+Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Г.Н. Азроян

СТРУКТУРНА ГЕОЛОГІЯ, ГЕОКАРТУВАННЯ ТА ДИСТАНЦІЙНІ МЕТОДИ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

2010

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра теоретичних основ геології

Г.Н. АЗРОЯН

СТРУКТУРНА ГЕОЛОГІЯ, ГЕОКАРТУВАННЯ

ТА ДИСТАНЦІЙНІ МЕТОДИ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

Для студентів напряму підготовки

6.040103 - "Геологія"

Рекомендовано методичною радою

університету

Івано-Франківськ

2010

МВ 02070855-3090-2010

Азроян Г.Н. Структурна геологія, геокартування та дистанційні методи. Конспект лекцій. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010. - 225 с.

Конспект лекцій складено згідно з робочою програмою дисципліни "Структурна геологія, геокартування та дистанційні методи" для студентів напряму підготовки 6.040103 - "Геологія".

Курс "Структурна геологія, геокартування та дистанційні методи" є однією з профілюючих дисциплін, що ставить за мету вивчення студентами основних видів геологічних структур і методів їх досліджень. Курс складається з трьох розділів, тісно пов"язаних між собою: структурна геологія; геологічне картування; дистанційні методи.

В конспекті лекцій даються теоретичні відомості, які студентам необхідно опанувати з метою отримання фундаментальних знань для подальшого засвоєння геологічних дисциплін нафтогазового напряму.

Рецензент : завідувач кафедри теоретичних основ геології, кандидат геолого-мінералогічних наук,

доцент Стельмах О.Р.

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № ___ від «___»________20__ р.)

 Азроян Г.Н., 2010

 ІФНТУНГ, 2010

МВ

Азроян Г.Н. Структурна геологія, геокартування та дистанційні методи. Конспект лекцій. - Івано-Франківськ: ІФНДТУНГ, 2010. - 225 с.

Конспект лекцій складено згідно з робочою програмою дисципліни "Структурна геологія, геокартування та дистанційні методи" для студентів напряму підготовки 6.040103 - "Геологія".

Курс "Структурна геологія, геокартування та дистанційні методи" є однією з профілюючих дисциплін, що ставить за мету вивчення студентами основних видів геологічних структур і методів їх досліджень. Курс складається з трьох розділів, тісно пов"язаних між собою: структурна геологія; геологічне картування; дистанційні методи. В конспекті лекцій даються теоретичні відомості, які студентам необхідно опанувати з метою отримання фундаментальних знань для подальшого засвоєння геологічних дисциплін нафтогазового напряму.

Рецензент: кандидат геолого-

мінералогічних наук, доцент О.Р.Стельмах

Голова навчально-методичного

об"єднання спеціальності "Геологія

нафти і газу" Б.Й. Маєвський

Голова навчально-методичного

об"єднання спеціальності

"Геофізика" Д.Д. Федоришин

Завідувач кафедри теоретичних

основ геології О.Р. Стельмах

Член експертно-рецензійної

комісії університету В.А. Старостин

Нормоконтролер Г.Я. Онуфрик

Коректор Н.Ф. Будуйкевич

Інженер I категорії Н.В. Мирка

 Азроян Г.Н., 2010

 ІФНТУНГ,2010

Рекомендовано методичною радою університету

( протокол № ___ від «___»________20__ р.)

ЗМІСТ

Вступ ................................................................................. 4

1 Значення курсу і його зв"язок з

іншими науками ............................................................. 7

2 Геологічна картографія ............................................. 12

3 Будова і умови формування

шаруватих товщ .............................................................. 27

4 Неузгодження .............................................................. 48

5 Горизонтальне і нахилене

залягання шарів............................................................... 55

6 Фізичні умови деформації

гірських порід ................................................................... 65

7 Складчасті форми

залягання .......................................................................... 73

8 Розривні порушення ....................................................106

9 Особливі форми залягання

осадових гірських порід ...............................................139

10 Форми залягання інтрузивних,

ефузивних та метаморфічних порід .............................148

11 Структурні елементи

земної кори........................................................................160

12 Аерокосмометоди при

геологічних дослідженнях...............................................180

13 Загальні принципи і

методи геологічного картування..................................198

14 Організація і проведення

геологічного картування................................................206

Перелік використаних джерел......................................225

ВСТУП

Навчальна дисципліна “Структурна геологія, геологічне картування та дистанційні методи” є комплексною; вона об’єднує три окремі, хоча й взаємопов’язані галузі геології.

