§7. Тектоническое строение

стадии	Этапы тектонических движений	Знак движения	Формации в:
			Миогеосинклиналях	Эвгеосинклиналях
	1. Раннегеосинклинальная Опускание – образуются неровности рельефа, к концу этапа частная инверсия т.е. относительное опускание и подъем отдельных участков геосинклинали 2. Позднегеосинклинальная Обмеление моря, образование островных дуг и окраинных морей	→ ←	Аспидная (черносланцевая) песчано-глинистая Флишевая – ритмичное переслаивание песчаноалевролитовых осадков и известняков	Базальтовый вулканизм с кремнистыми осадками Дифференцированная: базальт-андезит-риолитовые лавы и туфы
	1. Раннеорогенная Образование центрального поднятия и краевых прогибов, скорость движений мала. Море мелководное 2. Орогенная Резкий подъем центрального поднятия с расколами на блоки. Межгорные впадины на срединных массивах	→ ← → ←	Тонкие молассы – тонкообломочные породы +соленосные и угленосные толщи Грубая моласса континентальные грубообломочные осадки	Внедрение гранитных батолитов Порфировая: наземный щелочной андезит-иолитовый вулканизм, стратовулканы

Время от начала зарождения геосинклинали до завершения её развития называется этапом складчатости (тектонической эпохой). В истории формирования земной коры выделяют несколько тектонических эпох:

1. Докембрийская , объединяет несколько эпох, среди которых выделим байкальский этап складчатости, завершившийся в раннем Кембрии.

2. Каледонская складчатость – происходила в раннем палеозое, максимально проявилась в конце силура. Сформировались Скандинавские горы, Западный Саян и др.

3. Герцинская складчатость – происходила в позднем палеозое. К ней относятся складчатые сооружения Западной Европы, Урал, Аппалачи и др.

4. Мезозойская (киммерийская) – охватывает весь MZ . Сформировались Кордильеры, Верхояно-Чукотская складчатые области.

5. Альпийская складчатость – проявилась в Кайнозойскую эру и продолжается сейчас. Сформировались Анды, Альпы, Гималаи, Карпаты и др.

После завершения складчатости участок земной коры может вновь быть вовлечен в следующий геосинклинальный цикл. Но в большинстве случаев, после завершения горообразования наступает эпигеосинклинальная стадия развития складчатой области. Тектонические движения становятся медленными колебательными (огромные участки испытывают медленное опускание или подъем), вследствие чего накапливаются мощные толщи осадочных формаций. Магматическая деятельность приобретает новые формы. В этом случае мы говорим о платформенном этапе развития. А крупные участки земной коры с устойчивым тектоническим режимом развития называются платформы .

Признаки платформ:

1-морские мелководные, лагунные и наземные типы осадков;

2-пологое залегание слоев,

3-выдержанные на больших площадях состав и мощность отложений,

4-отсутствие метаморфизма осадочных толщ и др.

Общее в строении платформ – всегда присутствуют два этажа: 1 – нижний складчатый и метаморфизованный, прорванный интрузиями – называется фундамент; 2 – верхний, представляет горизонтально или полого залегающие мощные осадочные толщи, называется чехол.

По времени формирования платформы делятся на древние и молодые. Возраст платформ определяется возрастом складчатого фундамента.

Древние платформы – это такие, у которых складчатый фундамент представлен гранито-гнейсами архей-протерозойского возраста. Иначе еще их называют кратонами.

Наиболее крупные древние платформы:

1 - Северо-Американская, 2 - Южно-Американская, 3 - Африкано-Аравийская, 4 - Восточно-Европейская, 5-Сибирская, 6-Австралийская, 7-Антарктическая, 8-Индостанская.

На платформах выделяют два типа структур – щиты и плиты.

Щит – это участок платформы, на котором складчатый фундамент выходит на поверхность. В этих участках преобладает вертикальный подъем.

Плита – часть платформы, перекрытая осадочным чехлом. Здесь преобладают медленные вертикальные опускания. В строении плит выделяют антеклизы и синеклизы. Их образование обусловлено неровным строением поверхности складчатого фундамента.

Антеклизы – участки осадочного чехла, формирующегося над выступами складчатого фундамента. Признаки антеклизы: сокращение мощности осадочного чехла, перерывы и выклинивания слоев в сторону свода антеклизы.

Синеклиза – крупные впадины над участками погружения поверхности складчатого фундамента.

Для обеих форм характерно пологое (не >5 о) залегание слоев и изометричные формы в плане. Наряду с этим, на плитах выделяют авлакогены – это грабенообразные прогибы. Они возникают на ранней стадии развития платформенного чехла и представляют собой систему ступенчатых глубинных разломов, по которым происходит опускание пород фундамента и увеличение мощности осадочных пород чехла.

Зоны сочленения геосинклинальных и платформенных областей бывают двух типов.

Краевой шов – линейная зона глубинных разломов вдоль края платформы, возникающих при горообразовательных процессах в соседней геосинклинали.

Краевой (передовой) прогиб – линейная зона на границе платформы и геосинклинального пояса, образованная вследствие опускания краевых блоков платформы и части крыла геосинклинали. В разрезе краевой прогиб представляет асимметричную синклинальную форму, у которой крыло со стороны платформы пологое, а примыкающее к складчатому поясу – крутое.

Процесс формирования платформы можно разделить на две стадии.

Первая стадия – начало опускания складчатой орогенной области и преобразование её в фундамент платформы. Вторая стадия охватывает процесс формирования осадочного чехла, который происходит циклично. Каждый цикл разделяется на этапы, которые характеризуются собственным тектоническим режимом и набором геологических формаций.

