Глава 2

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СТРУКТУРНОЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ И ИХ СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Структурная геология является одной из частей геотектоники — науки о строении, движениях и развитии верхних оболочек земного шара. Она изучает формы залегания горных пород в земной коре, причины их возникновения и историю раз­вития.

В настоящее время в практике научного познания использует­ся огромное количество разнообразных исследовательских методов и приемов. Каждая из наук, и среди них геология, опирается, как на общие методы, так и на совокупность конкретных частных ме­тодов, отражающих специфику предмета исследования.

Наиболее общим является диалектико-материалистический ме­тод, опирающийся на знание наиболее объективных закономерно­стей развития всех объектов и явлений материального мира. Этот метод позволяет выявлять наиболее существенное и основное в че­ловеческом познании окружающей нас природы.

Из методов, используемых в структурной геологии, конкретизи­рующих содержание диалектического материализма, наибольшее значение имеют сравнительный, сравнительно-исторический и актуалистический.

Наиболее ранний из них, широко применявшийся еще в антич­ное время, — сравнительный метод базируется на логичес­ких приемах, среди которых основное место занимает сравнение. Сравнительный метод устанавливает сходство и различия предме­тов и взаимные связи реального мира, что приводит к познанию объективной действительности. Он позволяет выявить индивиду­альные особенности объектов и проследить путем сравнения из­менения различий во времени. Благодаря сравнению появляется возможность восстановить и реконструировать недостающие звенья в цепи исторически взаимосвязанных предметов и явлений. Сравнение играет большую роль в науке при описании и класси­фикации фактического материала и особенно в морфологии — нау­ке, изучающей форму и признаки природных тел.

На основе сравнительного метода Н. С. Шатский, посвятивший ряд работ строению Русской платформы и сравнению ее с други­ми древними областями земной коры, установил общие законо­мерности строения платформы, разработал основы классификации образующих их тектонических структур и выявил связи последних с геосинклинальными системами.

Сравнительный метод позволяет успешно изучить многие сто­роны природных явлений и вести систематизацию фактического материала. Но основная задача геологических наук, заключающая­ся в познании возникновения и закономерностей развития земной коры, не может быть решена без исторического подхода. Это об­стоятельство привело к разработке сравнительно-историче­ского метода. В наиболее полной и последовательной форме этот метод был обоснован русским ученым-эволюционистом К. Ф. Рулье (1854 г.). Позднее метод с успехом применялся круп­нейшими естествоиспытателями: О. В. Ковалевским, В. В. Доку­чаевым, А. П. Карпинским, А. Д. Архангельским, Н. М. Страхо­вым, Н. С. Шатским и др.

Сравнительно-исторический метод полностью основан на прин­ципах диалектического материализма. В соответствии с его по­ложениями все явления в природе должны изучаться в тесной свя­зи и взаимодействии с окружающей средой в историческом разви­тии (исторический метод)', с выяснением их происхождения,, последующих изменений и преемственности.

' Применение этого метода в геотектонике позволяет изучать формы залегания горных пород не как случайные образования, а как закономерный результат развития определенных процессов,, выявить происхождение форм залегания и их взаимные связи. Ис­пользование метода позволяет направить в результативное русло всю многогранную работу по изучению земной коры и планеты в^ целом.

Сравнительно-исторический метод с успехом применяется для: познания истории формирования современного строения земной ко­ры, что позволяет подойти к выявлению общей направленности в ее развитии. На основе метода создано учение о фациях и палео- фациях, производятся палеогеографические реконструкции, состав­ляются тектонические карты и карты полезных ископаемых. Ме­тод позволяет отразить не только все многообразие изучаемых геологических объектов, но и привлечь данные других, смежных с геологией наук.

Актуалистический метод был разработан в конце XVIII и первой половине XIX, веков в связи с критикой концепций катастрофизма. Наиболее полно, метод был обоснован Ч. Лайе- лем (1830—1833 гг.), использовавшего актуализм и достижения своих предшественников для успешного решения ряда проблем геологии того времени.

До работ Ч. Лайеля естествоиспытателями широко применя­лось учение об униформизме, согласно которому природные явле­ния геологического прошлого были аналогичны современным. Та­кой подход приводил естествоиспытателей либо к метафизическим, либо к религиозным началам. Ч. Лайель развил представления униформистов, указав на огромную длительность геологического времени, создающую постепенные медленные изменения геологи­ческого строения земной коры и приводящую к появлению каче­ственно новых преобразований.

Применение актуалистического метода должно осуществляться на диалектических началах, согласно которым учитываются на­правленное развитие нашей планеты и земной коры, а также не­обратимость многих природных процессов. Такой подход исключа­ет механический перенос современных геологических явлений в прошлое и делает необходимым при использовании актуализма одновременно базироваться и на сравнительно-историческом мето­де. Актуалистический- метод позволяет создать представление о геологических процессах далекого прошлого, что в определенной степени может заменить эксперимент. Так, например, изучая на­копление осадков органического происхождения в современных морских бассейнах, мы можем переносить эти условия в прошлое с учетом общей направленности в развитии животного и раститель­ного мира на нашей планете, изменения температуры и состава морских вод, состава атмосферы и т. д.

Среди частных методов в геологии особенно большое значение имеют: математический, дистанционный, химический, физические, кибернетические и технические.

Математический метод получил широкое распростране­ние только в последнее время в связи с усиливающимися тенден­циями формализации и математизации геологии. С его помощью •с большой точностью и высокой производительностью может быть исследована количественная сторона природных явлений. Следует иметь в виду, что основа большинства геологических процессов генетическая, определяемая широким диапазоном исходных дан­ных. В связи с этим математические методы в геологических ис­следованиях должны рассматриваться как вспомогательные, по­вышающие производительность, точность и объективность резуль­татов. Математический метод позволил внедрить в структурную геологию моделирование природных процессов, направленное прежде всего на выяснение условий деформаций, наблюдаемых в горных породах. Моделирование широко применяется для обос­нования и проверки рабочих теорий и гипотез.

Метод дистанционного изучения заключается в иссле­довании свойств нашей планеты с летательных аппаратов, самоле­тов, спутников и станций, находящихся в атмосфере или косми­ческом пространстве. Основное значение имеет фотографирование земной поверхности, а также изучение магнитных и других свойств горных пород.

Значение физического и химического методов, ки­бернетики и техники в геологии не требует пояснения. Их применение для решения геологических задач привело к созданию новых наук, находящихся на стыке с геологией, например, геофи­зики и геохимии.

Помимо отмеченных выше методов структурная геология опи­рается на обширные данные других отраслей геологических наук: минералогии, петрографии, исторической геологии, палеонтологии, геоморфологии, литологии и т. д. В свою очередь, структурная геология служит базой, на которую опираются другие разделы геологии: геотектоника, учение о полезных ископаемых и т. д.

Знание условий залегания осадочных, изверженных и мета­морфических пород в земной коре открывает возможность мето­дически правильно подойти к выявлению и прогнозам размещения заключенных в них полезных ископаемых. В настоящее время хорошо известна приуроченность отдельных видов полезных ис­копаемых к определенным типам структур. Например, залежи нефти и газа большей частью располагаются в сводах антикли­нальных складок, а промышленные запасы подземных вод, напро­тив, сосредоточиваются в центральных частях синклиналей. Обще­известна приуроченность месторождений многих цветных и рбдких металлов к раздробленным зонам и разрывам в горных поро­дах. Учет зависимости размещения полезных ископаемых от фор­мы залегания, состава и других особенностей строения заключаю­щих их горных пород позволяет обоснованно и с большим эффек­том .направлять поисковые и разведочные работы и, что особенно важно, вести поиски месторождений, расположенных на глубине и не обнажающихся на поверхности (слепых).

Геологическое картирование (геологическая съемка)—одна из прикладных геологических дисциплин, рас­сматривающая методы составления геологических карт и их прак­тическое применение. Цель геологического картирования — всесто­роннее изучение геологического строения, полезных ископаемых и составление геологической карты выбранного района в том или, ином масштабе.

Геологическое картирование заключается в систематическом и всестороннем изучении естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород с целью определения их состава, происхождения, возраста и форм залегания и нанесения их распространения на топографическую карту. Оно сопровожда­ется поисками полезных ископаемых на все виды- минерального сырья и выявлением геологических условий размещения полез­ных ископаемых. Для более полного изучения свойств пород и ус­ловий их залегания геологическая съемка сопровождается проход­кой канав, шурфов и буровых скважин, изучением материалов дистанционных исследований, а также комплексом геофизических наблюдений (радиометрия, электроразведка, гравиметрия, магни­тометрия, сейсмометрия).

Для определения пород изучают их физические свойства, ис­следуют под микроскопом, проводят химические и иные анализы. При установлении происхождения осадочных пород основное зна­чение имеют палеогеографический и палеофациальный методы, позволяющие выяснить физико-географическую обстановку усло­вий накопления осадочных пород и многих видов полезных иско­паемых. Большое значение в установлении происхождения пород имеют сравнительно-исторический метод, метод актуализма и мо­делирования природных условий.

При определении возраста пород применяются несколько мето­дов, из них чаще — стратиграфический и палеонтологический. В последние два десятилетия широко используются методы, осно­ванные на изучении продуктов радиоактивного распада атомов некоторых химических элементов, позволяющие установить абсо­лютный возраст пород в годах современной длительности.

Геологическое картирование лежит в основе многих других направлений геологических исследований. Оно позволяет увязать все природные явления в пространстве, уяснить их взаимные свя­зи, генетическую и временную зависимость.

Г л а в а 3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКИХ КАРТАХ

Геологические карты представляют собой изображение на топографической основе с помощью условных знаков распрост­ранения и условий залегания горных пород на земной поверхно­сти, разделенных по возрасту и составу. Карты являются одним из важнейших результатов геологического картирования, но они могут быть также составлены на основании обработки материа­лов, накопленных при геологических исследованиях. Широкое при­менение имеют сводные геологические карты, представляющие собой результат обобщения геологических карт отдельных терри­торий. Геологические карты не только дают возможность объектив­но отразить наши знания о верхних частях земной коры, но и позволяют составить обоснованное представление об ее глубин­ном строении. С помощью геологических карт могут быть сделаны выводы о формировании земной коры и закономерностях распрост­ранения полезных ископаемых. Они служат основой при проекти­ровании поисковых и разведочных работ, проведении инженерно- геологических изысканий, строительных работ, изысканий по водо­снабжению, мелиорации.

