Структурная геология и геокартирование
Геологические карты, их типы и масштабы. Виды маршрутов при геологической съемке. Формы залегания осадочных пород. Определение глубины залегания пласта. Геологические условия образования складок. Особенности наземных и подводных вулканических образований.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.10.2024 |
| Размер файла | 158,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Образования внутри слоя
Внутри породы могут находиться конкреции - включения и стяжения неорганического вещества шарообразной или эллипсоидальной формы. Конкреции могут образоваться одновременно с породой или после образования породы за счет геохимических процессов. Конкреции могут состоять из кальцита, кремнезема, пирита, марказита, гипса, барита, окислов марганца и др.
Секреции ? кристаллические или коллоидные вещества, выполняющие минеральные пустоты на внутренних сторонах пород. Заполнение происходит от периферии к центру путем отложения вещества на стенках пустот. Секреции могут быть концентрического строения. Это могут быть миндалины (небольших размеров) или жеоды ? крупные частично заполненные секреции.
Наиболее крупными особыми формами залегания осадочных пород являются биогермы. Биогермы характерны для области шельфа, где особенно большое значение приобретают донные организмы, извлекающие из морской воды карбонаты и часто образующие на дне мощные скопления.
Биогерм - холм, известковый нарост на дне водоема, образованный прикрепленными организмами, отлагающими известь и сохраняющими после отмирания прижизненное положение. Они образуются кораллами, мшанками, фораминиферами, губками, сине-зелеными и багряными водорослями.
Биостром - линза значительной протяженности, сложенная биогермными известняками. Они входят в состав рифов. Способны увеличиваться за счет задержки в своем скелете терригенного, пеплового и др. материала. Встречаются в морских и редко в пресноводных водоемах.
Область шельфа - место образования основной массы органических отложений. Это области мелководья, она хорошо прогревается и просвечивается и является благоприятной для развития организмов. Кораллы часто образуют коралловые рифы.
Типы рифов
1. Береговые - непосредственно примыкают к суше и являются продолжением берега под водой. Иногда имеют большое протяжение.
1. Барьерные - отделены от берега как бы каналом шириной от 40 до 100 км. Протягиваются параллельно берегу на сотни и даже тысячи км (в Австралии - 2400 км).
2. Коралловые острова - наиболее распространенный среди них - атоллы. Это кольцевые барьерные рифы, в середине которых находятся лагуны. Они сообщаются с открытым морем только во время приливов.
Коралловые рифы произрастают и развиваются в чистой воде при t не более 200С, глубине 40?50 м и в воде, насыщенной CaCО3. Соленость морской воды около 35 %,
В сооружении коралловых рифов кроме кораллов принимают участие фораминиферы, губки, моллюски, мшанки, археоцеаты, водоросли и др. организмы, заполняющие пустоты рифов. Мощные коралловые рифы образуются при опускании морского дна, причем скорость роста кораллов должна компенсировать опускания дна. При быстром погружении кораллы гибнут, и рост рифов прекращается.
Рифы - подводные или малоподнятые над уровнем водоема скалы. Рифы известны в ископаемом состоянии в различных по возрасту осадочных породах. Они образуют мощные неправильные линзы массивных плотных рифовых известняков, возвышающихся над окружающими одновозрастными отложениями, примыкающими к ним под углом 30-400. Пример: брахиоподово-мшанковые рифы Верхне-Чусовских городков.
Формы рифов: куполовидные, грибообразные. Массивные рифы - биогермы, слоистые - биостромы. Рифовые известняки обычно отличаются чистотой и повышенной способностью к перекристаллизации. Из-за этого кристаллическая структура рифов утрачивается и превращается в массивную. Иногда в массиве наблюдается грубая слоистость.
Рифы часто пористые и кавернозные. В некоторых случаях в погребенном состоянии они являются хорошим коллектором для воды, нефти, газа. Пример: в Предуральском прогибе в Ишимбаевском районе.
Рифы ? хороший эталон условий осадкообразования, поэтому изучение их важно для восстановления палеогеографических обстановок.
Взаимоотношения слоистых толщ. Трансгрессивное, регрессивное и ингрессивное залегание
При движениях земной коры происходит перераспределение суши и моря, а, следовательно, и перемещение береговых линий. По характеру связи между отдельными слоями и по отношению их к более древнему основанию выделяют 3 типа залегания: трансгрессивное, регрессивное и ингрессивное (миграционное).
Трансгрессивное залегание - залегание осадочных пород на размытой поверхности более древних пород, указывающее на наступление моря на сушу.
Трансгрессивное залегание формируется в результате накопления осадков в прогибе на фоне общего длительного опускания при последующем относительно быстром поднятии. Более молодые породы занимают большие площади.
При наступлении моря на сушу происходит перемещение осадочных фаций (обстановок осадконакопления) вслед за перемещением береговой линии. Разрез трансгрессивно залегающей толщи состоит из закономерно сменяющихся мелководных осадков на глубоководные. В основании трансгрессивной толщи накапливается базальный конгломерат.
Н. А. Головкиным в 1869 г были даны понятия стратиграфического и петрографического горизонта.
Стратиграфический горизонт - одновозрастная группа слоев различного состава, связанных постепенными переходами в горизонтальном направлении.
Петрографический горизонт - серия одинаковых по составу слоев, но разновозрастных по времени образования.
Регрессивное залегание - несогласное залегание пород, указывающее на отступание моря. Возникает при относительно быстром прогибании земной коры и при длительном последующем поднятии. Более молодые породы занимают меньшие площади.
Разрез регрессивно залегающих отложений характеризуется закономерным изменением фаций (обстановок осадконакопления) снизу вверх от глубоководных к мелководным. Регрессивный разрез сохраняется обычно хуже трансгрессивного. Верхняя часть разреза смывается отступающим морем.
Крупные вертикальные колебательные движения земной коры могут сопровождаться мелкими колебаниями небольшой амплитуды. В результате образуется сложная система соотношений литологических слоев.
Миграционное залегание указывает на перемещение фаций в одном направлении и устанавливается лишь при региональных исследованиях. Оно образуется при неодинаково направленных вертикальных движениях земной коры в крыльях прогибов. Слои отступают с одной стороны прогиба и трансгрессивно ложатся на основание другой стороны. Комплекс имеет асимметричное строение.
