Принципи побудови геологічних карт
Вивчення геологічної будови земної кори складає основу пошуків і розвідки родовищ корисних копалин. Воно спрямоване на подальше розширення мінерально-сировинних ресурсів країни, на базі яких розвиваються основні галузі гірничо-видобувної промисловості.
Це важливе і трудомістке завдання вирішується шляхом проведення геологознімальних робіт при постійному збільшенні їх деталізації, розширенні об’єктів пошуків і розвідки родовищ корисних копалин. Геологічне знімання та інші види геологічних досліджень повинні проводитись на всіх стадіях геологорозвідувальних робіт, починаючи з пошуків і закінчуючи промисловою розвідкою та повним виробленням родовищ.
Головна мета геологічного знімання – вивчення геологічної будови родовищ корисних копалин і складання геологічної карти того чи іншого масштабу. Основу цих робіт складає узагальнення фактичних матеріалів на основі сучасних теоретичних досягнень в області геологічних наук.
Геологічне знімання – це один з основних методів вивчення геологічної будови земної кори будь-якої ділянки та встановлення її перспектив у відношенні мінерально-сировинних ресурсів. Вона являє собою сукупність всіх видів геолого-пошукових робіт щодо створення геологічної карти безпосередньо з натури.
Геологічне знімання складається з двох основних етапів – польових досліджень та камеральної обробки зібраного фактичного матеріалу. При польових дослідженнях складається польова геологічна карта. Для цього планомірно і всесторонньо вивчаються природні відслонення, гірничі виробки, бурові свердловини і наносяться на топографічну карту під відповідним порядковим номером із вказанням елементів залягання гірських порід. Від одного відслонення до другого прослідковуються і наносяться на карту геологічні границі, а за заляганням гірських порід виявляються тектонічні структури.
У відслоненнях за керном вивчаються гірські породи, їх склад, генезис, взаємовідношення, встановлюється попередньо вік гірських порід, форма складених ними геологічних тіл, постійно ведуться спостереження за структурою інтрузивних порід. Одночасно проводяться постійні спостереження за всіма проявленнями корисних копалин у відслоненнях, в алювіальних і делювіальних розсипах на основі шліхового випробування, а при детальному зніманні – за допомогою гірничих і бурових робіт. Особливо детально вивчаються контактові зони, нафто- і газопроявлення. Постійно ведуться спостереження за рельєфом і підземними водами, для детального вивчення яких проводяться спеціальні роботи. Всі польові спостереження записуються в геологічний журнал. При цьому номери відслонень повинні бути однаковими як на карті, так і в геологічному журналі.
Всі відслонення переважно фотографуються, а всі спостережувані в них особливості геологічної будови зарисовуються. В кожному відслоненні проводиться відбір зразків гірських порід. При цьому в осадових гірських породах відбір зразків порід проводиться пошарово, а магматичних – із контактних зон і внутрішніх частин масивів. Відбір корисних копалин і викопних залишків флори і фауни також проводиться пошарово. Всі зразки нумеруються відповідно до записів в геологічному журналі і супроводжуються відповідною етикеткою. При геологічному зніманні широко використовуються аерометри і геофізичні методи.
В процесі камеральної обробки уточнюються результати всіх польових досліджень. Глибокому вивченню піддаються відібрані з відслонень та гірничих виробок всі зразки гірських порід і корисних копалин спеціальними лабораторними дослідженнями – мікроскопічними, хімічними, спектроскопічними, люмінесцентними та ін. Визначаються викопні залишки флори і фауни, складаються графічні додатки – стратиграфічні колонки, геологічні розрізи і карти, складається геологічний звіт про проведені геологознімальні роботи. По закінченні камеральної обробки найбільш характерні зразки гірських порід, корисних копалин, флори і фауни віддаються в музей на зберігання, а геологічні журнали залишаються основним документом проведених геологічних досліджень.
Залежно від призначення геологічне знімання поділяється на маршрутне і площівне. Маршрутне геологічне знімання ведеться в певному напрямі. Переважно його проводять по ріках, де зустрічається багато відслонень. Відстань між маршрутами може досягати значних розмірів.
При площівному зніманні район досліджень покривається сіткою маршрутів, які розташовані більш-менш рівномірно по площі. Площівне знімання ділиться на дрібномасштабне, або регіональне (1:1000000 і 1:500000), середньомасштабне (1:200000 і 1:100000) і крупномасштабне, або детальне (1:50000 і крупніше).