Методика составления геологических карт опирается на теоре­тические обобщения геологических наук и представляет собой итог большого практического опыта геологических исследований. Она синтезирует все прогрессивное, достигнутое в других областях гео­логии.

Успешное выявление месторождений полезных ископаемых и дальнейшее расширение минерально-сырьевой базы нашей страны в значительной степени зависят от геологической изученности и в первую очередь от геологической заснятости территории. На осно­ве геологической съемки и геологического изучения определяются возможность обнаружения в том или ином районе тех или иных полезных ископаемых, характер их распределения, направление поисковых и поисково-разведочных работ.

При сводке геологического материала по Русской (Восточно- Европейской) платформе. И. М. Губкин в 1932 г. высказал мнение о возможной нефтеносности ее восточной части — Волго-Уральской области. Дальнейшие исследования геологов блестяще подтвердили эти прогнозы. П. И. Степанов теоретически обосновал, а поздней­шими работами было доказано предположение о продолжении ме­сторождений угля Донецкого бассейна на запад, в пределы запад­ной части Украины. С. С. Смирнов на основании анализа геологи­ческих карт, истории геологического развития и данных по метал­логении в 1936 г. дал блестящий прогноз о широком развитии редкометального оруденения на крайнем Северо-Востоке нашей страны. На основании анализа благоприятных признаков геологи открыли месторождения алмазов в Якутии, выявили залежи нефти и газа в Западно-Сибирской низменности.

Ведущее значение при составлении геологических карт имеют стратиграфия, структурная геология, геотектоника, историческая геология, минералогия, петрография, геофизика и учение о место­рождениях полезных ископаемых. Лишь обладающий всей суммой необходимых знаний, прочно стоящий на позициях диалектическо­го материализма, геолог в состоянии вести на высоком уровне сложную работу по составлению геологических карт. При этом он должен избегать принятия поспешных субъективных заключений и стремиться на основе углубленного изучения природных явлений и фактов прийти к наиболее обоснованным, по возможности объек­тивным выводам и построениям.

Качество геологической карты зависит не только от детально­сти изучения геологического строения изображенной на ней пло­щади, но и от топографической основы. С укрупнением масштаба топографической основы и увеличением ее точности более пол­ной и детальной должна быть геологическая нагрузка.

Нельзя забывать также о том, что составление геологических карт — это коллективный труд, при котором высоких результатов можно достичь лишь на основе объединения творческих усилий всех участвующих в работе исследователей.

Типы геологических карт

Геологические карты могут иметь различное содержа­ние и назначение. Различают геологические карты, карты четвер­тичных образований, геоморфологические, литологические, текто­нические, гидрогеологические, инженерно-геологические, полезных ископаемых, карты прогнозов по отдельным видам минерального сырья или их комплексам.

Прежде чем перейти к характеристике отдельных видов геоло­гических карт, необходимо пояснить следующее.

Наиболее широким развитием на поверхности Земли пользу­ются различные отложения четвертичного возраста. Аллювиаль­ные, озерные, делювиальные, ледниковые и иные образования по­крывают огромные территории. Широко развиты торфяники, золо­тоносные пески и другие породы. В то же время обнажения более древних, дочетвертичных (коренных) пород на земной поверхности сравнительно редки. На равнинах они наблюдаются. в основном вдоль берегов рек и в выработках (карьеры и пр.). В горных об­ластях, даже таких как Кавказ и Тянь-Шань, выходы коренных пород занимают менее половины общей площади их поверхности.

Таким образом, при составлении геологических карт мы вы­нуждены были бы показать на них главным образом отложения четвертичного возраста, среди которых более древние коренные породы оказались бы изображенными в виде узких полос и пятен.

Между тем основная часть полезных ископаемых связана с по­родами дочетвертичного возраста. Это обстоятельство вынуждает геологов снимать с геологических карт четвертичный покров, осо­бенно если он маломощный, и изображать на них распростране­ние коренных пород в том виде, в каком они прослеживаются под покровом четвертичных отложений. Однако не,всегда представля­ется возможным снять покров четвертичных образований, так как в некоторых случаях не удается расшифровать состав и возраст коренных пород, скрытых под ними. К тому же мощность четвер­тичного покрова нередко составляет десятки и сотни метров, как это имеет место в Западно-Сибирской низменности или в долинах крупных рек. Четвертичные отложения сохраняются на геологи­ческих картах и в тех случаях, когда они вмещают месторожде­ния полезных ископаемых или имеют морское происхождение.

Геологические карты. На геологических картах с по­мощью качественного фона (цветного или штрихового), буквен­ных, цифровых и других условных знаков показывают возраст, состав и происхождение горных пород, условия их залегания, ха­рактер границ между отдельными комплексами. На них может быть указано также распространение отдельных минералов или элементов в горных породах.

Различают три основных вида условных знаков: цветовые, штриховые, буквенные и цифровые. Цветовые знаки служат для обозначения возраста осадочных, вулканогенных и метаморфичес­ких пород. При изображении интрузивных пород цвет применяется для указания их состава. Штриховыми знаками обозначается со­став пород. Исключением являются одноцветные геологические карты, на которых штрихами указываются как возраст, так и со­став пород. Буквенные и цифровые обозначения (индексы) служат для указания возраста и происхождения пород; состав интрузив­ных и некоторых вулканогенных пород обозначается также буква­ми. Все условные обозначения, употребляемые на конкретной гео­логической карте, выносятся с соответствующими пояснениями в таблицу условных обозначений.

На полях каждого листа геологической карты слева приводит­ся стратиграфическая колонка, внизу—геологические разрезы, а на правом ее поле помещаются условные обозначения (легенда). Знаки располагаются в следующей последовательности.

Вначале указываются стратиграфические подразделения оса­дочных, вулканогенных и метаморфических пород, начиная от мо­лодых, затем следуют обозначения интрузивных и жильных пород, также начиная с более молодых. Далее приводят знаки маркирую­щих горизонтов, контактовых и других измененных пород, крап генезиса четвертичных образований и вещественного состава вул­каногенных и интрузивных пород. В конце легенды помещаются все прочие обозначения, изображенные на карте условными зна­ками.

Четвертичные образования изображаются на особых картах четвертичных отложений, на которых коренные породы могут быть даны одним цветом (фиолетовым) без расчленения, с указанием их возраста и типа с помощью индексов и крапа. Чет­вертичные отложения на картах должны быть разделены по гене­зису, возрасту и составу; приводятся данные о мощностях страти­графических подразделений, палеогеографические характеристики стратиграфических подразделений.

На литологических картах на фоне окраски, соответ­ствующей возрасту пород, штрихами изображается состав пород, выходящих на поверхность или скрытых под покровом четвертич­ных образований. На картах масштабам крупнее 1:10 ООО услов­ной штриховкой обычно удается показать площади распростране­ния каждой разновидности пород. На картах масштаба мельче 1 : 10 000 указывается лишь состав преобладающих на данном уча­стке пород либо при помощи смешанной штриховки отображают­ся отдельные разновидности пород. Литологический состав пород изображается обычно и на геологических картах масштаба 1 : 50 000 и крупнее.

К тектоническим картам относят карты, на которых условными знаками изображаются формы залегания, время и ус­ловия образования структурных категорий земной коры. Они де­лятся на общие (сводные), региональные и детальные. На общих тектонических картах отображаются основные структурные элемен­ты земной коры с указанием тектонических режимов и времени их формирования. Более мелкие элементы в пределах выделенных категорий (складки, флексуры, разрывы и т. д. и их отдельные части) изображаются дополнительными условными обозначения­ми. На региональных тектонических картах отражается структура вполне определенных районов, и легенда, в которой она показана, обычно не может быть полностью перенесена на другие районы. В противоположность этому легенда общей тектонической карты в принципе строится таким образом, чтобы она могла выразить все структурные и тектонические особенности земной коры; она может быть приложима к различным по времени формирования и истории развития структурным областям.

Структурные формы на тектонических картах могут изобра­жаться двумя способами: 1) способом изогипс, при котором пло­щадное изображение условий залегания пород достигается с по­мощью линий одинаковых высот определенных геологических по­верхностей (последними могут быть поверхности несогласий, гра­ницы между разнородными литологическими комплексами, марки­рующие слои, подошва или кровля стратиграфических горизонтов; 2) линейным способом, когда для изображения структурных форм употребляются линейные условные обозначения.

Детальные тектонические карты (масштаб 1 : 200 ООО — 1 : : 50 ООО) близки по содержанию к региональным, но отражают ча­стные особенности структуры земной коры. На картах этого типа можно очень подробно отразить характер складчатых и разрывных структур, их генезис, время образования и взаимные связи.

Гидрогеологические карты отражают водоносные свойства горных пород: их водообильность, условия распростра­нения, залегания, химическую характеристику и другие свойства подземных вод. В зависимости от указанных параметров горные породы объединяются в комплексы, которые изображаются на кар­те в возрастной последовательности или по генетическому при­знаку.

Основой для гидрогеологических карт является геологическая карта, на которой горные породы в зависимости от их возраста и происхождения или состава объединены в комплексы, обладаю­щие одинаковой водоносностью. Выделенные комплексы распола­гаются на карте в возрастной последовательности или по генети­ческому признаку. Каждый из комплексов закрашивается услов­ной краской, соответствующей степени водообильности пород и их химическому составу. Если появляется необходимость показать распространение какого-либо водоносного комплекса пород под покровом вышележащих пород, то на цветную закраску верхнего комплекса накладываются полоски цвета, принятого для нижнего комплекса.

На геоморфологических картах условными штриха­ми и цветом изображаются основные типы рельефа и его отдель­ные элементы с учетом их происхождения и возраста.

При составлении геоморфологических карт помимо полевых наблюдений учитываются топографическая карта, аэрофото- и кос- мофотоснимки, а также карта четвертичных отложений.

а инженерно-геологических картах изображают­ся инженерно-геологические условия местности, показывающие возможность строительства на ней тех или иных сооружений или ее хозяйственного использования. На картах отмечаются физичес­кие свойства пород, пористость, проницаемость, устойчивость и другие данные.

