ЛЕКЦИЯ 1
История развития геологической съемки и картографирования. Зарождение и этапы становления. Первые геологические карты в Западной Европе и России (XVII-XVIII вв.). Геологическая съемка горных округов в XIX в. (Д.И. Соколов, Г.П. Гельмерсен и др.). Роль А.П. Карпинского и И.М. Губкина в структурном картографировании. Современный этап в геологической картографии. Развитие геологической съемки и картографирования на территории Беларуси.
Первые сведения о характере поверхности Земли находятся в трудах древнегреческих ученых Геродота (ок.480-425гг. до н.э.) и Клавдия Птолемея (ок. 90-160 гг.). Элементы «геологических» карт в виде отметок местонахождения золоторудных разработок, изображенных на папирусе вXIIIвеке, найдены в Египте. Аналогичные археологические находки с пометками на берестовых свитках были зафиксированы на Урале. Известно, что в древней Греции составлялись схемы трасс проведения каналов с указанием мест распространения рыхлых, пористых и твердых пород.
Первые геологические карты в Западной Европе. В концеXVIвека Д.Оуэн показал на географической основе Ю.Уэльса выходы каменноугольных известняков в виде узкой полосы. Однако только вXVIIвеке геологами обращается внимание прослеживанию слоев горных пород и нанесение на карту границу распространения отдельных слоев. В этот период зарождается геологическая картография. Первая карта, на которой условными знаками изображалось распространения горных пород и минералов, составлена в 1644 г. Ж. Кулоном.
В конце 17 века английский геолог М. Листер предложил Британскому королевскому обществу составлять особый вид карт местности с указанием на них типов залегания горных пород, а в особых таблицах отображать последовательность напластования пород сверху вниз.
Карта Д. Аубрея этого же времени для Англии показывал выходы горных пород и минералов в красках. Это была эпоха, когда стали составляться примитивные геологические схемы. Она приурочена к периоду развития горного дела, географической картографии и первоначальных знаний в области минералогии.
Большое значение в развитии геологической картографии во второй половине XVIIвека имело зарождение принципов стратиграфии и структурной геологии.
Следующая эпоха развития геологического картографирования (XVIIIв) характеризовалась составлением карт с учетом данных изучения под микроскопом осадочных горных пород, причем тогда уже научились выявлять изменения этих пород, вызванные вулканизмом (М.В. Ломоносов, Г.В. Рихман, П.С.Паллас и др.). До серединыXVIIIвека в Англии, Франции и в России составлялись планы и схемы с показом на них выходов известных в то время минералов и горных пород, но без указания очертаний таких обнажений и без их взаимной увязки.
На более поздних картах выходы различных пород отмечались символами и известными знаками. Так, на карте, выполненной в 1782 г. Французским аббатом А. Палассу для Пиренеев (на 8 листах), породы и минералы уже обозначались символами и штрихами, а падение и простирание слоев указывались значками.
В конце XVIIIвека (начиная с 90-х годов) началась новая эпоха составления геологических карт в связи с применением палеонтологического метода, обеспечивающего возрастное расчленение горных пород, структурное изучение и картографирование, при выявлении временного и пространственного их взаимоотношения.
Отражением новой эпохи явилось составление геологических карт крупного масштаба англичанином В.Смитом (период 1796-1799гг.), руководившим работами по проведению каналов в некоторых районах Великобритании. Слои пород на них прослежены в стратиграфической последовательности, причем упомянуты заключенные в них окаменелости.
В 1799 г. Появилась (в рукописном виде), составленная Смитом, геологическая карта окрестностей г. Бата (Юго-Западная Англия). К карте прилагалась таблица последовательности слоев и заключенных в них ископаемых того же района. 32 года спустя Смит был отмечен геологической общественностью Англии как открыватель в английской геологии «последовательности и постоянства слоев», или стратиграфии. Геологическое картографирование явилось одновременно и методом, и стимулом стратиграфической классификации.
В 1812 г. В.Смитом была составлена знаменитая «Карта слоев Англии и Уэльса с частью Шотландии» в масштабе 5 миль в 1 дюйме (1:316 800). Карта вышла в свет в 1815 г. Карта сопровождалась объяснительным «мемуаром», в котором была дана таблица последовательности слоев и заключенных в них ископаемых для всей территории Англии и Уэльса.
В последующие годы (1815 – 1824гг.) Смит составляет и издает серию геологических карт различных графств Англии. К картам прилагаются геологические профили.
С развитием структурно-геологического изучения и картирования больших территорий связано учреждение в разных странах специальных геологических организаций, управлений по геологической съемке (с 1839г. – в Англии).
Развитие картографии в России.
В петровскую эпоху (конец XVIIи началоXVIIIвеков) в связи с особым расцветом горного дела в России были составлены карты со структурными геологическими обозначениями и указанием форм залегания полезных ископаемых. Созданные ПетромI«Приказ рудных дел» (1700 г.) и позднее «Бергколлегия» (1718 г.) являлись учреждениями, которые издавали инструкции для проведения поисковых и разведочных работ. Это привело к быстрому накоплению опыта по структурному изучению территорий и составлению карт.
