составление стратиграфической колонки отложений характерных для района практики
3.4. Стратиграфическая колонка
Все необходимые сведения об истории развития того или иного района, о последовательности происходивших геологических событий можно получить при изучении состава горных пород и включенных в них остатков фауны и флоры по всему разрезу снизу вверх, от древних до самых молодых. Такой разрез принято изображать в форме стратиграфической колонки (колонки отложений), на которую переносятся фактические данные, полученные при изучении естественных обнажений или карьеров и кернов (столбиков породы, извлекаемых из глубины при бурении скважин).
3.4.1. Порядок построения стратиграфической колонки
Стратиграфическая колонка строится в определенном вертикальном масштабе, который рассчитывается в зависимости от мощности стратиграфических подразделений. Ширина колонки – 2,5 см. В ней указываются отложения горных пород, согласно принятым к ним литолого-петрографические обозначениям (см. рис. 3.2).
С правой стороны от колонки указывается мощность соответствующих отложений в метрах.
Рис. 3.2. Литолого-петрографические обозначения наиболее распространенных осадочных горных пород: 1 – песок; 2 – супесь; 3 – суглинок; 4 – глина; 5 − чередование песков и глин; 6 – лессовидный суглинок; 7 – лессовидная супесь; 8 – щебень; 9 – галечник; 10 – валунный суглинок; 11 – валунный песок; 12 – торф; 13 – известняк; 14 – мергель; 15 – мел; 16 – доломит;
17 – сидерит; 18 – аргиллит; 19 – алевролит; 20 − песчаник крупнозернистый; 21 – песчаник мелкозернистый; 22 – косослоистый песчаник;
23 – соли; 24 – гипс и ангидрит
Далее приводится краткое описание отложений горных пород. С левой стороны от стратиграфической колонки указывается общие стратиграфические единицы (с указанием индексов), к которым соотносятся соответствующие отложения горных пород: группы, системы и отделы.
Рис. 3.3. Стратиграфическая колонка. М 1:200
Столбцы, предназначенные для указания стратиграфических единиц и мощности отложений горных пород, имеют, как правило, ширину 1 см, для краткого описания пород – 5 см. Сверху колонка сопровождается надписью «Стратиграфическая колонка», под надписью указывается числовой масштаб. Все графические построения и надписи выполняются простым графитовым карандашом или тушью на бумаге формата А4.
Ниже стратиграфической колонки размещается легенда под заголовком «Условные обозначения». Легенда включает только те условные знаки, которые применялись при составлении разреза. Условные возрастные знаки располагаются в возрастной последовательности, от молодых отложений к более поздним. Все литолого-петрографические обозначения даются в прямоугольниках размером 1 на 1,5 см.
В соответствии с указанным вариантом (см. прил. 1), следуя принятой методике, постройте стратиграфическую колонку. К стратиграфической колонке приведите легенду.
Построение стратиграфических колонок
Стратиграфическая колонка – это модель слоистой структуры геологических тел разного ранга, построенная на основе биостратиграфических и иных методов определения последовательности напластования (рис. 7.1).
Стратиграфическая колонка составляется по данным полевых наблюдений или бурения скважин с привлечением геофизических материалов. В стратиграфических колонках специальными условными знаками в выбранном масштабе изображается стратиграфическая последовательность слоев, их состав, характер контактов, мощности пород, участвующих в геологическом строении данной территории.
Взаимоотношения слоев в разрезе (характер контактов) может быть согласным и несогласным.
При согласном залегании слоев каждый вышележащий слой лежит на подстилающем в стратиграфической последовательности без следов размыва. Такое залегание слоев образуется при устойчивых геотектонических условиях накопления осадка в рассматриваемый отрезок времени.
Стратиграфическим несогласием называется контакт разновозрастных горных пород по поверхности размыва, образующейся в результате перерыва в накоплении осадка. При несогласном залегании слоев (несогласии) вышележащий слой лежит на подстилающем его слое со следами размыва и с нарушением стратиграфической последовательности. В разрезе отсутствует комплекс пород (ярус, отдел, система и т. д.), соответствующий времени перерыва в накоплении осадка. Слои выше и ниже поверхности несогласия могут залегать как параллельно (параллельное несогласие), так и под углом друг к другу (угловое несогласие).