На карте полезных ископаемых с помощью услов­ных значков различной формы и цвета указывают все сведения о- полезных ископаемых, известных на изученной площади. Основой служит геологическая карта или карта четвертичных отложений (если полезные ископаемые связаны с четвертичной системой), причем геологическое строение на картах может быть упрощено и не содержать деталей, не имеющих существенного значения для характеристики полезных ископаемых района.

Изображаемые на карте полезные ископаемые делятся на груп­пы (например, горючие, металлические, неметаллические и т. д.), а в пределах каждой группы — на отдельные виды. Для каждого вида выделяются месторождения (крупные, средние, мелкие), про­явления и знаки проявления. Карты закономерностей размещения и прогно­за полезных ископаемых отражают результаты металло- генического (минерагенического) анализа и синтеза всех геологи­ческих данных по изученной территории и являются основой для дальнейшего развития поисковых и геологоразведочных работ. Со­гласно инструктивным положениям, такие карты отражают зако­номерности пространственного размещения известных месторож­дений и проявлений и указывают перспективные площади и кон­кретные объекты с количественным прогнозом на различные виды минерального сырья. Карта строится на специализированной гео­логической основе, которая составляется путем упрощения, объеди­нения или изъятия с геологической карты элементов строения не имеющих рудоконтролирующего и рудолокализующего значения.

Прогнозные карты по отдельным видам минерального сырья или их комплексам строятся на геологической или тектони­ческой основе. На них показывается распространение данного ви­да или комплекса полезных ископаемых и отмечаются перспектив­ные районы с определением достоверности и обоснованности выде­ления первоочередных участков для постановки детальных ра­бот.

Виды геологических карт

В зависимости от масштаба собственно геологические карты делятся на пять видов: обзорные, мелкомасштабные, сред- немасштабные, крупномасштабные и детальные.

Обзорные карты имеют масштаб от 1:1 000 000 и мель­че. На них на упрощенной контурной топографической основе

« о

изображаются общие черты геологического строения отдельных регионов, государств^ континентов или всего земного шара. Кар­ты составляются путем обобщения более крупномасштабных карт с привлечением материалов дистанционных и геофизических ис­следований.

Мелкомасштабные карты (масштаб 1 : .1 ООО ООО и 1 :500 ООО) дают представление о геологическом строении и зако­номерностях распространения полезных ископаемых обширных территорий или отдельных государств. Топографическая основа мелкомасштабных карт сильно упрощена. На ней сохраняются ос­новные реки, крупные населенные пункты, очертания водоемов. Карты масштаба 1 : 1 ООО ООО издаются полистно в рамках топо­графических планшетов международной нарезки с объяснительной запиской к каждому из листов.

Среднемасштабные карты имеют масштаб 1 : 200 ООО— 1 : 100 000 и составляются в рамках листов международной но­менклатуры. Они передают основные черты геологического строе­ния изображаемой территории, а также всего комплекса месторож­дений полезных ископаемых и дают их прогнозную оценку. В каче­стве топографической основы среднемасштабных геологических карт применяются карты, на которых может быть разрежена сеть горизонталей, сняты второстепенные пути сообщения, населенные пункты, изображения древесной растительности, пашен и т. д. Ли­сты геологической карты масштаба 1 :200 000 сопровождаются стратиграфической колонкой, разрезами и объяснительной запис­кой.

Крупномасштабные карты масштаба 1:50 000— 1: :25 000 также составляются полистно, на точных топографических основах. Они предназначены для подробного изображения геоло­гического строения районов, перспективы которых в отношении выявления месторождений полезных ископаемых определены, а также для районов сельскохозяйственного освоения, строительст­ва городов, предприятий, гидростанций. Крупномасштабные карты должны не только осветить геологическое строение земной поверх­ности, но и дать возможность составить ясное представление о глубинном строении территории. Геологические карты масштаба 1:50 000 сопровождаются стратиграфической колонкой и разреза­ми. Для группы смежных листов со сходными чертами строения составляется одна общая объяснительная записка.

Детальные геологические карты имеют масштаб 1 : 25 000 и крупнее и составляются на специальных топографичес­ких основах. Этот вид геологических карт подробно отражает гео­логию районов или участков, на которых находятся месторожде­ния полезных ископаемых или возводятся гидротехнические, про­мышленные и гражданские сооружения; позволяет решать вопро­сы, связанные с закономерностями размещения рудных тел, под­счетом запасов полезных ископаемых и возможностями промыш­ленного и гражданского строительства.

Условные знаки геологических карт

Возраст, состав и происхождение горных пород на гео­логических картах указываются с помощью условных знаков. Различают три основных вида условных знаков: 1) цветовые, 2) штриховые, 3) буквенные и цифровые.

Цветовые знаки служат для обозначения возраста осадоч­ных, вулканогенных и метаморфических пород. При изображении интрузивных пород цвет применяется для указания их состава.

Эффузивные стратифицированные породы индексируются так же, как и осадочные, но с обязательным изображением на карте черного крапа, соответствующего их составу. Исключение состав­ляют молодые покровные образования, не перекрытые сверху последующими отложениями. В таких случаях рядом с индексом, указывающим возраст, ставится буквенное обозначение состава эффузивов: \к — для липаритов, £ — дацитов, а — андезитов, р — базальтов, т — трахитов; например: piN₂ — верхненеогеновые ба­зальты.

Экструзивные и субвулканические фации обозначаются цветом соответствующих по составу интрузивных пород, но со свойствен­ными эффузивам индексами. Дайки и силлы изображаются вне масштаба соответствующими их составу цветными линиями, а их возраст и состав отражаются индексом. Гидротермальные, кварце­вые, кальцитовые и другие жилы изображаются черными линия­ми и сопровождаются индексами породообразующих минералов.

Породы регионального метаморфизма обозначаются, как стра­тифицированные образования. Для отражения их вещественного», состава используется черный крап.

Штриховыми знаками обозначается состав пород. Ис­ключением являются одноцветные геологические карты, на кото­рых штрихами указываются как возраст, так и состав пород.

Буквенные и цифровые обозначения (индексы) служат для указания возраста и происхождения пород; состав интрузивных и некоторых вулканогенных пород обозначается также буквами.Индекс¹ для обозначения осадочных, вулканогенных и ме­таморфических пород составляется из прописных и строчных букв латинского алфавита, строчных букв греческого алфавита, а так­же из цифр. Вначале ставится прописная или прописная и строч­ная буквы латинизированного названия системы. Отдел обознача­ется арабской цифрой**, помещаемой справа внизу у индекса си­стемы. Индекс яруса составляется из одной или двух начальных строчных букв сокращенного латинизированного названия яруса (прямой шрифт). Части яруса (подъярусы) вновь указываются арабскими цифрами. Пример записи:

Помимо общепринятых стратиграфических подразделений не­редко возникает необходимость введения вспомогательных (мест­ных) подразделений, которые должны быть обязательно увязаны с делениями общепринятой шкалы.

Наиболее крупными из местных подразделений являются комп­лексы и серии, охватывающие мощные и сложные по составу тол­щи осадочных, вулканогенных или метаморфических образований, часто отвечающих единому крупному вулканическому или тектони­ческому циклу или циклу осадкообразования. Комплексы и серии между собой разделяются региональными несогласиями. Продол­жительность их формирования может быть неодинаковой. В од­них случаях комплекс или серия могут соответствовать системе или нескольким системам, в других — ярусу или нескольким яру­сам.

Внутри серий, а при недостаточной ф'аунистической датировке внутри систем, отделов или ярусов могут быть выделены свиты. Свиты занимают определенное положение в стратиграфическом разрезе и характеризуются четко выраженными особенностями со­става или условиями образования, выдерживающимися на доста­точно большой площади.

В свою очередь, свиты могут быть подразделены на подсви- ты, горизонты, пачки, а также на отдельные слои. Внутри свит не может быть угловых несогласий, но различные свиты могут зале­гать по отношению друг к другу как согласно, так и несогласно. Мощность свит может меняться от десятков до тысяч метров.

Индексы местных подразделений комплексов, серий и свит складываются из двух латинских строчных букв (написанных курсивом), из которых первая соответствует первой букве назва­ния, а вторая — ближайшей согласной в этом названии. Указан­ные индексы присоединяются справа к индексу группы, системы,, отдела или яруса; например индекс кизильской свиты — C\kz.

Горизонты и пачки обычно указываются строчными буквами за индексом более крупного подразделения.

Если выделение свит или их прослеживание затруднительно, в качестве местных подразделений вводятся толщи. Толщи харак­теризуются определенным составом и должны быть привязаны к стратиграфическому разрезу. Однако их точное положение в стра­тиграфической колонке может быть не установлено. В одном стратиграфическом горизонте могут быть выделены две толщи и более. Толщи именуются по составу преобладающих в них пород, например, вулканогенная, карбонатная, вулканогенно-терригенная и могут быть расчленены на пачки. Толщи и пачки обозначаются

числовыми или буквенными индексами, которые помещаются, по­добно показателю степени, справа вверху от символа основного подразделения. Примеры: ВзГг¹ — нижняя толща франского яру­са; С₂vl² — вторая пачка владимировской свиты среднего карбона. Маркирующие горизонты обозначаются прописными буквами рус­ского алфавита.

Для подразделений, охватывающих две смежные стратиграфи­ческие единицы, индекс образуется путем соединения индексов объединяемых единиц посредством знака плюс или дефис, причем на первом месте ставится индекс древней единицы; плюс ставится в том случае, если объединяются полностью два соседних под­разделения, в других случаях применяется знак (-). Так, напри­мер, если нужно указать толщу, охватывающую смежные части кембрия и ордовика (но не весь кембрий и ордовик), индекс бу­дет иметь вид £-0; если кембрийскую и ордовикскую системы сле­дует показать в полном объеме, индекс будет иметь вид £+0; для нерасчлененных отложений аптского и альбского ярусов индекс составляется следующим образом: Kia + al. Для подразделений, охватывающих свыше двух стратиграфических единиц, индекс образуется из символов крайних объединяемых подразделений при посредстве знака тире.

Если возраст осадочных, метаморфических или магматических образований может быть намечен только предположительно, то индекс возраста сопровождается знаком вопроса. В случае, если возраст геологических образований может быть установлен при­ближенно в пределах каких-либо подразделений единой страти­графической шкалы, символы этих возрастных подразделений в индексе разделяются двоеточием. Например, PR₃: —верхний протерозой или кембрий; Ji_: 2 — нижний или средний отдел юрской . системы.

