V. Пересечение топографической поверхности и плоскости

Один из наиболее часто встречающихся случаев – пересечение вертикально плоскости и произвольной поверхности, заданной изолиниями – это построение топографического профиля. С ним Вы знакомы.

В общем случае:

Поверхность пересекается с плоскостью там, где пересекаются их одновысотные изолинии

Геометрически эту задачу проще всего решить, построив структурные карты поверхностей и плоскостей в изолиниях, отметив точки пересечения изолиний с одинаковыми значениями и соединив плавными линиями полученные точки (рис. 1.19).

Рис. 1.19. Пересечение параллельных наклонных плоскостей (пласта) с топографической поверхностью (рельефом) 1 – горизонтали, 2 – стратоизогипсы подошвы пласта, 3 – стратоизогипсы кровли пласта

В структурной геологии эту задачу приходится решать постоянно, когда необходимо построить выход пласта на дневную поверхность, определить линию пересечения водонефтяного контакта с кровлей продуктивного горизонта и т.д.

Рассмотрим конкретный пример решения этой графической задачи. Решение проведем при следующих исходных данных: на рис. 1.20 приведен топографический план местности масштаба1:2000, основным элементом рельефа которого является долина ручья. Сечение горизонталей рельефа карты равно 20 м.

Рис. 1.20. Исходные данные к построению. 1 – горизонтали рельефа, 2 –точка наблюдения

В точке К на абсолютной отметке 200 м обнажается кровля маркирующего пласта толщиной 10 м. Элементы его залегания: ЮВ 135 Ð50.

Работа выполняется в следующей последовательности:

1. Нахождение заложения.

В свободной части листа миллиметровки провести горизонтальную линию АА. Она будет следом пересечения вертикальной плоскости, в которой лежит линия падения, с горизонтальной плоскостью (рис. 1.21).

При точке А вниз от линии АА отложить угол падения пласта a, равный 50° и провести линиюАБ, которая будет кровлей пласта, т.е. проекцией ее поверхности на вертикальную плоскость.

Рис. 1.21. Определение заложения и смещения пласта

Из точки А восстановить вниз перпендикуляр АС.

Вдоль линии АС через интервалы, равные величине сечения горизонталей топографической карты (20 м), взятые в ее масштабе (1:1000), т.е. через 2,0 см провести еще ряд горизонтальных линий (на рисунке проведены еще две линии). Эти линии пересекают плоскость кровли пласта в точках, расположенных на равных расстояниях друг от друга. Абсолютные отметки их будут увеличиваться вверх по восстанию пласта. Проведенные линии являются проекциями на вертикальную плоскость следов пересечения горизонтальных плоскостей, проведенных через линии простирания, с плоскостью кровли пласта.

Из полученных точек опустить перпендикуляры на горизонтальную линию СС. Отрезки, заключенные между ними (а), равны между собой (так как угол падения пласта не изменяется по его падению), и являются заложением пласта.

2. Определение выхода кровли пласта на земную поверхность.

На топографической основе в точке К (выхода кровли пласта на земную поверхность) продолжить линию простирания влево и вправо, пересекая все горизонтали рельефа. Эта линия будет иметь абсолютную отметку 200 м.

Вверх и вниз от нее провести ряд параллельных линий на расстоянии, равном величине заложения (прерывистые линии на рис. 1.22). Эти линии будут линиями простирания, и, одновременно - стратоизогипсами этой поверхности. Вверх по восстанию пласта их абсолютные отметки будут увеличиваться, а вниз - уменьшаться на величину сечения горизонталей рельефа (20 м). Их следует подписать.

Рис. 1.22. Построение кровли пласта

Пересечения одноименных (одновысотных) горизонталей рельефа и изогипс кровли пласта указывают точки ее выхода на земную поверхность(ихможно пометить крестиками карандашом).

Соединить эти точки плавной кривой. В результате получим линию выхода на земную поверхность кровли пласта.

3. Определение выхода подошвы пласта на земную поверхность.

Для нахождения выхода на земную поверхность подошвы пласта необходимо определить величину ее смещения (Х) относительно кровли, т.е. относительное смещение одноименных изогипс этих граничных поверхностей.

Для этого от кровли пласта (линииАБ на рис. 11.19) по перпендикуляру к ней отложить отрезок, равный толщине пласта (Т) в масштабе топографической основы (10 м в масштабе 1:1000 равно 1 см), и через полученную точку провести линию А₁Б₁, параллельную кровле пласта. Эта линия будет подошвой пласта. Отрезок Х покажет смещение подошвы относительно кровли.

- Этот отрезок необходимо отложить от точки К в направлении восстания слоя. Линия, проведенная через точку П (рис.1.24) параллельно линии простирания, проходящей через точку К будет линией простирания (изогипсой) подошвы пласта с абсолютной отметкой 200 м.

- По обе стороны от нее на расстоянии, равном величине заложения «а», и параллельно ей провести ряд сплошных линий, которые будут соответствовать изогипсам подошвы (рис. 1.23).

Рис. 1.23 Построение подошвы пласта

Подписать их абсолютные отметки с правой стороны чертежа.

Через точки пересечения изогипс подошвы пласта с одноименными горизонталями рельефа проводим плавную линию, которая будет выходом на земную поверхность подошвы пласта.

Взаимное положение кровли и подошвы пласта с рельефом может быть различным. Это обусловлено условиями залегания (падения) пласта относительно наклона рельефа, и взаимоотношениями их углов наклона.

Если рельеф и пласт имеют наклон в разные стороны (рис. 1.24) кровля пласта находится выше подошвы и «стрелка» пластового треугольника в тальвеге указывает направление падения.

Рис. 1.24. Соотношение пласта с рельефом.

Рельеф и пласт падают в разные стороны. 1 – картируемый пласт, 2 – стратоизогипсы кровли (вверху) и подошвы (внизу) пласта, 3 – горизонтали. Вверху расположен геологический разрез по линии АБ, внизу – геологическая карта

Рис. 1.25. Соотношение кровли и подошвы пласта с рельефом.

Пласт и рельеф падают в одну и ту же сторону, но рельеф круче залегания пласта. 1 – картируемый пласт, 2 – стратоизогипсы кровли (вверху) и подошвы (внизу) пласта, 3 – горизонтали. Вверху расположен геологический разрез по линии АБ, внизу – геологическая карта. С – горизонтальная проекция смещения кровли относительно подошвы, з – заложение

Если рельеф и пласт падают в одну сторону, но угол склона рельефа (b) больше падения пласта (a), (рис. 1.25), граница подошвы слоя окажется гипсометрически ниже границы кровли и «стрелка» пластового треугольника в тальвеге указывает направление восстания пласта.

При одинаковом направлении наклона рельефа и пласта, но большем угле его падения (a), по сравнению с углом склона (b) земной поверхности (рис. 1.26), подошва окажется гипсометрически выше кровли, «стрелка» пластового треугольника в тальвеге покажет направление падения.

Рис. 1.26. Соотношение кровли и подошвы пласта с рельефом. Пласт и рельеф падают в одну сторону, но рельеф положе пласта. 1 – картируемый пласт, 2 – стратоизогипсы кровли (вверху) и подошвы (внизу) пласта, 3 – горизонтали. Вверху расположен геологический разрез по линии АБ, внизу – геологическая карта