Файл: Косыгин, Ю. А. Основы тектоники.pdf

52 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

участки с содержанием рудного минерала более 20%, более 16% и т. д. Ясно, что положение и количество таких границ зависит не только от распределения рудного минерала и точности измерений, нои от тех производственных и экономических соображений, кото­ рыми руководствуются. Условные границы первого типа — поверх­ ности (линии, точки) равного содержания — могут быть охаракте­

ностные, геохимические и т. д.). К ним следует относить также изо­ линии, проводимые на гравиметрических и магнитометрических картах.

4. Условные границы второго типа. В геологической практике приходится разграничивать участки пространства не только по свой­ ствам вещества, но и по другим признакам. Например, при выделении антиклинальной и синклинальной складок мы можем провести гра­ ницу между ними таким образом, что она будет соединять точки пере­ гиба (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, про­ веденной на той или иной неусловной геологической границе, напри­ мер, выделения антиклинальной складки в пределах изогипсы од­ ного из составляющих ее слоев. Такие границы, проведенные путем соединения точек, расположенных на неусловных геологических границах и обладающих каким-либо определенным геометрическим свойством, относятся к условным геологическим границам второго типа. К условным геологическим границам второго типа можно от­ нести линии равных мощностей (изопахиты), поскольку они также вытекают из геометрических свойств неусловных границ. Нельзя говорить о геологической природе этих границ, так как они непо­ средственно не связаны с изменением значений свойств вещества. В этом смысле они сближаются с дизъюнктивными границами. 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 типа, разделяющую поднятое и опущенное крылья флек­ суры, продолжением которой служит дизъюнктивная граница.

5. К условным геологическим границам третьего типа относятся хроностратиграфические границы — поверхности равного времени, но не биостратиграфические границы, которые причисляются к типу резкостных, так как проводятся непосредственно по свойствам ве­ щества (содержание остатков фауны или флоры). Сюда же должны быть отнесены палеогеографические и иные границы, связанные с любыми палеогеологическими реконструкциями, границы между

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5S

6. В геологическом пространстве могут проводиться произволь­ ные границы, не зависящие от пространственного распределения зна­ чений свойств веществ. Так, например, может понадобиться выделить часть пространства в форме прямоугольного бруска, вытянутого' вдоль трассы строящейся дороги, в районе которой предстоит вести гидрогеологические и инженерно-геологические исследования. При разведке нефтяных и газовых месторождений и гидрогеологических, исследованиях иногда приходится выделять в геологическом про­ странстве цилиндр, ось которого совпадает с осью скважины и в пре­ делах которого, как в зоне влияния скважины, исследуется движение жидкости и газа или какие-либо иные процессы. Во всех этих слу­ чаях границу выделяют произвольно, учитывая в какой-то мере за­ дачи исследования.

Основанием для проведения геологических границ (кроме про­ извольных) служат данные измерений или определений значений свойств вещества и распределение этих значений в геологическом, пространстве. До проведения границ это пространство является неполноопределенным, т. е. значения свойств определены лишь в отдельных точках. Проведение границ означает, что пространство разделено на области, в пределах которых для любой их точки допускается, что значение свойства известно. Таким образом, про­ странство становится полноопределенным. Так получается, например, когда на основе карты, фактического материала (или разрозненных кернов буровых скважин) проводятся границы между областями, охарактеризованными различными значениями свойств (например,, различной фауной, различным литологическим составом, различным возрастом, различным содержанием и т. д.). Таким образом, прове­ дение границ имеет прямое отношение к процедуре построения модели, геологического пространства.

Геологические тела

Выделение геологических тел и их типы

Геологическое тело определяется как часть статического геологиче­ ского пространства, ограниченная геологической границей. При любых структурных геологических построениях выделение геоло­ гических границ служит, в частности, для оконтуривания геологи­ ческих тел; причем в одних случаях ставится задача выделения от­ дельных тел как таковых (.например, залежей полезных ископаемых, отдельных массивов, слоев, биозон и т. д.), в других — оказывается необходимым представить все геологическое пространство в виде со­ вокупности геологических тел, т. е. произвести.разбиение геологи­ ческого пространства на геологические тела (например, стратигра­ фическое расчленение осадочной толщи, составление геологической, карты, тектоническое районирование и т. д.).