Химические изменения в составе вод озерных и морских бассейнов (t воды, РН) вызывают выпадение осадков или прекращение образования определенных отложений, изменения в окраске осадков и т.д.
Образования ритмических толщ. Ритмическое строение - закономерное повторение в вертикальном разрезе комплексов слоев, построенных по одному и тому же типу.
Флиш ? наиболее характерная ритмическая толща ? многочисленное повторение ритмов. Каждый ритм состоит из нескольких разновидностей слоев, отличающихся литологическими свойствами (песчаный, алевритовый, глинистый слои). Мощность ритма может быть различной. Каждый ритм в подошве и кровле отделяется от соседних по вертикали ритмов поверхностью явного или скрытого размыва. Флиш ? результат пульсирующего изменения физико-географических условий.
По соотношению скоростей прогибания и образования осадков осадконакопление может быть компенсированным и некомпенсированным.
При компенсированном осадконакоплении скорость прогибания земной коры соответствует скорости осадконакопления. При этом уровень дна бассейна остается более или менее постоянным. В результате могут образоваться мощные толщи осадков одной формации. Пример - угленосная формация Донбасса. Каменноугольные отложения здесь имеют мощность более 10 км, состоят из песчаников, чередующихся с аргиллитами, известняками с остатками морской фауны и каменноугольными углями. Пласты каменного угля (их более 200) образовались в прибрежных и континентальных условиях. Следовательно, территория Донбасса была то сушей, то морем. Отсутствие в разрезе глубоководных образований говорит о том, что поверхность накопления осадков испытывала незначительные колебания, оказываясь то выше, то ниже уровня моря. Очевидно, что 10-километровое прогибание земной коры было компенсировано осадочным материалом.
Другой пример - соленакопление в заливе Кара-Богаз-Гол. Для поддержания непрерывного процесса выпадения солей (их более сотни метров) необходимо полное соответствие между мощностью выпавшего осадка и величиной прогибания залива. Доступ морской воды в залив должен компенсировать количество влаги, испаряющейся в заливе.
При некомпенсированном осадконакоплении возникают открытые глубокие водоемы.
При положительных вертикальных движениях образуются поднятия, являющиеся областями сноса обломочного материала. Таким образом, движения земной коры обусловливают распределение в пространстве областей сноса и осадконакопления, а также фаций осадочных образований и их мощностей.
Наклонное (моноклинальное) залегание горных пород
Моноклинальное залегание пород является вторичной формой залегания. Слои на обширных пространствах наклонены в одном направлении. Моноклинальное залегание пород можно наблюдать, например, в верхнеюрских, меловых и палеогеновых отложениях Крыма и Северного Кавказа, углы падения достигают 300.
Моноклинальное залегание представляет собой простейший случай наклонного залегания и характеризуется одинаковым наклоном и одинаковым углом падения в пределах участка. Углы падения измеряются от первых градусов до 900.
Моноклинальное залегание характеризуется (определяется) элементами залегания.
Линия простирания - линия пересечения поверхности напластования с горизонтальной плоскостью. Это любая горизонтальная линия, лежащая на поверхности слоя.
Линия падения - перпендикуляр к линии простирания, проведенный вниз по уклону наклонной поверхности.
Линия восстания - перпендикуляр к линии простирания, проведенный вверх по уклону наклонной поверхности.
Угол падения - вертикальный угол между линией падения и её проекцией на горизонтальную плоскость. Он может принимать значения от 00 до 900.
Азимут простирания - правый векториальный угол на горизонтальной плоскости между линией простирания и меридианом (направлением на север).
Вертикальное залегание характеризуется только азимутом простирания и углом паления 900;
Горизонтальное залегание - углом 00.
Элементы залегания измеряются прямым способом (горным компасом); графическим способом или по формулам.
Мощности наклонно залегающего пласта:
истинная, произвольная (в том числе вертикальная и горизонтальная), видимая (замеренная в обнажении).
Ширина выхода наклонно залегающего слоя зависит:
1) от истинной мощности (прямая зависимость);
2) от угла падения (обратная зависимость);
3) от соотношения падения склона и слоя (меньше при падении в разные стороны).
Нанесение полного выхода наклонного пласта на геологическую карту
На геологической карте наклонные пласты изображаются в виде полос, границы которых - проекции выходов кровли и подошвы на горизонтальную плоскость. Полосы расположены под углом к горизонталям. Форма и ширина полос зависит от рельефа и угла наклона пласта.
Наиболее простой способ построения выхода пласта состоит в использовании изогипс поверхностей напластования.
Изогипса - линия простирания поверхности напластования с определенной абсолютной отметкой. Изогипса - это линия, соединяющая точки поверхности с одинаковыми абсолютными отметками.
Величина заложения - проекция на горизонтальную плоскость расстояния между двумя соседними изогипсами. Величина заложения (а) зависит от угла падения пласта и от сечения изогипс.
Для построения линии выхода по известным элементам залегания, замеренным в какой-либо точке, нужно:
1. Отложить в этой точке азимут падения;
2. От полученной линии падения в любую сторону построить угол падения;
3. Перпендикулярно линии падения в данной точке провести через всю карту линию простирания.
4. Параллельно линии простирания проводятся изогипсы. Расстояние между изогипсами равно величине заложения, определенной по формуле или графически.
5. Для построения линии выхода пласта (кровли или подошвы) находим точки пересечения одноименных горизонталей и изогипс.
6. Соединяем точки пересечения плавной линией. Правило: эту линию нельзя проводить не через точки пересечения; этой линией нельзя пересекать в отдельности ни горизонталь, ни изогипсу.
7. Для проведения линии выхода другой поверхности пласта (кровли или подошвы) используем эти же изогипсы, но с абсолютными отметками, отличающимися на величину вертикальной мощности пласта.
Способ построения выхода пласта по замеру элементов залегания в одной точке в практической работе используется редко: если отдельные участки местности заболочены, залесны или покрыты мощными Q отложениями при условии моноклинального залегания пород.