Этапы тектонических движений	Знак	Формации
1. Погружение участков фундамента по разломам – заложение и развитие авлакогена с накоплением в нем осадков		Базальная, лагунно-континентальная в авлакогенах
2. Плитный – погружение значительной части платформы		Трансгрессивная морская терригенная (пески, глины – часто битуминозные, глинисто-карбонатные)
3 Максимальная трансгрессия		Карбонатная (известняки, доломиты с прослоями песчано-глинистых пород)
4 Обмеление моря – начало регрессии		Соленосная , угленосная или красноцветная
5 Общий подъем – континентальный режим		Континентальная

В развитии платформ выделяются эпохи тектонической активизации, в которые происходило дробление платформ по разломам и возрождение магматизма нескольких типов. Укажем на 2 основных.

1. Трещинные излияния с формированием мощных покровов основных пород – образование трапповой формации (Сибирская платформа).

2. Интрузии щелочно-ультраосновной формации (кимберлитовая) с трубками взрыва. С этой формацией связаны месторождения алмазов в Южной Африке и Якутии.

На некоторых платформах такие процессы тектонической активности сопровождаются воздыманием блоков земной коры и горообразованием. В отличие от складчатых областей их называют областями эпиплатформенного орогенеза , или глыбовыми.

Различные формы рельефа формируются под действием процессов, которые могут быть преимущественно внутренними или внешними.

Внутренние (эндогенные) — это процессы внутри Земли, в мантии, ядре, которые проявляются на поверхности Земли как разрушительные и созидательные. Внутренние процессы создают прежде всего крупные формы рельефа на поверхности Земли и определяют распределение суши и моря, высоту гор, резкость их очертаний. Результат их действия — глубинные разломы, глубинные складки и др.

Тектоническими (греческое слово «тектоника» означает строительство, строительное искусство) движениями земной коры называют перемещения вещества под влиянием процессов, происходящих в более глубоких недрах Земли. В результате этих движений возникают основные неровности рельефа на поверхности Земли. Зона проявления тектонических движений, которая распространяется до глубины около 700 км, получила название тектоносферы.

Своими корнями тектонические движения уходят в верхнюю мантию, так как причина глубинных тектонических движений — взаимодействие земной коры с верхней мантией. Их движущей силой является магма. Поток магмы, периодически устремляющийся к поверхности из недр планеты, обеспечивает процесс, называемый магматизмом.

В результате застывания магмы на глубине (интрузивный магматизм) возникают интрузивные тела (рис. 1) — пластовыеинтрузии (от лат. intrude — вталкиваю), дайки (от англ. dike , или dyke , буквально — преграда, стена из камня), батолиты (от греч. bathos - глубина и lithos - камень), штоки (нем. Stock , буквально — палка, ствол), лакколиты (греч. lakkos - яма, углубление и lithos - камень) и т. д.

Рис. 1. Формы интрузивных и эффузивных тел. Интрузии: I — батолит; 2 — шток; 3 — лакколит; 4 — лополит; 5 — дайка; 6 — силл; 7 — жила; 8 — паофиза. Эффузивы: 9 — лавовый поток; 10 — лавовый покров; 11 — купол; 12- некк

Пластовая интрузия - пластообразное тело застывшей на глубине магмы, имеющее форму слоя, контакты которого параллельны слоистости вмещающих горных пород.

Дайки - пластинообразные, четко ограниченные параллельными стенками тела интрузивных магматических пород, которые пронизывают вметающие их породы (или залегают несогласно с ними).

Батолит - крупный массив застывшей на глубине магмы, имеющий площадь, измеряемую десятками тысяч квадратных километров. Форма в плане обычно удлиненная или изометрическая (имеет приблизительно равные размеры по высоте, ширине и толщине).

Шток - интрузивное тело, в вертикальном разрезе имеющее форму колонны. В плане его форма изометричная, неправильная. От батолитов отличаются меньшими размерами.

Лакколиты - имеют грибообразную или куполообразную форму вышележащей поверхности и относительно плоскую нижнюю поверхность. Они образуются вязкими магмами, поступающими либо по дайкообразным подводящим каналам снизу, либо из силла, и, распространяясь по слоистости, приподнимают вмещающие вышележащие породы, не нарушая их слоистости. Лакколиты встречаются поодиночке либо группами. Размеры лакколитов сравнительно небольшие — от сотен метров до нескольких километров в диаметре.

Застывшая на поверхности Земли магма образует лавовые потоки и покровы. Это эффузивный тип магматизма. Современный эффузивный магматизм называется вулканизмом .

С магматизмом связано также возникновение землетрясений .

Платформа земной коры

Платформа (от франц. plat - плоский и forme - форма) — крупная (несколько тыс. км в поперечнике), относительно устойчивая часть земной коры, характеризующаяся очень низкой степенью сейсмичности.

Платформа имеет двухэтажное строение (рис. 2). Нижний этаж - фундамент — это древняя геосинклинальная область — образован метаморфизованными породами, верхний - чехол — морскими осадочными отложениями небольшой мощности, что свидетельствует о небольшой амплитуде колебательных движений.

Рис. 2. Строение платформы

Возраст платформ различен и определяется по времени становления фундамента. Наиболее древними являются платформы, фундамент которых образован смятыми в складки кристаллическими породами докембрия. Таких платформ на Земле десять (рис. 3).

Поверхность докембрийского кристаллического фундамента очень неровная. В одних местах он выходит на поверхность илизалегает вблизи нее, образуя щиты, в других - антеклизы (от греч. anti - против и klisis - наклонение) и синеклизы (от греч. syn — вместе, klisis - наклонение). Однако эти неровности перекрыты осадочными отложениями со спокойным, близким к горизонтальному залеганием. Осадочные породы могут быть собраны в пологие валы, куполовидные поднятия, ступенеобразные изгибы, а иногда наблюдаются и разрывные нарушения с вертикальным смешением пластов. Нарушения в залегании осадочных пород обусловлены неодинаковой скоростью и разными знаками колебательных движений блоков кристаллического фундамента.

Рис. 3. До кембрийские платформы: I — Северо-Американская; II — Восточно-Европейская; III — Сибирская; IV — Южно-Американская; V — Африкано-Аравийская; VI — Индийская; VII — Восточно-Китайская; VIII — Южно-Китайская; IX — Австралийская; X — Антарктическая

Фундамент более молодых платформ образован в периоды байкальской , каледонской или герцинской складчатости. Области мезозойской складчатости не принято называть платформами, хотя они и являются таковыми на сравнительно раннем этапе развития.

