Применение компьютерных технологий при построении геологических карт

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 24 страниц
В избранное:

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.

Текстовая часть курсового проекта включает подробное описание стратифицированных толщ, условий их залегания, образования, а также тектонические процессы, происходившие в данном районе. И излагается в следующей последовательности: орогидрография, стратиграфия, тектоника и история геологического строения района.

Геологическая карта сопровождается следующими графическими приложениями: стратиграфическая колонка, геологический разрез, условные обозначения.

Целью курсовой проекты является анализ геологической карты, важнейших структурных элементов, отображенных на ней, а также приобретение опыта обобщения геологической информации и восстановления истории геологического развития участка земной коры.

Данная геологическая карта является масштаб 1:5. Составил карту И. В. Орлов, редактор А. К. Айдарова.

Геологическое строение данного района достаточно сложное, характеризуется наличием нескольких структурных этажей. Стратиграфическая расчлененность разреза данного региона достаточно дробная, так как толщи большинства систем расчленены на отделы и свиты.

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 км ² . Общая ее длина 270 км, а годовой сток достигает 160 млн. м ³ . 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 , 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 ( $Q_{1}$ )

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 ( Q ² _III ) К верхнему плейстоцену относят аллювиальные отложения представленные суглинками, песками и галечниками. Общая мощность достигает 68 метров.

Современные отложения ( $Q_{IV}$ ) 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 (N ₁ 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 (N ₂ pv)

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 (J ₂ mh и J ₂ km)

Представлены Михайловской (J ₂ mh) и Кумыскудукской свитой (J ₂ km) .

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 (J ₁ db)

Представлен Дубовской свитой, мощностью до 800 м. Залегает над Саранской и сложена песчаниками, алевролитами, аргеллитами, линзами, и тонкими пластами бурого угля.

Каменноугольная система

Ашлярикская свита ( С ₁ v ₁₂ ash)

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(а ₂₀ а ₁ ) . Нижняя граница свиты проводится по почве нижнего угольного пласта (а ₂₀ ) . Верхней границей служит почва нижнего угольного пласта (к ₁ ) 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 (C ₁ v ₁ ak)

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.