Определение глубины залегания пласта в данной точке
Если отметки изогипс больше отметок рельефа - пласт размыт.
Если отметки изогипс меньше отметок рельефа - пласт находится на глубине. Для определения глубины залегания пласта из отметки горизонтали вычитаем отметку изогипсы в этой точке.
Н = Арельефа - Аизогипсы
При равенстве отметок изогипс и горизонталей пласт выходит на поверхность ? это обнажение.
При нанесении выхода поверхности напластования с изменяющимися элементами залегания применяют два способа: 1) метод сглаженных линий; 2) метод прямых отрезков. Предпочтение отдается плавным кривым линиям.
Определение мощности пласта по карте с горизонталями
На линии выхода кровли или подошвы пласта отыскиваем две точки с одинаковыми абсолютными отметками. Соединяя эти точки, получаем изогипсу - линию с равными отметками. Продолжаем изогипсу до пресечения линией выхода другой поверхности пласта (кровли или подошвы). Разница в отметках кровли и подошвы дает вертикальную мощность пласта.
Определение направления падения плата по карте без построения изогипс
Нормально залегающие моноклинальные пласты всегда падают в сторону более молодых пород.
Понятие о пластовых треугольниках (пластовых фигурах)
В местах перегиба (расчленения) рельефа линии выхода пласта делают изгиб с резко выраженным углом, напоминающим треугольник или трапецию. Пластовые фигуры (треугольники или трапеции) позволяют легко определить направление падения пласта и угол падения слоев.
Правило пластовых треугольников: Слой падает в ту сторону, куда направлена вершина угла в самой низкой точке рельефа (в долине реки). В самой высокой точке рельефа (на водоразделе) направление падения пласта противоположно направлению вершины угла треугольника.
Исключение составляет случай, когда слой и пласт падают в одну сторону и угол падения пласта меньше угла падения склона. В этом случае правило действует наоборот.
Величина и форма привершинного угла, указывающего направление падения в пластовых треугольниках, зависит от наклона слоев и формы рельефа. При вертикальном падении слой выходит на поверхность в виде прямой линии. При крутом залегании угол треугольника окажется тупым. При уменьшении угла наклона пласта угол станет острым. Однако необходимо помнить, что пластовыми треугольниками можно пользоваться при углах падения слоя больше падения угла склона. Если угол падения плата меньше угла падения склона, то пластовые треугольники будут показывать обратную картину.
Осложненное наклонное залегание
Моноклинальное залегание слоев может быть осложнено флексурами, структурными террасами и структурными носами.
Структурный нос - короткий по простиранию и узкий по падению выпуклый выступ на склоне моноклинали. То же, но вогнутой формы - структурная впадина.
Структурная терраса (ступень) - ступенчатый изгиб слоев на моноклинали, характеризующийся большой протяженность по простиранию и узкий по падению.
Флексура - тектоническая форма залегания в виде коленообразного изгиба пластов с резким уменьшением их мощности и увеличением углов падения пород в этом месте без разрыва сплошности пласта. По характеру изгиба (залегания пород на крыльях) могут быть выделены:
1) нормальная или вертикальная флексура;
2) горизонтальная флексура (изгиб выражен на горизонтальной плоскости).
Флексуры могут быть согласными и несогласными. Они широко развиты в осадочном чехле платформ. Длина их может достигать десятков километров, а вертикальная амплитуда - десятков и сотен метров.
Флексуры могут формироваться одновременно с осадконакоплением (конседиментационно). Такие флексуры характеризуются резким различием мощностей и фаций на их крыльях. На опущенном крыле в этом случае отмечаются более полные стратиграфические разрезы с наибольшими мощностями и тонкообломочными осадками (фациями). На смыкающем крыле мощности пород наименьшие, отдельные части стратиграфического разреза на нем отсутствуют. На высоком крыле развиты осадки грубообломочные, мощности осадков меньше, чем на опущенном крыле.
Постседиментационные флексуры не имеют различий в мощности и фациях на крыльях. На глубине смыкающие крылья флексур нередко осложняются разрывами.
Складчатые формы залегания слоев
Складчатое залегание - такое залегание горных пород, при котором пласты выведены из первоначального горизонтального положения и смяты с различной интенсивностью.
Складки - волнообразные изгибы слоистых толщ, образующиеся при пластических деформациях горных пород.
Складка не бесконечна, она плавно переходит в другую складку или сливается не недислоцированными породами. В обнажении обычно наблюдаются поперечные или косые разрезы складок.
Площадь серии пород, смятых в складки, значительно меньше первоначальной.
Антиклинальные складки ? изгибы слоев, в центральных частях которых (в ядрах) располагаются относительно более древние породы. Антиклиналь - выпуклый прогиб.
Синклинали - вогнутые прогибы; центральные части сложены более молодыми породами.
Элементы складок
Крылья складок - боковые части складок, где элементы залегания более или менее постоянны.
Замок - часть складки, где одно крыло переходит в другое. Замок антиклинали называют сводом, синклинали - мульдой.
Угол складки ? угол, образованный линиями продолжений крыльев складки.
Осевая поверхность - поверхность, делящая складку на две относительно равные части. Она проходит вдоль длинной оси складки.
Шарнир - линия, образованная пересечением осевой поверхности с поверхностью пласта. Каждая поверхность пласта или слоя в складке имеет свой шарнир. В антиклинальной складке шарнир воздымается от периферии к центру, а затем погружается. В синклинали - обратное явление. Такое погружение и воздымание называется ундуляцией шарнира.
В центральных частях складок шарниры горизонтальны, при этом границы пластов (крыльев) должны быть параллельны друг другу.
На замыканиях антиклинали шарнир погружается, у синклинали ? воздымается. На этих участках можно замерить азимут и угол погружения шарнира. У антиклиналей замыкание называется периклинальным окончанием, у синклиналей - центриклинальным окончанием.
Существует правило шарнира: если шарнир не горизонтален, то он всегда погружается в сторону молодых пород.
Ось складки - линия, образованная пересечением осевой поверхности с горизонтальной плоскостью. Осей в складке может быть бесконечное множество.
При вертикальном положении осевой поверхности оси и шарниры в плане будут совпадать. При наклонном положении они будут занимать различное положение для разных поверхностей напластования. Положение оси складки определяется ее азимутом простирания.
