Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения

I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Структурная геология и геокартирование» является базовой в общегеологической подготовке инженеров-геологов.

Целью дисциплины является создание у студентов общего представления об основных структурных формах залегания горных пород и методах составления геологических карт.

Конкретные задачи дисциплины сводятся к приобретению студентами навыков анализа («чтения») геологических карт, ведения геологической съемки, геологического дешифрирования аэрофотоснимков и составления основных видов геологической графики – геологических карт и разрезов.

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Теоретический (лекционный) курс

2.1.1 Определение дисциплины и общие сведения о ней. структурная геология как низшая, начальная ступень геотектоники. Основные понятия: геологическое тело, геологическая структура, структурная (тектоническая) форма. Суть геокартирования и дистанционных методов. ГИС-технологии.

2.1.2. Первичные структуры осадочных горных пород.

Слой и его элементы, внутреннее строение слоев. Морфологические и генетические типы слоистости и причины их образования. Внутреннее строение толщ: трансгрессивное, регрессивное и циклическое.

2.1.3.Горизонтальное и наклонное (моноклинальное) залегание геологических тел.*

Горизонтальное залегание как первичное залегание осадочных толщ. Признаки горизонтального залегания на рельефе и карте с горизонталями. Соотношение мощности пласта и ширины его выхода на склон. Принцип Стенона.

Наклонное залегание. Элементы залегания геологических тел. Картина наклонного залегания тел на рельефе («пластовые треугольники»). Определение элементов залегания с помощью стратоизогипс, по 3-м точкам. Соотношение между истинной, горизонтальной, вертикальной мощностями пласта и шириной его выхода на склон. Построение выхода пласта на рельеф. Построение разрезов через наклонно залегающие толщи по вертикальным мощностям и с поправками на косое сечение.

2.1.4. Складчатые и разрывные деформации горных пород.

2.1.4.1. Физические основы деформации горных пород. Геологическое проявление пластических и хрупких деформаций: складчатые (пликативные) и разрывные (дизъюнктивные) дислокации. Компетентные (жесткие) пласты и некомпетентные (пластичные) толщи. Влияние температуры, давления, газово-жидкой фазы, времени и свойств горных пород на характер дислокаций.

2.1.4.2. Складчатые структуры (дислокации). Складки (определение), их главные виды – антиклинали и синклинали. Элементы складок.

Морфологическая классификация складок: по положению осевой плоскости и углу наклона крыльев – прямые, косые, опрокинутые, лежачие, изоклинальные; по форме замка – выпуклые, острые, гребневидные, сундучные; по положению оси относительно горизонта – с горизонтальной, с погружающейся, с ундулирующей осью; по соотношению ширины и длины – линейные, брахиформные, изометричные (купола, чаши); по соотношению мощности в замках и на крыльях – параллельные (концентрические) и подобные. Разнопорядковость складок по размерам.

Динамическая (кинематическая) классификация складок: складки продольного и поперечного изгиба, скалывания, течения и нагнетания.

Складчатые комплексы. Понятие о зеркале складчатости, антиклинории и синклинории. Параллельное, кулисообразное, виргационное и торцевое расположение складок в комплексах.

Геотектоническая классификация складчатых комплексов. Эндогенная и экзогенная, постседиментационная и конседиментационная, покровная и глубинная складчатость. Альпинотипная (голоморфная) складчатость регионального сжатия подвижных зон, прерывистая (идиоморфная, германотипная, штамповая) складчатость платформенного чехла, промежуточная складчатость переходных структур, глубинная синметаморфическая складчатость «гранитного» слоя земной коры (гранитно- гнейсовые купола).

Складкообразование во времени. Циклы и фазы тектогенеза.

2.1.4.3. Разрывные структуры (дислокации). Трещиноватость и дизъюнктивы.

Трещиноватость. Экзокинетическая – диагенетическая («усыхание» осадочных горных пород) и прототектоническая (контракционная магматических тел) трещиноватость и ее виды.

Эндокинетическая (тектоническая) трещиноватость, кливажи разлома и течения.

Разрывные нарушения (дизъюнктивы). Элементы дизъюнктива. Признаки дизъюнктива на местности, на аэрофотоснимках, частая произвольность их проведения на геологических картах. Около- и внутридизъюнктивные структуры и горные породы (катаклазиты и милониты).

Классификации дизъюнктивов: геометрическая – продольные, поперечные и диагональные, согласные и несогласные; динамическая (кинематическая) – дизъюнктивы сжатия (взброс, надвиг, шарьяж) и растяжения (сброс), вертикальные (радиальные), поступательные и шарнирные дизъюнктивы; по отношению к складчатости – доскладчатые, соскладчатые и послескладчатые. Системы дизъюнктивов – горст, грабен, ступенчатые сбросы, чешуйчатые надвиги, структуры «разбитой тарелки».

Решение дизъюнктивов – определение типа, амплитуды и возраста.

Глубинные разломы.

2.1.5. О согласном и несогласном залегании стратифицированных образований. Согласное залегание. Параллельное, краевое (трансгрессивно-регрессивное), географическое и угловое несогласия.

