Построение выхода наклонного слоя на крыльях складки в расчлененном рельефе

Цель работы – овладеть графическими приемами построения выхода на поверхность наклонного пласта с помощью стратоизогипс.

Содержание работы. Чтобы построить выход поверхности (подошвы или кровли) наклонного пласта на карте местности с расчлененным рельефом, нужно изобразить эту поверхность в стратоизогипсах с тем же сечением, что и у горизонталей рельефа. Затем требуется найти точки пересечения стратоизогипс и горизонталей с одинаковыми отметками и соединить эти точки плавной кривой. Эта кривая не должна пересекать ни горизонтали, ни стратоизогипсы в других местах, кроме найденных точек.

Задание представляет собой фрагмент топографической карты с нанесенными на нее точками выхода на поверхность подошвы и кровли пласта, для которых даны элементы залегания.

Для проведения стратоизогипс нужно определить заложение – горизонтальное расстояние между соседними изогипсами. Определение величины заложения производится следующим образом (рис. 9).

 

Рис. 9. Определение величины заложения стратоизогипс

 

На полоске миллиметровки в масштабе карты строится фрагмент разреза по направлению линии падения пласта. Проводится отрезок горизонтальной прямой AB. У одного из концов этого отрезка откладывается угол падения пласта (a)и проводится линия AC, изображающая слой на чертеже (она может быть его кровлей или подошвой, а при незначительной мощности пласта может изображать и полную его мощность). Пересечем пласт через равные интервалы несколькими горизонтальными линиями. Расстояния (h) на разрезе между горизонтальными линиями, рассекающими пласт, должны соответствовать сечению рельефа горизонталями, взятому в масштабе карты. Спроектировав точки пересечения наклонной линии горизонтальными на одну (например, нижнюю) горизонтальную линию, получим отрезки (d), которые будут величиной заложения изогипс данного пласта.

Для большей точности определения величины заложения проводят не две, а несколько (5 или 10) параллельных линии и для получения усредненной величины заложения общий отрезок DC разделить на соответствующее количество частей. Величину заложения можно определить и по формуле

d = h×ctga

Полученная величина заложения позволяет приступить к нанесению стратоизогипс на карту и произвести построение выхода пласта.

Для построения выхода пласта через точку A проводим линии простирания и направления падения через всю площадь построения. Далее от точки A по линии направления падения откладываем величину заложения (d) как по падению, так и по восстанию пласта. Через все точки, полученные на линии направления падения пласта, проводим линии, параллельные ранее нанесенной линии простирания (это будут стратоизогипсы) и определяем их отметки. Отметка стратоизогипсы, проходящей через точку A, равна отметке проходящей через нее горизонтали рельефа. Стратоизогипсы, расположенные по направлению падения от точки A, будут иметь отметки, уменьшающиеся каждый раз на величину сечения стратоизогипс (h). В направлении восстания отметки повышаются. Пласт будет обнажаться на земной поверхности в точках пересечения одноименных горизонталей рельефа и изогипс пласта. Отмечаем такие точки и соединяем их плавной кривой, которая и будет изображать выход пласта на поверхность.

При проведении линии выхода пласта необходимо соблюдать следующие правила: 1) линия выхода пласта проходит только через точки пересечения одноименных горизонталей рельефа и стратоизогипс; она не может пересечь горизонталь рельефа или стратоизогипсу порознь;2) линия выхода пласта, входя в угол, составленный одноименными горизонталью рельефа и стратоизогипсой, проходит затем только в противолежащий угол; она не может пройти ни в один из прилежащих углов; 3) если стратоизогипса не пересекает горизонталь рельефа, а лишь касается ее, то и выход пласта не пересекает горизонталь рельефа, а, коснувшись ее, отходит от нее; 4) в случае необходимости более точного проведения линии выхода пласта (это в частности относится к участкам перегибов линии выхода пласта) пользуются способом проведения дополнительных горизонталей рельефа и стратоизогипс с дробным сечением.

Для построения линии выхода второй поверхности пласта проводится линия простирания через точку E, а затем параллельно ей проводят стратоизогипсы с таким же заложением. Далее выполняется описанное выше построение. В итоге получается полный выход слоя на одном крыле складки.

Затем выполняется построение линии выхода пласта на другом крыле складки через точку С. Оно проводится таким же способом, с той лишь разницей, что в точке С угол падения другой, а направление падения противоположное, то есть заложение стратоизогипс будет иное, а отметки стратоизогипс будут уменьшаться в противоположном направлении.

Чтобы построить линию выхода второй поверхности пласта на южном крыле складки, нужно определить мощность пласта. Вначале определяют горизонтальную мощность (М_г) пласта на северном крыле. Она равна расстоянию между одноименными стратоизогипсами подошвы и кровли. Затем выполняется следующее построение (рис. 10): на полоске миллиметровки проводят горизонтальную линию и на ней откладывают отрезок AB, равный измеренной горизонтальной мощности (М_г). У конца отрезка

 

Рис. 10. Определение истинной мощности по горизонтальной (а) и горизонтальной мощности по истинной (б)

(в точке А) откладывают угол, равный углу падения пласта (a), и проводят наклонную линию, изображающую подошву пласта. Из точки В на эту линию опускают перпендикуляр ВС, длина которого равна истинной мощности пласта (М_и), выраженной в масштабе карты. Следующий шаг – определение горизонтальной мощности пласта на южном крыле складки. Для этого на полоске миллиметровки проводят горизонтальную линию АВ, у конца которой откладывают угол, равный углу падения пласта (a¢) в точке С на карте, и проводят наклонную линию, изображающую подошву пласта. В некоторой точке D к этой линии восстанавливают перпендикуляр и на нем откладывают отрезок DE, равный истинной мощности пласта (М_и). Через точку E проводят прямую, параллельную AD и изображающую кровлю пласта. Она пересечет горизонтальную линию АВ в точке F. Отрезок AF равен горизонтальной мощности пласта на другом (южном) крыле складки (М_г¢), выраженной в масштабе карты. Все стратоизогипсы кровли пласта на южном крыле складки будут смещены в сторону падения от стратоизогипс подошвы на расстояние, равное М_г¢.

Помимо построения выхода пласта на карте, заданием предусмотрено построение разреза по линии направления падения, проходящей через исходную точку А. Построение выполняется на полоске миллиметровки. Образцы оформления лабораторной работы приведены на рис. 11 и 12.