Абсолютный возраст горных пород на геологической карте по­казывается специальным знаком, помещаемым на месте отбора образца для определения абсолютного возраста.

Интрузивные породы обозначаются различным цветом и ин­дексом; может быть использован также соответствующий крап. Каждой группе интрузивных пород присваивается свой цвет: кис­лым— красный или малиновый (у), средним — зеленый (б), ще­лочным— красновато-оранжевый (g), основным — синий (v), уль­траосновным — фиолетовый (а).

Индексация интрузивных пород по вещественному составу да­ется строчными буквами греческого-алфавита (см. выше). Для указания возраста магматических пород рядом справа ставится символ, указывающий на возраст (например, 7С3 — позднекамен- ноугольные граниты). Принадлежность к тому или иному комплек­су интрузивных пород обозначается одной или двумя латинскими строчными буквами (курсивом), расположенными справа от ин­декса возраста (например, 7С3& — калдырминский комплекс грани­тов позднекаменноугольного возраста). Последовательность интру­зивных фаз в пределах интрузивного комплекса обозначается

арабской цифрой (определяющей последовательность данной фа­зы) помещаемой справа внизу от символа вещественного состава интрузий, например y₂C₃k — мелкозернистые граниты второй фазы калдырминского (верхнекаменноугольного) комплекса.

Стратиграфическая колонка

и геологические разрезы

Средне- и крупномасштабные и детальные геологические карты сопровождаются стратиграфической колонкой и разрезами.

Стратиграфическая колонка представляет собой столбец шири­ной 2—4 см, в котором условной горизонтальной штриховкой в стратиграфической последовательности показывается положение и состав осадочных, вулканогенных и метаморфических пород, разви­тых на изображенной на карте территории, а также вскрытых буровыми скважинами и горными выработками. Четвертичные образования и интрузивные породы в стратиграфической колонке не приводятся.

Породы в колонке расчленяются в соответствии с выделенны­ми на карте стратиграфическими подразделениями. Слева от ко­лонки указываются их возраст (система, отдел, ярус, свита и т. п.) и индексы; справа приводится мощность, описываются состав, встреченные окаменелости, геохимические параметры и физические свойства пород, определения абсолютного возраста пород и приу­роченность полезных ископаемых. Масштаб, в котором строятся стратиграфические колонки, может быть различным, но более крупным, чем масштаб карты, и зависит от общей мощности по­род. Общая длина колонки не должна превышать 40—50 см. При колебаниях мощности в колонке приводится ее наибольшее значе­ние, а цифрами указываются крайние пределы.

Границы между стратиграфическими подразделениями с сог­ласным залеганием на колонке указываются прямыми линиями, при стратиграфическом несогласии—-волнистыми, при структур­ном — волнисто-угловатыми. Если взаимоотношения стратиграфи­ческих подразделений неясны, на стратиграфической колонке меж­ду ними оставляют узкий (4 мм) пробел, ограниченный парал­лельными линиями, внутри которых ставят вопросительный знак, а в графе «характеристика пород» пишут — взаимоотношения не­ясны.

Литологический состав на колонке изображается с максималь­но возможной для выбранного масштаба полнотой, выделением пластов, маркирующих горизонтов и линз полезных ископаемых или пород, благоприятных для их концентрации.

Геологические разрезы представляют собой вертикальные се­чения земной коры от ее поверхности на. ту или иную глубину. Они могут составляться по геологическим картам, данным буро­вых скважин или геофизическим материалам.

Разрезы по геологической карте строятся по прямым линиям в направлении, которое дает наиболее полное представление о зале- тании пород, слагающих изображенную на карте территорию. При .необходимости разрезы могут строиться и по ломаным линиям. ЛЕсли существуют опорные скважины, разрезы следует проводить ■через них. Вертикальный и горизонтальный масштабы разрезов в 'большинстве случаев должны соответствовать масштабу карты. При пологом или горизонтальном залегании пород вертикальный масштаб разрезов может быть увеличен. Концы линии разреза и точки ее изгиба ограничиваются буквами. Такие же буквы ставят­ся у концов линии разреза на карте. Для каждого листа геологи­ческой карты обычно строится 1—3 разреза. Все геологические границы на разрезах (согласные, несогласные и интрузивные) ука­зываются одним знаком в виде сплошных линий.

Глубину разреза необходимо обосновать конкретными данны­ми. На разрезах должны быть изображены все породы, обнажен­ные на поверхности, вскрытые скважинами и установленные гео­физическими методами, наиболее важные буровые скважины и глу­бокие горные выработки.

Разрезы составляются в соответствии с условными обозначе­ниями карты. При небольшой мощности отложений на разрезах допускается объединение двух или более согласно залегающих •стратиграфических подразделений, при обязательном внесении в условные знаки соответствующих дополнительных обозначений с указанием «только для разреза». На разрезах изображаются усло­вия залегания и форма геологических тел, изменения их мощности, теологические структуры, различные фации, разрывы.

Если границы и нарушения не подтверждены буровыми и ины­ми данными, они изображаются особыми знаками. Для наглядно­сти на разрезах можно показывать пунктиром продолжение геоло­гических границ в воздухе и на глубине.

Г л а в а 4

АЭРОМЕТОДЫ ПРИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЯХ

Общие сведения

Первые фотографии с воздуха (с воздушного шара) были сделаны во Франции в 1855 г. Таким способом был составлен точный план Парижа.

Фотографирование земной поверхности с геологическими целя­ми впервые применил французский геолог Эме Цивиаль (1858— 1882 гг.). Им производилось фотографирование Альп с высоких шершин и выделение на фотоснимках геологических контуров.

С развитием авиации применение аэрофотосъемок быстро рас­ширялось, особенно в военных целях и для составления топогра­фических карт. Значительным событием было аэрофотографирова­ние района Больших Медвежьих озер в Северной Америке в 1933 г., позволившее обнаружить крупные дайки рудоносных пегматитов.

После Великой Октябрьской социалистической революции пер­вая аэрофотосъемка в нашей стране была произведена в 1918 г. в районе г. Тверь на площади 100 км². С 1925 г. начинаются систе­матические съемки с целью составления топографических карг неизученных территорий. Особенно широкий размах эти работы получили после появления в начале 30-х годов широкоугольных аэрофотокамер, позволяющих вести плановые съемки в мелких масштабах.

Применение аэрофотосъемки при геологических исследованиях в нашей стране было осуществлено в начале 30-х годов по ини­циативе академика А. Е. Ферсмана. При широком использовании аэроснимков в это время были изучены нефтеносные районы Фер­ганы и Азербайджана. Большие работы с применением аэровизу­альных наблюдений были проведены С. В. Обручевым в 1933 г. в Восточной Сибири.

В 1931 г. при Ленинградском научно-исследовательском инсти­туте аэрофотосъемки, созданном в 1929 г., был организован спе­циальный отдел по изучению геологии, ботаники и почв. В 1933— 1935 гг. этим отделом в Средней Азии были проведены геологичес­кие и геоморфологические работы с применением материалов аэ­рофотосъемки, обобщенные А. В. Гавеманном в 1937 г. В 1939 г, в Московском геологоразведочном институте был введен специаль­ный учебный курс «Геологическое дешифрирование аэрофотосним­ков».

В 1945 г. в Комитете по делам геологии при СНК была создана специализированная Аэрофотогеологическая экспедиция, реоргани­зованная в 1949 г. во Всесоюзный аэрогеологический . трест (ВАГТ). За истекшее время ВАГТ выполнил широкие эксперимен­тальные и методические исследования по применению аэрометодов в геологии практически во всех регионах нашей страны. В 1951 г. трестом были поставлены работы с применением цветных, а в 1959 г. спектрозональных аэрофотоснимков.

Большой объем методических исследований в 40—50-х годах был выполнен также лабораторией аэрометодов АН СССР (орга­низована в Л944 г.), перешедшей в 1961 г. в ведение Министерст­ва геологии СССР. Особого упоминания заслуживают результатив­ные работы лаборатории по изучению геологического строения мелководных зон морского дна.

Весь накопленный опыт по применению аэрофотоматериалов при геологических работах был обобщен В. П. Мирошниченко в его книге «Аэрогеосъемка».

К аэрометодам в настоящее время принято относить комп­лекс методов изучения земной поверхности, вы­полняемых визуально или с помощью различных приборов с последующим анализом полученных данных наземными контрольными работами.

При геологических исследованиях используются аэровизуаль­ные, аэрофотографические и фотоэлектронные группы я_Эромето- ■дов.

Аэровизуальные методы связаны с непосредственным наблюдением исследуемых объектов с воздуха. Получаемые ре­зультаты переносятся на карты, записываются на магнитофонную ленту;, возможно также использование кино- и фотокамер.

Аэрофотографические методы являются наиболее универсальными и эффективными по широте применения при гео­логических исследованиях и в народном хозяйстве. Современные фотографические аппараты, негативные пленки и другие материа­лы позволяют получать изображения объектов в видимой и близ­кой к ней части спектра в любых нужных масштабах. По аэрофо­тоснимкам в камеральных условиях с помощью оптических прибо­ров можно создать объемную модель местности в заданном масшта­бе, которая с большой точностью позволяет определить нужные параметры исследуемого объекта и установить качественные и ко­личественные его признаки.

При применении аэрофотографических методов большое зна­чение имеет выбор фотоматериалов. Наибольшим применением пользуются черно-белые аэрофотоснимки; неуклонно расширяется использование цветных и спектрозональных съемок.

Черно-белые аэрофотоснимки передают изображение поверх­ности Земли в черно-белых тонах. При нормальном зрении без особого напряжения между белым и черным цветами удается раз­личить 32—35 оттенков.

Широкое применение при геологических работах нашли цвет­ная и спектрозональная аэрофотосъемки. Цветные аэрофотосним­ки дают изображения, в большой степени приближающиеся к есте­ственным цветам геологических объектов, что может служить ос­новным признаком при дешифрировании аэрофотоснимков.

Спектрозональная съемка заключается в фотографировании объектов в двух различных зонах спектра, включая невидимые ультрафиолетовую и инфракрасную зоны. Спектрозональное фото­графирование основано на свойствах объектов в неодинаковой сте­пени отражать различные лучи спектра. При этом применяются цветные двухслойные пленки, позволяющие на одном снимке полу­чать перекрывающие друг друга изображения в условных цветах, что значительно увеличивает контрастность цветного изображения деталей объекта.