Знаменательный период развития геологической мысли и методов структурного изучения связан с деятельностью М.В.Ломоносова. Его труды, написанные в XVIIIвеке – «О слоях земных», «Слово о рождении металлов от трясения Земли» и другие своей глубиной и обоснованностью выводов на многие десятилетия опередили более поздние высказывания европейских ученых. М.В.Ломоносов с предельной ясностью высказал мысль о развитии геологических процессов, подчеркивал важность исследования взаимосвязи различных явлений природы, явился основоположником учения о строении Земной коры.
Во многих работах В.М.Ломоносова даются указания на необходимость комплексных геологических наблюдений и изучение элементов структурной геологии с целью поисков полезных ископаемых. В книге «О слоях земных» он описывает методы изучения структурных форм в природных условиях, рекомендуя пользоваться горным компасом.
В начале XVIIIвека в России начали создаваться горные школы во многих горнозаводских округах России, в которых преподавались дисциплины, содержащие основы геокартирования. В 1774 г. Было открыть первое высшее горное училище в Петербурге, впоследствии преобразованные в Гонный институт (ныне Санкт-Петербургский горный институт). Подготовка горных инженеров привела к широкому развитию структурного геологического изучения территории России и высокой технике составления геологических карт.
Во второй половине XVIIIвека были организованы большие академические экспедиции по изучению многих регионов России. Они возглавлялись выдающимися учеными, продолжателями идей М.в.Ломоносова. С.П.Крашенинниковым составлены геологические карты со структурным анализом для Камчатки. Чертеж рудников Нерчинских заводов был составлен Н. Клюпиным (1740г.). На этих и последующих картах распространение слоев на поверхности уже показывалось на основании прослеживания их по простиранию.
В начале XIXвека для расчленения толщ горных пород внедряются не только петрографические, но и палеонтологические и стратиграфические методы расчленения толщ пород. Геологические карты того времени составлялись уже с обозначением на них геологических границ и подразделений слоев по возоасту.
Вопросами геологического кортографирования стали серьезно заниматься в России уже с 30-х годов XIXвека. Обычно сначала проводились съемка наиболее перспективных районов. При этом предусматривалось попутное составление общих геологических карт каждого горного округа. В дальнейшем они должны были послужить исходным материалом для капитальной сводки по геологии Росси.
Большое внимание первым геологосъемочным работам уделял профессор Института корпуса горных инженеров (Ныне Санкт-Петербургский горный институт) Дмитрий Иванович Соколов. В те годы (30-е) название “геологическая карта” не употреблялась, а вместо него применялся термин “петрографическая” или “геогностическая”. Д.И.Соколов развивал свои идеи о составлении сводок по крупным регионам, основой для чего должны послужить геологические карты отдельных участков:
“Карты сии, по присылке в Петербург, могли бы очень облегчить сочинение общей Петрографической карты Урала. А если бы усилить деятельность геогностических партий в горах Алтайских и Нерчинских, то через несколько лет можно бы было сотвавить общую геогностическую карту всей Сибири…(Соколов, 1834).
Первый опыт составления сводной геологическойкарты на основании карт отдельных горных округов был осуществлен Григорием Петровичем Гельмерсеном, опубликовавшим свою “Генеральную карту горных формаций Европеской России” в 1841 г. Г.П.Гельмерсен в то время преподавал в Горном институте и в конце 30-х годов участвовал в рецензировании присылавшихся карт (совместно с Д.И.Соколовым). Несмотря на мелкий масштаб и чрезвычайную схематичность, карта эта, безусловно, представляла значительную ценность для своего времени.
В эти же годы Г.П.Гельмерсеном и А.К. Мейендорфом была составлена геологическая карта Урала. На этой карте, как и на геологической карте Европейской России осадочные и изверженные породы показываются известными знаками. Карты сопровождались геологическими разрезами.
В 1840г. по приглашению царского правительства в Россию приехали весьма известные в те годы английский геолог Родерик Импи Мурчисон и французский палеонтолог Эдуард Вернейль. Этим ученым, совместно с русским геологом Александром Андреевичем Кейзерлингом был обобщен обширный геологический материал, накопленный к тому времени в горных округах, особенно в результате геолого-съемочных работ. Итогом деятельности этих исследователей явился совместный капитальный труд “Геологическое описание России и хребта Уральского”.
В XIXвеке в Российской империи геологические карты составлялись в масштабах: 20-верстная карта, 10-верстная и др. (табл. 1). Подобный переченьмасштабов карт применялся и в началеXXстолетия.
Таблица 1.