В рельефе платформам соответствуют равнины. Однако некоторые платформы испытали серьезную перестройку, выразившуюся в общем поднятии, глубоких разломах и крупных вертикальных перемещениях глыб относительно друг друга. Так возникли складчато-глыбовые горы, примером которых могут служить горы Тянь-Шань, где возрождение горного рельефа произошло во время альпийского орогенеза.

На протяжении всей геологической истории в континентальной земной коре происходило наращивание площади платформ и сокращение геосинклинальных зон.

Внешние (экзогенные) процессы обусловлены поступающей на Землю энергией солнечного излучения. Экзогенные процессы сглаживают неровности, выравнивают поверхности, заполняют понижения. Они проявляются на земной поверхности и как разрушительные, и как созидательные.

Разрушительные процессы - это разрушение горных пород, происходящее из-за перепада температур, действия ветра, размывания потоками воды, движущимися ледниками. Созидательные процессы проявляются в накоплении переносимых водой и ветром частиц в понижениях суши, на дне водоемов.

Самым сложным внешним фактором является выветривание.

Выветривание — совокупность естественных процессов, приводящих к разрушению горных пород.

Выветривание условно подразделяется на физическое и химическое.

Основными причинами физического выветривания являются колебания температуры, связанные с суточными и сезонными изменениями. В результате перепалов температур образуются трещины. Вода, попадающая в них, замерзая и оттаивая, расширяет трещины. Так происходит выравнивание выступов горных пород, появляются осыпи.

Важнейшим фактором химического выветривания также является вода и растворенные в ней химические соединения. При этом значительную роль играют климатические условия и живые организмы, продукты жизнедеятельности которых влияют на состав и растворяющие свойства воды. Большой разрушительной силой обладает и корневая система растений.

Процесс выветривания приводит к образованию рыхлых продуктов разрушения горных пород, которые называются корой выветривания. Именно на ней постепенно образуется почва.

Из-за выветривания поверхность Земли все время обновляется, стираются следы прошлого. В то же время внешние процессы создают формы рельефа, обусловленные деятельностью рек, ледников, ветра. Все они образуют специфические формы рельефа — речные долины, овраги, ледниковые формы и т. д.

Древние оледенения и формы рельефа, образованные ледниками

Следы самого древнего оледенения были обнаружены в Северной Америке в районе Великих озер, а затем в Южной Америке и в Индии. Возраст этих ледниковых отложений около 2 млрд лет.

Следы второго — протерозойского — оледенения (15 000 млн лет назад) выявлены в Экваториальной и Южной Африке и в Австралии.

В конце протерозоя (650-620 млн лет назад) произошло третье, наиболее грандиозное оледенение — доксмбрийскос, или скандинавское. Следы его встречаются почти на всех материках.

Существует несколько гипотез о причинах возникновения оледенений. Факторы, положенные в основу этих гипотез, можно подразделить на астрономические и геологические.

К астрономическим факторам , вызывающим похолодание на Земле, относятся:

• изменение наклона земной оси;
• отклонение Земли от ее орбиты в сторону удаления от Солнца;
• неравномерное тепловое излучение Солнца.

К геологическим факторам относят процессы горообразования, вулканическую деятельность, перемещение материков.

Согласно гипотезе дрейфа материков, огромные участки суши на протяжении истории развития земной коры периодически переходили из области теплого климата в области холодного климата, и наоборот.

Активизация вулканической деятельности, по мнению некоторых ученых, также приводит к изменению климата: одни считают, что это приводит к потеплению климата на Земле, а другие — что к похолоданию.

Ледники оказывают существенное влияние на подстилающую поверхность. Они сглаживают неровности рельефа и сносят обломки горных пород, расширяют речные долины. А кроме того, ледники создают специфические формы рельефа.

Различаются два вида рельефа, возникших благодаря деятельности ледника: созданный ледниковой эрозией (от лат. erosio — разъедание, разрушение) (рис. 4) и аккумулятивный (от лат. accumulatio — накопление) (рис. 5).

Ледниковой эрозией созданы троги, кары, цирки, карлинги, висячие долины, «бараньи лбы» и др.

Крупные древние ледники, переносящие крупные обломки горных пород, являлись мощными разрушителями горных пород. Они расширяли днища речных долин и делали более крутыми борта долин, по которым двигались. В результате такой деятельности древних ледников возникли троги или троговые долины - долины, имеющие U-образный профиль.

Рис. 4. Формы рельефа, созданные ледниковой эрозией

Рис. 5. Аккумулятивные формы ледникового рельефа

В результате раскалывания горных пород замерзающей в трещинах водой и выноса образовавшихся обломков сползающими вниз ледниками возникли кары — чашеобразные углубления кресловидной формы в привершинной части гор с крутыми скалистыми склонами и пологовогнутым днищем.

Большой развитый кар, имеющий выход в нижележащий трог, получил название ледникового цирка. Он располагается в верхних частях трогов в горах, где когда-либо существовали крупные долинные ледники. Многие цирки имеют крутые борта высотой в несколько десятков метров. Для днищ цирков характерны озерные котловины, выработанные ледниками.

Островершинные формы, образующиеся в ходе развития трех или более каров но разные стороны от одной горы, называются карлингами. Часто они имеют правильную пирамидальную форму.

В местах, где крупные долинные ледники принимали небольшие ледники-притоки, образуются висячие долины.

«Бараньи лбы» - это небольшие округлые холмы и возвышенности, сложенные плотными коренными породами, которые были хорошо отполированы ледниками. Их склоны асимметричны: склон, обращенный вниз по движению ледника, немного круче. Часто на поверхности этих форм имеется ледниковая штриховка, причем штрихи ориентированы по направлению движения ледника.

