Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Геологические границы

Геологические границы

12.10.2017

Геологическая граница — это любая поверхность (линия, точка), проведенная в геологическом пространстве в результате некоторой однозначной процедуры.
К геологическим границам, так же как и к геологическому пространству, применим принцип специализации. Геологические границы являются специализированными по тому свойству или списку свойств, по которому они выделены. Специализация границы называется ее геологической природой (литологической, биостратиграфической, сейсмологической и т. д.). Границы различной геологической природы могут пересекаться.
Одни границы существуют в природе сами по себе, и наше дело — найти их и проследить; положение других, хотя и обусловлено распределением вещества в пространстве, зависит от наших построений. Наконец, есть границы, не зависящие от распределения вещества. Следовательно, границы различаются по их мерности, геологической природе и процедуре их выделения. По мерности выделяются три разновидности, по геологической природе — сколь угодно много, а по процедурам выделения — шесть.
Можно различать шесть классов геологических границ: резкостные, дизъюнктивные, условные первого, второго и третьего классов и произвольные:
1. Резкостные границы представляют собой поверхности (линии, точки), при переходе через которые резко изменяются значения отдельных свойств или производных от этих свойств, по которым формализовано пространство. Примерами резкостной границы могут служить: а) поверхность напластования, разделяющая два слоя различного литологического состава; при переходе через нее резко изменяются литологические свойства (признаки); б) поверхность между биозонами, при переходе через которую происходит смена того пли иного комплекса ископаемой фауны или флоры.
Резкостные границы могут выделяться на основе разнообразных свойств или производных от этих свойств — характеристик: литологических (зернистость, цемент, текстура, содержание или состав той или иной фракции, отсутствие или наличие, а также тип конкреций или желваков, цвет и т. д.), палеонтологических (наличие или отсутствие остатков тех или иных родов и видов моллюсков, рыб, фораминифер, спор и т. д.), минералогических, физических (плотность, пористость, проницаемость, скорость распространения упругих волн, электропроводность, температура, магнитная восприимчивость и т. д.), химических (химический, изотопный состав). Таким образом, резкостные геологические границы проводятся в пространстве, формализованном по некоторой определенной совокупности свойств.
Резкостная граница — это поверхность, при переходе через которую терпят разрыв непрерывности некоторые характеристики, притом одни и те же во всех точках этой поверхности, и вдоль которой остаются непрерывными, по крайней мере с одной стороны, хотя бы те характеристики, которые терпят разрыв при переходе через эту поверхность.
Требование: «во всех точках этой поверхности...» связано с необходимостью фиксировать геометрию границы; требование: «...притом одни и те же...» связано с необходимостью фиксировать ее геологическую природу; требование: «...вдоль которой остаются непрерывными, по крайней мере, с одной стороны...» связано с необходимостью связать границу с телом.
Системой резкостных границ называется совокупность границ, имеющих одну и ту же геологическую природу.
В пространстве, специализированном по одному свойству, может существовать только одна система резкостных границ. Если же пространство специализировано по двум свойствам, то в нем могут существовать три различные системы резкостных границ. В общем случае, когда учитывается п свойств, может существовать 2n—1 различных систем резкостных границ. Естественно, чем их больше, тем сложнее структурные построения. Грубо можно считать, что сложность структурных построений растет как 2n, где n — число учитываемых свойств. Перегруженная карта неудобочитаема и малоконструктивна. Поэтому при ее построении надо ограничиваться наименьшим количеством свойств и отбирать их с большой осмотрительностью.
В связи с возможностью существования нескольких систем резкостных границ (имея в виду согласованное построение границ различных систем), введем понятия о согласных и взаимно согласных характеристиках. Будем считать, что первая характеристика согласуется со второй, если во всех точках, где терпит разрыв непрерывности первая характеристика, обязательно терпит разрыв непрерывности и вторая. Однако обратная зависимость необязательна. Так, может быть установлено, что любая плотностная граница обязательно соответствует литологической границе, но не любая литологическая граница соответствует плотностной. В этом случае можно сказать, что плотностные характеристики согласны с литологическими.
Две характеристики будут взаимно согласными, если первая согласна со второй, а вторая согласна с первой. При взаимно согласных характеристиках все выделенные по ним резкостные границы, совпадая друг с другом, образуют единую систему. Поэтому для выделения границ такой системы можно в различных участках пространства использовать различные характеристики, входящие в совокупность взаимно согласных характеристик. Можно говорить о резкостных границах первого рода по некоторому свойству (испытывает резкое изменение само свойство) и второго рода (испытывает резкое изменение какая-либо производная от свойства). В первом случае границы отчетливые, а во втором несколько «размытые».
Среди резкостных границ можно различать простые, сложные и составные границы.
Представим себе резкостную границу, выделенную в пространстве, в точках которого известны значения свойств, определенные с некоторой точностью. Вдоль этой границы, по крайней мере с одной стороны, остаются непрерывными те характеристики, по которым граница выделена. Однако, если путем дополнительных исследований список характеристик, по которым выделяется данная граница, будет расширен, в нем могут оказаться такие характеристики, которые будут терпеть разрыв непрерывности при движении вдоль границы. Граница, таким образом, разделится на ряд участков, каждый из которых будет представлять собой самостоятельную границу. Расчленение ранее единой (простой) границы может произойти также вследствие повышения точности определений характеристики, по которой выделена граница. В обоих случаях можно так сократить список характеристик или настолько уменьшить точность их определения, что граница, состоящая из отдельных участков, снова превратится в простую границу.