Структурна геологія, яка є розділом геотектоніки, вивчає форми залягання гірських порід (малі та середні за розмірами структурні форми геологічних тіл) і тектонічні порушення – (складчасті та розривні), закономірності їх розташування, прості сполучення, умови утворення та історію розвитку їх у земній корі.

Заляганням називається просторове положення в земній корі блоків (тіл) гірських порід, а також вікові, літологічні та структурні співвідношення між суміжними елементами стратиграфічного розрізу.

Осадові породи найчастіше залягають у вигляді шарів; шари можуть залягати горизонтально, нахилено, складчасто. Магматичні інтрузивні породи залягають у вигляді масивів циліндричної, лінзоподібної та іншої форми; ефузивні породи утворюють покриви, потоки та інші форми.

Структурні форми (форми залягання гірських порід) – це прості складові частини земної кори: окремі шари осадових порід, монокліналі, складки, окремі тріщини, розривні зміщення та ін. Структурними формами є геометрично відокремлені і макроскопічно розрізнені природні трьохмірні тіла, утворені гірськими породами, а також різні види порушень первинної форми і суцільності цих тіл. Ці структурні форми можуть складати відносно прості або дуже складні і протяжні сполучення.

Прості сполучення, які складаються з подібних за зовнішніми ознаками та умовами утворення структурних форм, носять назву місцевих (корових) тектонічних структур або просто структур. Головні з них: осадова шарувата, складчаста тріщинна, розривна, магматогенна та метаморфогенна структури. Крім того, виділяють похідні з першого та другого названих типів, але цілком самостійні структури: узгодженого та неузгодженого залягання гірських порід, горизонтальні і моноклінальні. Структурні форми і місцеві структури є об’єктами вивчення структурної геології.

З місцевих структур складаються регіональні тектонічні структури, які охоплюють крупні частини континентів або ж цілі континенти чи океанічні западини. Вони дуже складно побудовані і коренями сягають мантії. Це авлакогени, глибинні розломи, синеклізи, антеклізи, синклінорії, антиклінорії, крайові прогини, рифтові зони, геосинклінальні області та платформи. Регіональні тектонічні структури прийнято розглядати в курсі геотектоніки.

1  Вивчається морфологія, тобто зовнішній вигляд і розміри структурних форм (наприклад, окремої складки, тріщини, магматичного тіла) і їх простих сполучень місцевих чи корових структур (відповідно складчастого комплексу, зони тріщинуватості, магматичного комплексу).

2 Розкривається механізм (можливі кінематичні і динамічні умови) виникнення і послідовність розвитку цих структурних форм.

Структурно-геологічні дослідження проводять у процесі геологічного картування.

Геологічне картування (геологічна зйомка) являє собою комплекс досліджень, які проводяться з метою складання геологічних карт і виявлення перспектив досліджуваної території щодо корисних копалин; таким чином геологічне картування є галуззю геології, яка об’єднує різноманітні методи і технічні прийоми польової роботи, що полягають у зборі безпосередньо на полігоні первинного фактичного матеріалу та його узагальнення для складання геологічних карт і їх практичного використання.

При геологічній зйомці вивчаються природні відслонення, гірські виробки і бурові свердловини для визначення складу порід, їх походження, віку та форм залягання. На підставі обробки, вивчення та узагальнення отриманих матеріалів складаються геологічні карти, які дозволяють робити висновки про будову і геологічний розвиток як окремих районів, так і крупних регіонів, про закономірності розповсюдження корисних копалин; вони є основою для проектування пошукових і розвідувальних робіт, проведення інженерно-геологічних та будівельних робіт та ін.