Для стратиграфических колонок принята стандартная форма, приведенная на рисунке 7.1, согласно которой в центральной части чертежа в виде столбика, шириной 2 – 4 см, штриховыми условными знаками изображается состав пород (литологическая колонка). Слева от литологической колонки в узких столбцах (1-2 см) указываются стратиграфические подразделения, к которым отнесены соответствующие слои, начиная с графы индекс, в которую записывается буквенно-числовой индекс возраста пород. Слева от графы «индекс» приводятся названия подразделений стратиграфической шкалы, выделенных в данном разрезе (ярус, отдел, система).
При построении стратиграфических колонок следует соблюдать следующие правила.
1. Стратиграфическая колонка строится в произвольном масштабе.
2. На стратиграфической колонке должны быть показаны в возрастной последовательности все дочетвертичные осадочные, эффузивные и мета-
Рис. 7.1. Стратиграфическая колонка
морфические породы, установленные в данном районе. Породы четвертичного возраста и интрузивные магматические породы в колонку не вносятся.
3. Все горные породы, независимо от условий залегания, показываются в колонке лежащими горизонтально.
4. Стратиграфические подразделения в колонке разделяются горизонтальными линиями. Характер контактов показывается в графе «литологическая колонка» следующими условными знаками:
4.1. прямыми сплошными линиями при согласном залегании слоев;
4.2. волнистыми линиями при параллельном стратиграфическом несогласии;
4.3. волнисто-угловатыми линиями при угловом несогласии;
4.4. при местных размывах знак несогласия показывается только на половине ширины литологической к олонки;
4.5. если взаимоотношения слоев неясны, то в литологической колонке между ними оставляется узкий пробел (4 мм), ограниченный параллельными линиями, внутри которого ставится знак вопроса, а в графе «характеристика пород» пишется – взаимоотношения неясны.
5. Колонка строится по максимальным мощностям отложений, если мощность слоев в районе непостоянная.
6. Если при большой мощности нескольких стратиграфических подразделений длина колонки сильно увеличивается, то допускается изображение этих слоев вне масштаба, делая «разрывы» внутри этих подразделений, но не более трех разрывов на колонку (см. рис.7.1. в протерозое). Эти «разрывы» показываются в литологической колонке интервалом 1-2 мм, ограниченным снизу и сверху волнистой линией.
7. При маленькой мощности пород, если невозможно разместить необходимые надписи в данном масштабе построений, допускается расширение соответствующих граф вне литологической колонки за счет соседних (более древних или более молодых).
8. Литологический состав пород показывается в литологической колонке специальными штриховыми условными знаками с возможной для данного масштаба полнотой.
9. На литологической колонке показывается присутствие ископаемой фауны и флоры, конкреции и другие специфические особенности пород.
10. Справа от литологической колонки приводятся истинные мощности пород. При изменении мощности какого-либо стратиграфического подразделения по площади в графе «мощность» указывается через дефис его минимальная и максимальная мощности. Если у слоя не вскрыта подошва или отсутствует кровля, то указывается его неполная мощность, а перед числом ставится знак «больше». Например > 100 м.
11. За графой «мощность» следует самая широкая графа колонки «характеристика пород», которая по ширине примерно равна ширине всех предыдущих граф колонки вместе взятых. В ней дается краткое литологическое описание пород с указанием найденной в них руководящей фауны и флоры и полезных ископаемых. В этой графе приводятся и данные определения абсолютного возраста пород.
12. Над колонкой приводится ее название с указанием района работ, год составления, масштаб и автор.
13. Нижняя часть колонки ограничивается прямой сплошной линией.
Вопросы для самопроверки
1. Что такое стратиграфическая колонка?
2. Что называется стратиграфическим несогласием?