Регіональне геологічне знімання охоплює великі ділянки земної кори і зазвичай є першим етапом геологічного дослідження району. Застосовується переважно для попередніх та загальних геологічних побудов.
Геологічне знімання середніх масштабів дає більш детальне уявлення про геологічну будову та історію розвитку району, встановлює зв’язок корисних копалин з певним комплексом гірських порід, дає оцінку перспектив корисних копалин і визначає площі, які вимагають подальших пошуків.
Детальне геологічне знімання забезпечує вирішення спеціальних геологічних і прикладних геологопошукових і розвідувальних завдань. Застосовується переважно для площ, перспективних щодо корисних копалин, і проводиться після знімання середніх масштабів. Вона повинна виявити детальну геологічну будову району, дати перспективну оцінку розмірів і значення виявлених родовищ корисних копалин, визначити межі площ, що підлягають детальним пошукам і пошуково-розвідувальним роботам. Детальне геологічне знімання в межах рудоносних, вугленосних і нафтогазоносних ділянок є спеціалізованим геологічним зніманням.
Роботи з складання геологічних карт в обов’язковому порядку пов’язуються з геофізичними дослідженнями. Електророзвідка, гравіметрія, магнітометрія і сейсмометрія надають велику допомогу при вирішенні таких питань, як визначення глибини залягання інтрузивів під товщею вміщуючих їх порід, положення тектонічних зон, порушень і поверхонь неузгодження, пошуку жильних тіл і меж рудних та нерудних покладів, визначення товщини розсипчастих відкладів тощо.
Геологічна карта являє собою зменшену в певному масштабі вертикальну проекцію виходів корінних порід на денну поверхню. Вона складається за даними геологічного знімання на топографічній або географічній основі за допомогою умовних знаків геологічної будови будь-якої ділянки земної кори, континентів або земної кулі загалом. Геологічна карта показує поширення на земній поверхні виходів гірських порід, відмінних за віком, походженням, складом та умовами залягання.
Геологічна карта будується тільки по корінних породах, а тому при її побудові всі породи четвертинного віку “знімаються” з її поверхні. Виключення можливе тільки тоді, коли неможливо встановити будову корінних порід під четвертинними відкладами або в тих випадках, коли останні містять родовища корисних копалин або мають широке поширення.
Геологічна карта разом з пояснювальною запискою до неї дає змогу зробити висновки про формування земної кори та закономірності поширення корисних копалин в ній. Вона служить науковою основою для пошуків і розвідки родовищ корисних копалин та розробки перспективних планів розвитку гірничовидобувної промисловості. Детальні геологічні карти мають надзвичайно важливе значення для проектування, розкриття і розробки розвіданих родовищ, а також при плануванні гірничих робіт в процесі їх експлуатації.
Геологічні карти будуються на основі проведених геологознімальних робіт, теоретичного узагальнення досягнень геологічних наук і практичного досвіду. При складанні геологічних карт провідне значення мають такі розділи геологічних знань, як стратиграфія, геотектоніка, структурна геологія, історична геологія, літологія, геохімія, мінералогія, петрографія, геофізика, вчення про родовища корисних копалин тощо.
Високоякісна геологічна карта – це підсумок складної творчої праці колективу геологів, озброєних глибокими теоретичними знаннями і досвідом практичної роботи в польових умовах. Це підсумок копіткої праці спеціалістів, які на основі поглибленого вивчення та аналізу зуміли дати найбільш обгрунтовану і достатньо об’єктивну інтерпретацію геологічних явищ і фактів, за якими проводились спостереження.
Геологічні карти за змістом і призначенням діляться на власне геологічні, четвертинних відкладів, літологічні, тектонічні, геохронологічні, гідрогеологічні, корисних копалин, перспектив на окремі види сировини тощо. В даному розділі приводиться характеристика тільки власне геологічних і геоморфологічних карт.
Власне геологічні карти відтворюють геологічну будову території або які-небудь її певні риси. Вони є картографічним підсумком геологічного знімання і служать основою для всіх видів геологічних досліджень району, виявлення закономірностей розташування і пошуків корисних копалин, проектування інженерних споруд та інших робіт.
Геологічна карта повинна містити матеріал, необхідний для вирішення питання, які корисні копалини можна знайти в даному районі і де їх шукати. Головними перевагами геологічної карти є її насиченість фактичним матеріалом, структурність, правильне відображення геологічної будови ділянки вивчення земної кори.
На геологічних картах певними кольорами і доповнюючими їх літерними і цифровими індексами виділяються поширені на закартованій території і розчленовані за віком, у відповідності з прийнятою міжнародною стратиграфічною шкалою, стратифіковані гірські породи.
