Применение компьютерных технологий при построении геологических карт
жүктеу/скачать 75,45 Kb.
|
stud.kz-87072
|
Содержание Введение……………………………………………………….…………….......4 Применение компьютерных технологий при построении геологических карт.......................................................................................................................5 1.Орогидрография…………………………………………….…………….......7 2.Стратиграфия …………………………………………….……………...........9 3.Тектоника…………………………………………………………….............14 4.История геологического развития района……………………………........16 Заключение………………………………………………………..……...........25 Список использованной литературы……………………………………....... 26 Введение
В процессе выполнения курсового проекта проведен анализ геологической карты района Карагандинского угольного бассейна. Для полной характеристики и анализа геологического строения этого района на карте используется система условных обозначений. С помощью этих знаков с использованием элементов залегания пород можно максимально точно построить геологические разрезы и выяснить структурные особенности залегания горных пород.
Применение компьютерных технологий при построении геологических карт Современный уровень подготовки специалистов-геологов требует от студентов освоения компьютерных технологий создания графических форм представления геологической информации. Применение программных комплексов в практической деятельности геологов нефти и газа позволяет: 1. создавать различные карты, показывающие активность компаний по аренде, эксплуатации нефтеносных участков; 2. наблюдать за деятельностью деловых партнеров и конкурентов. Это дает бизнес аналитикам понимание положения дел на нефтегазовом рынке, в том числе знание того, что делают конкуренты в разных районах мира; В секторе разведки и добычи геологи могут наносить на карты разные типы данных, такие как глубины залегания нефтеносного пласта, его мощность, коллекторские свойства (пористость, проницаемость, нефтенасыщенность, распределение скважин на месторождении. Схемы сбора и транспортировки нефти. В настоящее время на нефтетехнологическом факультете начата подготовка студентов по специальности 130304 «Геология нефти и газа». В учебном плане на 2009-2010 учебный год планируется чтение дисциплины «Компьютерно-графические методы в геологии». Для подготовки УМК по данной дисциплине проводится закупка программных комплексов Surfer и ArcView. ArcView – полнофункциональная геоинформационная система, предназначенная для создания тематических карт, создания отчетов и картографического анализа. В ArcView можно: Взаимодействовать с картой; Создавать карту; Анализировать карту; Создавать данные; Управлять данными; Задавать структуру приложений Surfer отличается богатым разнообразием создаваемых карт: изолиний, векторов, исходных данных, затененного рельефа и других. Surfer – непревзойденное средство для моделирования и анализа поверхностей, визуализации ландшафта, генерирования сетки, разработки трехмерных карт и многого другого. В геологии нефти и газа особый интерес представляет построение карт пористости, проницаемости, нефтенасыщенных толщин и т.д. Возможности Surfer позволяют считать объем трехмерного тела, таким образом, переходить к подсчету запасов углеводородов. Создание постоянно действующей геолого-технологической модели как на поисково-разведочном, так и на эксплуатационном этапах жизни месторождения, требует полнофункциональных модульных программных комплексов типа программных продуктов фирм ROXAR, Schlumberger и др.. Построение ВЦМ основано на векторизации растровых изображений карт и является одним из самых ресурсо- и трудоемких этапов всей технологии, особенно для хорошо изученных территорий. Преобладающий в настоящее время подход к векторизации состоит в следующем: по растру в ручном или полуавтоматическом режиме обводятся границы объектов, на основе введенных границ выполняется построение площадных объектов карты, последние классифицируются в ручном режиме согласно легенде. Дальнейшая автоматизация при таком подходе возможна за счет оптимизации алгоритмов полуавтоматической векторизации и процедур подготовки растра (например, разделение растра на слои путем задания цветовых диапазонов, соответствующих некоторым тематическим слоям карты).В процессе объектной векторизации отсутствуег стадия ввода геометрических частей объекта (узлов и дуг). Все тематические объекты, включая геологические границы, выделяются в результате анализа и обработки растрового изображения карты. Необходимо различать растровое изображение карты и растровую модель карты. На растровом изображении элементарная ячейка (пиксель) несет информацию о цвете или яркости изображения, а на растровой карте - о картографическом объекте. Основу схемы объектной векторизации составляет переход от растрового изображения к растровой модели, а потом к векторной цифровой модели карты. Методические аспекты объектной векторизации разработаны для геологических карт, изданных типографским способом. Это связано со строгим соответствием таких карт инструкциям по оформлению и изданию, а также с особенностями формирования цветовой фоновой полиграфической раскраски на геологических картах. Для изображения геологических объектов и их характеристик применяются картографические изобразительные средства: цвет, штриховка, крап, толщина и стиль (для линий), условные знаки, подписи. На основе этих средств составляется система условных обозначений карты (легенда). Цвет обладает высокой способностью зрительного восприятия, поэтому он используется для отображения наиболее важных характеристик геологических объектов: возраст, состав интрузий. Штриховка отображает дополнительные характеристики: вторичные изменения, мощность четвертичных отложений и другие. Крап часто применяют для показа состава, структуры и текстуры геологических тел. Цветовая шкала является основой классификации при построении ВЦМ. 1 Орогидрография Карагандинский угольный бассейн в орографическом отношении входит в состав Казахской мелкосопочной страны и расположен в средней части бессточного бассейна р.Нуры, находящегося в пределах Иртыш – Балхашского водораздела. В целом рельеф района представляет собой волнистую равнину, осложненную мелкосопочником, с относительными превышениями 25-30 м. Различные морфологические типы мелкосопочного рельефа сформировались в течении палеоген-четвертичного периода и обусловлены неотектоникой, геологическим строением отдельных участков и литологией пород. Климат района резко континентальный, что связано прежде всего с его положением в центральной части Евроазиатского материка и, кроме того, с орографическими особенностями, гипсометрией, значительной удаленностью от крупных морских водоемов и т.