К аккумулятивным формам ледникового рельефа относят моренные холмы и гряды, озы, друмлины, зандры и др. (см. рис. 5).

Моренные гряды - валообразные скопления продуктов разрушения горных пород, отложенных ледниками, высотой до нескольких десятков метров, шириной до нескольких километров и, в большинстве случаев, длиной во много километров.

Часто край покровного ледника не был ровным, а разделялся на довольно четко обособленные лопасти. Вероятно, во время отложения этих морен край ледника длительное время находился почти в неподвижном (стационарном) состоянии. При этом формировалась не одна гряда, а целый комплекс гряд, холмов и котловин.

Друмлины — вытянутые холмы, по форме напоминающие ложку, перевернутую выпуклой стороной кверху. Эти формы состоят из материала отложенной морены, а в некоторых (но не во всех) случаях имеют ядро из коренных пород. Друмлины обычно встречаются большими группами — по нескольку десятков или даже сотен. Большинство этих форм рельефа имеет размеры 900-2000 м в длину, 180-460 м в ширину и 15-45 м в высоту. Валуны на их поверхности нередко ориентированы длинными осями по направлению движения льда, которое осуществлялось от крутого склона к пологому. По-видимому, друмлины формировались, когда нижние слои льда утрачивали подвижность из-за перегрузки обломочным материалом и перекрывались движущимися верхними слоями, которые перерабатывали материал отложенной морены и создавали характерные формы друмлинов. Такие формы широко распространены в ландшафтах основных морен областей покровного оледенения.

Зандровыеравнины сложены материалом, принесенным потоками талых ледниковых вод, и обычно примыкают к внешнему краю конечных морен. Эти грубосортированные отложения состоят из песка, гальки, глины и валунов (максимальный размер которых зависел от транспортирующей способности потоков).

Озы - это длинные узкие извилистые гряды, сложенные в основном сортированными отложениями (песком, гравием, галькой и др.), протяженностью от нескольких метров до нескольких километров и высотой до 45 м. Озы формировались в результате деятельности подледниковых потоков талых вод, протекавших по трещинам и промоинам в теле ледника.

Камы - это небольшие крутосклонные холмы и короткие гряды неправильной формы, сложенные сортированными отложениями. Эта форма рельефа может быть образована как водно-ледниковыми потоками, так и просто текучей водой.

Многолетняя, или вечная, мерзлота — толщи мерзлых горных пород, не оттаивающих в течение долгого времени — от нескольких лет до десятков и сотен тысяч лет. Многолетняя мерзлота влияет на рельеф, так как вода и лед имеют разную плотность, вследствие чего замерзающие и оттаивающие породы подвержены деформации.

Наиболее распространенный тип деформации мерзлых грунтов — пучение, связанное с увеличением объема воды при замерзании. Возникающие при этом положительные формы рельефа называются буграми пучения. Высота их обычно не более 2 м. Если бугры пучения образовались в пределах торфянистой тундры, то их обычно называют торфяными буграми.

Летом верхний слой многолетней мерзлоты оттаивает. Лежащая ниже мерзлота мешает талой воде просачиваться вниз; вода, если не находит стока в реку или озеро, остается на месте до осени, когда снова замерзает. В результате талая вода оказывается между водонепроницаемым слоем постоянной мерзлоты снизу и постепенно нарастающим сверху вниз слоем новой, сезонной мерзлоты. Лсд занимает больший объем, чем вода. Вода, оказавшись между двумя слоями льда под огромным давлением, ищет выход в сезонномерзлом слое и прорывает его. Если она изливается на поверхность, образуется ледяное поле - наледь. Если же на поверхности плотный мохово-травяной покров или слой торфа, вода может не прорвать его, а только приподнять,
растекшись пол ним. Замерзнув затем, она образует ледяное ядро бугра; постепенно нарастая, такой бугор может достигнуть высоты 70 м при диаметре до 200 м. Такие формы рельефа называются гидролакколитами (рис. 6).

Рис. 6. Гидролакколит

Работа текучих вод

Под текучими водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей или таяния снега, до самых крупных рек, например Амазонки.

Текучие воды являются самым мощным из всех внешних факторов, преобразующих поверхность материков. Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворенных веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет сравнять с землей самые высокие горные хребты. При этом вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материалом, из которого возникают мощные толщи новых осадочных пород.

Разрушительная деятельность текучих вод может иметь форму плоскостного смыва или линейного размыва.

Геологическая деятельность плоскостного смыва заключается в том, что дождевые и талые воды, стекающие по склону, подхватывают мелкие продукты выветривания и сносят их вниз. Таким образом склоны выполаживаются, а продукты смыва отлагаются внизу.

Под линейным размывом понимают разрушительную деятельность водных потоков, текущих в определенном русле. Линейный размыв приводит к расчленению склонов оврагами и речными долинами.

В районах, где имеются легко растворимые горные породы (известняк, гипс, каменная соль), образуются карстовые формы — воронки, пещеры и пр.

Процессы, вызванные действием силы тяжести. К процессам, вызванным действием силы тяжести, относят прежде всего оползни, обвалы и осыпи.

Рис. 7. Схема оползня: 1 — первоначальное положение склона; 2 — ненарушенная часть склона; 3 — оползень; 4 — поверхность скольжения; 5 — тыловой шов; 6- надоползневый уступ; 7- подошвы оползня; 8- родник (источник)

Рис. 8. Элементы оползня: 1 — поверхность скольжения; 2 — тело оползня; 3 — стенка срыва; 4 — положение склона до оползневого смешения; 5 — коренные породы склона

Массы земли могут сползать по склонам с едва заметной скоростью. В других случаях скорость смешения продуктов выветривания оказывается более высокой (например, метры в сутки), иногда большие объемы горных пород обрушиваются со скоростью, превышающей скорость экспресса.

Обвалы происходят локально и приурочены к верхнему поясу гор с резко расчлененным рельефом.