Ядро складки - внутренняя часть складки, заключенная между выходами одного и того же пласта. Ядро выделяется в складке условно. Величина его зависит от того, какой пласт принимают за исходный. Часто ядром считают только тот пласт, который занимает центральную часть складки.
Антиклинали и синклинали часто сопряжены друг с другом, образуя двойные или полные складки.
Свод - наиболее поднятая часть складки.
Мульда - наиболее пущенная часть складки.
Гребневая поверхность складки соединяет самые высокие точки в складке. Гребень - линия пересечения гребневой поверхности с поверхностью пласта.
Шарниры и гребни могут иногда совпадать друг с другом. Определение гребневой линии важно при изучении наклонных и опрокинутых складок, содержащих жидкие и газообразные полезные ископаемые. Нефть и газ часто находятся в наиболее возвышенных частях складок.
Размеры складок характеризуются длиной, шириной и высотой. Размеры складок - величины непостоянные и зависят от глубины эрозионного среза. Длина и ширина складок обычно замеряется на геологической карте, причем необходимо указывать, по какой поверхности напластования произведен замер.
Длина складки - расстояние (вдоль оси) между точками погружения (выхода) шарнира по одному и тому же стратиграфическому горизонту складки. Длина ? расстояние вдоль длинной оси сладки между центральными частями смежных синклиналей или антиклиналей.
Ширина складки - расстояние между осями двух смежных антиклиналей или синклиналей.
Высота складки - расстояние между самой высокой и самой низкой точками одной и той же поверхности в полных складках, замеренное параллельно осевой поверхности.
Морфологическая классификация складок
По положению осевой поверхности:
1) нормальные или вертикальные или прямые;
2) наклонные;
3) опрокинутые;
4) горизонтальные (лежачие);
5) перевернутые (ныряющие)..
По поперечному сечению: симметричные и асимметричные.
Симметричные складки лучше определять по зеркалу складчатости - поверхности, касательной к шарнирам антиклиналей и синклиналей в одном и том же слое. Симметричной (прямой) следует называть складку, осевая поверхность которой перпендикулярна зеркалу складчатости, независимо от наклона складки к горизонту.
По расположению крыльев относительно осевой поверхности:
а) изоклинальные - крылья параллельны друг другу и осевой поверхности;
б) простые или нормальные - крылья падают в разные стороны от осевой поверхности;
в) веерообразные - с обратным наклоном крыльев.
Все эти типы складок (а?в) могут быть косыми, опрокинутыми, лежачими и перевернутыми
г) чешуйчатые - нередко развиваются из антиклинальных складок, когда при усилении бокового давления мощности осадков на крыльях уплотняются и происходит разрыв крыла со смещением.
По углу при вершине складок (по форме залегания):
1) остроугольные, острые;
2) тупоугольные, тупые;
2-а) прямоугольные;
3) сундучные или коробчатые с плоскими замками и крупными крыльями;
4) гребневидные;
5) веерообразные
По форме в плане:
1) купола или чаши - отношение ширина и длины складки 1:1 или 1:2;
(куполовидные или чашеобразные);
2) брахискладки - отношение от 1:2 до 1:5 - 1:7 и даже до 1:10;
3) линейные, цилиндрические - отношение > 1:5 - 1:10.
По соотношению мощностей слоев в замках и на крыльях:
1) параллельные (концентрические) - мощность повсюду одинакова; у концентрических антиклинальных складок по мере углубления в более древние слои крутизна склонов увеличивается, ядро становится суженным.
2) подобные - утолщение слоев в замках синклиналей и антиклиналей. Форма замка с глубиной не меняется.
3) диапировые? мощность уменьшается в сводах антиклиналей, вплоть до полного выклинивания. Такое же поведение мощности слоев наблюдается в том случае, когда осадок отлагается на неровную поверхность водного бассейна (плащеобразное облекание). Диапировые складки имеют большое значение как нефте- и газоносные структуры.
Диапировые складки или складки с ядрами протыкания широко распространены в областях с ненарушенным залеганием пород, особенно в наиболее глубоких впадинах (синеклизах) платформ, например, в Прикаспийской низменности и Днепрово-Донецкой антеклизе. При образовании диапировых складок происходит процесс нагнетания в ядра антиклинальных складок пластичного материала какой-либо толщи (каменной соли, гипса, ангидрита, иногда пластичных глин). Этот материал отжимается из соседних антиклиналей. Затем происходит протыкание пластичного ядра вышележащей толщи.
В строении ядра диапировой складки и вмещающих пород наблюдается резкое различие. Ядро имеет черты активного перемещения слагающих его пластичных масс вверх. Структура вмещающих пород отражает пассивное приспособление к движению диапирового ядра. Вмещающие породы на контакте с ядром нередко раздроблены и срезаны пластичными породами ядра. Вблизи контакта они имеют крутое залегание, часто поставлены на голову или запрокинуты, в них развиваются многочисленные разрывные нарушения, зоны дробления. Эти нарушения быстро затухают по мере удаления от ядра.
Если ядро выходит на поверхность Земли, соляной купол называется открытым, если нет - закрытым (криптодиапир). В сводовых частях диапировых куполов нередко происходит интенсивное дробление и проседание. В результате в плане они приобретают вид разбитой тарелки. Внутренняя структура сложная: пластичные породы ядра смяты в узкие сжатые складки, образующиеся при течении вещества. На поверхности соляных куполов развивается так называемая «соляная шляпа» (кепрок). Она представляет собой глинистую массу, вымытую из растворенных соленосных отложений под действием проникающих поверхностных вод и оставшуюся на месте. Мощность соляной шляпы может достигать нескольких десятков метров. В рельефе такие складки обычно выражены сильно заболоченными и закарстованными низинами.
Гипотезы образования диапировых складок
А.Д. Архангельский, Н.М. Страхов, Т. Штилле и др: образование диапиров связано с действием тектонических сил.
А.А. Богданов - причина образования диапиров ? гравитационое давление.
Ю.А. Косыгин рост диапировых куполов объясняет различием в плотности солей (2,15 г/см3) и вмещающих пород (2,3-2,4 г/см3). Соль как бы «всплывает» вверх под действием разницы давлений в своде и на крыльях.