Різними лініями позначаються різноманітні геологічні межі – узгоджене і неузгоджене залягання, розривні порушення, геологічні межі різних порід, які складають геологічні тіла та розривні порушення. За необхідності на картах відображаються елементи залягання гірських порід, місця знаходження викопних органічних залишків і відбору проб, місцеположення бурових свердловин, шурфів тощо.
Дрібність підрозділів і навантаження геологічних карт залежать від масштабу та призначення карти. Середньо- і крупномасштабні карти, крім легенди, супроводжуються зведеними стратиграфічними колонками і геологічними розрізами району, які відображають на вертикальних розрізах його будову на глибину.
Для сучасної геологічної картографії характерні тенденції до складання різноманітних за змістом геологічних карт не тільки суші і шельфу, але й дна океанів, до видання для однієї і тієї ж площі взаємопов’язаних і доповнюючих один одного комплектів карт, до максимального використання матеріалів космічних і висотних знімань, до відображення глибинної будови Землі.
Масштаби геологічних карт
Залежно від масштабу власне геологічні карти діляться на оглядові, дрібномасштабні, середньомасштабні, крупномасштабні та детальні.
Оглядові карти масштабу менше 1:1000000 складаються на географічній основі і дають загальне уявлення про геологію великих територій держав та материків земної кулі.
Дрібномасштабні карти (1:100000 і 1:500000) складаються на спрощеній топографічній основі і характеризують геологічну будову крупних регіонів або держав. Геологічні карти масштабу 1:100000 і 1:500000 складаються переважно на основі узагальнення матеріалів, одержаних при більш детальних зніманнях.
Середньомасштабні карти (1:200000 і 1:100000) складаються на всій території країни з метою вивчення основних рис її геологічної будови, прогнозної оцінки щодо корисних копалин до глибини, при якій економічно вигідна їх експлуатація. Будуються вони переважно на топографічній основі з розрідженою сіткою горизонталей.
За детальністю і густотою сітки маршрутів знімальні та пошукові роботи для побудови геологічних карт масштабів 1:200000 і 1:10000 являють собою площівні дослідження. Планомірний їх розвиток створює основу для цілеспрямованого та ефективного проведення пошуків на всі види корисних копалин, а також для вирішення різних теоретичних положень. При проведенні геологічного знімання цих масштабів повинні обов’язково проводитись геологічне дешифрування аерокосмофотознімків, геофізичні та геохімічні дослідження.
При зніманні та пошуках вказаних масштабів широко застосовуються дрібні гірські виробки – канави, неглибокі шурфи, бурові свердловини ручного і механічного буріння.
Крупномасштабні карти (1:50000 і 1:25000) складаються на точній топографічній основі і досить точно відтворюють геологічну будову району як поверхневих, так і глибинних його частин. Ці карти є основними за масштабним видом геологічних карт, які використовуються для вирішення практичних промислових завдань.
Складаються дані карти для всієї країни, але в першу чергу для гірничовидобувних регіонів. Головними завданнями геологічних карт вказаних масштабів є виділення перспективних площ для проведення детальних геологознімальних робіт. Вони можуть проводитись спеціалізовано щодо головних для даного району корисних копалин, хоча ведуться вони на всі види мінеральної сировини.
Детальні геологічні карти (1:10000, 1:5000, 1:1000 і крупніші) дають детальну геологічну характеристику окремих родовищ корисних копалин, районів цивільного або промислового будівництва. Складаються вони на основі знімань більших масштабів, які проводяться в районах розташування родовищ корисних копалин або безпосередньо на родовищах, що знаходяться в розвідці, і спрямовані на вирішення конкретних завдань, які випливають з генетичних особливостей та умов залягання корисних копалин.
Детальні геологічні карти служать основою для закладання пошукових і розвідувальних свердловин на можливі корисні копалини, для підрахунку запасів корисних копалин, розробки проектів експлуатації, ведення гірничо-підготовчих і промислових робіт на родовищах.
Геологічні плани горизонтів за своїми масштабами належать до детальних геологічних карт, але при цьому мають свої специфічні особливості. Вони характеризують умови залягання покладів корисних копалин, їх морфологію і речовинний склад. Ці плани складають не на основі картування, а за даними детальної і промислової розвідки родовищ, розкритих багаточисленними експлуатаційними свердловинами і гірничими виробками, просторове розміщення яких наноситься за даними маркшейдерських знімань.