Оползни (рис. 7) возникают, когда природными процессами или людьми нарушается устойчивость склона. Силы связности грунтов или горных пород оказываются в какой-то момент меньше, чем сила тяжести, и вся масса приходит в движение. Элементы оползня представлены на рис. 8.

В ряде горных узлов вместе с осыпанием обвал является ведущим склоновым процессом. В нижних поясах гор обвалы приурочены к склонам, активно подмываемым водотоками, либо к молодым тектоническим разрывным нарушениям, выраженным в рельефе в виде отвесных и очень крутых (более 35°) склонов.

Обвалы масс горных пород могут иметь катастрофический характер, представляющий опасность для судов и прибрежных поселений. Обвалы и осыпи вдоль дорог препятствуют работе транспорта. В узких долинах они могут нарушить сток и привести к затоплению.

Осыпи в горах случаются довольно часто. Осыпание тяготеет к верхнему поясу высокогорий, а в нижнем поясе проявляется лишь на склонах, подмываемых водотоками. Преобладающими формами осыпания являются «шелушение» всего склона или значительного его участка, а также интегральный процесс обваливания со скальных стенок.

Работа ветра (эоловые процессы)

Под работой ветра понимается изменение поверхности Земли под влиянием движущихся воздушных струй. Ветер может разрушать горные породы, переносить мелкий обломочный материал, собирать его в определенных местах или отлагать на поверхности земли ровным слоем. Чем больше скорость ветра, тем сильнее производимая им работа.

Песчаный холм, образованный в результате ветровой деятельности, — это дюна.

Дюны распространены повсюду, где на поверхность выходят незакрепленные пески, а скорость ветра достаточна для их перемещения.

Их размеры определяются объемом поступающего песка, скоростью ветра и крутизной склонов. Максимальная скорость движения дюн — около 30 м в год, а высота — до 300 м.

Форму дюн определяют направление и постоянство ветра, а также особенности окружающего ландшафта (рис. 9).

Барханы - рельефные подвижные образования из песка в пустынях, навеваемые ветром и не закрепленные корнями растений. Они возникают, только когда направление преобладающего ветра достаточно постоянно (рис. 10).

Барханы могут достигать в высоту от полуметра до 100 метров. По форме напоминают подкову или серп, а в поперечном разрезе имеют длинный и пологий наветренный склон и короткий подветренный.

Рис. 9. Формы дюн в зависимости от направления ветра

Рис. 10. Барханы

В зависимости от режима ветров скопления барханов принимают различные формы:

• барханные гряды, вытянутые вдоль господствующих ветров или их равнодействующей;
• барханные цепи, поперечные взаимопротивоположным ветрам;
• барханные пирамиды и т. п.

Не будучи закрепленными, барханы под действием ветров могут менять форму и перемешаться со скоростью от нескольких сантиметров до сотен метров в год.

В детстве, как и другие мальчишки, я обожал гулять по стройкам. Помню, как огромный кран поднимал наверх плиты, которые рабочие называли платформами. Оказывается, в строении Земли тоже присутствуют такие элементы, которые держат на себе весь мир.

Что такое платформа

В геологии так называют малоподвижные участки коры, отличающиеся низкой сейсмической активностью и отсутствием вулканизма. Проще говоря, это фундамент из пород магматического или метаморфического происхождения.

Выделяют два типа платформ: океанические и континентальные, которые имеют несколько различий. Во-первых, это толщина, что обусловлено различной мощностью коры океанического и континентального типа. Во-вторых, разность внутренней структуры, поскольку континентальные многим моложе. Кстати, именно платформы лежат в основе каждого материка.

Оба типа характеризуются наличием осадочного чехла, в котором четко выражены горизонтальные слои с однородным составом.

Стадии развития платформ

В геологической истории Земли выделяют несколько стадий, на которые приходится формирование основных платформ. Это:

• Кратонизация. Считается, что все платформы являлись частью некогда единого суперконтинента, который был сильно приподнят над морем, а потому накопление осадочного материала происходило лишь на некоторых участках.
• Авлакогенная стадия. Начало обособления платформ, о чем свидетельствуют рифтовые системы - участки, на которых прослеживаются следы раздвижения и утончения коры.
• Плитная стадия. В этот период завершилось формирование основных платформ, которые стали фундаментом для материков.

В целом, в истории платформ можно проследить периоды активизации тектонических процессов, что сопровождалось появлением разломов и дроблением на меньшие участки. Через трещины выходила магма, которая впоследствии сформировала мощные покровные образования.

Другим свидетельством является наличие трубки взрыва - локального прорыва магмы сквозь породы. Кое-где это привело к образованию горных систем в виду возвышения отдельных блоков коры.

14. СТРОЕНИЕ ПЛАТФОРМ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Выше отмечалось, что с окончанием геосинклинального режима складчатые области или их отдельные части превращаются в платформы, после чего их дальнейшее геологическое развитие идет по пути, свойственному платформенным областям.

Платформы характеризуются двухъярусным строением. Их фундаментом или цоколем служат в той или иной степени метаморфизованные и пронизанные интрузивными породами складчатые образования, возникшие при геосинклинальном развитии; верхний ярус составляет покров осадочных пород, накопившихся при платформенном режиме. Осадочный чехол отделен от фундамента резко выраженным несогласием, и слагающие его породы, как правило, неметаморфизованы и слабо нарушены, залегают горизонтально или почти горизонтально.

ФОРМАЦИИ

Наибольшим распространением в осадочном чехле платформ пользуются следующие ассоциации формаций:

1) карбонатные и глауконито-карбонатные, сложенные органогенными и хемогенными известняками, мергелями с примесью глауконита, доломитами и в подчиненном количестве глинистыми породами. Образуются в открытых морях и лагунах;

2) красноцветная и галогенная, состоящие из красноцветных песчаников, аргиллитов и конгломератов, фациально замещающихся солями, гипсами и доломитами;

3) морские обломочные, сложенные толщами мелкозернистых песков, песчаников, глин, реже конгломератов и мергелей. Для песков характерно присутствие глауконита;

4) континентальные, среди которых различаются формации влажных равнин, аридных равнин и комплекс ледниковых образований. Среди формаций влажных низких равнин наибольшее значение имеют угленосные толщи, аллювиальные отложения и кора выветривания;

5) трапповая, представленная сложным комплексом пластовых интрузий и залежей основного состава (долериты, порфириты, габбро) заключенных среди туфов, туффитов и осадочных пород. Траппы широко развиты в осадочном чехле Сибирской платформы, где имеют возраст от среднего карбона до нижней юры.

СТРУКТУРНОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ ПЛАТФОРМ

Наиболее последовательное и детальное расчленение платформ на отдельные структурные элементы предложено Н. С. Шатским. Им выделяется несколько групп структур. Наиболее крупные из них носят название щитов и плит. Среди них в свою очередь могут быть выделены подчиненные им структуры: синеклизы, антеклизы и авлакогены. К мелким структурам платформ относятся отдельные складки, валы, флексуры, разрывы и трещины. Особое место на платформах занимают глубинные разломы.

Щитами называются части платформ, складчатое основание которых отличается относительно высоким положением, благодаря чему на щитах часто отсутствует осадочный покров или он имеет незначительную мощность.

Плиты в противоположность щитам представляют собой отрицательные тектонические структуры (опущенные), вследствие чего их осадочный чехол достигает значительной мощности.

Синеклизы представляют собой чрезвычайно плоские прогибы, имеющие синклинальное строение с едва заметным падением слоев на крыльях (от долей метра до 2, реже 3-4 м на километр). Эти прогибы занимают всегда очень большую площадь и имеют различную форму.

Антеклизами , в отличие от синеклиз, называются положительные структуры, представляющие собой пологие поднятия, имеющие форму сводов. Антеклизы и синеклизы тесно связаны друг с другом; крылья синеклиз являются также крыльями соседних антеклиз.

Под названием «авлакогены » Н. С. Шатский выделил узкие, линейные впадины на платформах, ограниченные крупными разломами и сопровождающиеся опусканиями в фундаменте и глубокими прогибами в платформенном чехле.

МАГМАТИЗМ ПЛАТФОРМ

Магматическая деятельность в пределах платформ, как уже указывалось, проявляется в слабой степени.

Интрузии кислого и щелочного состава, известные на платформах, имеют незначительные размеры и сконцентрированы главным образом на их окраинах.

Значительно шире на платформах распространены магматические процессы, приводящие к образованию основных пород, получивших название «трапповой формации».

Начальные и средние фазы траппового магматизма, по А. П. Лебедеву, были главным образом эффузивными. В это время возникли покровы базальтов и долеритов и накопилось значительное количество туфов. Заключительная фаза выражена в образовании пластовых залежей (силлов), образующих многоэтажные внедрения и реже секущие тела в виде жил, даек, столбообразных штоков, трубок и иногда сети тонких неправильных жил (штокверков). Время образования трапповой формации на платформах связывается с периодами их общего растяжения.

Слабая интрузивная деятельность на платформах является основной чертой их развития, отличающей платформы от складчатых областей. Возможно, что переход из геосинклинальной стадии в платформенную вызывается главным образом прекращением образования кислой магмы.

15. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В СТРУКТУРНОЙ ГЕОЛОГИИ И ПРИ ГЕОЛОГИЧЕСКОМ КАРТИРОВАНИИ

Геофизические методы основаны на изучении на поверхности Земли или вблизи нее (в воздухе, горных выработках, скважинах, на поверхности воды или под водой) различных физических полей и явлений, распределение или характер протекания которых отражают влияние среды - горных пород, слагающих толщу земной коры на том или ином участке исследований. Возможности решения геологических задач геофизическими методами определяются тем, что горные породы в зависимости от состава и условий залегания характеризуются определенными физическими свойствами - плотностью, магнитностью, электропроводностью, упругостью, радиоактивностью и др., различаясь между собой численными значениями соответствующих физических констант. Одно и то же по своей физической сущности поле в зависимости от свойств той геологической среды, в которой оно наблюдается, будет различно по интенсивности и структуре. Таким образом, изучая физические поля и выявляя особенности их проявления на данном участке, мы получаем возможность установить характер влияния и особенности пространственного распределения пород и других геологических образований, различающихся по своим физическим свойствам.

При геологическом картировании и структурно-геологических исследованиях наблюдения ведутся таким образом, чтобы выявлять особенности полей (так называемые аномалии), обусловленные контактами, разломами, складчатыми структурами, интрузиями и т. д., т. е. теми геологическими объектами, обнаружение и нанесение которых на карту и является важнейшим этапом изучения геологического строения исследуемых территорий.

Геофизические методы обладают рядом специфических особенностей, без понимания и учета которых невозможно эффективно и полноценно использовать полученные с их помощью данные.

Прежде всего следует иметь в виду, что четкость и интенсивность проявления наблюдаемых аномальных эффектов прямым образом зависит от того, в какой мере порода, слагающая отдельное геологическое тело или пласт, отличается по физическим свойствам от пород, слагающих вмещающую толщу или смежные пласты. Эти различия могут проявляться в самых разных соотношениях и, как правило, в различной степени. Поэтому для более всестороннего изучения района применяется чаще не один, а комплекс геофизических методов, хотя это и осложняет и удорожает проведение геофизических работ.

Общие закономерности в распределении физических свойств пород уже достаточно хорошо изучены. Так, плотность горных пород определяется главным образом их минеральным составом и пористостью. Поэтому более плотными являются магматические и сильно метаморфизованные породы, менее плотными - рыхлые осадочные породы; среди магматических пород плотность возрастает от кислых разностей (гранитов) к ультраосновным.