3. Какое взаимоотношение слоев называется согласным?
4. Перечислите графы «шапки» стратиграфической колонки.
5. По каким мощностям строится стратиграфическая колонка?
6. Породы какого происхождения в колонке не показываются?
7. Каким знаком и в какой графе показываются несогласия?
Методические указания к практическим работам по геологии
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ университет»
Филиал ТИУ в г. Сургуте
Отделение среднего профессионального образования
Методические указания для практических занятий
по дисциплине «Геология»
для студентов, обучающихся по специальности
21.02.01 « Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»
Составитель С.П. Криворучко
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания предназначены оказывать индивидуальную помощь обучающимся в изучении основных понятий, идей, теорий и положений дисциплины, способствуют развитию их умений, навыков.
Методические указания разработаны на основании рабочей программы по учебной дисциплине ОП.04 «Геология».
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
вести полевые наблюдения и документацию геологических объектов, работать с горным компасом, описывать образцы горных пород, определять происхождение форм рельефа и отложений в различных породах по структуре обломков;
читать и составлять по картам схематические геологические разрезы и стратиграфические колонки;
определять по геологическим, геоморфологическим, физико-графическим картам формы и элементы форм рельефа, относительный возраст пород;
определять физические свойства минералов, структуру и текстуру горных пород;
определять формы залегания горных пород и виды разрывных нарушений;
определять физические свойства и геофизические поля;
классифицировать континентальные отложения по типам;
обобщать фациально-генетические признаки;
определять элементы геологического строения месторождения;
выделять промышленные типы месторождений полезных ископаемых;
определять величину водопритоков в горные выработки и к различным водозаборным сооружениям;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
физические свойства и характеристику оболочек Земли, вещественный состав земной коры, общие закономерности строения и истории развития земной коры и размещения в ней полезных ископаемых;
классификацию и свойства тектонических движений;
генетические типы, возраст и соотношение с формами рельефа четвертичных отложений;
эндогенные и экзогенные геологические процессы;
геологическую и техногенную деятельность человека;
строение подземной гидросферы;
структуру и текстуру горных пород;
физико-химические свойства горных пород;
основы геологии нефти и газа;
физические свойства и геофизические поля;
особенности гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых;
основные минералы и горные породы;
основные типы месторождений полезных ископаемых;
круговорот воды в природе;
происхождение подземных вод и их физические свойства;
газовый и бактериальный состав подземных вод;
грунтовые и артезианские воды;
подземные воды в трещиноватых и закарстоватых породах;
подземные воды и области развития многолетнемерзлых пород;
минеральные, промышленные и термальные воды;
условия обводненности месторождений полезных ископаемых;
основы динамики подземных вод;
основы инженерной геологии:
горные породы как группы и их физико-механические свойства;
основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых;
основы фациального анализа;
способы и средства изучения и съемки объектов горного производства;
методы геоморфологических исследований и методы изучения стратиграфического расчленения;
методы определения возраста геологических тел и восстановления геологических событий прошлого
Количество часов, запланированное на практические занятия – 50 часов .
2. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Наименование разделов и тем
Кол-во баллов по рейтингу
Практическое занятие №1
Физические свойства и характеристика оболочек земли
Практическое занятие №2
Чтение и составление по картам схематических
геологических разрезов и стратиграфических колонок
(работа с геологическими картами)
Практическое занятие №3
Работа с коллекцией осадочных обломочных пород.
Условные обозначения. Формы рельефа
Практическое занятие №4
Определение пород коллекторов (работа с коллекцией)
Практическое занятие №5
Определение элементов геологического строения месторождения.
Выделение промышленных типов месторождений полезных ископаемых
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1
ТЕМА: Физические свойства и характеристика оболочек Земли
Цель: научиться разделять геосферы Земли, определять внутренние и внешние оболочки Земли, научиться изображать геосферы земли с выделением условий, влияющих на геологические процессы
1. Выделить на топографической карте гидросферу и ареал биосферы.
