Menu

Интерпретация морфометрических карт и составление схемы тектоники.

Наиболее трудным и ответственным этапом морфометрических исследований является геологическая интерпретация данных морфометрии. Для успешного решения этой задачи необходимо установить, какие особенности геологического строения исследуемого района определяют наличие и характер выявленных морфометрических показателей и как эти последние связаны со структурными формами (антиклиналями, куполами, синклиналями, флексурами, моноклиналями, сбросами, надвигами и т. п.), а также с направлением и интенсивностью тектонических движений.

Следует указать, что чем сложнее геологическое строение района, тем сложнее формы рельефа, а следовательно, и формы базисной поверхности и остаточного рельефа. Наиболее сложный морфометрический рисунок имеют складчатые области. Менее сложный рисунок характерен для платформенных областей.

Сравнительно легко интерпретируются Морфометрические показатели для денудационных равнин, расчлененных долинами. В условиях аккумулятивных равнин, слабо изрезанных долинами, а также широких речных пойм с небольшими относительными высотами, Морфометрические показатели обычно бывают мало выразительными, и поэтому в этом случае выявление тектонических структур затруднительно.

Для указанных территорий, имеющих слабо или мелко расчлененный рельеф, не выражающийся на картах масштаба 1:100000, следует использовать карты с малым сечением горизонталей. В этом случае для морфометрического анализа наиболее пригодными являются карты масштаба 1:10000 или 1:25000 с сечением горизонталей соответственно через. 2,5 и 5 метров. Но так как этими картами пользоваться неудобно, то можно рекомендовать составление на их основе карты рельефа более мелкого масштаба, сохраняя прежнее сечение горизонталей.

Опыт применения морфометрического метода выявления тектоники в складчатых областях пока еще незначителен и поэтому слабо разработан. Ниже излагается методика интерпретации морфометрических показателей для платформенных областей. Однако описанные приемы интерпретаций морфометрических карт могут быть применены и для складчатых областей.

В условиях хорошо расчлененных платформенных равнин, сложенных осадочными породами, можно дать достаточно определенное геологическое истолкование результатов морфометрических исследований и, тем самым, более обоснованно выбрать участки для постановки поисково-разведочных геофизических, сейсмических или буровых работ.

На основании морфометрического анализа в настоящее время можно выявлять в пределах платформы плановое положение куполообразных и брахиантиклинальных складок, валов и флексур, направление общего моноклинального падения слоев, а также интенсивность и направление новейших движений земной коры.

Для составления по морфометрическим показателям схемы тектоники данной территории поступают следующим образом.

Составляют по вышеописанной методике карты базисной поверхности и остаточного рельефа второго и третьего порядков, а также карты вершинной поверхности и сноса тех же порядков. Кроме того, составляют карту разностей базисных поверхностей второго и третьего порядков, а также карту асимметрии рельефа, т.е. асимметрии долин, междуречий и бассейнов.

По морфометрическим картам третьего порядка, а также по картам асимметрии рельефа выявляют валы, флексуры, моноклинали, впадины и прогибы, а также локальные антиклинальные складки. По морфометрическим картам второго порядка выделяют только локальные антиклинальные складки.

Анализ указанных карт выполняется следующим образом: на основании сопоставления асимметрии долин и водоразделов с рисунком изобазит третьего порядка можно сделать заключение о формах залегания осадочных пород. Если изобазиты сгущены по обе стороны водораздельной линии, примыкающей к крутому склону долин, то это указывает на то, что в районе высокого берега располагается тектонический вал или флексура. При этом изобазиты идут параллельно водораздельной линии.

Указанные соотношения между асимметрией долин и междуречий, а также рисунком базисной поверхности, с одной стороны, и падением слоев пород — с другой, подтверждаются фактами, изложенными выше.