Удельное сопротивление пород почти не зависит от минерального состава и определяется их пористостью, влажностью, а также минерализацией содержащейся в порах породы воды. Поэтому магматические и метаморфические породы, как правило, имеют более высокое сопротивление, чем осадочные. Среди осадочных пород более высоким сопротивлением обладают карбонатные и хемогенные отложения, а более низким - терригенные. В последней группе пород сопроти­вление уменьшается по мере возрастания содержания глинистых частиц и увеличения пористости. Лишь небольшая группа рудных минералов (главным образом сульфидных), в том числе и графит, обладают высокой электропроводностью, благодаря чему рудные тела и жилы могут в ряде случаев выявляться электроразведочными методами как естественные проводники.

Магнитные свойства пород в основном определяются наличием в них ферромагнитных минералов - магнетита, ильменита, гематита, пирротина, которые, как правило, не являются породообразующими и присутствуют в породах в виде акцессориев. Наиболее магнитными породами среди магматических являются ультраосновные, а среди метаморфических - железистые кварциты. Осадочные породы в целом менее магнитны, чем породы двух предыдущих групп, но среди них относительно более магнитны песчаные отложения и наименее магнитны известняки, мергели, каменные соли.

Радиоактивность пород целиком зависит от присутствия в них минералов радиоактивных элементов (и радиоактивных изотопов). Радиоактивность магматических пород возрастает от ультраосновных разностей к кислым, среди осадочных пород - от карбонатных отложений к глинистым.

Упругие свойства пород зависят от механических связей между частицами породы и возрастают от рыхлых разностей осадочных образований в сторону магматических пород, среди которых наибольшей упругостью обладают ультраосновные разности.

Четкость и интенсивность наблюдаемых геофизических полей и аномалий прямым образом зависит и от геометрических факторов - размеров и глубины залегания создающих их геологических объектов.

Разные по геологической природе (по составу пород и происхождению), как и разные по размеру и глубине залегания геологические объекты могут создавать одинаковые геофизические поля; следовательно, одна и та же наблюденная геофизическая аномалия может быть объяснена наличием разных как по геологической природе, так и по размеру и глубине залегания тел.

По характеру получаемых результатов интерпретацию геофизических наблюдений принято подразделять на качественную и количественную. Качественная интерпретация отвечает на вопросы о наличии или отсутствии того или иного искомого геологического тела, оценки его общей конфигурации, состава пород, слагающих отдельные тела и пласты, т. е. на вопросы установления природы выявленных аномалий. Количественная интерпретация предусматривает получение количественных показателей - местоположения (координат) объекта, его размеров или мощности, глубины, элементов залегания и т. д.

При качественной интерпретации неоднозначность более всего проявляется при определении геологической природы аномалеобразующих тел; при количественной интерпретации в определении глубины и размеров объектов.

Сложность реальных геологических условий зачастую столь велика, что в ряде случаев они не поддаются количественному учету из-за математических трудностей. В этих случаях геологическую обстановку схематизируют, заменяя реальные, сложные по форме и строению геологические тела телами более простой геометрической формы с однородным распределением физических параметров (пласты и жилы представляют - аппроксимируют - в виде параллелепипедов или призм, рудные тела и интрузивы - цилиндров, эллипсоидов, сфер и т. д.).

В практике геофизических съемок преобладают случаи, когда наблюдаемые геофизические поля отражают наличие в геологическом разрезе не одиночных, а нескольких геологических объектов.

Для правильного использования материалов геофизических исследований следует строго придерживаться единых способов графического изображения геофизических наблюдений. Их представляют в виде графиков и карт, построение которых выполняется по общим для всех геофизических методов правилам.

Наблюдения по отдельному профилю изображаются в виде графика, по горизонтальной оси которого откладывают точки наблюдений, а по вертикальной - значение наблюденной величины.

Для построения геофизической карты на план наносят профили и точки наблюдений, выписывают около каждой значение наблюденной или вычисленной в результате интерпретации величины и в полученном таким образом числовом поле проводят линии равных значений последних, так называемые изолинии.

Геофизические методы при геологическом картировании и структурно-геологических исследованиях, проводящихся в неразрывной связи с прогнозированием и поисками полезных ископаемых, позволяют от картирования поверхности коренных пород переходить к картированию объемному. Они дают представление о глубинном строении изучаемых участков в пределах глубин, часто недоступных бурению, или во всяком случае позволяют более рационально определить места заложения глубоких структурных или поисковых скважин. В закрытых районах они значительно облегчают проведение съемок, а целесообразное сочетание сети геофизических наблюдений с сетью картировочных выработок и скважин позволяет существенно повысить эффективность и экономичность работ. Наконец, во всех случаях геофизические методы, вовлекая в сферу исследований геофизические поля и физические свойства пород, позволяют более всесторонне изучать строение земной коры и увеличивают тот суммарный объем информации, на основании которой геолог приходит к окончательным выводам, представляемым им в виде геологических карт и прогнозно-поисковых оценок.

Несогласия.

При изучении и картировании несогласий геофизические методы применяются широко. Однако следует иметь в виду, что ими отмечаются только те несогласия, которые одновременно являются и геофизическими границами, т. е. поверхностями раздела пород, различающихся по тем или иным физическим свойствам. Таким образом, несогласия в общем случае фиксируются как контакты разнородных пород. Является ли этот контакт нормальным, отвечающим согласному залеганию пород, или несогласием, установить по одним только геофизическим данным, как правило, невозможно.

Изучение поверхностей несогласия, которые разделяют структурные этажи платформенных участков земной коры, может осуществляться гравиразведкой, методами ВЭЗ, теллурических токов, частотных зондирований, сейсмическими методами и в некоторых случаях аэромагнитной съемкой. Наиболее детальное изучение осуществляется сейсморазведкой.

Первоочередной задачей при этом является изучение рельефа и глубины залегания поверхности кристаллического или складчатого фундамента под осадочным чехлом платформ или в отдельных межгорных депрессиях. Исследования такого рода обычно совмещают с изучением строения толщи фундамента с целью выявления отдельных литологических комплексов, интрузивных образований и разрывных нарушений, по которым фундамент разбит на отдельные тектонические блоки.

Горизонтально залегающие слои.