2. Систематизировать в виде таблицы геологические процессы, происходящие в выбранных сферах.
3. Изобразить схематически строение атмосферы и выделить в ней зоны, влияющие на геологические процессы
Геология – наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований – горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом.
Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего – медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накоплены некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры.
Основные оболочки земли
Атмосфера – внешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя – на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).
Средняя высота тропосферы – 10 км. Ее масса составляет 75% всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Над тропосферой на 80 км поднимается стратосфера. Ее воздух, перемещающийся лишь в горизонтальном направлении, образует слои.
Еще выше простирается ионосфера, получившая свое название в связи с тем, что ее воздух постоянно ионизируется под воздействием ультрафиолетовых и космических лучей.
Г
идросфера занимает 71% поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Температура океанической поверхности – от 3 до 32°С, плотность – около 1. Солнечный свет проникает на глубину 200 м, а ультрафиолетовые лучи – на глубину до 800 м.
Литосфера – каменная оболочка Земли – толщиной от 40 до 100 км. Она включает материки, острова и дно океанов. Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды – 2200 м, Азии – 960 м, Африки – 750 м, Северной Америки – 720 м, Южной Америки – 590 м, Европы – 340 м, Австралии – 340 м.
Под литосферой расположена пиросфера – огненная оболочка Земли. Ее температура повышается примерно на 1°С на каждые 33 м глубины. Породы на значительных глубинах вследствие высоких температур и большого давления, вероятно, находятся в расплавленном состоянии.
Центросфера, или ядро Земли, расположена на глубине 1800 км. По мнению большинства ученых, она состоит из железа и никеля. Давление здесь достигает 300000000000 Па (3000000 атмосфер), температура – нескольких тысяч градусов. В каком состоянии находится ядро, пока неизвестно.
Огненная сфера Земли продолжает охлаждаться. Твердая оболочкой утолщается, огненная – сгущается. В свое время это привело к формированию твердых каменных глыб – материков. Однако влияние огненной сферы на жизнь планеты Земля все еще очень велико. Неоднократно менялись очертания материков и океанов, климат, состав атмосферы.
Экзогенные и эндогенные процессы беспрерывно изменяют твердую поверхность нашей планеты, что, в свою очередь, активно влияет на биосферу Земли.
Состав и физическое строение земли
Геофизические данные и результаты изучения глубинных включений свидетельствуют о том, что наша планета состоит из нескольких оболочек с различными физическими свойствами, изменение которых отражает как смену химического состава вещества с глубиной, так и изменение его агрегатного состояния как функции давления.
От поверхности Мохоровича до глубины 2900 км простирается мантия Земли; верхняя наименее плотная зона толщиной 400 км выделяется как верхняя мантия. Интервал от 2900 до 5150 км занят внешним ядром, а от этого уровня до центра Земли, т.е. от 5150 до 6371 км, находится внутреннее ядро (Рис. 2). 
Земное ядро интересовало ученых с момента его открытия в 1936 году. Получить его изображение было чрезвычайно трудно из–за относительно малого числа сейсмических волн, достигавших его и возвращавшихся к поверхности. Кроме того, экстремальные температуры и давления ядра долгое время трудно было воспроизвести в лаборатории.
Новые исследования способны
обеспечить более детальную Рисунок 2. Состав и физическое строение земли
картину центра нашей планеты. Земное ядро разделяется на 2 отдельные области: жидкую (внешнее ядро) и твердую (внутреннее), переход между которыми лежит на глубине 5 156 км.
Железо – единственный элемент, который близко соответствует сейсмическим свойствам земного ядра и достаточно обильно распространен во Вселенной, чтобы представить в ядре планеты приблизительно 35% ее массы. По современным данным, внешнее ядро представляет собой вращающиеся потоки расплавленного железа и никеля, хорошо проводящие электричество. Именно с ним связывают происхождение земного магнитного поля, считая, что, подобно гигантскому генератору, электрические токи, текущие в жидком ядре, создают глобальное магнитное поле. Слой мантии, находящийся в непосредственном соприкосновении с внешним ядром, испытывает его влияние, поскольку температуры в ядре выше, чем в мантии. Местами этот слой порождает огромные, направленные к поверхности Земли тепломассопотоки – плюмы.