2.1.6. Формы тел и внутренние текстуры магматических и метаморфических горных пород

2.1.6.1. Плутонические (интрузивные) тела. Глубинные, полуглубинные и приповерхностные, согласные и секущие, соскладчатые и послескладчатые тела. Формы тел: силл, лополит, факолит, дайка, шток, гарполит, батолит. Прототектоника интрузивных тел: линейные и плоскопараллельные текстуры – волокнистость, трахитоидность, полосчатость; продольные, поперечные, пластовые («матрацевидная отдельность»), радиальные и концентрические контракционные трещины; зависисмость прототектоники от формы интрузивного тела и его взаимоотношений с вмещающими породами.

2.1.6.2. Вулканические тела. Поверхностные – потоки, покровы, лавовые конусы, иглы, столбы, стратовулканы и приповерхностные (субвулканические, жерловые) – некки, жерла, маары, диатремы (трубки взрыва), радиальные и концентрические дайковые системы. Прототектоника вулканических тел: столбчатая, шаровидная и подушечная отдельность эффузивных тел; флюидальность как показатель направления течения лавы; изменение внутреннего строения потоков и покровов как показатель различия подошвы и кровли; радиальная и концентрическая отдельность жерловых образований; критерии отличия покровов от силлов.

2.1.6.3. Метаморфические образования. Конформные линейной складчатости тела пород регионального метаморфизма. Их сланцеватая и гнейсовидная текстуры, плойчатость, птигматиты. Стратиформные в осадочных толщах и концентрически-зональные, подчиненные контурам интрузивов, тела контактово-метасоматических пород.

2.1.7. Строение тектоносферы. Осадочный, «гранитный» и «базальтовый» слои земной коры континентов; 1, 2 и 3 слои океанической коры. Раздел Мохо, надастеносферная мантия. Астеносфера как источник эндогенных процессов в тектоносфере. Типы тектонических движений и фазы тектогенеза.

2.1.8. Главнейшие геотектонические структуры континентов и океанов. Подвижные складчатые (геосинклинально-складчатые) зоны, платформы, орогены, рифты, переходные структуры, кольцевые структуры; их генезис, строение, структурные этажи, структурно-фациальные зоны и этапы развития с позиций фиксизма и тектоники плит.

2.1.9. Геокартирование. Геокартирование как основной способ познания геологического строения территории. Виды и назначение (типовые задачи) геологического картирования: геологическая съемка в маштабе 1: 25 000 – 1: 200 000; геологическое доизучение (ГДП); аэрофотогеологическое картирование (АФГК 200 и 50); средне- и крупномасштабное глубинное геологическое картирование (ГГК). Общегеологическое и прогнозно-поисковое направления всех видов геокартирования.

Типы и виды геологических карт и схем: по масштабу – мелко-, средне- и крупномасштабные (обзорные, региональные и детальные); по содержанию – общегеологические, литолого-петрографические, фациально-палеогеографические, структурные (тектонические), полезных ископаемых, прогнозные, четвертичных отложений, геоморфологические, геофизические, гидрогеологические, инженерно-геологические, специализированные карты.

Приемы и методы ведения геологосъемочных полевых работ и их документация. Принципы расположения маршрутов и собенности картирования осадочных, магматических и метаморфических комплексов и территорий с различной сложностью геологического строения.

Виды космо- и аэрофотоматериалов и главные направления, их использование при геокартировании. Основные дешифрировочные признаки различных тектонических структур и комплексов горных пород.

2.2. Перечень и характеристика лабораторных занятий

Целью лабораторных занятий является закрепление некоторых тем теоретической части дисциплины и знакомство с геологической графикой путем анализа простейших геологических карт с решением следующих конкретных задач: выявление стратиграфической последовательности толщ и их структурных взаимоотношений, определение элементов залегания геологических тел, анализ складок и решение дизъюнктивов, определение типа интрузивных тел, их взаимоотношений с вмещающими горными породами и возраста. Обязательным элементом работ является построение геологических разрезов через анализируемые карты и для некоторых карт – стратиграфических колонок. В случаях общего анализа геологического строения требуется также составить его краткое описание и описание истории геологического развития.

Ниже приводится примерный перечень лабораторных занятий, количество, объем и содержание которых может меняться в зависимости от общего объема курса, предусматриваемого учебными планами разных специальностей и разных лет набора.

Перечень лабораторных работ

1. Горизонтальное залегание. Построение стратиграфической колонки.

2. Наклонное залегание. Работа включает в себя решение следующих конкретных задач.

- Определение элементов залегания толщ по выходу их на рельеф, по двум видимым направлениям падения («по стенкам шурфа»), по 3-м скважинам.

- Определение мощности наклонных толщ.

- Построение линии выхода пласта и полного выхода толщи на карте с рельефом.

3. Анализ («чтение») геологических карт со складками, дизъюнктивами и интрузивными телами. Описание геологического строения и истории геологического развития. Работа может выполнятся по подтемам:

- описание складок;

- решение дизъюнктивов;

- определение типа, описание прототектоники, выявление взаимоотношений с вмещающими породами и возраста интрузивных тел.