54

В двумерном и одномерном геологических пространствах геоло­ гические тела выражаются соответственно частями поверхности и отрезками. Мерность геологического тела равна мерности простран­ ства, в котором это тело выделяется. Для выделения геологического тела достаточно указать его границы. По характеру ограничения гео­ логические тела можно разделить на резкостные, дизъюнктивные, условные первого, второго и третьего типов и произвольные, а также тела, ограниченные комбинированными границами, состоя­ щими из отрезков границ различной геологической природы или различного типа.

Тело, ограниченное резкостной геологической границей («резкостное» тело), можно определить как часть статического геологи­ ческого пространства, внутри которого остаются непрерывными, по крайней мере, те свойства или производные от свойств, которые были использованы для определения границы этого тела. К резкостным геологическим телам могут быть отнесены слои и толщи, вы­ деляемые по литологическим признакам, биозоны и другие биостратиграфические тела, рудные и нефтяные залежи, земная кора, ман­ тия, ядро и т. д.

Дизъюнктивным телом может быть названа часть геологического пространства, полностью ограниченная дизъюнктивными границами. Примером дизъюнктивных тел могут служить отдельности и пол­ ностью ограниченные разломами блоки.

В качестве условного геологического тела первого типа может быть выделена рудная залежь по заданной изоповерхности концен­ трации, температурная зона, расположенная между геоизотермами, и т. д.

Складчатая зона может быть разделена путем проведения по при­ нятым правилам условных геологических границ второго типа на антиклинали, синклинали, моноклинали, структурные террасы и т. д., которые будут представлять собой условные геологические тела второго типа. В платформенной области, осложненной флексурами,

вкачестве условных тел второго типа могут быть выделены поднятые

иопущенные ступени, а также крутые (соединительные) крылья флексур.

Кусловным геологическим телам третьего типа принадлежат участки пространства, ограниченные условными геологическими границами третьего типа, в частности все хроностратиграфические подразделения, такие, как системы, отделы, ярусы и т. д., а также фациальные зоны.

Геологические тела могут быть ограничены комбинированными границами, состоящими из отрезков границ различной геологиче­ ской природы или типа. Тело, ограниченное составной геологиче­ ской границей, называется телом пересечен ня.

Геологические тела, ограниченные нарушенными границами, на­ зываются нарушенными телами; среди них различаются нарушенные резкостные тела и нарушенные тела пересечения. При­ мером нарушенного резкостного тела может быть любая часть выде­

55

ленного по литологическим, биостратиграфическим или другим свой­ ствам пласта, частично ограниченная сбросами.

Поскольку выделение резкостных, дизъюнктивных и даже ус­ ловных границ всегда связано с определенной (однозначной) про­ цедурой, то в соответствии с этим граница может быть выделена только единственным образом. Следовательно, выделение геологиче­ ских тел также может быть проведено только единственным образом.

Описание геологических тел

После того, как тело выделено, его следует описать, чтобы иметь возможность сравнивать его с другими телами, классифициро­ вать геологические тела, что в свою очередь необходимо для решения более сложных структурных задач. Например, только описав пласты (толщи, свиты), можно построить стратиграфические колонки, про­ вести сопоставление разрезов; описав тела полезных ископаемых (залежи), можно провести их сравнительную оценку, подсчитать запасы и т. д.