Внешнее ядро также является металлическим (существенно железным), но в отличие от внутреннего ядра металл находится здесь в жидком состоянии и не пропускает поперечные упругие волны. Конвективные течения в металлическом внешнем ядре являются причиной формирования магнитного поля Земли.
Мантия Земли состоит из силикатов: соединений кремния и кислорода с Mg, Fe, Ca. В верхней мантии преобладают перидотиты – горные породы, состоящие преимущественно из двух минералов: оливина (Fe,Mg) 2SiO4 и пироксена (Ca, Na) (Fe,Mg,Al) (Si,Al) 2O6. Эти породы содержат относительно мало (
Таким образом, верхняя мантия состоит из ультраосновных и ультрамафических пород, а земная кора образована главным образом основными и кислыми магматическими породами: габбро, гранитами и их вулканическими аналогами, которые по сравнению с перидотитами верхней мантии содержат меньше магния и железа и вместе с тем обогащены кремнеземом, алюминием и щелочными металлами.
Ответьте на вопросы:
3. Атмосфера, гидросфера, биосфера?
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2
ТЕМА: Чтение и составление по картам схематических
геологических разрезов и стратиграфических колонок
(работа с геологическими картами)
Цель: Научиться читать геологические карты, строить геологические разрезы и стратиграфические колонки для ведения геологической документации и дальнейшего применения при прохождении практик и освоения специальных дисциплин.
Построить геологический разрез (формат А4) по карте выданной преподавателем;
Построить стратиграфическую колонку к разрезу.
Геологический разрез являющийся обязательной составляющей геологической карты, представляет собой изображение вертикального сечения участка земной коры. Необходимость построения разрезов обусловлена трехмерностью геологического пространства, детали глубинного строения которого часто невозможно отразить картой (являющийся двухмерным представлением участка поверхности), (рис 3.)
Рис.3. Геологическая карта с линией АБ для построения геологического разреза
Построение геологического разреза включает:
Построение топографического профиля с вертикальным и горизонтальным масштабами (рис.4), соответствующими масштабу исходной карты.
Рис. 4. Построение топографического профиля по линии АБ. (вынесение точек пересечения линии разреза с горизонталями и соединение точек кривой линией)
(Увеличение вертикального масштаба геологических разрезов по отношению к горизонтальному, приводящее к преувеличению углов падения слоев производится для отражения горизонтально– и пологозалегающих моноклинальных стратифицированных структур и обычно применяется для разрезов к картам мезозой–четвертичных (неоген–четвертичных) отложений).
Собственно построение геологии. Детали этой операции весьма зависят от особенностей геологии района (рис.5). Для участков с простым моноклинальным залеганием слоев необходимо:
Вынести на линию топографического профиля точки пересечения линии разреза с линиями выхода на поверхность всех плоскостей напластования.
Вынести на разрез какую–либо одну плоскость напластования (например, подошву песчаного пласта; рис. 17, точки 1 и 2, (подошву песчанистой глины, точка 3, подошву известняка точка 3 и т.д). Слои располагаются в строгой стратиграфической последовательности!). Соединив точки пересечения линии разреза и плоскостей напластования получим геологический разрез (рис.5.1.) по линии АБ с моноклинальным залеганием слоев к исходной геологической карте изображенной на рисунке 3.
Рис.5. Построение плоскостей напластования
Рис.5.1. Геологический разрез к исходной геологической карте по линии АБ.
Условные обозначения на геологических картах необходимы указания состава, времени формирования и условий залегания горных пород на геологических картах применяются особые условные знаки, которые могут быть цветовыми, буквенными, цифровыми или штриховыми. Условные знаки разрабатывались на протяжении длительного времени как отечественными, так и зарубежными геологами. Цветовые обозначения магматических горных пород приведены в таблице 1.