрізи?

11 Практичне застосування геологічних карт.