Дистанційні методи – це комплекс методів вивчення земної поверхні, які виконуються візуально, або за допомогою різних пристроїв з наступним аналізом отриманих даних. В цьому розділі ми будемо розглядати методи аерофотозйомки та аерокосмометоди, які дозволяють вивчати поверхню Землі і верхні її зони з борту літака та з космосу

1 Значення курсу і зв’язок його з іншими науками

Значення структурної геології:

1 Вивчаються форми залягання гірських порід, визначається розподіл у земній корі корисних копалин. Знання зв’язку окремих видів корисних копалин з певними структурними формами дозволяє методично правильно вести пошуки, прогнозувати розміщення корисних копалин у земній корі. Наприклад, нафта і газ, як правило, зосереджені у склепіннях антиклінальних складок. Велика кількість рудних корисних копалин глибинного походження утворюють тіла, які виповнюють тріщини в земній корі.

2 Структурна геологія має важливе значення для вирішення питань гідрогеології, оскільки шляхи і способи руху підземних вод визначаються умовами залягання гірських порід

3 Структурна геологія допомагає відновити історію тектонічних рухів Землі.

4 Структурна геологія дозволяє дати відповіді на багато теоретичних і практичних питань петрографії, стратиграфії, літології, вчення про фації і формації, геоморфології, пошуково-розвідувальної справи та ін.

Значення геологічного картування

Геологічні карти дозволяють:

- аналізувати геологічну будову території і з’ясовувати історію її розвитку;

- виявляти закономірності розміщення корисних копалин, а також напрямки пошуково-розвідувальних робіт;

- допомагають розробити схему раціональної експлуатації родовищ корисних копалин;

- допомагають в інженерно-геологічних роботах, в будівельних роботах з меліорації і водопостачання;

- вирішують питання в області регіональної геології, геоморфології та ін

- отримувати віртуальні (можливі, прогнозні, уявні) моделі будови земної кори.

Значення аерокосмометодів

- підвищують точність (кондиційність) геологічних карт; надають об’єктивну геологічну інформацію;

- дозволяють вести дослідження у важкодоступних районах, шельфових зонах морів і акваторій Світового океану;

- за рахунок проникаючої здатності космічних знімків, дозволяють вивчати структури земної кори, перекриті більш молодими відкладами.

Методи структурної геології і геологічного картування

У структурній геології використовують різні методи наукового аналізу, обробки і узагальнення фактичних матеріалів. До загальних методів відноситься діалектико-матеріалістичний, який спирається на знання об’єктивних законів розвитку навколишнього матеріального світу.

Із методів, які використовуються у структурній геології і які конкретизують зміст діамату найбільше значення мають порівняльний, порівняльно-історичний і актуалістичний.

Порівняльний метод встановлює подібність і розбіжності і взаємні зв’язки реального світу. Він допомагає виявити індивідуальні особливості об’єкта, шляхом порівняння простежити зміни розбіжностей у часі. Цей метод відіграє велику роль при описанні і класифікації фактичного матеріалу при вивченні форм і ознак природніх тіл.

Питання виникнення і закономірностей розвитку земної кори не може бути вирішене без історичного підходу.

Порівняльно-історичний метод передбачає вивчення всіх природних явищ у тісному зв’язку і взаємодії з навколишнім середовищем, у історичній послідовності, із з"ясуванням їх походження і наступних змін.

Застосування цього методу дозволяє вивчати форми залягання гірських порід не як випадкові утворення, а як закономірний результат розвитку певних процесів, виявляти походження форм залягання і їх взаємні зв’язки. Даний метод із успіхом використовується для пізнання історії формування і сучасної будови земної кори. На його основі створені вчення про фації, виконуються палеогеографічні реконструкції, складаються тектонічні карти.

Актуалістичний метод. Обгрунтований Ч.Лайєлем. Дозволяє створити уявлення про геологічні процеси далекого минулого за аналогією із сучасними.

Математичний метод. Дозволяє дослідити кількісну сторону природних явищ. Основа більшості геологічних процесів генетична, яка визначається широким діапазоном вихідних даних. Математичні методи повинні розглядатись в геології як допоміжні, що підвищують продуктивність, точність і об’єктивність результатів. Цей метод дозволив впровадити у структурну геологію моделювання природних процесів, спрямованих на з"ясування умов деформацій, які спостерігаються у гірських породах. Моделювання широко застосовується для обгрунтування і перевірки робочих теорій і гіпотез.