Перечень масштабов карт, составлявшихся в Российской империи
и Белорусских губерниях в XIXи началеXXстолетий.
|
Одноверстная карта |
В одном дюйме 1 верста, или 1:42 000 (в современном масштабе) |
|
Двухверстная карта |
В одном дюйме 2 версты, или 1:84000 (в современном масштабе) |
|
Трехверстная карта |
1:125000 |
|
5-верстная карта |
1:210000 |
|
10-верстная карта |
1:420000 |
|
20-верстная карта |
1:840000 |
Дюйм, единица длины в системе английских мер, 1Д.= 0,025 м = 2,5 см
Верста, русская мера длины, равная 1,06 км, до 18 века 2,13 км.
В связи в расширением геологических работ и важными практическими и научными открытиями геологов в ряде стран было предложено организовать Международный геологический конгресс (МГК). Первая сессия МГК проведена в Париже в 1878 г. На второй сессии МГК, состоявшейся в 1881 г. В Болонье, были введены известные теперь геохронологические подразделения и выработаны условные знаки, которые совершенствуются до настоящего времени. В январе 1882 г. в системе Горного ведомства был создан Геологический комитет – первое специальное государственное геологическое учреждение России. Комитету предавалось руководство всеми геологическими работами и , в частности, геологической съемкой.
После М.В.Ломоносова наиболее выдающейся фигурой в отечественной геологии был А.П Карпинский. Им заложено структурное направление в изучении коры территории России. А.П. Карпинский показал, что для выяснения закономерностей распространения полезных ископаемых необходимо кроме обычных геологических карт составлять карты, на которых показано развитие структурных форм в их историческом порядке.
В начале XXвека была организована геологическая съемка европейской части России в масштабе 1:420 00, а в последующем, по мере роста горнодобывающей промышленности и строительства железных дорог, началось широкое развитие геологических исследований на востоке России. Большое внимание было обращено на составление полноценных детальных карт горнодобывающих районов (карты Донбасса, Апшеронского полуострова и др.).
Для выяснения нефтяных залежей в Майкопском районе академиком И.М.Губкиным применена совершенная методика составления структурных карт. Лишь около 13% площади России было заснять в разных масштабах. 70% площади государства были абсолютно не исследованы и оставались белым пятном на геологической карте.
________________________________________
1.Александр Петрович Карпинский (1847 – 1936).
С 1920 г. начинают издаваться сводные геологические карты крупных районов, а в 1922 г. Появилась сводная геологическая карта территории СССР в масштабе 250 верст в 1 дюйме (1:10 500 000), однако на ней было много “белых пятен”.
В 20-х годах XXстолетия разрабатываются методики картографирования магматических и метаморфических пород, а также четвертичных отложений. В это время была применена методика изучения геологического строения по материалам аэрофотосъемок и путем аэровизуальных наблюдений.
В 1931 г. В.А.Обручев издает капитальное руководство по структурному изучению и методике геологической съемки “Полевую геологию” в двух томах, которая была в то время настольной книгой каждого геолога.
В 1937 г. в Москве проходили заседания XVIIсессии Международного геологического конгресса под председательством академика И.М.Губкина. К сессии конгресса под редакцией Д.В.Наливкина была издана геологическая карта СССР в масштабе 1:5 000 000.
В 1939 г. под редакцией академика Д.В.Наливкина вышла в свет сводная геологическая карта ССР в масштабе 1:2 000 000 на 32 листах. Общая геологическая изученность территории СССР к 1941 г. достигла почти 66%.
Весь бывший Советский Союз перекрывался 177 листами топографических карт масштаба 1 000 000. К 1947 г. было составлено 97 листов геологической карты данного масштаба. А почти через 10 лет в 1958 г.вся территория СССР была закартирована в масштабе 1:1 000 000. В 1953 г. вышла в свет книга В.А.Апродова “Геологическое картирование”.
Большим событием 50-х годов явилось издание первой “Тектонической карты СССР” в масштабе 1:4 000 000, составленной коллективом геологов под редакцией Н.С.Шатского. В 1956 г. В новом издании выходит аналогичная тектоническая карта в масштабе 1:5 000 000 и целый ряд новых карт отдельных регионов.
В 1960 г. в Копенгагене состоялась XXIсессия Международного геологического конгресса, на котором демонстрировались “Тектоническая карта СССР” (редактор Н.С.Шатский), “Тектоническая карта северного арктического бассейна” (релактор Ю.М.Пущаровский) и “Карта неотектоники СССР” (редакторы Н.И.Николаев и С.С.Шульц). Карты получили высокую оценку конгресса.
Важную роль в развитии геологического картирования сыграли труды Ю.А,Косыгина, М.В.Муратова, Ю.М.Пущаровского, А.Л.Яшина, В.Е.Хаина, Г.Д.Ажгирея и многих других ученых в области структурной геологии, геотектоники.
Наиболее значительную роль в отечественной картографии и развитии структурного изучения земной коры сыграла изданная в 1966 г. “Тектоническая карта Евразии” масштаба 1:5 000 000 с объяснительной запиской к ней (редактор академик А.Л.Яншин). Авторы по-новому подошли к освещению теконики материка и впервые расчленили на геотектонические элементы обширную площадь акватории прилегающих океанов.