В объяснение этого явления предлагаем следующую гипотезу. Прямолинейные асимметричные участки долин средних и высоких порядков часто связаны с флексурами или сбросами. Поднятое крыло флексуры обычно образует высокий, крутой, часто обрывистый берег реки. Сила тяжести на поднятом крыле обычно значительно больше, чем на опущенном [4], причем на этих участках часто наблюдаются большие гравитационные градиенты. Вследствие этого поднятое крыло сброса (флексуры), по нашему мнению, притягивает массы воды в реке. Струи воды, повинуясь горизонтальной составляющей силы тяжести, притягиваются к высокому берегу, подмывая его, что еще более увеличивает крутизну и обрывистость склона. Разность потенциала силы тяжести между поднятым, вследствие сброса (флексуры), участком земной коры и прилегающей к нему территории возрастает, в результате увеличивается уклон к долине и усиливается размыв, что ведет к уменьшению заложения изобазит на прилегающем к крутому берегу междуречном пространстве. [25].

В случае же согласованной асимметрии долин и водоразделов, но при условии, что изобазиты по другую сторону водораздельной линии разрежены, можно считать, что слои падают от реки, образуя куэсту. Очевидно, что в данном случае долина заложилась вдоль моноклинали или крыла антиклинальной складки. Считая, что подмыв крутого берега реки обусловлен разницей силы тяжести на ее берегах, мы заключаем, что сила тяжести в пределах куэсты больше, чем на прилегающем крыле моноклинали, и поэтому река, подчиняясь силе тяжести, подмывает берег, расположенный по падению слоев моноклинали [25]. Разреженный рисунок изобазит, характерный для синклинальных впадин, подтверждает рассматриваемое соотношение между асимметрией и падением пород.

Падение слоев можно определить также и по рисунку долинных систем в сочетании с рисунком изобазит. Так, параллельно расположенные долины со слабо развитыми боковыми притоками первого и второго порядков, впадающими под острым углом, и сравнительно большее заложение изобазит, а также отсутствие локального остаточного рельефа обычно указывают, что долины заложились по падению слоев. При этом угол падения слоев примерно равен уклону рек. Указанное соотношение рисунка долинных систем и изобазит с падением слоев можно объяснить тем, что верхние водоносные горизонты, имея падение, согласное с уклоном рек, слабо дренируются ими. Вследствие этого не создаются условия для развития долин.

В случае хорошего развития притоков у параллельных долин и малого заложения прямолинейных изобазит, а также наличия локального остаточного рельефа, можно предполагать, что слои пород падают в противоположную уклону долин сторону. В этом случае выветривание и размыв идет по головам пластов, а подземные воды выклиниваются по восстанию пластов. Ввиду этого создаются благоприятные условия для возникновения рек ,и питания их подземными водами.

При наличии параллельно расположенных долин с односторонне выраженной асимметрией склонов (например, правого или левого) и при относительно большом заложении изобазит можно предполагать, что долины расположены диагонально к падению слоев, причем последние падают в сторону крутых склонов долин.

Наличие речной долины высокого порядка, имеющей притоки, которые впадают под прямым углом и образуют так называемую перистую систему, обычно указывает на складку, по оси которой заложилась главная долина. Для синклинальной складки характерны большие расстояния между изобазитами, протягивающимися почти параллельно главной долине системы, а также отсутствие или слабое развитие локального остаточного рельефа. Для антиклинальной складки характерны малые заложения изобазит и значительные объемы локального остаточного рельефа. Для платформ чаще характерен первый случай.

На основании указанных данных на карту наносят региональное падение пород. Затем по рисунку изобазит уточняют контуры структур второго порядка, а именно: валов, флексур и впадин, границу между которыми проводят согласно заложению изобазит. Для средне расчлененных платформенных равнин расстояния между изобазитами, превышающие примерно 2 см (в масштабе 1:100000), указывают на впадины, а меньшие расстояния — на валы и флексуры.