Фотоэлектронные методы получили распространение лишь в последнее десятилетие. В отличие от аэрофотографических методов, использующих узкий спектр излучений только в видимом диапазоне, фотоэлектронные аэрометоды дают возможность вести изучение излучающих, отражающих и проникающих свойств элек­тромагнитных колебаний в различных геологических объектах с длиной волн от 0,03 до 100 см¹ и частотой колебаний от 10¹⁴ мГц до радиодиапазоне. Регистрация колебаний производится на маг­нитной ленте, электронно-лучевой трубкой или иными детектора­ми, позволяющими в дальнейшем передать их на фотопленку и фотобумагу. Получаемое таким путем фотоизображение может быть плановым или перспективным, но пока еще фотоэлектронные мето­ды, позволяющие создать объемное представление об исследуемых объектах, разработаны недостаточно.

. Особое место в фотографировании занимает съемка земной по­верхности из космического пространства. Снимки, получаемые с метеорологических и искусственных спутников Земли (масштаб 1 : 1 000 000 и мельче), открывают широкие возможности для гео­логического районирования, выявления глубинных структур земной > коры, закономерностей размещения природных ресурсов.

Рис. 1. Сетка квадратов на плано­вом (а) и перспективном (б) изо­бражениях

Аэрометоды вошли необходимой составной частью во все виды геологических исследований. На их основе производятся геолого­съемочные и поисковые работы всех масштабов, изучение тектони­ки, новейших движений, структуры рудных полей, геологическое изучение морских мелководий, гидрогеологические и инженерно- геологические изыскания, геоморфологические и географические исследования, установление гидрогеологического режима террито­рий и т. д. По существу, ни одно геологическое задание, так или - иначе связанное с изображением результатов его выполнения на топографической основе, не может быть правильно и объективно решено без применения аэрометодов.

Виды аэрофотосъемок

Различают несколько видов аэрофотосъемок: плановую, перспективную, маршрутную.

При плановой съемке оптическая ось фотоаппарата на­правлена отвесно, перпендикулярно к среднему уровню поверх­ности Земли. Плановые снимки (рис. 1 ,а) имеют одинаковый мас­штаб во всех точках снимка. Сет­ка квадратов на местности (напри­мер, лесные просеки) изображается на снимках также сеткой квадра­тов соответственно меньшего разме­ра. При геологических исследова­ниях используются главным обра­зом плановые снимки. Допустимые отклонения оптической оси фотоап­парата от отвесного положения при плановой съемке не должны пре­вышать 3°.

При перспективной съемке оптическая ось фотоаппара­та отклонена от отвесного положения, что приводит к разномас- штабности изображения в различных точках снимка. Сетка квад­ратов на местности на перспективном снимке примет вид трапе­ций (рис. 1,6).

Наибольшее применение перспективная съемка находит при изучении крутых склонов, береговых обрывов, карьеров и т. .п. При этом отклонение оптической оси от вертикали может достигать

30—60°. Большие трудности могут возникнуть при переносе ре­зультатов дешифрирования перспективных снимков на топографа ческую основу.

Маршрутная съемка может быть плановой или перспек­тивной вдоль определенного направления. На снимках, в зависи­мости от назначения изображается узкая полоса местности, напри­мер, береговой линии, речной долины, трассы и т. д. Маршрут по­лета может быть выбран параллельным рельефу местности.

Высота съемки. Разрешающая способность аэрофотосним­ков определяется предельной способностью глаз различать объек­ты размером не мельче 0,2 мм. При масштабе снимков 1 : 10 000 разрешение составит 2 м, при масштабе 1 :30 000 —6 м, при мас­штабе— 1:60 000— 12 м. Учитывая, что средние размеры как то­чечных, так и линейных геологических объектов имеют поперечные размеры, исчисляемые первыми метрами, полноценное геологичес­кое дешифрирование можно производить на снимках, имеющих масштаб не мельче 1 :30 000—40 000. Однако для большей об­зорности и генерализации геологического строения целесообразно применять снимки, сделанные с высот 6—7 км и имеющие масшта­бы от 1 : 100 000 до 1 : 300 000.

Виды аэрофотоматериалов

При геологической съемке используются следующие виды аэрофотосъемочных материалов: контактная печать, репро­дукция накидного монтажа, увеличенные АФС, фотосхемы, уточ­ненные фотосхемы, фотопланы.

"Контактная печать представляет собой контактные от­печатки с пленки и соответствует масштабу аэрофотосъемки. Наи­более широко распространены следующие масштабы съемки: 1 : 5000; 1 : 10 000; 1 : 17 000; 1:32 000; 1 :65 000 и 1 : 100 000. Аэро­фотоснимки в соответствии с принятыми стандартами имеют фор­маты 18X18, 24X24 и 30 X 30 см. Аэрофотоснимки выдаются гео­логам в виде комплекта, содержащего снимки, разложенные по трапециям масштабов 1 : 10 000; 1 :25 000 и 1: 100 000.

Каждый аэрофотоснимок имеет индекс в виде серии и порядко­вого номера, указываемых в правом верхнем углу. Снимки нуме­руются по ходу съемки в направлении полета самолета. При аэ­рофотосъемке самолет покрывает намеченную к съемке площадь рядом параллельных маршрутов, расстояние между которыми за­висит от масштаба съемки. Каждый последующий снимок распо­лагается таким образом, что около 60% его площади перекрывает предыдущий снимок (Продольное перекрытие); при полете самоле­та по параллельному маршруту предыдущий ряд снимков перекры­вается на 15% (поперечное перекрытие). Качество снимков иног­да снижается в результате следующих производственных дефектов: неточности продольного и поперечного перекрытия, криволиней­ное™ и волнистости маршрута, невыдержанности высоты полета и др.

Контактные снимки для более полного дешифрирования или При отсутствии более крупномасштабных снимков могут быть уве­личены в 2—3 раза. Большая степень увеличения не приносит до- ' полнительных данных, так как этому препятствует зернистость эмульсий негативных пленок.

Репродукции накидного монтажа представляют со­бой соединение всех аэрофотоснимков, покрывающих заснятую трапецию и подобранных таким образом, что они дают изображе­ние трапеции в целом и порядковые номера всех снимков. Репро­дукции накидного монтажа изготавливаются в произвольном мас­штабе; на них должны быть даны: номенклатура трапеции, назва­ния населенных пунктов, крупных рек, озер, горных вершин и про­чих опорных пунктов. Репродукция накидного монтажа служит для ориентировки и быстрого нахождения требуемого контактного отпечатка.

Фотосхемы представляют собой монтаж частей контактных отпечатков, составляющих изображение заснятой местности. Для составления фотосхем центральные части снимков вырезаются и наклеиваются на картон в виде сплошной мозаики. Фотосхемы составляются по трапециям масштабов 1:10 000; 1:25 000; 1: 50 000 или 1:100 000; их масштаб соответствует масштабу кон­тактных отпечатков.

Мозаичные фотосхемы просты в изготовлении, но они имеют ряд неточностей. Склеенные части отпечатков не трансформирова­ны и нередко не увязываются друг с другом в изображении, рам­ки фотосхем могут не вполне совмещаться с рамками соответст­вующих топографических планшетов. Указанные недостатки пол­ностью отсутствуют в уточненных фотосхемах. Этот вид фотосхем хотя и сложен в изготовлении, но точно привязан к координатной топографической сетке и не имеет недочетов в соединениях, отдель­ных частей снимков. Фотосхемы изготавливаются на матовой или полуматовой контрастной бумаге и снабжаются необходимой но­менклатурой. С них могут быть сделаны репродукции в масшта­бах, соответствующих масштабу топографических карт.

Фотопланы и фотокарты изготавливаются в соответст­вии с требованиями, существующими для топографических карт того же масштаба. Они представляют собой фотографическое изо­бражение местности с точным масштабом, приведенное к опреде­ленной системе координат и лишенное искажений. Фотопланы и фотокарты требуют длительного времени для изготовления и по­этому, дороги.

Свойства аэрофотоснимков

Центральная точка снимка, координатные вершины. Точка на аэрофотоснимке (АФС), в которую направ­лена оптическая ось фотоаппарата, носит название центральной (главной) точки снимка. Для ее определения служат координат­ные вершины, отмеченные на краях снимка уголками. Централь­ная точка снимка (О) располагается в пересечении прямых ли­ний, соединяющих противолежащие координатные вершины (рис. 2).

Масштаб снимков. Масштаб плановых аэрофотоснимков определяется из следующих соотношений (рис. 3).

Рис. 3. Определение масштаба аэро­фотоснимка.

б—а — снимок; 5 — объектив фотоаппара­та; А—Б — поверхность рельефа; о—О — оптическая ось фотоаппарата; Н — высота съемки; f— фокусное расстояние объектива фотоаппарата

Рис. 2. Координатные вершины на аэрофотоснимках

аэрофотоснимка

Рис. 4. Искажения за счет рельефа

Из подобия треугольников aoS и A0S находим Отношение ao/AO отвечает понятию масштаба, откуда

где m. — знаменатель масштаба.

Таким образом, знаменатель масштаба снимка может быть оп­ределен делением высоты полета на фокусное расстояние объекти­ва фотоаппарата.

Постоянство масштаба горизонтального снимка обусловливает­ся тем, что величины / и Я не меняются для данного снимка. При постоянной высоте полета масштаб аэроснимка тем меньше, чем меньше фокусное расстояние камеры фотоаппарата; при постоян­ном значении фокусного расстояния масштаб снимка уменьшается с увеличением высоты полета.

(1)

(2)'

Искажения изображения на аэрофотоснимках. Искажение изображения местности на аэрофотоснимках может

быть вызвано различными причинами. Так, искажения, возникаю­щие в производственных операциях (при крене самолета, откло­нениях от маршрута, плохом качестве бумаги и т. п.), исправля­ются в процессе аэросъемочных работ. Наиболее существенным видом искажений, которые необходимо учитывать геологу, являют­ся искажения, вызываемые рельефом снимаемой местности. Они возникают следующим образом.