Структурно-геометричний метод – для вивчення форм, розмірів структур.

Стрейн-аналіз являє собою кількісно-аналітичні дослідження природних деформацій. Теоретичною основою йому слугує механіка щільних середовищ Він базується на тектонофізичних дослідженнях. Цей аналіз найбільшого поширення набув у англомовних країнах та Західній Європі (І.Рамзай, Е.Клоос та ін).

Використовуються методи фізики, хімії, а також дані інших галузей геологічних наук: мінералогії, петрографії, історичної геології, палеонтології, геоморфології, літології.

Особливе значення мають методи дистанційного вивчення , які полягають у дослідженні властивостей нашої планети з літальних апаратів.

Існують спеціальні методи геологічного картування, розроблені для проведення геологічної зйомки.

Історія розвитку геологічного картування

В розвиток гірничої справи великий внесок зробив російский вчений М.В. Ломоносов. Наприкінці 50-х років ХVІІІ ст. він написав свої знамениті праці: “О слоях земных" і "Слово о рождении металлов от трясения Земли”, в яких поклав початок науці про будову земної кори – тектоніці і її розділу – структурній геології. В ній він дав описання пластів, шаруватості, складок і розривів гірських порід.

Період з 1765 до 1775 р. Відомий як час знаменитих академічних експедицій.

Перша карта, на якій умовними знаками зображалось розповсюдження гірських порід і мінералів, складена в 1644 р. Ж. Кулоном. В 1684 р. Лістер запропонував зображати на картах різновидність порід різними кольоровими знаками. В 1743 р. В Англії Пакс склав карту із відображенням на ній розповсюдження гірських порід з кольоровими та буквенними позначеннями, до карти подавалось пояснення умовних знаків.

У 1743 р. Француз Геттер видав геологічну карту Франції, Англії та Німеччини, показуючи на ній виходи окремих різновидностей гірських порід, а також руд і мінеральних джерел.

І лише на початку ХІХ ст. почали з’являтися геологічні карти, які базувалися на простеженні шарів на місцевості і послідовності їх нашарування із спробами розчленування за віком на основі знахідок керівних закам’янілостей.

Значні наукові результати були досягнуті завдяки початими за ініціативою Д.І. Соколова у 1834 р. систематичним роботам з геологічної зйомки гірських територій і збору матеріалів для складання зведених карт.

У зв’язку із розширенням геологічних робіт і важливими практичними та науковими відкриттями геологів в ряді країн, було запропоновано організувати Міжнародний геологічний конгрес. Перша сесія МГК була проведена в Парижі в 1878 р. На другій сесії в Болоньї було вирішено приступити до складання Міжнародної геологічної карти Європи в масштабі 1:2500000.

Перші зведені геологічні карти всієї території СРСР були складені у 1937 р. в масштабі 1:5000000, в 1944 р.- 1:2500000.

У розвитку структурної геології і геотектоніки велику прогресивну роль відіграли тектонічні карти. Методика їх складання розроблена Шатським, Яншиним, Муратовим, Хаїним. Під керівництвом Яншина складена тектонічна карта Євразії масштабу 1:2500000, в наступні роки – тектонічні карти для всіх крупних регіонів країни. В 1984 р. опублікована тектонічна карта Світу під редакцією В.Є.Хаїна. На цій карті відображена тектоніка як материків, так і океанічного дна.

Складання геологічних карт має дуже велике значення. Тільки при їх високій якості можна обгрунтовано планувати і розвивати гірську промисловість і добиватися якнайшвидшого промислового освоєння природних ресурсів.

Контрольні запитання

1 Мета і завдання структурної геології, її зміст і зв"язок з іншими науками..

2 Що таке геологічне картування, аерокосмометоди?

3 Практичне значення структурної геології, геологічного картування та аерокосмометодів.

4 Основні методи структурної геології та геологічного картування.

5 Основні етапи розвитку структурної геології та геокартування.