Глиняные диапиры распространены на Керченском, Таманском и Апшеронском районах. На Керченском и Таманском полуостровах к глиняным диапирам приурочены ядра действующих вулканов. Они возникают там, где к наиболее поднятым и разрыхленным породам подходит поток воды, газа. Может образовываться огненный столб высотой до 300 м. После извержения образуются конусы (И. М. Губкин).
Геологические условия образования складок
В зависимости от глубины формирования складок они подразделяются на поверхностные и глубинные.
Поверхностные - (покровные, складки осадочного чехла) - развиваются в верхних зонах земной коры. При их образовании не происходит существенных изменений в первоначальном составе пород (без перекристаллизации).
Образование поверхностных складок
Складки регионального смятия (общего смятия - по В. В. Белоусову). Образуются при продольном изгибе (параллельно поверхности напластования) под влиянием сил, направленных параллельно поверхности Земли. Особенно благоприятны соприкосновения массивов древних кристаллических пород с относительно более молодыми геосинклинальными толщами. Для них характерны линейные симметричные и асимметричные структуры с общей ориентировкой осей. (пример: в палеозое Урала и Тянь-Шаня).
Складки облекания (по Белоусову - глыбовые складки, по Г. Д. Ажгирею - складки растяжения) - поперечные изгибы в верхнем структурном этаже (осадочном чехле). Они образуются при глыбовых перемещениях нижнего структурного этажа - фундамента. Силы смятия направлены преимущественно вверх.
Глыбовые складки развиваются из складок облекания, когда разрывы, по которым перемещаются блоки фундамента, проникают в осадочный чехол и достигают земной поверхности. Возникают чередующиеся антиклинальные и синклинальные складки, разделенные продольными разрывами с уплощенными или плоскими замками и сравнительно крутыми крыльями. Такие складки называются горст-антиклиналями и грабен-синклиналями.
Складки гравитационного скольжения образуются на склонах поднятий под действием гравитационных сил. Подстилающие породы часто пластичные. Складкам свойственны наклонные, опрокинутые и лежачие формы, осложненные надвигами. Ориентировка осей складок параллельна наиболее прогнутым частям впадины.
Приразрывные складки. При перемещении пород вверх по взбросам и надвигам в лежачем крыле под давлением висячего крыла образуются складки продольного изгиба. Наиболее благоприятны разрывы с углом сместителя 40?600, вблизи них возникают складки, ориентированные параллельно разрыву, при удалении от разрыва складки затухают.
Складки, связанные с внедрением интрузий. Вблизи контактов многих интрузивных массивов наблюдаются складки продольного, реже поперечного изгиба. Оси складок обычно ориентированы согласно контурам интрузивов. Образование складок следует связывать с движением магмы при ее продвижении в верхние части земной коры. Ширина смятых в складки пород обычно составляет сотни метров. Пример: смятия у контактов MZ и KZ интрузий Крыма и Кавказа. При вулканической деятельности вокруг вулканов возникают крупные округлые и овальные мульды, образующиеся в результате погружения или обрушения вулканических аппаратов в полости, прежде занятые магмой.
Генетическая классификация складок
Единой общепринятой генетической классификации складок не существует.
По времени проявления складчатости (по отношению к осадкообразованию) выделяют:
Конседиментационные складки образуются одновременно с осадконакоплением. Для них характерно:
1) уменьшение мощности слоев в сводах положительных структур (вплоть до выклинивания);
2) постоянное увеличение углов падения на крыльях положительных структур на более низких стратиграфических горизонтах;
3) более грубозернистые осадки на крыльях положительных структур.
Конседиментационная складчатость дает сравнительно простые формы складок и наиболее часто встречается на платформах. В плане такие складки обычно в виде куполов, реже - брахиформные. Замок часто имеет коробчатую форму.
Постседиментационные складки образуются после накопления осадков. Они развиваются в отложениях, деформированных конседиментационной складчатостью, либо не затронутых ею. При этом породы часто претерпевают метаморфизм. Эта складчатость отличается сложностью и многообразием форм и характерна для складчатых областей.
Системы складок. Сочетания складок
Одиночные складки встречаются редко. Обычно складки группируются в складчатые комплексы или серии. Складчатые комплексы по интенсивности смятия пластов могут быть простыми и сложными.
Простые (гармоничные) складчатые комплексы состоят из складок, где пласты согласно смяты во всей системе. Такая складчатость образуется при смятии однородных по плотности слоев.
Сложные (разнородносмятые) складки или дисгармоничная складчатость образуется при смятии пластов с неодинаковой вязкостью (жесткостью). При этом жесткие породы сминаются в простые складки больших размеров, а пластичные, кроме того, еще и в сложные мелкие складки (складки высших порядков). Эти складки высших порядков называются складки волочения. Складчатость наиболее интенсивна в пластичных породах, зажатых между двумя жесткими пластами.
При дальнейшем возрастании давления породы начинают разрушаться, и глинистый материал начинает проникать в трещины жестких пород. Раздвинутые таким образом участки малоподатливых пород называют будинами, а процесс их образования - будинаж.
Взаимное расположение осей складок в складчатых комплексах:
1) цепочкообразное;
2) взаимопараллельное;
3) кулисообразное (каждая последующая складка вытянута в том же направлении, но на большую длину, чем предыдущая (западный склон Ю. Урала);
4) миндалевидное - разветвление осей складок и соединение их через некоторое расстояние;
5) виргация (ответвление) - расхождение пучка складок или отделение единичных складок при погружении складчатой зоны и затихании складчатости. Это распад крупной складки на ряд более мелких складок с постепенным затуханием. Виргация характерна для крупных складчатых структур (Памир, Тянь-Шань и др.).
В складчатых областях наиболее крупными складками (мегаскладками) являются антиклинории и синклинории.
Антиклинорий - крупная антиклинальная структура, осложненная на крыльях складками высших порядков (II, III и т.д.). Осевые поверхности наклонены к центру крупной складки (т.е. в сторону главной осевой поверхности).
Синклинорий - крупная синклинальная складка, осложненная на крыльях складками высших порядков (II, III и т.д.).