Пусть на Местности (рис. 4) выбрана начальная плоскость Т_и относительно которой точки А и В имеют превышения +)/ii и —h₂\ ортогональные проекции точек А я В на начальную плоскость будут Л₀ и В₀. Изображение точки А на снимке Р будет нахо­диться в точке а, точки Б — в точке Ь. Если бы точки Л и В не имели превышения относительно начальной плоскости (+|/ii и —h₂), то они совпали бы со своими ортогональными проекциями, т. е. точками Л₀ и Во. В этом случае изображения указанных двух точек получились бы на аэрофотоснимке в точках ао и b₀. Из рис. 4 видно, что отрезки аао и bb₀ получаются в результате различия высот точек Л и В местности относительно начальной плоскости. Они называются смещениями точек аэроснимков за рельеф (бh). Величина б/z может быть выражена в математиче­ской формуле.

Треугольники Sa₀a и AA₀Ai и 5Л10, Soa и 5Л^ подоб­

ны, откуда следует

(3)

Так как а₀а = б/г; оа = г, где г — отрезок на снимке от главной точки до изображения, то, подставив их значения, получим:

(4)

т. е. величина линейного смещения точки снимка (6К) прямо про­порциональна ее расстоянию от главной точки снимка (г) и пре­вышению соответствующей точки местности относительно началь­ной плоскости (h) и обратно пропорциональна высоте поле­та (Я).

При положительном превышении точки А над начальной плос­костью положение этой точки на снимке будет удаляться от глав­ной точки снимка, при отрицательном превышении — приближать­ся к главной точке. Это приводит к тому, что на снимках с гор­ным рельефом склоны, обращенные к Центру снимка, получаются шире, чем если бы они были изображены на картах в ортогональ­ной проекции, и, наоборот, склоны, обращенные от центра, изо­бражаются суженными, в результате чего получается асимметрия хребтов и долин, отсутствующая в действительности.

Формула (4) может служить для определения полезной пло­щади снимка, т. е. той его части, в пределах которой смещения

точек снимка за рельеф не будут превышать допустимых искаже­ний.

Подставив в формулу (4) значение Н из формулы (2), полу­чим:

(5)

где бh представляет собой допустимую величину искажения, обус­ловленную разрешающей способностью глаза. В зависимости от назначения аэрофотоснимка величина бh может изменяться от 0,1 до 0,2 мм. Зная максимальные превышения (h) для заснятой ме­стности и масштаб снимка, легко рассчитать полезную площадь снимка, лишенную смещений изображения , вызываемых измене­нием рельефа местности. Формула (4) позволяет определить до­пустимый масштаб аэрофотоснимка в зависимости от величины от­носительных превышений местности.

Определение превышений по аэрофотоснимкам¹

При вычислении углов наклона слоев, определении мощностей, решении вопросов, связанных с дешифрированием складок и разрывов, нередко прибегают к определению относи­тельных превышений между точками, выбранными на аэрофото­снимке. С этой целью пользуются специальными фотограмметри­ческими приборами, позволяющими учитывать наклон базиса (раз­ность фотографирования двух соседних аэроснимков) и взаимные

углы наклона аэроснимков, а также измерять параллаксы с высокой степенью точности.

Без применения этих приборов определять превышения по аэрофо­тоснимкам можно только прибли­женно по способу, изложенному ни­же.

Рис. 5. Определение начального направления на стереопаре

При определении превышений за начало координат на каждом аэро­фотоснимке принимается его глав­ная точка, за ось абсцисс (х) — начальное направление, за ось ординат (у) — линия, перпендикулярная к оси абсцисс. Началь­ное направление представляет собой линию, соединяющую глав­ные точки двух смежных снимков и перенесенную на один из них (рис. 5).

Продольный параллакс любой точки местности, например' точ­ки А, изображенной на аэроснимках точками'^ и а2 (рис. 6), яв­ляется разностью абсцисс этой точки на левом и на правом аэро­снимках, конечно, с учетом знаков абсцисс. Следовательно, а = ■=х'_а—х"а. Поперечный параллакс этой же точки а=у'_а—у"_а.

Продольный параллакс любой точки зависит, во-первых, от расстояния этой точки на местности до базиса фотографирова­ния В, следовательно, при определенной высоте фотографирова­ния от высоты данной точки на местности над уровнем моря; во- вторых, от углов наклона одного аэроснимка относительно друго­го; в-третьих, от разности высот фотографирования соседних аэро­снимков, а следовательно, от наклона базиса В.

Рис. 6. Продольный парал­лакс на стереопаре Рис. 7. Расположение опор­ных точек на снимках сте­реопары

При определении приближенных превышений принимается, что угол наклона базиса и взаимные углы наклона аэроснимков рав­ны нулю. В действительности ни угол наклона базиса, ни взаим-

ные углы наклона аэроснимков никогда не равны нулю и это яв­ляется основным источником ошибок приближенного определения превышений по аэроснимкам. Вполне понятно, что эти ошибки бу­дут тем больше, чем больше поперечные параллаксы отличаются от нуля.

Приближенные определения превышений в равнинной местно­сти производятся по формуле: h=kAp, где h — превышение между двумя точками; k — параллактический коэффициент, м/мм; Др разность продольных параллаксов определяемых точек, мм.

W

Величина Др может быть получена так же, как и разность ра>

Параллактический коэффициент вычисляется по формуле

(6)

где Я— высота фотографирования, принимаемая одинаковой для двух соседних аэроснимков; b — базис фотографирования, прини­маемый как среднее значение измеренного базиса на левом Ь\= = OiO^,2 и на правом ft₂ = 0^/i0₂ аэрофотоснимках (см. рис. 5), т.е.

Разность продольных параллаксов (рис. 7) Ар=р_с—Ра, где р_с и р_а — продольные параллаксы опорных точек с й а, равные соот­ветственно

ностей абсцисс точек а и с на левом и правом аэроснимках. Сле­довательно,

(8)

В горной местности превышения определяются по формуле

(9)

Ниже указана последовательность в работе при определений превышений по аэроснимкам.

1. Пользуясь картой и зная фокусное расстояние аэрофотоап­парата, определяют высоту фотографирования над средней плос­костью местности.

2. На аэрофотоснимках находят и прочерчивают начальные направления.

3. На левом и на правом аэроснимках измеряют базисы фото­графирования и вычисляют их среднее значение.

4. Вычисляют параллактический коэффициент по формуле (6).

5. При наличии параллаксометра разность продольных парал­лаксов определяют по формуле (8). Для этого параллаксометр кладут на левый аэрофотоснимок так, чтобы его поперечные линии

были параллельны начальному направлению, крайняя левая ли­ния проходила через точку.a, a наклонная линия проходила че­рез точку с и производят отсчет разности абсцисс х'_с—х'_а■ На рис. 8 разность абсцисс равна 26,4 мм.

Таким же способом измеряют на правом аэроснимке разность х"с—х"_а и затем вычисляют раз­ность продольных параллаксов Ар. При этом если на левом аэ­роснимке точка, относительно ко­торой определяют превышения (точка а), расположена дальше от оси Y, чем точка с, то разно­сти Х'с—Х'а и х" с—х" а будут иметь знак минус.

Рис. 8. Определение продольного па­раллакса с помощью параллактиче­ской линейки

Для уяснения сущности разности продольных параллаксов их можно определить по формулам (7) и (8). Для этого на каждом аэроснимке прочерчивают с максимальной тщательностью ось ор­динат, т. е. линию, проходящую через главную точку перпендику­лярно к начальному направлению. Абсциссы измеряют при помощи измерителя как наикратчайшие расстояния до оси ординат и опре-. деляют с помощью поперечного масштаба,.

Ниже приведен пример определения превышений по аэросним кам:

таблица 1

Определение превышений

№ точеномера точек	Абсцисабциссы, мм		Разность, мм	а 2 ci <	а •с	Измеризмерения параллаксометром
	левый алевый аэроснимок	правый аэроснимок •				левый аэро­снимок	правый аэро­снимок	а а ci <	а •с
1	18,7	—51,2	69,9	+0,7	+35	25,5	25,0	+0,5	+25
2	44,4	—26,2	70,6
3	75,4	+4,1	71,3
4	10,2	—59,6	69,8	—1,5	—74	-65,3	—63,9	—1,4	—69

Точность определения превышений по аэроснимкам указанным способом, как уже упоминалось, зависит от наклона базиса фото­графирования, взаимных углов наклона аэроснимков и точности измерения разности продольных параллаксов. При помощи парал- лаксометра разности продольных параллаксов определяются при­мерно в два-три раза точнее, чем при помощи измерителя и попе­речного масштаба.

Ошибка в определении разности продольных параллаксов с помощью параллаксометра составляет 0,15—0,2 мм, поэтому ошиб­ка в определении превышения Ah=\k\i, где k — параллактический коэффициент; [х — ошибка определения разности продольных па­раллаксов (0,15—0,2 мм).

Влияние наклона базиса и взаимных углов аэроснимка может существенно увеличить ошибку определения превышения.

Методы геологического дешифрирования аэрофотоснимков

Дешифрирование аэрофотоснимков имеет своей целью определение изображенных на снимках объектов. Дешифрирова­ние может быть топографическим, геологическим или иметь иное назначение.

При геологическом дешифрировании материалов аэрофотосним­ка выявляются такие объекты, которые могут быть выражены гео­логическими условными обозначениями. Геологическое дешифрирование основано на использовании главнейших особенностей гео­логического строения и морфологии земной поверхности, отобра­женных на аэрофотоснимках.

Геологическое дешифрирование позволяет решать следующие задачи:

1. получать модель местности в заданном масштабе;

2. определять параметры геологических объектов в камераль­ных условиях путем фотограмметрических работ;

3. точно и рационально располагать точки наземных наблюде­ний и осуществлять надежную их привязку;

4. выявлять особенности геологического строения земной поверхности, не улавливаемые обычными средствами полевых на­блюдений;

5. иметь возможность наблюдать не один, а несколько объек­тов исследования одновременно в их естественных соотношениях;

6. производить геологическое, а также геоморфологическое и иное изучение земной поверхности как по линиям маршрутов, так и на площадях, расположенных между маршрутами, и, пользуясь дешифрировочными признаками, вести интерполяцию наблюдений между маршрутами;

7. заблаговременно получать данные о геологических и гео­морфологических особенностях местности путем предварительного дешифрирования аэрофотоматериалов; разрабатывать наиболее рациональные планы полевых работ;

8. выявлять степень обнаженности местности и расположения обнаженных участков и выбирать на этой основе наиболее полно­ценные полевые маршруты.