Будем называть сложной геологической границей такую геологическую границу, которая представляет собой совокупность участков резкостных границ, выделенных по различным или одинаковым спискам характеристик, причем для всех этих участков можно указать общий список свойств (для случая различных характеристик) или некоторую меньшую точность их определения (для одинаковых характеристик) с тем, чтобы граница могла бы быть выделена в качестве простой.
Таким образом, понятия простой и сложной границы относительны. В зависимости от количества изучаемых свойств и точности определений граница может оказаться как простой, так и сложной. Граница, которая при малодетальных исследованиях является простой, может оказаться сложной при более детальных исследованиях.
Составные границы — геологические границы, состоящие из отрезков резкостных границ различной природы, если нельзя указать такого списка свойств, по которому вся граница могла бы быть выделена как целое.
2. Дизъюнктивные границы — поверхности (линии, точки) разрыва сплошности пространства (тектонический контакт). При переходе через такую границу свойства и их производные могут резко меняться, но могут и не испытывать резкого изменения.
На одних участках дизъюнктивная граница может совпадать с резкостной границей, а на других такого совпадения может не быть. Если дизъюнктивная граница представлена трещиной со смещением, то на отдельных ее участках могут возникать резкостные границы различной геологической природы. С этим связано прослеживание дизъюнктивных границ по положению сопровождающих их на отдельных участках резкостных границ различной природы. Это в свою очередь означает, что изучение дизъюнктивных границ не должно ограничиваться каким-либо специализированным пространством, а должно проводиться в комплексе специализированных пространств (комплексное изучение глубинных разломов).
3. К условным границам первого класса относятся поверхности (линии, точки), на которых отдельные свойства принимают некоторые фиксированные значения. Положим, что для каждой точки рассматриваемого пространства определено содержание рудного минерала. Может возникнуть необходимость оконтурить участок, где содержание рудного минерала превышает 25%. Граница этого участка будет представлять собой условную границу первого класса, поверхность равного содержания. Возможно, окажется необходимым оконтурить участки с содержанием рудного минерала более 20 %, более 16 % и т. д. Положение и количество таких границ зависят не только от распределения рудного материала и точности измерений, но и от производственных и экономических соображений. Условные границы первого класса — поверхности (линии, точки) равного содержания — могут быть охарактеризованы определенной геологической природой в соответствии с тем, по каким свойствам они выделяются (температурные, плотностные, геохимические и т. д.). К ним следует относить также изолинии, проводимые на гравиметрических, магнитометрических и подобных им картах.
4. Условные границы второго класса. В геологической практике приходится разграничивать участки пространства не только по свойствам вещества, но и по другим признакам. Например, при выделении антиклинальной и синклинальной складок мы можем провести границу между ними таким образом, что она будет соединять точки перегиба (т. е. точки смены знака кривизны) границ слоев. Подобным же способом могут быть отделены участки с горизонтальным залеганием слоев от участков с наклонным их залеганием или от участков, где слои смяты в складки. Может возникнуть необходимость обособления участка пространства, оконтуриваемого некоторой изогипсой, проведенной на той или иной неусловной геологической границе, например, выделения антиклинальной складки в пределах изогипсы одного из составляющих ее слоев. К условным геологическим границам второго класса принадлежат изопахиты, поскольку они также отражают геометрические свойства неусловных границ. Нельзя говорить о геологической природе этих границ, так как они непосредственно не связаны с изменением значений свойств вещества. Важно подчеркнуть, что ряд структурных построений проводят на основе использования именно этих двух разновидностей границ. Например, при прослеживании флексуры, переходящей по простиранию (или на глубине) в сброс, выделяют условную геологическую границу второго класса, разделяющую поднятое и опущенное крылья флексуры, продолжением которой служит дизъюнктивная граница.
Сравнительно узкие линейные зоны, образованные сгущением условных границ первого или второго класса, назовем квазидизъюнктивными границами первого или второго класса.
5. К условным геологическим границам третьего класса относятся хроностратиграфические границы — поверхности равного времени, но не биостратиграфические границы, которые причисляются к типу резкостных, так как проводятся непосредственно по свойствам вещества (содержание остатков фауны и флоры). Сюда же должны быть отнесены палеогеографические и иные границы, связанные с любыми палеогеологическими реконструкциями, границы между породами различного происхождения (например, между морскими и континентальными) и т. д. В процедуру выделения условных границ третьего класса входят ретроспективные реконструкции, о которых будет сказано ниже.
6. Произвольные границы не зависят от пространственного распределения значений свойств вещества. Так, например, может понадобиться выделить часть пространства в форме прямоугольного бруска, вытянутого вдоль трассы строящейся дороги, в районе которого предстоит вести гидрогеологические и инженерно-геологические исследования. При разведке нефтяных и газовых месторождений и гидрогеологических исследованиях иногда приходится выделять в геологическом пространстве цилиндр, ось которого совпадает с осью скважины и в пределах которого, как в зоне влияния скважины, исследуется движение жидкости и газа или какие-либо иные процессы. Во всех этих случаях границу выделяют произвольно, учитывая в какой-то мере задачи исследования.
Основанием для проведения геологических границ (кроме произвольных) служат данные измерений или определений значений свойств вещества и распределение этих значений в геологическом пространстве. Если резкостные и дизъюнктивные границы выделяются непосредственно по распределению свойств вещества в пространстве, то условные границы выделяются с использованием дополнительных процедур, включая ретроспективные конструкты (условные границы третьего класса). До проведения границ геологическое пространство является неполноопределенным. Проведение границ означает, что пространство разделено на области, в пределах которых для любой их точки допускается, что значение свойства известно. Таким образом, пространство становится полноопределенным. Проведение границ имеет прямое отношение к процедуре построения модели геологического пространства.
Границы, состоящие из отрезков резкостных или условных границ, разделенных отрезками дизъюнктивных границ, назовем нарушенными границами.