Антиклинории и синклинории имеют протяженность до нескольких сотен км при ширине до нескольких десятков км.
Мезоскладки - протяженность до десятков км, при ширине первые км.
На платформах наиболее крупными структурами являются щиты и плиты.
Щиты - части платформ, складчатое основание которых отличается относительно высоким положением, так что на щитах часто отсутствует осадочный покров или он малой мощности.
Плиты - отрицательные тектонические структуры с большой мощностью осадочного чехла.
Структуры второго порядка, осложняющие плиты и щиты - синеклизы и антеклизы. Они имеют значительные размеры, протяженность до сотен километров, в поперечнике до сотни км.
Синеклиза - очень плоский прогиб, имеющий синклинальное строение с очень слабым падением слоев на крыльях (до 10). Образуются в связи с общим опусканием кристаллического фундамента платформ (Прикаспийская, Московская).
Антеклиза - пологое поднятие, имеющее форму свода (Воронежская, Белорусская).
Крылья антеклиз и синеклиз осложняются сводами, впадинами и др.
Разрывные нарушения. Трещины
Разрывные нарушения делятся на две большие группы.
1 - трещины - разрывы, перемещения блоков по которым имеют незначительную величину или их нет. Трещины ? диаклазы.
2. Разрывы с заметным перемещением блоков - параклазы.
Трещины могут возникнуть в любых породах. Ориентировка их зависит от характера внешнего воздействия, температуры, давления, состава породы.
Совокупность трещин в породе называется трещиноватостью. Трещины близкой ориентировки объединяются в системы трещин. Пересекающиеся трещины разделяют горные породы на отдельные блоки. Образующиеся при этом разнообразные формы блоков называются отдельностями. Виды отдельности: глыбовая, матрацевидная, шаровая, плитчатая, столбчатая и др.
Длина и глубина трещин - от нескольких см. до тысяч метров.
Ширина - до единиц см. Более широкие считаются раздвигами.
Классификация трещин
По степени раскрытия:
Скрытые (не видны простым глазом), закрытые (видны, но с плотно прижатыми стенками), открытые (имеют полость).
По размерам и по отношению к слоистости:
Внутрислоевые (малые) - не выходят за пределы одного слоя;
Межслоевые (большой протяженности) - секут свиту слоев.
По простиранию трещин относительно слоистости (для метаморфических пород относительно сланцеватости).
1. Пластовые (пластовые) - параллельно слоистости (сланцеватости);
2. Нормально секущие (перпендикулярные поверхности напластования;
3. Кососекущие - под углом отличным от 0 и 900.
По строению стенок: гладкие, неровные, зазубренные и т.д.
Системы трещин: параллельные, радиальные, концентрические, кулисовидные, ветвящиеся и др.
Генетическая классификация трещин: тектонические и нетектонические
Тектонические трещины возникают в результате тектонических движений земной коры. Они глубокие и большой протяженности, секут целую серию напластований или массивы магматических пород. С тектоническими трещинами наиболее часто связано оруденение.
Трещины с разрывом сплошности пород: трещины отрыва и скалывания.
Трещины отрыва ориентированы перпендикулярно к растягивающим усилиям. Они обычно короткие, с зазубренными краями, часто заполнены минеральными веществами. По ним образуются дайки, жилы. По ним порода легко раскалывается. Они короткие и быстро выклиниваются по простиранию и падению.
Трещины скалывания - гладкие, притертые, прослеживаются на большие расстояния.
Кливаж - частые параллельные трещины на поверхности пласта, развивающиеся при пластической деформации горных пород на ее последней стадии. Они расчленяют частицы породы на тонкие пластинки. Кливаж выражается в виде частых параллельных трещин (открытых, закрытых и скрытых). Структура и текстура породы нарушаются, но порода не теряет монолитности.
Кливаж, связанный со складчатостью развивается при пластичном течении вещества в слоистых толщах.
Послойный кливаж развивается параллельно слоистости на стадиях пластической деформации;
Веерообразный кливаж ориентирован под острым углом к осевой поверхности. Поверхности кливажа сходятся над антиклиналями и синклиналями.
Обратный веерообразный кливаж - поверхности кливажа сходятся под антиклиналями и синклиналями.
S-образный кливаж образуется в пластах различного состава и характеризуется изменением ориентировки.
Параллельный кливаж сечет складку параллельно осевой поверхности как в замке, так и на крыльях.
В нормальных складках углы падения кливажа круче падения пород;
В изоклинальных складках углы падения кливажа и крыльев совпадают;
В опрокинутых складках углы падения кливажа на нормальном крыле круче, в прокинутом крыле положе падения пород на крыльях складки.
В плане кливаж совпадает с простиранием пород на крыльях складки, либо сечет их под острым углом.
Приразрывный (приразломный) кливаж образуется в краевых зонах крупных разрывов преимущественно сбросового характера. Он уже не связан со складчатостью.
Отличие кливажа и сланцеватости:
Кливаж - один из видов механического разрушения пород.
Сланцеватость пород похожа на кливаж, но образуется в процессе метаморфизма пород и выражается в перекристаллизации вещества и возникновении пластинчатых и чешуйчатых минералов, располагающихся параллельно друг другу.
Нетектонические трещины. Их образование связано с изменением внутренних свойств пород под воздействием экзогенных процессов на поверхности Земли или вблизи нее.
Нетектонические трещины разделяются на первичные и вторичные.
Первичные - трещины отдельности ? образуются при формировании различных пород при их усыхании, уплотнении, изменении давления и температуры и при физико-химических превращениях.
В магматических породах при застывании интрузивных тел и лав в результате охлаждения лавы, уменьшения ее объема, действия сил сжатия- растяжения возникают первично-магматические трещины, рассекающие породы на отдельности разной формы.
Отдельности - блоки, на которые разделяется трещиноватая горная порода. Форма отдельности обуславливается расположением трещин. Для интрузивных пород характерна кубическая отдельность; для эффузивных - призматическая, при медленном остывании лавы - столбчатая, шаровая; для метаморфических - плитчатая, пластинчатая, остроугольная.