Применение аэрометодов значительно повышает документаль­ную точность составляемых геологических карт, а также выводов, касающихся геологического строения, геоморфологии и размещения полезных ископаемых на площади исследований, и уменьшает влияние субъективных взглядов, неизбежное при обычном методе графического построения карты путем интерпретации данных то­чек и маршрутов наземных наблюдений, а также открывает ши­рокие возможности уменьшения стоимости наземных работ.

Фотогеничность геологических объектов

Эффективность применения аэрометодов зависит от ес­тественных условий района, от задач, поставленных перед иссле­дователем, а также от принятой общей методики работ. Важную роль при этом играет так называемая «фотогеничность» района, т. е. степень отражения в физико-географическом ландшафте, прежде всего в рельефе, особенностей геологического строения, и отсюда степень возможности (или достоверности) распознавания геологической структуры по рисунку аэрофотоснимка.

Геологическая фотогеничность, а следовательно, и эффектив- ность применения аэрометодов зависят в первую очередь от осо­бенностей строения геологического объекта (литологии и тектоники), характера рельефа и его расчлененности, обнаженности гор­ных пород, наличия растительного покрова, покрова новейших кон­тинентальных образований и следов культурной деятельности че­ловека. В связи с этим принято различать три степени геологичес­кой дешифрируемости аэрофотоматериалов: хорошую, среднюю и слабую (плохую).

При хорошей дешифрируемости можно выделить все элементы геологического строения: границы стратиграфических подразделений осадочных и эффузивных пород, контуры интрузив­ных массивов и основные разновидности слагающих их пород, ге­нетические и возрастные группы новейших континентальных обра­зований, элементы складчатой структуры и основную часть разрыв­ных нарушений. Устанавливаются элементы залегания и мощность пород. При хорошей дешифрируемости уже на стадии предвари­тельного дешифрирования можно получить весьма полное пред­ставление о геологическом строении местности.

При средней дешифрируемости выделяются только главные элементы геологического строения и тектоники. Устанав­ливаются границы литологически различных пород; слоистость в осадочных и эффузивных толщах выделяется лишь на отдельных участках, контуры интрузивных тел видны неповсеместно и частич­но устанавливаются по косвенным признакам, новейшие континен­тальные образования и разрывы дешифрируются более или менее четко. Элементы залегания и мощность пород удается определить лишь в отдельных пунктах. При предварительном изучении аэро­фотоматериалов со средней дешифрируемостью удается составить лишь схематическое представление о геологическом строении.

При слабой (плохой) дешифрируемости выявляют­ся лишь некоторые элементы геологического строения и тектоники. В осадочных и вулканогенных толщах намечается только преобла­дающее простирание слоев, границы интрузивных тел проводятся условно по косвенным признакам, новейшие континентальные об­разования оконтуриваются без расчленения, элементы складок и положение разрывов выявляются по косвенным признакам. При предварительном дешифрировании устанавливаются лишь отдель­ные черты геологического строения.

Дешифрируемость аэроснимков в значительной степени зави­сит от климатической зональности. В условиях сухого и полупу­стынного климата возникают мелкие формы рельефа, что при ма­ломощном рыхлом покрове способствует полноте выражения на поверхности не только крупных черт геологического строения, но и его деталей. Равнинные области с длительно протекавшими про­цессами плоскостного смыва и мощным покровом новейших обра­зований представляют значительные трудности для дешифрирова­ния аэроснимков. Не меньшее значение имеет степень обнажен ности пород. Обычно чем лучше обнаженность, тем совершеннее и фотогеничность. Однако известны случаи, когда хорошо обна женные районы из-за отсутствия четких соотношений между совре менными физико-географическими ландшафтами (рельеф, расти

тельность, гидросеть) и геологическим строением района квали­фицируются как районы с плохой дешифрируемостью.

Существенное влияние на результативность применения аэро­методов оказывают особенности геологического строения района. Наибольший эффект дает изучение районов со сложной геологи­ческой структурой, разнообразными литологическим составом ко­ренных пород и четким выражением различий между основными стратиграфическими комплексами по их окраске, крепости, слои­стости, трещиноватости, составу и условиям залегания.

Растительный покров влияет на фотогеничность геологических структур двояко. В одних случаях густая древесная и кустарнико­вая растительность маскирует геологические структуры, а в дру­гих наблюдается зависимость растительности от состава горных пород, которая позволяет расшифровывать геологическое строение.

Травянистая растительность и низкий кустарник нередко тесно связаны с формами микрорельефа; они не только не мешают ясно­сти изображения геологических объектов на аэроснимках, но и в . большой степени способствуют их четкости. Расположенные на фоне крупных форм рельефа отдельные выступы, гребни и гривки всегда вытягиваются по простиранию слагающих их пластов.

В летнее время на вершинах гребней трава быстро желтеет и выгорает, а в разделяющих их ложбинах, где почва более влаж­ная, трава гуще и дольше сохраняет свой зеленый цвет, образуя яркие полосы, видимые на аэроснимке. Использование изображе­ний растительного покрова при геологическом дешифрировании должно применяться для конкретных ландшафтно-географических условий.

Покров новейших континентальных образований в виде делю­виальных, золовых, ледниковых, покровных и других накоплений нередко полностью скрывает коренные породы. Тем не менее изве­стны районы, на аэроснимках которых сквозь мощные пески, яв­ляющиеся серьезным препятствием при наземном картировании, можно ясно различать очертания разнородных коренных пород.

Элювиальные (остаточные) почвы могут отражать состав и структуру подстилающих коренных пород, хотя и не везде в оди­наковой степени. В районах, где преобладают процессы химичес­кого выветривания, способность почв сохранять свойства материн­ских пород сильно понижается. Влияние коренных пород на почвы почти не сказывается в субтропиках. Чем суше климат, тем менее выражен процесс почвообразования и тем контрастнее и полнее изображаются коренные породы на аэроснимках.

Влияние делювиального и элювиального покрова на изображе­ние коренных пород зависит от его мощности. Если мощность элю­виально-делювиальных образований невелика, она почти не сни­жает общую фотогеничность коренных пород. Это объясняется тем, что при разрешающей способности глаза, равной 0,2 мм, на аэроснимках, например, масштаба 1:25000 можно заметить все полоски, имеющие на местности ширину не менее 5 м. Если сме­щение делювия и элювия вниз по склонам не превышает указан­ной величины и эти образования сохраняют основные свойства коренных пород (окраску и пр.), четкость изображения коренных пород на аэроснимке почти не снижается.

Деятельность человека, связанная с распахиванием почв и по­севами, отрицательно влияет на дешифрируемость геологических структур. Систематическая вспашка земли нарушает естественные связи между микрорельефом, окраской почвенного покрова, рас- - тительностью и геологическим строением и уничтожает многие гео­логические дешифрировочные признаки. Однако нередко сквозь пашни удается довольно уверенно наметить залегание коренных пород.

В гористых областях выбранные для пашни склоны обычно террасируются. Террасовидные уступы устраиваются также для предохранения склонов от размывания дождевыми потоками. Изображение террасовидных склонов на аэроснимках очень напо­минает изображение выходов горизонтально залегающих пластов, с которыми их не следует путать.

Дешифрировочные признаки

При дешифрировании аэроснимков прибегают к трем основным приемам: 1) сопоставлению с эталонными снимками; 2) сопоставлению и сравнению объектов в пределах одного сним­ка; 3) логической интерпретации. Логическая интерпретация, осно­ванная на анализе сочетаний различных свойств объектов, отра­женных в их изображении на аэроснимках, нередко может дать возможность определить и сами объекты. Например, дороги, схо­дящиеся к противоположным берегам реки, указывают на пере­праву или брод; дороги в степи, сходящиеся в одной точке, свиде­тельствуют о существовании колодца и т. п.

По используемым средствам дешифрирование делится на ви­зуальное, или глазомерное, визуально-инструментальное, произво­димое с помощью стереоскопов, параллаксометров и других про­стейших приборов, и инструментальное, выполняемое с применени­ем специальных приборов и машин.

В полевых условиях геологи прибегают в основном к визуаль­ному и визуально-инструментальному дешифрированию.

При геологическом дешифрировании используются как прямые признаки, отображающие на аэроснимке непосредственно дешиф­рируемый объект, так и косвенные, передающие те или иные гео­логические свойства объекта не прямо, а через посредство других явлений: растительность, почвы, обводненность и т. п. Сложность геологического дешифрирования аэроснимков заключается в мно­гообразии объектов и изменчивости их изображения.

Прямые признаки. К прямым дешифрировочным геологическим признакам относятся: геометрическая форма, размеры, тон (цвет), рисунок форм земной поверхности.

Форма. Изображение на плановом снимке близко к ортого­нальной проекции, и лишь высокие предметы по краям снимка!

видны наклоненными от центра. Обычно обращают внимание на направление и форму линейных границ и других элементов, пло­щадную конфигурацию объектов и объемную форму. . Наиболее обычные задачи, которые приходится решать при геологическом дешифрировании, 'связаны с определением углов наклона релье­фа и углов падения слоистых толщ, сместителей разрывов, контак­тов интрузивных массивов и т. д. Эти задачи решаются фотограм­метрическими приемами.

Размер изображения предмета на аэрофотоснимке, умножен­ный на знаменатель масштаба снимка, дает размер предмета на местности, что в сочетании с формой является существенным де- шифрировочным признаком: L = lm, где L —размер предмета на местности; I — то же, на снимке; т — знаменатель масштаба.

Размер изображения на аэроснимке определяется при помощи лупы, в поле зрения которой устанавливается измерительная шка­ла. Минимальный размер изображения предметов, различаемых на аэроснимке, принимается равным 0,2 мм.

На возможность выявления контура влияет также его форма. Линейные контуры большой протяженности хорошо опознаются даже и в тех случаях, когда ширина их меньше разрешающей способности. Точечные контуры видны на аэроснимках лишь тогда, когда размеры их больше расчетных.

Сравнение объектов возможно при разности их размеров на аэроснимке не менее 0,1 мм. Величина объектов на снимках при разрешающей способности глаза равной 0,2 мм составляет: в мас­штабе 1:5000— 1 м; в масштабе 1:30 000 — 6 м, в масштабе 1 : 100 000 — 20 м.

