ĐỊA CHẤT CẤU TẠO VÀ ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT • • • • Biên soạn: Hoàng V Long Bộ môn Địa chất ĐT: +84 (0) 3838 4048 Email: hovlong@gmail.com CHƯƠNG CÁC DẠNG CẤU TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC • Các thực thể địa chất tờn tại tự nhiên có hình thái và kích thước khác có thể quy về ba dạng sau: • Phát triển theo ba chiều (các khối magma xâm nhập) • Phát triển theo hai chiều (các lớp đá trầm tích, các bề Cấu tạo khối mặt đứt gãy,…) • Phát triển theo một chiều (các trục tinh thể, đường trượt, giao cắt của mặt lớp, mặt đứt gãy,…) • Tương ứng với các thực thể là các dạng cấu tạo khối, cấu tạo mặt vaf cấu tạo đường Một cấu tạo khối thực chất là sự kết hợp của nhiều câu thể quy đổi về nghiên cứu các cấu tạo mặt thành phần nghiên cứu các cấu tạo này trở lên dễ dàng vaf hiệu quả g nhiều thông qua mô hình hóa ờn Đư Với sự trợ giúp của công nghệ thông tin thì ngày ̣ & ăt • ̣ m ao tạo mặt mà thành Vì vậy nghiên cứu cấu tạo khối có ut ́ Câ • CẤU TẠO MẶT Do các cấu tạo mặt (lớp đá, mặt đứt gãy, mặt phân phiến,…) đều có hình thái tương tự nên phần này sẽ tạp trung nghiên cứu mặt lớp đá Các dạng cấu tạo mặt khác cũng được đo đạc tương tự mặt lớp đá Khái niệm lớp đá thường áp dụng cho các đá trầm tích và trầm tích phun trào Đây là đơn vị địa tầng nhỏ nhất được phát triển dạng tấm với kích thước chiều dày nhỏ rất nhiều so với chiều rộng và chiều ngang Đường phương Mặt lớp đá Đường hướng dốc a α b’ b Góc dốc • Đường phương (a) đường thẳng nằm ngang mặt lớp đá (chỉ phương kéo dài lớp đá) • Đường hướng dốc (b’) đường thẳng nằm ngang, vng góc với đường phương cắm theo hướng dốc lớp đá (chỉ hướng cắm lớp đá • Góc dốc (α) góc tạo mặt lớp đá với mặt phẳng nằm ngang •Lưu ý: cắm - mặt lớp nằm ngang: góc dốc (α) khơng độ, khơng có a, b b’ Mặt lớp cắm thẳng đứng: góc dốc (α) 90 độ, khơng có đường hướng dốc (nghĩa mặt lớp thẳng đứng xuống dưới, không nghiêng bên cả, có đường phương Đường phương Mặt lớp đá a α b’ b Góc dốc Chiếu xuống mặt phẳng ngang (Bản đồ) Hướng bắc thường trùng với hướng lên tờ đồ Đường phương β Hướng tây a Đường hướng dốc Góc phương vị đường hướng dốc b=b’ (khi chiếu lên mặt phẳng ngang khơng nhìn thấy góc dốc) Hướng đơng Chiếu xuống mặt phẳng ngang (Bản đồ) Hướng bắc thường trùng với hướng lên tờ đồ Đường phương β Hướng tây a Góc phương vị đường hướng dốc Hướng đông Đường hướng dốc b=b’ (khi chiếu lên mặt phẳng ngang khơng nhìn thấy góc dốc) • Đối với mặt lớp đá cắm nghiêng, đo nằm lớp đá đo góc phương vị đường hướng dốc ( β) góc dốc (α) Khơng cần đo phương vị đường phương đường phương vng góc với đường hướng dốc nên góc phương vị đường phương (có hai giá trị) góc phương vị đường hướng dốc cộng/trừ 90 độ • Trường hợp lớp đá cắm thẳng đứng (góc dốc = 90 độ cần phải đo góc phương vị đường phương: hai giá trị 180 độ) • Góc phương vị đường hướng dốc góc tạo hướng bắc đường hướng dốc tính xi chiều kim đồng hồ • Thế nằm sau đo ghi