Границы между валами и впадинами уточняют по картам вершинной поверхности. Для валов характерны малые заложения изогипсобазит, а для тектонических впадин относительно большие заложения. Необходимо указать, что тектонические впадины почти всегда располагаются вдоль долин высших порядков. Опыт свидетельствует, что границы между тектоническими поднятиями и впадинами, определенные по картам базисных и вершинных поверхностей третьего, четвертого и более высоких порядков, не совпадают между собой, причем для шестого и седьмого порядков это несовпадение является весьма значительным. При составлении схемы тектоники необходимо показывать все выявленные границы. Можно предположить, что установленные таким путем границы соответствуют различным структурным ярусам.

Локальные антиклинальные складки выделяются по морфометрическим картам третьего порядка с помощью тех же приемов, как и по картам второго порядка.

Для выявления локальных брахиантиклинальных и куполообразных структур составляют карту базисной поверхности и остаточного рельефа второго порядка. При этом используют также данные об асимметрии рельефа.

Как наносятся локальные структуры по рисунку изобазит и формам остаточного рельефа — описано выше. Следует лишь несколько уточнить высказанные ранее положения. Обычно в пределах антиклинальных структур изобазиты сгущаются, а рисунок их имеет форму подковы или дуги. Кроме того, на крыльях антиклиналей часто наблюдаются асимметричные долины в сочетании с асимметричными водоразделами, образующими куэсты. При этом следует всегда учитывать форму связи высот рельефа с тектоническими структурами, т. е. наличие прямого или обращенного рельефа.

При прямом рельефе на своде антиклинальной складки наблюдаются вдоль водораздела сгущения изобазит и небольшие локальные остаточные высоты, а на крыльях—более значительные по размерам и высоте. При обращенном рельефе изобазиты сгущаются вдоль долин. При этом на своде антиклинальной складки нет локальных остаточных высот, но они наблюдаются на крыльях, образуя иногда почти замкнутый контур. В обоих случаях изобазиты имеют небольшие заложения и изогнуты в виде подковы или дуги.

Следует отметить, что синклинальные складки, расположенные между антиклинальными, имеют рисунок изобазит, похожий на рисунок изогипсопахит. Различия состоят лишь в больших заложениях между изобазитами в пределах впадин, относительно заложений их на антиклинальных складках. При этом остаточные высоты не образуют замкнутый контур. Для различия синклинальных складок от антиклинальных в этом случае требуется высокая точность топографических и составленных по ним морфометрических карт.

Радиальная форма расположения долин в сочетании со звездной формой водоразделов позволяет довольно точно оконтуривать антиклинальные складки. Примером этого может служить Коробковская структура Доно-Медведицких дислокаций Сталинградской области, расположенная почти в центре звездного водораздела, с которого во все стороны устремляются долины малых порядков.

Учитывая сказанное, а также падение пород, установленное по асимметрии рельефа и рисунку речных систем и изобазит, можно сравнительно точно оконтуривать локальные антиклинальные складки. Выявленные структуры наносят на Морфометрическую карту, а контуры их уточняют по картам вершинной поверхности и сноса. Необходимо отметить, что выявление локальных антиклинальных складок по указанным картам является контрольным по отношению к данным картам базисных поверхностей. Следует указать, что контуры региональных структур часто пересекаются локальными структурами, установленными по картам базисной поверхности и остаточного рельефа второго порядка. Во избежание этого вносят соответствующие исправления как в очертания региональных, так и локальных структур, в зависимости от рисунка изобазит на картах базисных поверхностей второго и третьего порядков.

Однако контуры локальных структур, выявленные по картам базисных поверхностей второго и третьего порядков, часто не совпадают между собой. При сравнении этих карт наблюдаются четыре случая:

 

1) структуры, выделяемые по обеим картам, совпадают между собой;

2) структуры смещаются относительно друг друга;

3) структуры не совпадают между собой, но находятся на сравнительно близком расстоянии или почти касаются друг друга;

4) имеются структуры, выделяемые на картах базисных поверхностей только второго или только третьего порядков.