В осадочных породах первичные трещины (диагенетические трещины) возникают в процессе диагенеза ? преобразования осадка в горную породу. Это происходит при потере воды и уплотнении отложений.
Диагенетические трещины наиболее четко выражены при горизонтальном и слабо нарушенном залегании пород. Они не пересекают большие площади, а тесно связаны с отдельными слоями. На поверхности напластования они образуют полигональную сеть. Частота трещин зависит от мощности пород. Мощные пласты имеют более редкую сеть трещин.
Вторичные, нетектонические трещины возникают при гипергенезе в приповерхностных условиях.
1. Трещины выветривания образуются при физическом выветривании (колебания температуры, механическое давление замерзающей в трещинах воды). Они развиваются в зоне не глубже 30-50 м от поверхности Земли.
2. Трещины оползней, обвалов и провалов - гравитационные трещины. Образуются при оседании или скольжении масс горных пород в телах оползней.
3. Трещины расширения пород при разгрузке появляются при нарушении гравитационного равновесия в выемках рельефа (например, в речных долинах). Горные породы в земной коре находятся в сильно сжатом состоянии. При наличии свободного пространства породы начинают выдавливаться в него. У поверхности Земли образуются трещины отслаивания, в бортах речных долин и оврагов - трещины бортового отпора. Последние наклонены под углом 30-500 в сторону долины и распространяются в глубину до уровня реки.
Полевые наблюдения за трещиноватостью. Графическое изображение трещин
При полевых наблюдениях регистрируются:
1) элементы залегания трещин ? азимуты падения, простирания, угол падения;
2) частота трещин, расстояние между ними;
3) ширина трещин;
4) зияние или заполнение трещин;
5) характеристика стенок трещин.
Массовые замеры элементов залегания трещин помогают в расшифровке тектонической структуры осадочной толщи или магматического тела.
Наиболее часто строятся розы-диаграммы трещиноватости. На окружность наносится градусная сетка, и проводятся радиусы - меридианы. Интервал между радиусами выбирается произвольно. Трещины группируются в классы в пределах выбранных интервалов. Полученные значения средних азимутов и количество замеров наносят на диаграмму с помощью радиусов. Направление радиуса отвечает среднему значению азимута, а длина пропорциональна количеству замеров в каждом интервале в выбранном масштабе. Недостаток: невозможно отображение на одной диаграмме всех данных по замерам.
Круговая диаграмма трещиноватости более совершенна. Существуют также карты трещиноватости.
Разрывные нарушения в горных породах (со смещением) ? параклазы
Сбросы и взбросы
Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации) - структуры с нарушением сплошности пород. Они возникают под воздействием внутреннего (эндогенного) фактора. Они в основном характерны для складчатых областей или кристаллического фундамента платформ.
Сбросы - разрывные нарушения, в которых поверхность разрыва наклонена в сторону расположения опущенных пород. Сбросы сопровождаются раздвиганием блоков, удлинением данного участка земной поверхности. Скважины, пересекающие сброс, показывают сокращенный разрез с выпадением некоторых слоев.
Взброс - разрывное нарушение, в котором поверхность разрыва наклонена в сторону расположения приподнятых пород. Считается, что при взбросе перемещается поднятый блок, при этом сокращаются размеры данного участка. Скважины, пересекающие взброс, показывают увеличенный разрез с повторением некоторых слоев.
Элементы сбросов и взбросов:
Сместитель (сбрасыватель) - поверхность, по которой произошло смещение.
Угол падения сброса - вертикальный угол между плоскостью сбрасывателя и горизонтальной плоскостью.
Бока (блоки, крылья) - участки пород, разделенные сместителем. Различают поднятый и опущенный блоки по направлению их взаимного относительного перемещения по сместителю. Различают висячее и лежачее крылья, т.е. находящиеся над и под сместителем.
Полная (наклонная амплитуда) - перемещение блоков, замеренное по сместителю. Статиграфическая (истинная) амплитуда - расстояние между перемещенными точками маркирующего горизонта, измеренное по перпендикуляру к его поверхности.
В разрывных нарушениях выделяют вертикальную амплитуду, горизонтальная амплитуду, вертикальный отход, горизонтальный отход.
Линия выхода сместителя - пересечение сместителя с поверхностью земли.
Классификация взбросов и сбросов:
1. По наклону сместителя среди сбросов выделяются:
а) пологие сбросы - угол падения сбрасывателя до 300;
б) крутые - от 30 до 800;
в) вертикальные - от 80 до 900.
2. По отношению к простиранию нарушенных пород:
а) продольные сбросы (взбросы) - простирание сместителя совпадает с простиранием нарушенных пород;
б) косые (диагональные) - сместитель ориентирован пол углом к простиранию пород;
в) поперечные - вкрест простирания пород.
3. По соотношению падения сместителя и нарушенных пород:
а) согласные - падение сместителя и пород в одну сторону;
б) несогласные - падение в противоположные стороны.
4. По направлению движения блоков выделяются шарнирные и цилиндрические сбросы и взбросы.
Шарнирные - в них блоки поворачиваются вокруг оси или в одну сторону или в разные стороны. Ось перпендикулярна простиранию сместителя. В результате эти сбросы характеризуются изменением амплитуды смещения.
Цилиндрические - движение блоков происходит по искривленной поверхности, близкой к дуге, вокруг оси, расположенной в стороне от сместителя. В верхней части такое разрывное нарушение может быть рассмотрено как сброс, а в нижней как взброс.
В плане по взаимному расположению сбросов и взбросов различают параллельные, концентрические, радиальные и перистые.
Сдвиги
Сдвиги - разрывные нарушения, в которых структурные блоки перемещаются в направлении близком к горизонтальному, по простиранию сместителя. В зависимости от угла падения сместителя сдвиги делят на горизонтальные, вертикальные и наклонные. Так же как и сбросы, сдвиги могут быть продольными, поперечными, диагональными (косыми), а также согласными и несогласными.
В сдвигах выделяются те же элементы, что и у сбросов, однако амплитуда у продольных сдвигов одна - полная (горизонтальная), а у косых и поперечных - две: полная и стратиграфическая.