д. Лето жаркое, сухое со средней температурой июля +25,5° и максимальной 41°. Зима суровая и продолжительная со средней температурой января около -17°; иногда морозы доходят до -50°. Суточная амплитуда температуры воздуха 25-30°, а годовая - около 90°. Безморозный период для Карагандинской области в целом равняется 125 дням. Заморозки кончаются 15 мая, но возможны и в июне. Ветер сдувает снег в понижения рельефа, оголяя почву, которая иногда промерзает на большую глубину, что затрудняет выращивание озимых культур и способствует физическому выветриванию горных пород. Господствующими ветрами в районе являются южные и юго-западные. Скорость их на равнинах 5-7 м/сек, районах гористого рельефа 3-4 м/сек. Основным источником питания рек являются талые воды. Только 5% атмосферных осадков приходится на сток рек, остальные 95% расходуются на испарение и инфильтрацию. Основная часть годового стока (для некоторых рек до 100%) осуществляется во время весеннего паводка, продолжающегося 20-30 дней. Летом многие мелкие реки пересыхают и в их долинах сохраняются лишь отдельные плесы. Только р. Нура почти на всем своем протяжении круглый год обладает непрерывным течением. Это способствует сохранению в ней пресной воды. Лишь к концу лета в низовьях она тоже разбивается на плесы, и вода ее осолоняется. Средняя продолжительность ледостава 120-160 дней. Крупнейшими реками бассейна являются Нура и Шерубай – Нура с многочисленными притоками: Сокуром, Карагандинской, Солонской, Кокпекты, Теректы и др. Необходимо заметить, что гидрографическая сеть района достаточно густая по сравнению с другими частями Центрального Казахстана. Основным источником питания рек являются талые воды. Река Нура почти на всем своем протяжении круглый год обладает непрерывным течением. Это способствует сохранению в ней пресной воды. Река Нура, являющаяся главной артерией района и служащая базисом эрозии и аккумуляции для остальных рек, берет начало с северных склонов Балхаш-Нуринского водораздела. Левый приток Нуры - р. Шерубай-Нура вторая по значимости в районе. Берет начало в горах Каражал и Отар, также в пределах Балхаш-Нуринского водораздела, юго-восточнее Карагандинского бассейна. Площадь водосбора 13 630 км2. Общая ее длина 270 км, а годовой сток достигает 160 млн. м3. В нижнем течении р. Шерубай-Нура пересекает с юго-востока на северо-запад западную часть Карагандинского бассейна. Здесь она принимает солоноватую воду своего правого притока горностепной р. Сокур, протекающей в осевой части бассейна с востока на запад и блуждающей по широкой долине. Подземные и поверхностные воды рек Нуры и Шерубай – Нуры наряду с юрскими артезианскими водами служат основными источниками водоснабжения Карагандинского промышленного узла, в состав которого входят Карагандинский бассейн и г. Темиртау. На р. Нуре построено крупное Самаркандское водохранилище, а на Шерубай – Нуре – Жартасское и Чурубай-Нуринское, воды которых позволяют орошать поля, сады и огороды пригородов Караганды. Описываемый район входит в зону злаковых степей, сформировавшихся на темно-каштановых почвах со значительным участием полыней на солонцах. Наиболее плодородны почвы в долинах р. Нуры и ее притоков, поэтому к ним приурочено большинство населенных пунктов. Животный мир района значительно обеднеет в связи с относительно большой заселенностью района. 2 Стратиграфия Карагандинский бассейн в структурном отношении приурочен к западной части одноименногеосинклинория, вытянутого в широтном направлении. В геологическом строении Карагандинского бассейна принимают участие породы четвертичного, неогенового, юрского и каменноугольного возрастов. При этом характерной является четко, выраженная зональность фаций, обусловленная принадлежностью северной части к области каледонской складчатости, а южной к области геосинклинального режима. Четвертичная система (Q) К нерасчлененным четвертичным образованиям отнесены нижнечетвертичниые и современные отложения неустановленного возраста, представленные щебнем, дресвой, галькой, глинами и суглинками, встречающиеся в местах выхода на поверхность палеозойского фундамента и пород мезозоя. Нижнечетвертичные отложения () К нижнему плейстоцену отнесены отложения древней аллювиальной равнины аналога III надпойменной террасы рек Центрального Казахстана. В пределах Карагандинского бассейна они развиты очень широко и встречаются на различных гипсометрических отметках: от 480 до 570 м. Прикрытая нижнечетвертичным аллювием равнина простирается не только по долинам рек Нуры, Шерубай-Нуры, Сокура, Солонки, Ащилы-Айрык, но заходит и на водоразделы рек Нуры и Карагандинки, Сокура и Солонки. Осадки представлены глинистыми песками с галькой и суглинками буровато-коричневого цвета с карбонатными стяжениями и гнездообразными включениями мелкокристаллического гипса. Мощность описываемых осадков в долинах рек Нуры, Шерубай-Нуры, Сокура и др. колеблется от 12 до 15 м, чаще составляет 68 м. Имеются случаи, когда разрез древнего аллювия представлен исключительно крупнозернистым песком, бурым, сильно глинистым, очень плотным, с включением гальки кремнистых пород, мелкокристаллического гипса и карбонатов. Аллювиальная равнина Карагандинского бассейна параллелизуется с III надпойменной террасой рек Ишима и Иртыша. Поскольку возраст этих террас по многочисленным находкам фауны, моллюсков и остракод, а также по данным споровопыльцевого анализа определен как нижнее-плейстоценовый, то и осадки аллювиальной равнины по аналогии следовало бы датировать соответственно нижним средним плейстоценом. Верхний отдел ( Q2III) К верхнему плейстоцену относят аллювиальные отложения представленные суглинками, песками и галечниками. Общая мощность достигает 68 метров. Современные отложения () К собственно голоцену отнесены современные отложения. Аллювий высокой пойменной террасы состоит из песков, гравия и галечника землисто-серых тонов, иногда желтовато-серых, с погребенным почвенным слоем. Мощность 46 метров. В итоге можно выделить три крупных комплекса отложений. Первый – Неоген (N), второй – Юра(J), третий – каменноугольное (C) покров эффузивных пород. Эти три комплекса четко различаются между собой. Каждый имеет свои морфологические особенности. Так же эти три комплекса разделены между собой структурными несогласиями. Кайнозойская группа Неогеновая система Аральская свита (N1 аr). Стратиграфически выше песков чаграйской свиты в долинах и их глинистых аналогов на водоразделах залегает Аральская свита нижнего и среднего миоцена серовато-зеленых глин с прослойками и линзами песков и глинистых известняков, с друзами гипса и