 

На основании данных по изученным территориям Саратовской и Сталинградской областей можно предполагать, что совмещенные структуры (1-й случай) являются унаследованными. Несовмещенные структуры (2-й и 3,-й случай) соответствуют неунаследованным, смещенным структурам. Наличие структур, установленных только по третьему порядку (4-й случай), может указывать на древние погребенные структуры в пределах молодых тектонических впадин. Обнаружение антиклинальных складок только по картам базисной поверхности и остаточного рельефа второго порядка (4-й случай) указывает на наличие складок без корней.

Антиклинальные структуры, выявленные по картам базисной поверхности второго порядка, можно разделить на три группы:

четко выделяемые по всем морфометрическим признакам,

не четко выделяемые (выделяемые по какому-либо одному морфометрическому признаку) и

условно выделяемые по характерным морфометрическим признакам.

 

Четко выделяющиеся структуры хорошо выражаются на морфометрических картах. Они выделяются по характерному резкому сгущению изобазиг, имеющему овальный, полукольцевой, петлеобразный рисунок, и локальным высотам остаточного рельефа. Как правило, такие структуры выделяются на картах базисных поверхностей второго и третьего порядков с полным или почти полным совпадением контуров.

Не четко выделяющиеся структуры—это структуры, которые выделяются не по всем морфометрическим признакам, а только или по характерному сгущению изогнутых в виде дуги изобазит, или же по характерному расположению локального остаточного рельефа в виде полукольца. Таким образом, среди не четко выделяемых структур необходимо различать два вида:

1) структуры, выделяемые по изобазитам, и

2) структуры, выделяемые по локальному остаточному рельефу.

К условно выделяемым структурам относятся антиклинальные складки, которые по морфометрическим картам выделяются или по нескольким мало характерным признакам, или по одному из них, также мало характерному. Границы таких структур, как правило, проводятся нечетко, что влечет за собой возможность выделения нескольких вариантов контуров, отличающихся друг от друга размерами и ориентировкой. Общее же положение антиклинальной структуры примерно сохраняется.

Помимо контуров структур, морфометрические карты позволяют выявлять также новейшие региональные и локальные тектонические движения. Наиболее точно о восходящих движениях можно судить по картам разностей базисных поверхностей.

Чем больше разности высот между базисными поверхностями, тем интенсивнее .протекают тектонические движения. При этом положительные разности соответствуют восходящим тектоническим движениям, а отрицательные—нисходящим. Этим приемом можно выявить положительные и отрицательные движения как региональных, так и локальных структур.

Дифференцированные движения локальных складок можно выявить также и по карте базисных поверхностей второго порядка. Малые расстояния между изобазитами, высокий остаточный рельеф, превышающий остаточный рельеф, расположенный между антиклинальными складками, наличие оврагов, быстрое нарастание порядков долин дают основание считать, что данный участок земной коры испытывает новейшие интенсивные движения с преобладанием поднятий. Напротив, большие расстояния между изобазитами, широко распространенный фоновый и относительно невысокий и слабо развитый локальный остаточный рельеф, отсутствие оврагов, медленное нарастание порядков долин и водоразделов являются показателями новейших замедленных движений с преобладанием опусканий. Присутствие в опускающихся тектонических впадинах 2-го порядка даже небольших высот локального остаточного рельефа указывает на наличие дифференцированных положительных движений антиклинальных локальных складок.

В результате выполненного анализа на карты базисной поверхности и остаточного рельефа второго порядка наносят местоположение брахиантиклинальных и куполообразных структур, а также показывают условными знаками испытываемые ими локальные вертикальные движения. На эти же карты наносят границы тектонических структур второго порядка и их движения, определенные по картам базисной поверхности третьего порядка.