Сдвиги широко распространены в земной коре. Наиболее крупный на территории бывшего СССР - Талассо-Ферганский разлом длиной около 400 км с горизонтальной амплитудой около 200 км. Разлом Сан-Андреас (Калифорния) прослеживается на 2000 км, амплитуда перемещения - 500 км. С ним связано катастрофическое землетрясение в 1906 г, разрушившее г. Сан-Франциско.
Надвиги - разрывные нарушения по типу взбросов, возникающие одновременно со складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры. Они развиты преимущественно в сильно сжатых наклонных или опрокинутых складках. В складках, сложенных однородными породами, они возникают в замках складок и ориентированы параллельно осевой поверхности складок. В неоднородных толщах пород они часто развиваются на крыльях на границе пластичных и хрупких пород.
...Подобные документы
Изучение структуры, текстуры и форм залегания осадочных горных пород. Классификация метаморфических горных пород. Эндогенные геологические процессы. Тектонические движения земной коры. Формы тектонических дислокаций. Химическое и физическое выветривание.
контрольная работа [316,0 K], добавлен 13.10.2013Цели и задачи структурной геологии. Основные положения геотектоники. Формы залегания горных пород в земной коре. Элементы геологических карт. Цвета плутонических и субвулканических образований. Номенклатуры топографических листов различных масштабов.
презентация [3,4 M], добавлен 09.02.2014Деформация тела как изменение формы и объема тела под действием внешних сил, ее разновидности: упругая, пластическая, остаточная, хрупкая. Структура складок, их компоненты и исследование, морфологическая классификация, геологические условия образования.
презентация [1,5 M], добавлен 23.02.2015Сущность интрузивного магматизма. Формы залегания магматических и близких к ним метасоматических пород. Классификация хемогенных осадочных пород. Понятие о текстуре горных пород, примеры текстур метаморфических пород. Геологическая деятельность рек.
реферат [210,6 K], добавлен 09.04.2012Общая схема образования магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Петрографические и литологические методы определения пород. Макроскопическое определение группы кислотности. Формы залегания эффузивных пород. Породообразующие минералы.
контрольная работа [91,7 K], добавлен 12.02.2016Геологические карты, отображающие геологическое строение верхней части земной коры. Залегания магматических горных пород. Интрузивные и эффузивные горные породы. Газообразные, жидкие и твердые продукты вулканической деятельности. Кристаллы в природе.
контрольная работа [34,8 K], добавлен 09.01.2011Основные литологические типы карста. Условия залегания карстующихся пород. Геофизические методы исследования в карстовых районах. Геологические предпосылки постановки геофизических методов на карст. Методики электроразведки и сеймсразведки карста.
реферат [28,0 K], добавлен 31.05.2012Инженерно-геологическая характеристика участка проектируемых работ. Состав и условия залегания грунтов и закономерности их изменчивости. Определение размеров и зон сферы взаимодействия сооружений с геологической средой. Расчет сметной стоимости работ.
дипломная работа [7,4 M], добавлен 15.08.2022Обоснование необходимости геометризации месторождения полезных ископаемых, ее методы. Условия использования методов изолиний, объемных графиков и моделирования. Способ геологических разрезов. Проведение геометризации форм и условий залегания пласта.
реферат [30,2 K], добавлен 11.10.2012Параметры устойчивости откосов борта карьера и его уступов. Физико-механические свойства массива. Взаимосвязь напряжений и деформаций пород в массиве. Геологические структурные особенности залегания пород, инженерные методы расчета их устойчивости.
курсовая работа [85,9 K], добавлен 25.09.2009Значение инженерной геологии для проектирования и строительства. Задачи, решаемые этой наукой. Происхождение, минералогический и химический составы, структура, текстура и условия залегания. Основные физико-механические показатели свойств горных пород.
контрольная работа [260,9 K], добавлен 14.07.2010Определение понятия магматизма, формы, виды и причины возникновения вулканических процессов. Магматогенные месторождения полезных ископаемых, условия их формирования. Промышленное значение добычи апатитовых руд. Торфяные ресурсы РФ и республики Беларусь.
контрольная работа [759,2 K], добавлен 30.08.2011Химический состав земной коры и Земли. Весовые кларки наиболее распространенных химических элементов. Формы залегания магматических горных пород. Геологическая деятельность озер и болот. Образование магматических пород. Разрывные движения земной коры.
контрольная работа [26,2 K], добавлен 26.02.2011Задачи анализа геологической карты. Выделение поверхностей несогласия в стратиграфическом разрезе и анализ их значения в геологической истории района. Характеристика складчатых и разрывных нарушений. Определение возраста магматических образований.
курсовая работа [25,6 K], добавлен 14.01.2016Геологическая съемка в районах развития вулканогенных образований. Предполевое дешифрирование аэрофотоматероалов и составление предварительной геологической карты. Методика опробования вулканогенных пород для выявления их минералогических особенностей.
реферат [24,5 K], добавлен 12.12.2010Процесс формирования осадочной горной породы. Основные формы залегания, дислокации осадочных горных пород, их виды. Обломочные, органогенные, хемогенные породы и породы смешанного происхождения. Разлом, относительно которого произошло смещение слоев.
курсовая работа [550,1 K], добавлен 10.07.2015Анализ геологической карты района поселка Ельня. Структурные особенности залегания горных пород, способы их изображения на геологических и тектонических картах и разрезах. Орогидрография, стратиграфия, тектоника и история геологического строения района.
курсовая работа [21,1 K], добавлен 06.12.2012Орогидрографическая характеристика, стратиграфия, магматизм, тектоника, история геологического развития, перспективы разведки полезных ископаемых геологической карты №25. Внедрение интрузий и нарушения первичного залегания пород исследуемого района.
курсовая работа [30,5 K], добавлен 07.02.2016Общее описание и характерные черты осадочных горных пород, их основные свойства и разновидности. Типы слоистости осадочных горных пород и структура. Содержание и элементы обломочных пород. Характеристика и пути образования химических, органогенных пород.
реферат [267,1 K], добавлен 21.10.2009Общая характеристика осадочных горных пород как существующих в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры. Образование осадочного материала, виды выветривания. Согласное залегание пластов горных пород, типы месторождений.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 08.02.2016