железисто-марганцевым бобовником. Ее отложения выполняют древние эрозионные ложбины у пос. Долинка, древние долины рек Нуры, Шерубай-Нуры, Теректы,Кокпекты. Глины аральской свиты жирные на ощупь, плотные, вязкие; по некоторым разрезам содержат мелкую гальку карбонатных пород. В отдельных случаях верхняя их часть в результате выветривания окрашена в пестрые тона. Они слагаются гидрослюдой, бейделлитом и монтмориллонитом. По гранулометрическому составу глины тяжелые, состоят из тонкодисперсных частиц. С глубиной они становятся более легкими, в них увеличивается содержание пылеватой фракции и появляются зерна песка. Глины аральской свиты характеризуются значительной загипсованностью, особенно в средней части разреза. В нескольких естественных обнажениях этих глин и в ряде скважин на правобережье р. Теректы обнаружен пласт гипса мощностью от 0,8 до 1,2 м. Обычно же гипс встречается в виде округлых друз и концентрируется в большом количестве на склонах и у подножия их. В породах содержится большое количество бобовин гидроокислов железа и марганца, а также известковистых конкреций. Глины аральской свиты, за исключением самой нижней ее части, карбонатные. Мощность 750 м. Павлодарская свита (N2pv) В составе красновато-бурых глин преобладает гидрослюда; сопутствующим минералом является бейделлит; в нижних частях разреза отмечаются минералы группы монтмориллонита. Неогеновая толща Карагандинского угольного бассейна представлена глинами красных, коричневых и бурых оттенков, с прослоями и линзами песчано-галечных отложений. Глины плотные, при увлажнении набухают, становятся вязкими и липкими, при высыхании комковатыми, похожими на суглинок. В отличие от глин аральской свиты красно-бурые глины характеризуются меньшей загипсованностью; кристаллы гипса и скопления их редки. Окислы железа и марганца в этих глинах также имеют меньшее развитие, чем в нижележащих, и чаще всего образуют лишь порошкообразные скопления. Кроме того, глины павлодарской свиты отличаются от серовато-зеленых наличием карбоната кальция не только в виде конкреций, но и в виде рассеянных мучнистых вкраплений. В общей массе описываемые глины карбонатные. Мощность 750-800 м. Мезозойская группа (MZ) Мезозойские отложения включают системы пород Юрскую, широко развитые в южной части региона на водоразделах. Юрская система (J) Юрские образования представлены в изучаемом регионе всеми отделами средний-нижний, средний-верхний, которая состоит из породы аргиллиты, алевролиты, песчаники, конгломераты. Породы юры широко распространены в северной и северо-восточной ее части. Они с угловым и стратиграфическим несогласием залегают на палеозойских отложениях, однако, наследуя общее северо-западное простирание палеозойской зоны складчатости. Залегание пород от полого до крутого с преобладанием крутых углов падения юрский пород, очевидно, обусловленных локализацией этой толщи в пределах крупной древней тектонической зоны. Общая мощность юрских пород составляет 700-800 м. Средний отдел (J2mh и J2km) Представлены Михайловской (J2mh) и Кумыскудукской свитой (J2km). Юрские отложения Караганды включает два комплекса отложениий. Первый комплекс, отнесенный к средней юре, Михайловская свита- толща конгломератов, песчаников, туффитов и пластых диабазов мощностью около 750 м. Второй комплекс, также начинается конгломератами Кумыскудукская свита, 100-300 м. Нижний отдел (J1db) Представлен Дубовской свитой, мощностью до 800 м. Залегает над Саранской и сложена слабосцементированными песчаниками, алевролитами, аргеллитами, линзами, и тонкими пластами бурого угля. Каменноугольная система Ашлярикская свита (С1v12ash) Является нижней продуктивной свитой Карагандинского бассейна. Рассматриваемые отложения не выходят на дневную поверхность, за исключением района оз. Кичкинекуль (юго-западной части бассейна), где встречены лишь небольшие их высыпки, и на юго-востоке Карагандинского бассейна, в районе пос. Аккудук. В последнем пункте отложения ашлярикской свиты имеют значительное распространение. На остальной площади бассейна разрез свиты изучен по большому количеству скважин. Ашлярикская свита слагает крылья Карагандинского синклинория, а также Алабасскую антиклиналь. Ее осадки согласно залегают на нижележащей аккудукской свите и связаны постепенным переходом с покрывающими их отложениями карагандинской свиты. В данной свите выделяют 20 угольных пластов(а20а1). Нижняя граница свиты проводится по почве нижнего угольного пласта (а20). Верхней границей служит почва нижнего угольного пласта (к1) карагандинской свиты. Ограниченная сверху почвой угольного пласта сложена серыми и зеленовато-серыми обычно известковистыми мелкими среднезернистыми песчаниками, часто переслаивающимися с алевролитами. Для терригенных пород характерна тонкая, чаще всего горизонтальная, реже прерывистая и косоволнистая слоистость. Органические ископаемые остатки представлены в основном фауной брахиопод и гастропод, Характерно частое переслаивание серых мелкозернистых песчаников, алевролитов и аргиллитов. Слоистость пород неясная, горизонтальная, реже линзовидная, часто затушеванная текстурой взмучивания. Часто встречаются тонкие линзовидные прослои серых органогенно-обломочных известняков. подстилаемые большей частью песчаниками, содержащими корневые растительные остатки. Таким образом, для ашлярикской свиты характерны постепенный переход к отложениям смежных свит, тонкое переслаивание пород разного гранулометрического состава, широкое развитие прибрежноморских отложений и незначительное распространение прибрежно-континентальных фаций, обилие ископаемых органических остатков; появление первых пресноводных пелеципод, преобладание в спорово-пыльцевом комплексе плауновых и древних плауновых. Последние вверх по разрезу исчезают, однообразие и бедность в видовом составе растительных остатков, наличие железисто-карбонатных конкреций, при этом насыщенность пород ими вверх по разрезу свиты увеличивается, сложное строение угольных пластов и их высокая зольность. Растительный материал, слагающий уголь, сильно измельчен, что указывает на условия образования его в прибрежноморской обстановке. Значительная угленасыщенность, особенно средней подсвиты. Ашлярикская свита характеризует собой начало первого крупного этапа угленакопления. Мощность 1000-1200 м. Визейский ярус Аккудукская свита (C1v1ak) Породы аккудукской свиты, довольно широко распространенные на крыльях Карагандинского синклинория, почти не имеют естественных обнажений, исключая мелкие высыпки, встреченные к югу от оз. Кичкинекуль, а также небольшие выходы как в северо-восточной и центральной частях Верхне-Сокурского района, так и в южной его части. Четкой