Важно указать на следующие особенности интерпретации морфометрических карт, свойственные методу на данной стадии его развития:

1. Наблюдается некоторый субъективизм в составлении морфометрических карт и их интерпретации. Для избежания этого необходимо при составлении схем тектоники использовать все указанные выше методы, а также выполнять работы в «две руки», как это принято при обработке геодезических данных.

2. Обычно удается лишь более или менее точно определить контур антиклинальной складки, понимаемый как условная граница периклинальной части структуры. Местоположение свода складки, а также ее ориентировку внутри намечаемого контура по какому-либо стратиграфическому горизонту точно указать пока еще не удается. Часто ориентировка структур, выделенных морфометрическим методом, не совпадает с ориентировкой структур, установленной геологическими или геофизическими методами.

3. Иногда намечается сдвиг морфометрического контура относительно контура складки, выявленной бурением по верхнему структурному ярусу. Это, возможно, является свидетельством резкого несовпадения структурных планов по разным стратиграфическим горизонтам.

4. Отдельные участки морфометрических карт характеризуются неопределенным, сложным рисунком изобазит и остаточного рельефа. Можно предполагать, что на этих участках имеет место резкое несовпадение структурных планов по разным стратиграфическим горизонтам.

5. Имеются отдельные районы, где не удается (на данной стадии развития метода) указать наличие антиклинальной складки по морфометрическим картам. Примером этого является крупная Кулешовская структура, расположенная в Куйбышевской области, которая не выявляется по картам базисной поверхности и остаточного рельефа второго порядка, составленным в масштабе 1:100000.

6. Встречаются случаи, когда по морфометрическим картам выделяются антиклинальные складки, не подтверждающиеся поисковым структурным бурением или сейсморазведкой. Так, в Перелюбском районе Саратовской области намеченные морфометрическим методом антиклинальные складки не были выявлены сейсмической разведкой. То же явление наблюдается в юго-восточной части Куйбышевской области, где намеченные морфометрическим методом складки, по данным структурного бурения, располагаются в неглубоких впадинах. Укажем, что данные районы принадлежат к области погребенной солянокупольной тектоники. Интерпретация морфометрических карт для областей солянокупольной тектоники разработана недостаточно и требует дальнейших уточнений.

При анализе значительной территории для удобства обозрения следует составлять, на основании выявленных морфометрических данных, схему сопоставления имеющихся геологических и геофизических данных с морфометрическими, привлекая для этой цели структурные или тектонические карты. При этом необходимо сопоставить границы тектонических структур, намечаемых по морфометрическим данным, со структурами, установленными на основании геофизических и горногеологических исследований.

 

Таблица 1

 

№ п.п.

Название и площадь выделенной структуры

Выраженность структуры в рельефе

(прямой, обращенный, полуобращенный)

Выраженность структуры по морфометрическим признакам (порядок карт базисной поверх.)

Краткая характеристика долин, примыкающих к структуре (порядок долин, проявление асимметрий, симметрии)

Краткая характеристика водоразделов, примыкающих к структуре

1

Алдаринская площадь

9,5x8,0 км.

Прямой

Выделяется по карте базисной поверхности II порядка

Долина р.Мойки, в верховье почти симметричная

Приближен к долине р.Мойка, имеет асимметричную форму. Восточный склон более пологий

2

Александровскаяплощадь

9,0x5,0 км

Обращенный

По базисной поверхности II и III порядка

Верховье долины р.Винная, асимметричная, пересекает свод структуры: хорошо развиты овраги с крутыми обрывистыми склонами

Водораздел асимметричен, удален от долины р. Винная

3

Каргалинская;

площадь

11,0x8,0 км.

 

Прямой

По базисной поверхности II порядка

Водораздельное пространство на правом склоне долины р. Сакмара.

Долина р.Сакмара асимметричная

 

На карту сопоставления условными знаками наносятся региональные и локальные структуры. Условными знаками показывают структуры, обнаруженные бурением или сейсморазведкой по различным стратиграфическим горизонтам, и структуры, выявленные геологической съемкой или различными методами геофизической разведки. Показывают также структуры, установленные по морфометрическим картам с подразделением на четкие, нечеткие и условные.