vào nhật ký theo quy ước: β∠α β góc phương vị đường hướng dốc α góc dốc Cách biểu diễn nằm thành phần thạch học điểm lộ • • • • • • • • • • • Giả sử có tờ đồ tài liệu thực tế hình bên Điểm lộ số 0121 có: Thế nằm 135∠60 (135 góc phương vị đường hướng dốc 60 góc dốc) Thành phần thạch học đá vôi Để biểu diễn nằm ta làm sau: (1): Từ tâm điểm lộ (vòng tròn màu đen đường kính 2mm) ta dùng bút chì kẻ đường thẳng (m) // trục bắc-nam (hướng bắc hướng lên trên) (2): Cũng từ tâm điểm lộ dựng đoạn thẳng (n) tạo với hướng bắc góc 135 độ (bằng góc phương vị đường hướng dốc) tính xi chiều kim đồng hồ (3): Phía bên trái điểm lộ ta dùng bút kim đen kẻ đoạn thẳng dài 8mm (hoặc 1cm) cho đoạn thẳng kéo dài xuyên qua tâm điểm lộ vng góc với đoạn thẳng n dựng bước (2); đoạn thẳng đường phương lớp đá (a) (4): điểm đường phương (a) ta dùng bút kim đen kẻ đoạn thẳng (b) dài 3-4 mm vng góc với đường phương a (nghĩa // hướng với đoạn thẳng n dựng bước (2) Đoạn thẳng b đường hướng dốc lớp đá (cho biết lớp đá cắm hướng nào) (5) Dùng bút kim kẻ tiếp đoạn thẳng dài 8mm (hoặc cm) // với đường phương lớp đá Các đoạn thẳng cách 1mm thành phần thạch học (ví dụ đá vơi, quaczit,…) biểu diễn lên (6): Ghi giá trị góc dốc (trong ví dụ 60) vào đầu đường hướng dốc; dùng tẩy để tẩy hết đoạn thẳng vẽ bút chì bước trước Đến hồn thành điểm lộ Với góc phương vị 135 độ (trong ví dụ này) cho biết lớp đá cắm hướng đông nam (giữa 90o 180o) Lưu ý: Biểu diễn nằm mặt đứt gãy tương tự dùng bút kim màu đỏ BẢN ĐỒ TÀI LIỆU THỰC TẾ NHÓM TỜ…… … m 135o 0121 a Bắc (360o=0o) Tây (270o) 60b n Đông (90o) Nam (180o) TỶ LỆ 1:…… 0121 60 Thế nằm cuối sau tẩy đường kẻ chì Các phương pháp xác định thế nằm của cấu tạo mặt • Đo trực tiếp bằng địa bàn • Xác định thông qua tài liệu giếng khoan (phương pháp ba điểm) • Xác định thông qua thế nằm biểu kiến • Xác định bằng phương pháp tam giác vỉa Xác định thế nằm thông qua tài liệu giếng khoan Tình huống: Giả sử có ba giếng khoan bắt gặp một cấu tạo mặt tại ba điểm A, B và C có độ sâu tương ứng là -50, -100 và -150m -50 A a -100 D α -100 Xác định thế nằm của cấu tạo mặt thông qua tài liệu ba giếng khoan này b Cách làm: -150 C Trên bản đồ (H dưới) lấy điểm D là trung điểm của AC Do A có độ cao -50, C có độ cao -150m => trung điểm D có độ cao -100m B Đường lối DB cùng có độ cao -100m => DB nằm ngang, thuộc cấu tạo mặt và chính là đường phương (a) của cấu tạo mặt -50 A -100 α a D -100 B b=b’ Từ C kẻ đoạn b’ vuông góc với a, chính là đường hướng dốc Góc phương vị đường hướng dốc được đo trực tiếp đã trình bày ở phần trước Cũng từ C kẻ đoạn thẳng c vuông góc với b’ và có chiều dài 50m (độ chênh cao giữa C và D Góc đối diện với c tam giác vuông vừa dựng chính là góc dốc (β) B b’ -150 β c=50m C • Xác định thế nằm thực thơng qua thế nằm biểu kiến • Tình h́ng: • Giả sử có hai vách hào thăm dò (P, Q) đào xuyên qua một cấu tạo mặt Góc phương vị đường hướng dốc và góc dốc biểu kiến đo được hai vách hào là