границы свиты с нижележащими теректинскими слоями установить не удалось, так как отложения последних постепенно сменяются аналогичными темно-серыми неслоистыми аргиллитами с маломощными прослоями зеленовато и голубовато-серых хлоритизированных пепловых туфов. Нижняя граница свиты проводится в месте преимущественного исчезновения туфов и туффитов, которые вверх по разрезу сменяются алевритами и песчаниками. Почва нижнего угольного пласта ашлярикской свиты является верхней границей аккудукской свиты. Для свиты характерна выдержанность разреза по площади и закономерная смена вверх по разрезу типичных лагунных фаций прибрежноморскими образованиями, широко развитыми в вышележащей ашлярикской свите. Мощность 1000 м. 4 Тектоника Карагандинский угольный бассейн в тектоническом отношении отвечает средней части широтно вытянутого синклинория, который занимает своеобразное положение в структуре Центрального Казахстана, располагаясь в зоне сочленения областей каледонской и герцинской складчатости, т. е. между герцинской Джунгаро-Балхашской геосинклиналью на юге и зоной каледонской консолидации на севере. Вдоль этой зоны протягивается девонский окраинный вулканический пояс (Богданов, 1959), возникновению которого способствовало наличие здесь системы глубинных разломов и кулисо-образных разрывов, сопровождающихся смятием, дроблением и рассланцеванием пород. К северу от указанной зоны сочленения каледонских и герцинских структур, проходящей по южной окраине Карагандинского синклинория, широкое распространение имеют мелкие, гравитационные аномалии. Непосредственно к югу от нее проходит гравитационная ступень. Она протягивается в широтном направлении, имеет характер аномалий регионального значения (Казанли, 1955) и, очевидно, отражает крупные качественные изменения в строении земной коры. Карагандинский синклинорий представляет собой сложную, но относительно единую крупную широтно ориентированную синклинальную структуру, сложенную девонскими вулканогенно-осадочными породами и угленосной серией каменноугольного возраста. Одной из характерных особенностей Карагандинского синклинория, особенно в средней и восточной частях, является резко различный тип дислокаций северного и южного крыльев, что обусловило асимметрию его строения в меридиональном разрезе. Если средние значения углов падения по северному крылу синклинория обычно не превышают 20-30°, то по южному крылу они увеличиваются до 60-70°. В западном направлении, к западу от Завьяловской грабен синклинали и Кулан Утпесской мульды, он постепенно переходит по простиранию в юго-восточную часть Тенизской впадины. Непосредственно к северу от Карагандинского синклинория в пределах зоны каледонской стабилизации, занимающей обширную площадь северной части Центрального Казахстана, в период герцинского тектогенеза образовались неглубокие депрессии и прогибы, где накапливались угленосные и пестроцветные осадки. В настоящее время эти участки представляют собой Шидертинский и Олентинский синклинорий, разделенные Ерейментауским антиклинорием, вытянутым в меридиональном направлении. Южные виргации его погружаются западнее Карагандинского бассейна под Карагандинский синклинорий. В это же время в результате глубокого прогибания южного края описываемой зоны в пределах Карагандинского синклинория образовался наложенный Карагандинский бассейн. От Джунгаро-Балхашской геосинклинали, занимающей юго-западную часть Центрального Казахстана, его отделяют два широтно ориентированных антиклинория: Спасский, непосредственно с юга примыкающий к бассейну, и более южный Тектурмасский, которые возникли в начале живетского времени как передовые поднятия герцинского складчатого сооружения. Непосредственно к югу от Карагандинского синклинория по границе герцинских и каледонских структур, как указывалось выше, проходит Спасская зона смятия шириной 1520 км. По разломам этой зоны формировавшийся Спасский антиклинорий многократными подвижками надвигался на южное крыло Карагандинского бассейна, чем создавалось длительное, постепенно усиливавшееся тангенциальное давление в северном направлении. На западе Карагандинский бассейн ограничен крупным Тентекским разломом, вблизи которого наблюдается крутое падение пород угленосной толщи, но в отличие от юга бассейна залегание их сравнительно спокойное, не осложненное разрывными нарушениями и вторичной складчатостью, что свидетельствует об отсутствии активного длительного давления с запада. С севера Карагандинский бассейн отделяется от Шидертинского синклинория пологим поднятием. В пределах бассейна выделяются три крупные синклинали (с запада на восток): Шерубай-Нуринская, Карагандинская и Верхне-Сокурская, отделенные друг от друга поднятиями почти меридионального простирания. Первые две синклинали разделяются Алабасской антиклиналью, Карагандинская и Верхне-Сокурская - Майкудукским поднятием . Основные складчатые структуры (синклинали и осложняющие их мульды), а возможно и большая часть окаймляющих и осложняющих их разломов формировались в результате вертикальных колебательных движений земной коры. Структурные же формы южного крыла Карагандинского бассейна обязаны своим возникновением тангенциальным напряжениям с юга, имевшим место главным образом во время последних фаз герцинского тектогенеза. Под их влиянием южное крыло синклинория было значительно смещено к северу, что придало всей структуре в меридиональном разрезе резко асимметричную форму с пологим северным и крутым, местами запрокинутым, южным крыльями. Данные магниторазведки также указывают на пологое погружение древнего фундамента с севера на юг и одновременно с востока на запад, сопровождающееся увеличением мощности осадочных пород в том же направлении. На фоне спокойного гравитационного поля, отражающего общую синклинальную структуру Карагандинского бассейна, отмечаются локальные его изменения. Так, в районе Сарани «просвечивает» выступ пород древнего фундамента. Описанное асимметричное строение бассейна позволяет сделать вывод, что он не только накладывается на более древний Карагандинский синклинорий, наследуя его простирание, но и сохраняет общие закономерности его внутреннего строения. 