 

 

 

 

 

Таблица 2

Характер заложения изобазит и их конфигурация

Краткая характеристика остаточных высот, их взаимоотношения

Связь локальной структуры со структурными элементами первого или второго порядков

Какими методами выявлены структуры

Выводы о надежности выявленной структуры

Колеблется

от 0,4 см до 1.2 см.

 

Рисунок изобазит имеет форму плавно изгибающейся петли

Скрытые остаточные высоты более 20 м. располагаются на склонах водораздела. Высоты свыше 40 м, редки и незначительны по площади

Зона поднятия Общего Сырта

Предполагается по кровле калиновской свиты, оконтурена стратоизогипсой— 410 м, Выделяется электроразведкой

 

По морфомётрическим признакам выделяются четко

От 0,4 см до 1,4 см,

 

рисунок характерный—вложенные петли

Локальные, располагаются по водораздельному склону, отм. 20 м. и 40 м. Вершины с отм. 40 м. значительного размера. Расположение характерное.

Зона поднятия Общего Сырта

Контур структуры, выделяемой морфометрически, частично совпадает с предполагаемой структурой по калиновской свите (—470 м; - 480 м).

Выделяется

четко по всем морфометрическим признакам.

Заложение

0,8—1,2 см,

 

рисунок изобазит характерный

Остаточный рельеф представлен локальными высотами с отм. 20 м. расположение характерное

Зона Каргалинских поднятий

Контур структуры совпадает с синклинальной структурой по кровле калиновской свиты

По морфометрическим признакам структура выделяется четко

 

На основании карты сопоставления составляют схему тектоники по данным морфометрического анализа. На эту схему наносят условными знаками следующие данные:

1) границы зон, испытывающих региональное поднятие или опускание в новейшее время,

2) антиклинальные структуры, выделенные морфометрическим методом, с разделением последних на четко, нечетко и условно выделенные по различным морфометрическим признакам.

 

Среди антиклинальных структур различают:

 

а) структуры, полностью и частично совмещающиеся со структурами, выделенными по данным бурения, геофизики и геологической съемки;

б) структуры с прямым, обращенным и полуобращенным рельефом;

в) структуры унаследованные (совмещающиеся по базисным поверхностям второго и третьего порядков);

г) структуры неунаследованные (не полностью совмещающиеся по базисным поверхностям второго и третьего порядков);

д) структуры погребенные (выделяющиеся только по базисной поверхности третьего порядка);

е) структуры без корней (выделяющиеся только по базисной поверхности второго порядка);

ж) структуры, испытывающие локальные поднятия в настоящее время.

 

Для удобства анализа морфометрических показателей и сопоставления их с геологическими и геофизическими данными составляют соответствующую таблицу, образец которой приводится выше (таблица 1,2).

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4518 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:7665 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4614 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Вибирання допустимої величини депресії

Вибирання допустимої величини депресії тиску під час викликання припливу   Допустима величина депресії тиску на пласт під час викликання вибирається за таких умов: міцності цементного каменю в кільцевому просторі; міцності обсадної колони;...

19-09-2011 Просмотров:4500 Підземний ремонт свердловин

Нивелирование. Нивелиры и их поверки.

Высотной основой топографических съемок всех масштабов является государственная нивелирная сеть СССР, разделяющаяся па I, II, III и IV классы. Она создается в соответствии с инструкцией 113], являющейся обязательной для всех...

12-08-2010 Просмотров:10761 Постоянное планово-высотное съемочное обоснование

Простые формы кристаллов.

На рис. 3 31 обозначены все грани простой формы {111} циркона. Эти плоскости 111, 111, 111, 111, 111, 111, 111, 111 образуются за счет операции элементов тетрагональной симметрии на единичном...

13-08-2010 Просмотров:21148 Генетическая минералогия