за плоскость. Как известно из геометрии, ее положение в пространстве может быть определено тремя точками, не лежащими на одной прямой, т. е. прямой линией и одной точкой вне ее или, наконец, двумя пересекающимися прямыми линиями. Вот эти элементарные геометрические правила используются геологами при построении геологических и структурных карт. В точке наблюдения определяются элементы залегания пласта — его простирание и падение. Под падением (наклоном) пласта понимают максимальный угол между горизонтальной плоскостью и поверхностью пласта. Линия простирания пласта и линия направления падения пласта всегда перпендикулярны друг к другу. В горных районах при достаточно больших наклонах пласта элементы залегания могут быть замерены с помощью горного компаса.
Горный компас имеет некоторые отличия от обычного компаса, которые следует упомянуть. Горный компас всегда укрепляется на прямоугольной пластинке, имеющей короткую и длинную стороны. Длинная сторона совпадает с направлением юг — север (180–0°). С правой стороны имеется зажим, закрепляющий магнитную стрелку. Градусная сетка на компасе нанесена в обратном направлении, т. е. отсчет градусов (азимутов) идет против часовой стрелки. Длинная сторона компаса устанавливается по искомому направлению, а северный конец стрелки сразу указывает азимут направления. Если Вы повернете компас на северо-восток, скажем, на 45°, то конец стрелки укажет именно это направление. Для определения угла падения на компасе имеется отвес — инклинометр.
Ваза — английский фарфор
Дух горы Канченджанга
Замер элементов залегания пласта производится следующим образом. Выбрав на поверхности пласта ровную площадку, прижимают к ней картонку или фанерку для сглаживания мелких шероховатостей. На фанерку устанавливается компас ребром, и его поворачивают до тех пор, пока отвес не покажет максимальный угол. Это и есть угол падения. Положив компас плашмя, в найденном положении очерчивают его две перпендикулярные грани, соответствующие простиранию и направлению падения пласта. Можно производить замер и в несколько ином порядке. Установленный ребром компас поворачивают таким образом, чтобы инклинометр указывал 0°. Тем самым сначала находится линия простирания. Дальнейшие замеры производятся аналогично. Направление, перпендикулярное к простиранию, геологи обычно именуют «вкрест простиранию».
Однажды с небольшим отрядом, состоявшем, помимо меня, из двух студенток-дипломниц МГУ и нескольких рабочих — учеников старших классов средней школы из ближайшего аула, мы ехали на машине к месту полевых работ. Дорога круто поднималась в гору (около 7°) и шла вкрест простиранию пород. У дороги на левой стороне воздымалось большое обнажение высотой около 150–200 м. Его нижняя часть была покрыта осыпью глиняных окатышей. Выше располагались две мощные пачки известняков, разделенные двух-трехметровым прослоем глины и падающие на глаз под углом 45–50°. Я дал студенткам задание замерить как можно точнее толщину и элементы залегания нижней пачки известняка, замеры произвести независимо друг от друга, чтобы их можно было сравнить. Взбираться по крутой глинистой осыпи было очень трудно, люди скатывались вниз, затем снова лезли вверх. Наконец они забрались наверх и стали производить необходимые замеры. Когда счастливые от выполненного трудного задания студентки подошли к тенту, я спросил их:
— Зачем же вы лезли на крутой склон? Посмотрите по дороге вниз. Всего в каких-нибудь 100–150 м от нашего лагеря те же самые породы обнаруживаются у самого полотна дороги. Все необходимые замеры можно было произвести здесь без всякого труда.
Вот замеры, которые мне показали студентки:
Первая студентка
СВ 46 ∠ 27°, толщина 31 м
Вторая студентка
СВ 52 ∠ 31°, толщина 36 м
Вот так задача — замеры разные!
— Что же, девушки, мне записать в полевую книжку?
Одна студентка предложила произвести замеры снова, другая — взять средние цифры. Я же в своей полевой книжке записал:
СВ 52 ∠ 31°, толщина 31 м.
Обе студентки старались сделать замеры тщательно, но ошибки все же неизбежны. Угол падения — это максимальный угол между горизонтальной плоскостью и поверхностью пласта. Если компас при замере угла был слегка наклонен, то он мог показать только меньший угол. Следовательно, замер угла падения и его азимут у второй студентки заслуживают большего доверия. Замер толщины был более верным у первой студентки. Любое отклонение ленты от перпендикулярного положения по отношению к поверхности пласта приводит к направленной ошибке только в большую сторону.
Геологическая колонка
Обратите внимание, что и угол падения пород, измеренный на глаз (45–50°), оказался значительно больше. Проверьте себя на практике на любом склоне: там, где вам покажется, что уклон склона или дороги не менее 15°, он составит всего 3–5°.
Познакомимся в общих чертах с работой геолога при геологическом картографировании. Прежде всего исследователь старается получить наиболее полное представление о породах района: их возрасте, литологии и наиболее характерных признаках. В этих целях составляется сводная колонка, или геологический разрез, для чего используются описания выходов коренных пород на поверхность (обнажения), колодцев и специальных горных выработок — канав, шурфов, скважин. На колонке слои отображаются в хронологической последовательности, отмечается литология, мощность и другие признаки. Особенно важно выделить реперы — примечательные прослои, позволяющие легко распознать их в любом обнажении.
Разумеется, не всегда удается сразу составить такую колонку, очень часто в ней оказываются пропуски, которые заполняются при дальнейшей работе. Впрочем, иногда возрастные пропуски обусловлены самим процессом осадконакопления, т. е. осадки того или иного возраста вообще не откладывались в данном районе (стратиграфический перерыв) или накапливались, но были размыты в последующее время (размыв). В этом случае говорят о несогласном залегании пород, отмечающемся на колонке волнистой линией. При наличии несогласия очень часто породы выше залегающих слоев имеют другие углы падения — угловое несогласие. Если район достаточно большой и в нем существовали различные условия осадконакопления, приведшие к неодинаковому литологическому выражению одновозрастных отложений или выпадению из разреза (перерывов) осадков того или иного возраста, то геологу приходится строить несколько колонок для ряда характерных участков.
Отметив на карте изученные