5 История геологического развития Для восстановления геологической истории района Карагандинского бассейна на ранних этапах его развития имеется очень мало материалов. Первые достоверные данные относятся к позднему протерозою, в течение которого на обширной территории происходило накопление в морских условиях преимущественно песчано-глинистых и карбонатно-кремнистых осадков, послуживших в дальнейшем основой для образования разнообразных кварцитов (зернистых, сливных, ленточных), сланцев, яшм, яшмо-кварцитов и известняков акдымской и ерейментауской серий, слагающий Тектурмасский и Ерементауский антиклинории, располагающиеся соответственно к югу и к северу от Карагандинского бассейна. Наличие в кварцитах реликтов равномерно зернистых псефитовых и псаммитовых структур, а также прослоев однородных микро кварцитов, яшмо кварцитов, сланцев и карбонатных пород свидетельствует о хорошей сортировке обломочного материала в процессе осадконакопления, происходившего в условиях средних глубин. Значительная мощность указанных осадков, а также наличие в их составе основных эффузивов и интрузий офиолитовой формации (ультрабазитов и пла гио-гранитпорфиров) свидетельствуют о наличии здесь в это время геосинклинального режима. Поскольку в акдымской серии резко преобладают разнообразные кварциты, яшмо-кварциты и сланцы, формировавшиеся по терригенным и частично по карбонатным породам, можно говорить, что в первой половине позднего протерозоя на территории описываемого района существовали миогеосинклинальные условия. В период накопления осадков ерементауской серии, т. е. во второй половине позднего протерозоя, происходит дальнейшее развитие геосинклинали со сменой миогеосинклинального режима эвгеосинклинальным, о чем свидетельствует значительное количество среди пород ерементауской серии прослоев эффузивов основного и среднего состава. Широкое развитие при этом миндалекаменных и шаровых лав, спилитов и туффитов указывает на подводные условия накопления осадков, а преобладание среди вулканитов лав свидетельствует о трещинном характере излияний. С этим согласуется и резкое увеличение в Ерейментауской серии (по сравнению с акдымской серией) яшм, обязанных, по-видимому, своим происхождением выделению кремнекислоты во время подводных излияний. Наличие вместе с тем в составе Ерейментауской серии редких горизонтов конгломератов свидетельствует о том, что во второй половине позднего протерозоя тектонический режим отличается большей изменчивостью и характеризуется движениями различного знака. Судя по разрезам более удаленных районов, эти движения в конце протерозоя завершились интенсивной складчатостью. Основное направление складок и структурных элементов, сформировавшихся в это время, было меридиональным. По мнению Р.А.Борукаева (1955), заложение Ерейментауского антиклинория произошло именно в это время. Отложения кембрия в изученном районе неизвестны, хотя и присутствуют на смежных площадях. Состав их свидетельствует о том, что в кембрийское время на территории района Карагандинского бассейна возобновляется геосинклинальный режим, в условиях которого происходит накопление алевролитов, мелкозернистых и гравелистых, иногда известковистых песчаников, спилитов, прослоев известняков, конгломератов, сопровождавшееся излиянием диабазов, порфиритов и их туфов. Пестрый состав осадков говорит о неспокойной тектонической обстановке того времени, характеризующейся частой сменой знака движений и иногда сопровождающейся складкообразованием. Условия осадконакопления в кембрийское время, по-видимому, были близки к фациальной обстановке, существовавшей во второй половине позднепротерозойского времени. В отличие от более южных и крайних западных районов Центрального Казахстана, где в кембрийское время господствовал миогеосинклинальный режим (устанавливается по полному отсутствию в соответствующих разрезах вулканогенных образований), в описываемом районе, а также к северу и северо-востоку от него существовали эвгеосинклинальные условия. Граница между миогеосинклиналью и эвгеосинклиналью, вероятно, проходила в районе современной площади Карагандинского бассейна в направлении, близком к широтному. В конце позднего кембрия происходят положительные движения, которые завершились складчатостью. В ордовикское время геологические условия на площади, непосредственно прилегающей к Карагандинскому бассейну, по-видимому, значительно отличались от фациально-тектонической обстановки на сопредельных территориях. Так, к северу от современной площади Карагандинского бассейна, к западу, а также и к югу от него повсеместно шло накопление почти исключительно терригенных, преимущественно песчано-глинистых осадков. На территории Карагандинского бассейна в подводных условиях происходило излияние лав основного и среднего состава. На подводный характер вулканизма указывает наличие в ордовикских вулканогенно-осадочных образованиях линзовидных прослоев мраморов и горизонтов спилитов. Присутствие в разрезе довольно мощных горизонтов песчаников и туфо-песчаников свидетельствует о периодическом затухании вулканической деятельности. Излияние лав происходило из аппаратов преимущественно трещинного типа, что обусловило почти полное отсутствие туфолав и туфов. Особый режим осадконакопления в ордовике на территории описываемого района, по-видимому, связан с наличием здесь тектонически активной зоны. Учитывая наличие вулканогенных пород ордовика как к западу от бассейна, так и по юго-восточному его борту и еще далее на восток, можно полагать, что направление этой зоны, в общем, было широтным. В дальнейшем в ее пределах и заложился Карагандинский синклинорий. В конце ордовика произошло общее поднятие района. Положительные движения завершились фазой складчатости. На силур приходится заключительный период собственно геосинклинального этапа развития каледонских геосинклиналей средней части Центрального Казахстана, предшествовавший орогенной стадии. В начале раннесилурийского времени район Карагандинского бассейна испытывает новое погружение, в связи с чем происходит трансгрессия мелководного моря нормальной солености, просуществовавшего здесь до конца силурийского времени. В этот период формируется монотонная толща зелено-цветных терригенных осадков. Наличие среди них иестро-цветных пород указывает, по-видимому, на островной характер морского бассейна. Конец силура в северных и западных районах Центрального Казахстана знаменуется началом орогенного этапа их развития, в результате чего к северу и западу от Караганды возникает расчлененный рельеф. В районах, прилежащих к Карагандинскому бассейну, это время также характеризуется резким изменением тектонического режима. В связи с постепенной миграцией движений заключительного этапа геосинклинального развития района во времени в южном направлении именно в начале девона начинается постепенный переход к орогенному этапу развития описываемой территории. Оформляется новое, широтное направление структурных и складчатых элементов, характерное для внутренней (средней) части Центрального Казахстана. Как известно, на западе и частично на севере Центрального Казахстана преобладает меридиональное уральское направление складчатости (Улутауский, Ерементауский антиклинории), на юго-западе северо-западное, тяныпанское (например, Чу-Илийский антиклинорий), на востоке также северо-западное, алтайское направление структурных элементов как каледонского, так и герцинского возраста (например, Чингизский антиклинорий). В отличие от этого внутренние районы Центрального Казахстана характеризуются присущим только им широтным направлением основных структурных форм как раннегерцинского, так и позднее герцинского возраста, к числу которых относятся Карагандинский, Нуринский, Айнасуйский синклинории, Тектурмасский, Спасский, Жаман Сарысуйский и Атасу-Моинтинский антиклинории, разделенные друг от друга зонами смятия (Спасской, Успенской, Акжальской, Акбастауской, Урал байской), которые являются специфически характерными структурными элементами района. И, наконец, все более четко проявляется важная структурная граница, проходящая также в широтном направлении непосредственно в районе современного Карагандинского бассейна.