В отличие от процедуры выделения тела, описание его может быть проведено различно в зависимости от поставленной задачи. Так,, один и тот же пласт известняка может нас интересовать или как воз­ можный объект разработки строительного камня, или как месторо­ ждение цементного сырья, или как коллектор нефти и газа. Этот жепласт может изучаться для какой-либо генетической задачи, напри­ мер для выяснения палеогеографической обстановки времени его образования. В одних случаях описание пласта будет заключаться главным образом в рассмотрении распределения значений механи­ ческих свойств породы, в других предпочтение будет отдано химиче­ скому составу, пористости и проницаемости, остаткам фауны и т. д. Самое исчерпывающее описание этого пласта, проведенное в соответ­ ствии с "некоторыми определенными задачами исследования, может оказаться непригодным, если задача будет поставлена иначе.

Возникает вопрос, можно ли описать тело так, чтобы это описание отвечало всем возможным задачам исследования, годилось «на все случаи жизни», было бы «исчерпывающим» — универсальным. По­ скольку в принципе любое тело может быть охарактеризовано очень большим количеством свойств или их сочетаний, а для измерения раз­ личных свойств требуется специализированная методика и аппара­ тура, универсальное описание связано с затратой столь больших сил и времени, что представляется практически недостижимым. Однако, если универсальное описание было бы все же возможным, огромная работа по созданию такого описания тела оказалась бы непродуктивной и экономически невыгодной. При описании тел следует учитывать способ камеральной обработки данных: например, если предполагается машинная обработка, данные должны кодиро­ ваться. Таким образом, выбираемый способ описания зависит от эконономических затрат, фактической изученности и способов обработки Данных.

.56

Ясно, что при целевом описании тела, т. е. при описании по не­ полному списку свойств, мы выигрываем в экономическом смысле, но соответственно проигрываем в содержательном. Для компенсации этого проигрыша к проведенному описанию можно привлечь допол­ нительный список свойств, измеренных в более крупной сети, т. е. с меньшей детальностью. Как правило, характеристики свойств до­ полнительного списка приводятся в среднем или с указанием общего характера их изменения внутри тела. Например, описание каждой

•свиты в «Стратиграфическом словаре» (1956) является целевым — оно проведено с целью характеристики литологического состава тела. В качестве дополнительного списка приводятся лишь наиболее ха­ рактерные, руководящие формы ископаемых.

Описание тела само по себе без четко сформулированной задачи не может служить предметом исследования, так как оно было бы опи­ санием ради описания и могло бы потребовать больших непродуктив­ ных затрат труда и времени. Всякое описание должно быть подчи­ нено задачам исследования и ограничено в соответствии с этими за­ дачами. В самом общем плане можно отметить, что описание имеет своей задачей объективное сопоставление геологических тел. Форма­ лизованное описание важно для кодирования этих тел и, по-видимому, должно служить основой машинной обработки результатов геологи­ ческих наблюдений. Чтобы описать тело, надо, во-первых, указать ■его размеры, форму и состав. Однако этого будет недостаточно для структурных построений, в частности для рассмотрения тела как элемента совокупности тел, образующей структуры. В данном слу­ чае необходимо также указать положение тела в пространстве (по­ ложение центра масс и ориентировку).

Геологическое тело, внутри которого по заданной определенной совокупности свойств нельзя провести никаких геологических резкостных границ, будем называть простым геологическим телом.

В качестве первого примера рассмотрим простое геологическое тело, выделенное по некоторой совокупности свойств, например по литологическим свойствам, плотностным и электрическим характе­ ристикам, причем значение этих свойств внутри тела меняется плавно. Пусть это будет карбонатная толща, залегающая среди глинистых толщ. Представим далее, что существует другая совокупность свойств (например, биостратиграфические признаки), распределение зна­ чений которых позволяет выделить внутри тела одну или несколько границ.

В качестве второго примера рассмотрим простое геологическое тело, выделенное только по одному литологическому свойству («а» —• карбонатный состав), значение которого внутри тела остается неиз­ менным. Допустим, что более детальными литологическими исследо­ ваниями в пределах тела удалось выделить известняки различного гранулометрического состава (пелитоморфные, алевритоморфные, брекчиевидные и т. д.), охарактеризованные значениями литологи­ ческих свойств aɪ, a2, а3 и т. д. В результате такой детализации может