Тон. Тоном называется степень почернения или яркость изоб­ражения на аэроснимке. При нормальном зрении удается -разли­чать 32—35 оттенков от белого до черного цвета. Тон изображе­ния зависит от большого числа факторов, из которых основными являются: яркость- объекта, цвет, условия фотографирования, со­став пленки, бумаги. Яркость объекта складывается из освещен­ности солнечным светом, свойств и отражательной способности его поверхности. Максимальную освещенность имеют поверхности, расположенные нормально к солнечным лучам.

Отражательная способность зависит от структуры поверхности, которая может быть гладкой, матовой или шероховатой. Гладкая поверхность воды дает зеркальное отражение солнечных лучей и изобразится на аэроснимке ярко- белым тоном; при обычных ус­ловиях вода поглощает свет и изображается темными тонами. Ма­товая поверхность дает равномерный серый тон. Изображение ше­роховатой поверхности характеризуется неровной окраской, вызы­ваемой повышениями рельефа, отбрасывающими тень.

Цвет объекта зависит от окраски падающего света и от отра­жательной способности поверхности предмета. Солнечный свет не­сколько меняется в зависимости от метеорологических условий. При освещенности объекта солнечными лучами часть лучей спект­ра поглощается, а часть отражается. Отраженные лучи имеют оп­ределенную окраску, дающую представление о цвете объекта. По­падая на светочувствительный слой пленки, отраженные лучи в зависимости от их окраски вызывают различную плотность изоб­ражения, по которой и судят о спектральной отражательной способности — цвете соответствующего объекта.

Большое значение при дешифрировании аэроснимков имеет тень. Последней называется пространство, не освещенное прямым светом. Не освещенная солнцем сторона предмета образует собст­венную тень, а тень, отбрасываемая предметом на земную поверх­ность, — падающую тень. Тень является дешифрировочным при­знаком, позволяющим отличать объемный предмет от обрывов, промоин, гребней, водоразделов и т. п.

Наряду с положительным эффектом при съемке местности с горным рельефом тени имеют и отрицательное значение, так как «ни затемняют значительные площади.

Рельеф. Рисунок рельефа на аэроснимке часто полностью подчинен геологическому строению и геоморфологическим особен­ностям. В большинстве случаев своеобразный, хорошо фиксирую­щийся на аэроснимках рельеф обусловлен структурными особен­ностями, литологическим составом, физическими свойствами или генетическими условиями формирования различных горных пород. Все эти факторы в силу различного проявления селективного вы­ветривания и денудации, определенной избирательности эрозии и аккумуляции рыхлого материала отражаются на поверхности в виде характерных форм мезо- и микрорельефа, в развитии мелкой гидрографической сети и в характере распределения раститель­ности.

Особенности рисунка рельефа свойственны не только комплек­сам горных пород, но и каждой пачке и даже каждому пласту в отдельности (микрорельеф). Различают струйчатый рисунок релье­фа, развивающийся на крутых склонах и мягких породах, ветвис­тый, формирующийся на породах с массивной текстурой (напри­мер, на гранитах), сетчатый и др.

Характер эрозионной сети (рис. 9) отражает различные свой­ства горных пород и условия их залегания. Густота, ориентировка и сочетание речных и овражных долин и водотоков позволяют соз­дать представление о водонепроницаемости, трещиноватости, литологическом составе пород, условиях их залегания, нарушенности разрывами и т. п.

Косвенные признаки. Все явления и предметы в природе нахо­дятся в тесной взаимосвязи и дают определенные сочетания. Из этой взаимосвязи и возникают так называемые косвенные призна­ки. Среди них основное значение имеют геоморфологические при­знаки, характер растительности, цвет и степень увлажнения почв, водные источники и некоторые другие.

Геоморфологические признаки. Крепость пород и устойчивость их к процессам выветривания играют основную роль в формировании макро- и микроформ рельефа. Большое значение имеет нарушенность пород трещинами и разрывами со смещениями, предопределяющими рисунок и ориентировку сети речных и ов­ражных долин. Обособленные типы рельефа развиваются на всей площади распространения пород с определенными физическими и структурными свойствами. Это дает возможность выделять рас­пространение одновозрастных толщ или пород, близких по составу

Рис. 9. Виды расположения эрозионной сети (масштаб рисунков одинаковый), по Г. В. Гальперову.

а, 6 — дендритовидный; в — субдендритовидный; г — субпараллельный; д — дендритовидно- гребенчатый (1) и дендритовидно-игольчатый (2); е — перисто-дентритовидный; ж — диаго­нальный (1) и сетчатый (2); угловатый (решетчатый, 3); з — беспорядочный; и — субпарал­лельный

и происхождению (например, новейшие континентальные образо­вания, кислые интрузивные породы, закарстованные известняки и т. д.), а также прослеживать по простиранию отдельные слои, пачки или свиты даже при отсутствии обнажений этих пород на земной поверхности. Особенно важны линейные повышения в рельефе, возникающие обычно над крепкими жилами и дайками изверженных пород.

Растительность. Хорошо известно произрастание отдель­ных видов древесной, кустарниковой и травянистой растительно­сти на почвах определенного состава. На сильно известковистых почвах травянистая растительность редкая или совершенно отсут­ствует, но охотно расселяются кустарники. В условиях Степного Казахстана этот признак легко позволяет выявлять слои и линзы карбонатных пород. Прорывы в полосе сплошной древесной расти­тельности нередко возникают на крутых или обрывистых участках рельефа, сложенных крепкими породами. Особенно в большой сте­пени древесная растительность способствует успешности геологи­ческого дешифрирования при горизонтальном или слабонаклон­ном залегании пород с развитым на них расчлененным рельефом.

Почвы. Основными индикаторами почв являются их цветовые оттенки, проявляющиеся на аэроснимках в изменении фототональ­ности. При использовании их изображений на аэроснимках для целей геологического дешифрирования почвы должны быть хоро­шо обнажены и лишены сплошного растительного покрова. Окрас­ка почв зависит главным образом от литологических особенностей исходных пород, соотношения гумусовых и минеральных частиц, механического состояния, засоленности и степени увлажнения.

Наибольший эффект использования изображения почв дости­гается в тех случаях, когда почвы залегают непосредственно на коренных породах или на их элювии. Наиболее часты пятнистые, точечные, полосчатые, прямолинейные, извилистые монотонные ри­сунки почв.

Солончаковые почвы имеют обычно неровную пятнистую ок­раску; загипсованные и соленосные породы покрываются светлы­ми неровными полосами, вытянутыми вдоль долин и водораздель­ных гряд. Своеобразный точечный или волнистый рисунок образу­ют песчанистые почвы, развитые на дюнных песках и песчаных аллювиальных шлейфах. На делювиально-пролювиальных образо­ваниях, лёссовидных и покровных суглинках развиваются почвы, дающие ровные монотонные изображения.

Степень увлажнения почв. Увлажнение почв прежде всего сказывается на характере травянистой растительности, что может служить важным дешифрировочным признаком в степных, полупустынных и пустынных зонах. Особенно большое значение этот дешифрировочный признак имеет при выявлении разрывных нарушений и других проницаемых участков в земной коре. Этим же целям могут служить и водные источники. По выходам послед­них нередко удается устанавливать положение поверхностей не­согласий, сместителей разрывов и иных структур.

Применение цветной и спектрозональной аэросъемок

Цветная фотография с наибольшей реальностью переда­ет цвет дневной поверхности Земли и окраску горных пород, явля­ющуюся в ряде случаев одним из основных геологических дешиф- рировочных признаков. Наилучшие результаты при дешифрирова­нии цветных аэроснимков дают крупномасштабные аэроснимки от 1 :25 ООО-до 1 : 3000.

Цветные аэроснимки имеют ряд несомненных преимуществ пе­ред черно-белыми. Особенно успешно применяется цветная аэро­съемка для районов с хорошей обнаженностью и наличием резко­го цветового контраста между разнородными и ярко окрашенными горными породами, а также для районов развития рыхлых элюви­ально-делювиальных образований, если они сохраняют свойства коренных пород.

Как показывают наблюдения, горные породы на поверхности далеко не всегда имеют свой естественный цвет (т. е. их цвет в свежем изломе). Последний чаще характерен для осыпей на кру­тых склонах, состоящих из обломков со свежим изломом.

Коренные выходы горных пород нередко покрыты коркой за­гара красно-бурого, темно-бурого и даже черного цвета, которая часто маскирует их истинную, относительно более светлую окрас­ку. Такую же роль играют лишайники, развивающиеся на поверх­ности скальных выходов горных пород и имеющие яркие желтые, оранжевые и зеленовато-серые цвета.

К естественной окраске горных пород в условиях хорошей об­наженности почти всегда примешивается зеленый цвет произраста­ющей на их поверхности травянистой растительности (например, сизо-зеленый цвет полыни в степных районах), который также не­сколько искажает цвет горных пород на аэроснимках. Большое значение для резкости изображения на цветных аэроснимках име­ют масштаб съемки, размеры объектов, крутизна склонов рельефа. По мере уменьшения масштаба отличия и границы между отдель­ными неодинаково окрашенными горными породами постепенно исчезают.

Резкость цветного изображения возрастает с увеличением раз­меров объектов. Так, при масштабе 1:10 000 цветная аэросъемка будет иметь значительные преимущества перед черно-белой только в том случае, если мощность контрастно окрашенных пластов бу­дет не менее 20—30 м. Пестроцветные толщи, состоящие из раз­лично окрашенных маломощных пластов, имеют на цветных аэро­снимках общий преобладающий или суммарный цвет этих пород.

Цветные аэроснимки увеличивают эффективность геологическо­го дешифрирования при наличии в составе пород ярко окрашен­ных и хорошо обнаженных свит, пачек или достаточно мощных пластов, окраска которых сохраняется и может быть ррослежена по простиранию на значительные расстояния. Используя такую свиту, пачку или пласт в качестве «маркирующего горизонта», можно производить на цветных аэроснимках достаточно надежное дешифрирование геологических структур.

Для повышения контрастности изображения применяют спект- розональное фотографирование.

Успешные опыты применения спектрозональной аэросъемки: были, проведены при поисках зелено-серых меденосных песчани­ков, залегающих среди красноцветных верхнепалеозойских толщ Казахстана. В качестве позитивного материала при печатании со спектрозональных негативных пленок может быть использована и бумага для черно-белой печати.