В результате продолжающегося погружения Джунгаро-Балхашской геосинклинали в раннедевонское время начинается новая трансгрессия моря в северо-западном направлении. Море достигает района г. Караганды и распространяется еще дальше на север и запад. На площади современного Карагандинского бассейна и его южных окраин устанавливаются прибрежноморские условия осадконакопления. Здесь, в мелководном море, происходит накопление галечников и песков, содержащих фауну брахиопод. Наоборот, по северной периферии моря, в зоне развития глубинных разломов (северные окраины Карагандинского бассейна), началось излияние лав основного состава (базальтовых и андезитовых порфиритов). Наличие среди этих эффузивов линзообразных прослоев известняков, содержащих морскую фауну, и почти полное отсутствие пирокластических образований свидетельствуют о подводном характере вулканизма. На площадях, расположенных западнее и севернее современного Карагандинского бассейна, происходит излияние лав андезитобазальтового состава в континентальных условиях из вулканов трещинного и центрального типов. В раннем девоне начинает формироваться вулканический пояс, расположенный, в общем, в пределах зоны сочленения каледонских и герцинских структур, развитие которого продолжается вплоть до позднего девона. Конец жединского века ознаменовался поднятием значительной части территории Центрального Казахстана. При этом западные его районы испытали восходящие движения большей амплитуды, следствием чего явилось значительное обмеление моря и регрессия его в юго-восточном направлении. Северная граница моря проходила южнее г. Караганды. На территории Карагандинского бассейна максимальный прогиб, повидимому, находился на широте современной Алабасской антиклинали. Южный берег моря проходил вдоль Спасского антиклинория, что подтверждается также замещением с севера на юг карбонатных осадков с богатым фаунистическим комплексом глинистыми и песчанистыми с бедной в видовом отношении, угнетенной фауной. Северная береговая линия находилась значительно севернее современной площади Карагандинского бассейна. Вулканическая деятельность в фаменском веке полностью переместилась в пределы Джунгаро-Балхашской геосинклинали (в Северное Прибалхашье), где излияния лав липаритовых и кварцевых порфиров происходят из вулканов центрального типа в наземных и подводных условиях. В отличие от района Карагандинского бассейна и окружающей его территории морские осадки фаменского возраста имеют здесь большую мощность и очень пестрый фациальный состав с преобладанием терригенного материала, что связано, очевидно, с наличием в пределах морского геосинклинального бассейна значительного количества островов. В ранне турнейское время на обширной территории Центрального Казахстана продолжает существовать морской режим, сопровождающийся накоплением карбонатных осадков. Однако в самом начале турнейского века на большей ее части отмечаются эпейрогенические восходящие движения незначительной амплитуды. Наиболее интенсивное поднятие произошло на юго-востоке, в пределах Восточно Прибалхашского и Чингизского регионов. Район Карагандинского бассейна испытывает, вероятно, незначительное поднятие, вызвавшее кратковременное обмеление и частичную регрессию моря. Об этом свидетельствует широкое развитие здесь мелководных прибрежных фаций. Во второй половине ранне турнейского времени на всей территории Центрального Казахстана уже вновь преобладают нисходящие эпейрогенические движения, вызвавшие новое развитие трансгрессии морского бассейна. В результате этих движений на большей части Центрального Казахстана возобновляются в прежних границах условия шельфового осадконакопления открытого морского бассейна с богато развивавшейся донной фауной, представленной многочисленными и разнообразными группами. Здесь накапливаются в основном органогенные карбонатные осадки, которые только вблизи небольших островов и вдоль береговой линии загрязнялись терригенным материалом. В южной части Карагандинского бассейна в результате поднятия южных его окраин продолжают существовать прибрежноморские условия седиментации. Здесь накапливаются карбонатно-глинистые осадки, не содержащие органических остатков. Севернее широты г. Сарани в это время устанавливается мелководный морской режим и формируются карбонатные и глинисто-карбонатные осадки. В позднее турнейское время морская трансгрессия достигла своего максимального развития, что свидетельствует о преобладании в это время медленных нисходящих движений на большей части территории Центрального Казахстана. Для позднетурнейского времени характерно дальнейшее затухание дифференцированных тектонических движений, вследствие чего на значительной части Центрального Казахстана установились однообразные палеогеографические условия шельфового мелкого морского бассейна, в котором шло осаждение глинисто-карбонатных и карбонатных осадков. В результате перестройки структурного плана района Карагандинского бассейна произошли значительные изменения в палеогеографической его обстановке. Если в девоне наиболее приподнятые области располагались в основном в западной и северной частях Центрального Казахстана и море в пределы Карагандинского бассейна заходило с востока и юго-востока из Джунгаро-Балхашской геосинклинали, то в карбоне области, расположенные к востоку от бассейна, характеризуются более возвышенным рельефом по сравнению с западными районами. Вместе с тем Тектурмасский антиклинорий полностью отделяет краевой прогиб от морского бассейна Джунгаро-Балхашской геосинклинали. В связи с этим море на территорию Карагандинского бассейна периодически проникает с запада, из районов Джезказганской и Тенизской впадин. Таким образом, в