4. Построение структурной карты по данным буровых скважин.

5. Анализ мелкомасштабных карт с построением тектонических схем и выяснением основных вопросов стратиграфии, магматизма, тектоники и истории геологического развития.

6. Построение геологической карты по карте фактического материала или по макету с описанием геологического строения и истории геологического развития.

7..Дешифрирование космо- и аэрофотоснимков с составлением схем дешифрирования.

Примечание: Вышеприведённая программа дисциплины является полной и ориентирована на специальность 130301. Для других специальностей, для которых учебными планами предусмотрены меньшие объемы аудиторных часов и часов на самостоятельную работу, перечень тем и объем теоретической части и лабораторных занятий может быть уменьшен по усмотрению преподавателя.

2.3. Тематика и характеристика курсовых работ

Курсовая работа является в известной степени завершающим этапом в прохождении студентами дисциплины «Структурная геология» и имеет целью обобщение и систематизацию всех данных, полученных при изучении этой дисциплины, с привлечением данных других смежных дисциплин, в частности, «Общая геология» и «Историческая геология».

Работа может быть выполнена в двух вариантах. В первом основном варианте она выполняется индивидуально за счёт часов на самостоятельную работу и заключается в анализе среднемасштабной общей геологической карты и систематического описания изображенного на ней геологического строения по типу стандартного геологического отчета с включением глав: «Физико-географический очерк», «Стратиграфия», «Магматизм», «Тектоника», и «История геологического развития». Помимо описания необходимо составить геологический разрез, тектоническую схему и (при присутствии на исходной карте) стратиграфическую колонку.

Для выполнения работы используются учебные геологические карты масштаба 1: 50 000 – 1: 500 000. Допускается использование производственных геологических карт, если они относятся не менее, чем к средней категории по сложности, т.е. имеют пять и более стратиграфических подразделений с наличием между ними хотя бы одного структурного несогласия, толщи должны быть смяты в складки (не менее 2-х) и разбиты двумя-тремя дизъюнктивами. Для студентов специальности 130301 обязательно наличие интрузивных тел.

Конкретные методические указания по выполнению курсовой работы – см. раздел 5.2. данной рабочей программы.

Во втором случае при минимальном количестве часов на дисциплину курсовая работа по усмотрению преподавателя может выполняться под его руководством всей группой по бланковым картам 33 и 50 или иных на практических и лабораторных занятиях.

3. ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Самостоятельная работа студентов заочного отделения в пределах часов, предусмотренных учебными планами (см. титульный лист), является основным видом работы и заключается, в общем случае, в проработке лекционного материала (см. 2.1) с привлечением рекомендованной литературы (см. 5.3) и выполнении индивидуальных заданий (см. 6) и курсовой работы (см. 2.3).

4. ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Текущий контроль заключается в своевременной, в соответствии с учебным графиком, сдаче на проверку контрольных заданий, исправлении ошибок согласно сделанных преподавателем замечаний и последующей защите заданий, во время которой студент должен продемонстрировать полное понимание выполненной работы.

Итоговый контроль в случае экзамена представляет собой традиционный опрос по билетам. Если формой итогового контроля является зачет, то он проставляется автоматически после сдачи и защиты всех лабораторных работ, домашних и контрольных заданий.

И на экзамене и на зачете студентам, кроме вопросов по теоретической части, могут быть предложены задачи на чтение и построение простейших геологических структур типа нижеприведенных.

1. Определить по карте или изобразить, как принципиально залегают толщи: горизонтально, наклонно или вертикально, указать на кровлю и подошву (рис. 6 и 8).

2. Определить с помощью стратоизогипс (рис.6), по двум стенкам шурфа (рис. 4, А), по трем скважинам (рис.5) элементы залегания наклонного пласта.

3. Изобразить в плане и построить разрез через складку, ориентированную по странам света, с горизонтальной или наклонной осью с использованием знаков элементов залегания или указания возраста толщ в замке и на крыльях. Например:

· антиклинальная складка с осью, погружающейся на северо-запад и более крутым северо-восточным крылом (рис.1, а);

· синклинальная складка с горизонтальной осью, простирающейся широтно, и опрокинутым северным крылом (рис. 1, б).

4. Определить или изобразить в плане и построить разрез через диагональный или поперечный, ориентированный относительно стран света взброс, сброс или сдвиг, рассекающий моноклиналь или складку.

Например:

· антиклинальная складка с осью, погружающейся на северо-запад и более крутым северо-восточным крылом (рис.1, а);

· синклинальная складка с горизонтальной осью, простирающейся широтно, и опрокинутым северным крылом (рис. 1, б)

5. Определить и охарактеризовать складку, решить дизъюнктив на геологической карте.

Итоговый контроль по курсовой работе представляет собой дифференцированный зачет по результатам защиты, в процессе которой студент должен наглядно подтвердить конкретным анализом геологической карты все, изложенное в пояснительной записке.

Рис. 1. Примеры задач на построение и решение складок и дизъюнктивов