α’1, β1 và α’2, β2 • Xác định thế nằm thực (α và β) của cấu tạo mặt thơng qua thế nằm biểu kiến • Cách làm: O β b’ β2 β1 α’1 h α’2 h a P Q B α O β1 h β2 β h a b’ b’1 b’2 BIỂU DIỄN THẾ NẰM BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU CẦU • Trong thực tế việc biểu diễn nằm cấu tạo đường mặt gặp khó khăn biểu diễn dạng 3D • Số lượng cấu tạo đường/mặt vị trí khảo sát mà nhiều, biểu diễn phương pháp truyền thống chồng lấn lên khó quan sát • Vấn đề khắc phục phương pháp biểu diễn nằm thông qua phương phái chiếu cầu (chiếu lập thể) Phép chiếu lập thể cấu tạo mặt/đường Z O C’/2 C’/2 C/2 Cấu tạo mặt: • Gải sử có mặt cầu tâm O, bán kính r • Cấu tạo mặt qua tâm O cắt mặt cầu theo vòng tròn gọi vịng trịn lớn c • Lấy nửa bán cầu ta có nửa vịng trịn lớn c/2 • Nối tất điểm nằm C/2 với Z, Z đỉnh cầu ta có ½ hình nón với đỉnh Z • ½ hình nón cắt mặt phẳng xích đạo theo đường giao tuyến C’/2 – đường biểu diễn cấu tạo mặt phương pháp chiếu lập thể Z O C’/2 C’/2 C/2 • Hình thái vị trí đường biểu diễn cấu tạo mặt C/2 phản ánh hướng cắm góc cắm cấu tạo mặt Cấu tạo đường • Cách biểu diễn hình chiếu lập thể cấu tạo đường giống cấu tạo mặt, khác đường cắt bán cầu điểm • Biểu diễn phép chiếu lập thể cấu tạo đường sử dụng hiệu cho dạng cấu tạo đường trượt • đặc biệt số lượng cấu tạo mặt nhiều ta biểu diễn gián tiếp thơng qua đường pháp tuyến (vng góc với mặt) Khi thay đường ta phải biểu diễn điểm • Hướng dẫn cách vẽ đồ thị chiếu cầu • Các xác định biểu diễn đường pháp tuyến cấu tạo mặt • Xác định nằm thực từ nằm biểu kiến mạng chiếu cầu • Xác định giao tuyến cấu tạo mặt • Thành lập đồ thị đẳng trị (xem phần thực hành) Đồ thị hoa hồng • Là đồ thị hình dải quạt biểu diễn mật độ phát triển hướng chủ đạo yếu tố nằm (đường phương, đường hướng dốc, góc dốc) • Cách vẽ đồ thị hoa hồng đường hướng dốc: Lập bảng chia góc phương vị đường hướng dốc thành cột, cột kề 5o ghi số lượng cấu tạo đường/mặt có giá trị góc phương vị tương ứng với giá trị phân chia bảng vào cột Chuyển đổi số lượng sang % Vẽ vịng trịn đường kính 20cm Trên vịng trịn chia thành cung o Lấy chiều dài bán kính R tương ứng với tỉ lệ % lớn giá trị tính bảng Ta lấy chiều dài đoạn tương ứng với số % cột chia độ Tơ đen đoạn tương ứng • Cách biểu diễn đồ thị hoa hồng đường phương góc dốc tương tự • Lưu ý: đồ thị hoa hồng đường phương biểu diễn ½ vịng trịn cịn đồ thị hoa hồng góc dốc biểu diễn ¼ đường tròn ... là các dạng cấu tạo khối, cấu tạo mặt vaf cấu tạo đường Một cấu tạo khối thực chất là sự kết hợp của nhiều câu thể quy đổi về nghiên cứu các cấu tạo mặt thành... TỜ…… … m 13 5o 012 1 a Bắc (360o=0o) Tây (270o) 60b n Đông (90o) Nam (18 0o) TỶ LỆ 1: …… 012 1 60 Thế nằm cuối sau tẩy đường kẻ chì Các phương pháp xác định thế nằm của cấu tạo mặt • Đo trực... giếng khoan bắt gặp một cấu tạo mặt tại ba điểm A, B và C có độ sâu tương ứng là -50, -10 0 và -15 0m -50 A a -10 0 D α -10 0 Xác định thế nằm của cấu tạo mặt thông qua tài liệu