конце турнейского начале визейского века наступил качественно новый период истории геологического развития района, который продолжался до триаса и характеризовался, с одной стороны, систематическим погружением краевого прогиба, а с другой постепенным общим поднятием территории, что приводило к последовательной смене палеогеографической обстановки в пределах прогиба (в том числе и Карагандинского бассейна) во времени и по площади, а также и условий осадконакопления от типично морских до внутриконтинентальных. В свою очередь на протяжении данного периода выделяется несколько этапов последовательного развития территории в указанном направлении. Область наибольшего прогибания в рассматриваемый отрезок времени располагалась на юго-западе и в средней части бассейна (СасыкКульский и Центральный участки), где мощность отложений нижней подсвиты карагандинской свиты достигает 170-180 м. Наоборот, северовосточная, южная и юго восточная части западной половины бассейна (Промышленный и Майкудукский участки, а также Южный, Кичкинекульский и Талдыкудукский) испытывали менее интенсивное погружение, что фиксируется уменьшением мощности этой части разреза до 130-135 м. Визейский век в целом характеризуется широким распространением на территории краевого прогиба лепидодендроновой флоры вестфальского типа с примесью папоротников, птеридоспермов и каламитов. На этом фоне в течение визе происходит смена более древних форм рода Lycopodiales более молодым родом Lepidodendrales и постепенное обогащение растительности во времени птеридоспермами. На границе ранне и средне карагандинского времени произошло общее поднятие региона, в результате которого море навсегда покинуло территорию Карагандинского бассейна, ненадолго задержавшись лишь в юго-западной его части, и началась длительная эпоха континентального развития района. Изменение тектонического режима на рубеже ранне и среднекарагандинского времени отразилось и на характере фациальной обстановки седиментации. В отличие от более раннего времени накопление осадков средней подсвиты карагандинской свиты происходило преимущественно в условиях озерно-аллювиальной аккумулятивной равнины с преобладанием дельтовых и речных фаций. Морские лагуны, имевшие в начале карагандинского времени довольно значительные размеры и заселенные многочисленной морской фауной, превратились в небольшие реликтовые озера, которые постепенно сокращались в размерах и зарастали. Однако море недалеко отступило за пределы площади Карагандинского бассейна и периодически заходило в его юго-западную часть. Широкое развитие в это время получили пресноводные пелециподы; лишь на юго-западе периодически возобновлялись условия, благоприятные для существования морской фауны. Впервые в истории бассейна появляются филлоподы, характеризующие обстановку континентальных озер. Значительным распространением по-прежнему пользуются торфяные болота, в которых формируется средняя группа угольных пластов карагандинской свиты, однако характер угленакопления лимнический. Наиболее устойчивыми во времени были торфяные болота южной и восточной частей бассейна, где угольные пласты имеют наибольшую мощность. Максимум угленакопления приходится на время отложения средней части подсвиты; в конце его интенсивность развития торфяных болот ослабевает. Тектонический режим на площади бассейна был относительно устойчивым. При этом область наибольшего его погружения полностью перемещается из юго-западной окраины в южную. Северо-восточная часть основной площади бассейна продолжает оставаться менее подвижной. Наиболее мобильная юго западная его часть, отличавшаяся непостоянным режимом, к концу рассматриваемого времени также испытывает относительное поднятие. К западу от Карагандинского бассейна (на Самарском и Завьяловском месторождениях) продолжает существовать прибрежноморской режим осадконакопления. В связи с отсутствием в Карагандинском бассейне осадков перми и большей части триаса для воссоздания общей картины его развития в это время приходится использовать материал только по смежным районам. В Тенизской и Джезказганской впадинах, расположенных в западной части краевого прогиба и в структурном отношении близких к Карагандинскому синклинорию, сохранились осадки нижней и частично верхней перми. Они представлены преимущественно терригенными, в меньшей степени карбонатными породами, которые в Тенизской впадине имеют в основном озерный и дельтовый генезис, а в Джезказганской озерный и лагунный. В разрезе пермских отложений Джезказганской впадины в значительном количестве присутствуют соли. Площади накопления осадков с течением времени в обеих впадинах непрерывно сокращались. Терригенный материал, слагающий пермские толщи, является более мелкообломочным, чем материал, участвующий в сложении пород верхнего карбона. Образование Тентекского и Майкудукского разломов, ограничивающих основную часть Карагандинского бассейна соответственно с запада и востока, произошло, вероятно, на участках резкого уменьшения интенсивности прогибания площади краевого прогиба в каменноугольное время. Таким образом, они в какой-то мере являются унаследованными. После образования указанной серии меридиональных разломов Карагандинский бассейн и расположенные к западу от него Самарская и Завьяловская грабенсинклинали приобрели современные очертания. Таким образом, в рэтлейасе на юг от Карагандинской депрессии располагались высокие горы. С севера и северо-запада ее окаймлял мелкосопочник. Южная часть Майкудукского поднятия и восточная половина Верхне-Сокурской впадины представляли собой денудационную равнину. Юго-западная часть Верхне-Сокурской впадины, Акжарский прогиб и юго-восточная часть Карагандинской впадины являлись своего рода небольшой предгорной депрессией, в пределах которой шло накопление грубо-обломочного, даже валунного, материала. Центральная часть Карагандинской впадины была занята озерным бассейном, а на севере ее происходило накопление обломочного материала, поступавшего из области мелкосопочника, но более мелкого, чем по южной окраине впадины. В целом скорость прогибания депрессии (особенно на юге) превышала скорость размыва периферических поднятий, чем и объясняется накопление в ее пределах в основном грубообломочного материала. Транспортировка его осуществлялась горными потоками. Тектонические движения в рэтлейасовое время носили пульсирующий характер, о чем свидетельствуют прослои алевролитов и аргиллитов среди конгломератов Саранской свиты. В позднем мелу, палеоцене и эоцене происходит периодическое наступа ние моря, которое полностью занимает депрессии, формирующиеся в это время вокруг Казахского складчатого сооружения. Площадь последнего, в том числе и Карагандинского бассейна, представляла собой невысокую сушу, в пределах которой шло образование коры выветривания и накопление маломощных песчано-глинистых осадков. Относительно большое поднятие всей страны имело место в олигоцене, когда произошла окончательная регрессия моря и начала формироваться гидрографическая сеть, близкая к современной. Существовал уже расположенный южнее бассейна Балхаш-Нуринский водораздел и в северном направлении, как и сейчас, с него стекали реки Нура, Шерубай-Нура и др. Река Шерубай-Нура, выходя из гор в пониженную и, видимо, прогибающуюся область Карагандинского бассейна несколько восточнее современного положения своей долины, бифуркировала на два рукава, из которых один пересекал бассейн в меридиональном направлении и впадал прямо в р. Нуру, а другой прослеживался в западном направлении вдоль южного борта бассейна. Поднятие страны сопровождалось глубоким врезанием рек и накоплением в долинах песчано-галечного аллювия верхнее-олигоценового возраста. В замкнутых понижениях рельефа, расположенных на участках, не освоенных речной сетью, образуются пестро-цветные глинистые осадки. На водоразделах и по склонам долин под воздействием процессов избирательной денудации формируется мелкосопочник. К началу Миоцена Центральный Казахстан испытывает довольно значительное опускание, на фоне которого окончательно оформляются ранее существовавшие депрессии и формируются новые. Широкое развитие получают озерные бассейны, в которых идет накопление аллювиально-озерных глин аральской свиты. Они полностью выполняют долины олигоценовой речной сети, заполняют другие понижения рельефа и выходят на низкие водоразделы. После небольшого перерыва в осадконакоплении на границе среднего и позднего миоцена, сопровождавшегося в ряде мест размывом отложений аральской свиты, что было вызвано, по-видимому, кратковременным поднятием страны и оживлением в связи с этим эрозионных процессов, возобновилось накопление озерных и аллювиальных глин павлодарской свиты. В основании ее местами отмечаются песчано-галечные осадки, отвечающие упомянутому перерыву. Конец плиоцена и четвертичный период в целом характеризуются постепенным прерывистым поднятием описываемой территории, усилением в связи с этим попеременно то эрозионной, то аккумулятивной деятельности рек, расчленением древних поверхностей выравнивания, «откапыванием» домио ценового мелкосопочника и дальнейшей препарировкой рельефа. О тектонической природе Карагандинского бассейна в литературе высказывались самые разноречивые суждения. Принимая во внимание значительную мощность и интенсивную дислоцированность каменноугольных отложений Карагандинского бассейна, Н. С. Шатский (1938 г), П. Н. Кропоткин (1950), А. А. Богданов (1939, 1948, 1960) считают его варисцийским синклинорием, краевым синклинорием. А. А. Петренко (1956 г) и Б. И. Борсук (1956 г) относят Карагандинский бассейн к структуре типа передового прогиба; М. П. Варен цов и В. И. Дитмар (1959 г) к межгорным впадинам, а Г. Ф. Крашенинников (1957 г) к внутренним прогибам геосинклинальных систем. В последние годы высказывались мнения о необходимости отнесения рассматриваемой структуры к типу краевых прогибов (Орлов и др. 1960; Белоусов, 1962 г; Бекман и Сейдалин, 1962 г; Херасков, 1963 г; Крашенинников, 1965 г). При определении типа тектонической структуры необходимо учитывать ее положение в общем структурном плане региона и взаимоотношение с примыкающими структурными элементами, характер дислокаций и слагающих ее формаций. Структуре Карагандинского синклинория (и бассейна) свойственна четко выраженная асимметрия, характерная для краевых прогибов: если северное крыло отличается слабой нарушенностью и пологим залеганием пород, то в пределах южного крыла преобладают линейные складки, осложненные многочисленными надвигами с опрокидыванием их крыльев в сторону центральной части бассейна. Основная площадь Карагандинского бассейна, а также Тенизская и Джезказганская впадины характеризуются неполной складчатостью. При этом в западных районах прогиба имеет место гребневидная складчатость, сопровождающаяся своеобразной петельчатой структурой. Все это также типично для краевых прогибов. Таким образом, Карагандинский бассейн и другие упомянутые выше синклинальные структуры района по своему структурному положению, характеру развития и формационной принадлежности выполняющих их осадков, а также по тектоническим особенностям внутреннего строения могут быть объединены в выделяемый нами верхнепалеозойский краевой прогиб. Заключение Курсовой проект подводит итоги изучения важнейшей части курса геоинформационной системы. Основная цель курсовой проект закрепить знания по геоинфоромационную систему и развить приобретенные навыки анализа геологической карты и карты тектонической структуры. Проект преследует также цель научить использовать данные геологической карты для целого ряда обобщений. Для анализа геологических карт необходимо уметь определять возрастную последовательность осадочных, метаморфических и магматических горных пород и установить формы их залегания; выявить и определить виды поверхностей несогласий, проанализировать их значение для геологической истории данной территории; выделить наиболее характерные формации горных пород и проанализировать их связь с тектонической структурой и геологической историей; с учетом возраста, состава и мощностей выделяемых стратиграфических подразделений и их изменений по простиранию, а также на основе анализа тектонической структуры установить главные структурные элементы района и дать его тектоническое районирование; уметь определить состав и возраст магматических образований, а также установить, к какой тектонической эпохе относятся магматические комплексы изучаемой территории; уметь описать тектоническую структуру и наметить главные этапы ее формирования. При решении поставленных вопросов используется ряд методов: анализ геологических границ на карте, историко-геологический и палеотектонические методы, анализ последовательности напластования, метод анализа перерывов и несогласий, метод изучения мощностей. Список использованной литературы Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование. Москва: «Недра», 1973 г. В.М. Бекман, О.А. Сейдалин, Р.А. Зинова. Геология Карагандинского угольного бассейна. Москва: «Недра», 1972 г. Даулбаев Н. Карагандинский угольный бассейн. История создания и развития Карагандинского каменноугольного бассейна. Алма-Ата: «Казахстан», 1970 г. Михайлов А.Е, Медведев В.Я. Методические указания для курсовой проекты по структурной геологии. 1984 г. жүктеу/скачать 75,45 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|