При горизонтальном залегании слоев с помощью геофизических методов обычно решаются следующие задачи:

1) расчленение толщи слоев на отдельные горизонты и определение их мощности;

2) выявление и прослеживание фациальных изменений слоев. Для решения этих задач в первую очередь можно привлекать методы ВЭЗ и сейсморазведки, а для оценки суммарной мощности горизонтальнослоистой толщи при средне- и мелкомасштабных съемках - методы зондирования становлением поля и теллурического поля.

Фациальные изменения отдельных слоев устанавливаются обычно по изменению удельного сопротивления, граничных и пластовых скоростей в горизонтальном направлении (от точки к точке наблюдений).

В тех случаях, когда литологические границы в разрезе изучаемого района, которым отвечают геоэлектрические и сейсмические границы, прослеживаемые электрическими зондированиями и сейсморазведкой, не совпадают со стратиграфическими, на картах и разрезах их показывают как некоторые условные горизонты. Последующим анализом или сопоставлением с данными структурного бурения устанавливается геологическая приуроченность этих условных границ горизонтов.

В помощь прослеживанию отдельных горизонтов, обнажающихся на склонах долин, оврагов, но перекрытых делювиальными отложениями, можно привлекать симметричное или дипольное профилирование, магнитометрию, при небольшой мощности делювия гамма-съемку, а в случае наличия в разрезе битуминизированных и графитизированных прослоев или пластов углей - метод естественного поля.

Наклонно залегающие слои.

При небольших углах наклона слоев задачи, решаемые геофизическими методами, аналогичны тем, которые выдвигаются при изучении горизонтальных напластований, и решаются они тем же комплексом методов по той же методике. Несмотря на то, что интерпретация кривых ВЭЗ проводится по палеткам теоретических кривых, рассчитанных для горизонтально залегающих слоев, применение их при углах наклона пластов до 5-10° не вызывает сколько-нибудь заметных ошибок. При дальнейшем же возрастании углов наклона условия применения электроразведочных методов существенно меняются; соответственно меняется и комплекс привлекаемых частных методов. Ведущим методом становится электропрофилирование, создаются благоприятные возможности для применения метода индукции (дипольно-индуктивного профилирования), метода радиокип.

При сейсмических же наблюдениях наклонное залегание пластов изменяет только геометрию путей распространения сейсмических волн, что автоматически отражается в изменении значений регистрируемых кажущихся скоростей и соответственно формы годографов. В программу интерпретации последних уже заложено определение углов наклона пластов, и поэтому на получаемом сейсмогеологическом разрезе сейсмогеологические границы отражают истинную картину залегания пород. Однако в отличие от электроразведки, эффективность применения которой растет вместе с ростом угла падения пластов вплоть до вертикального залегания, сейсмические методы удается применять при углах наклона пород не свыше 30-40°.

При наклонном залегании пластов возможно применять и такие методы, как магниторазведку, гамма-съемку (при небольшой мощности четвертичных отложений).

По мере укрупнения масштаба съемок и увеличения детальности расчленения разреза предпочтение среди методов электроразведки следует отдавать электрическому профилированию с дипольными установками.

Для определения элементов залегания пластов, перекрытых четвертичными отложениями, рекомендуется применять методику кругового профилирования с дипольными установками.

Складчатые формы залегания.

Изучение складчатых структур относится к числу основных задач структурной геофизики. На их решение направлены ее основные глубинные методы - вертикального электрического зондирования, зондирования становлением поля, теллурического поля, преломленных и отраженных волн, гравиразведки, магниторазведки.

При изучении складчатых районов применяют понятие о так называемых опорных горизонтах. Под опорным горизонтом понимают хорошо выделяющийся по тому или иному физическому свойству пласт или толщу пород, который обладает также достаточной мощностью для четкого проявления в соответствующем физическом поле. Этот горизонт должен занимать определенное стратиграфическое положение в разрезе, быть выдержанным по простиранию (по площади исследований) и принимать участие в строении изучаемых структур с тем, чтобы на основании данных того или иного метода по поведению этого горизонта можно было бы судить об исследуемых структурах. Особенно широко этим понятием пользуются при электрических зондированиях. Наилучшими опорными электрическими горизонтами среди терригенных пород являются глины, отличающиеся низким удельным сопротивлением; среди карбонатных пород - горизонты гипсов, ангидритов, а также массивных известняков, обладающие весьма высоким сопротивлением. За опорный горизонт принимают также и поверхность кристаллического фундамента.

Немаловажную роль играет характер самих складчатых структур.

Для сейсморазведки благоприятны структуры с углами наклона крыльев от 2 до 15°, и, во всяком случае, не свыше 35-40°. Для электрических зондирований доступны только пологие структуры с углами падения крыльев не более 5-10°. Для гравиразведки и магниторазведки благоприятен более резко выраженный структурный рельеф. В этих же условиях на смену электроразведке методом ВЭЗ приходит электропрофилирование. Поэтому электроразведка методами зондирований и сейсморазведка при изучении складчатых структур применяются на платформенных участках, в предгорных и межгорных прогибах, во внутренних зонах крупных депрессий. Гравиразведка, магниторазведка применяются как в платформенных условиях, так и в складчатых областях.

Следует иметь в виду, что изучение складчатых структур посредством геофизических методов в практике современных геофизических работ проводят в большинстве случаев неразрывно с изучением несогласий между структурными этажами и в первую очередь совместно с исследованием рельефа кристаллического или складчатого фундамента.

Трещины.

Изучение трещин в горных породах относится к числу детальных геолого-геофизических исследований. Но если геологические методы изучения трещиноватости требуют наблюдений на обнаженной поверхности пород, то геофизические методы позволяют выявлять основные закономерности пространственного распределения трещин и количественно оценивать степень трещиноватости пород, даже в случае залегания их на глубине нескольких десятков метров под четвертичными отложениями или пластами других коренных пород. Конечно, детальность и точность количественных оценок с глубиной уменьшается.

Основными геофизическими методами изучения трещиноватости являются круговое профилирование, круговые ВЭЗ и микромагнитная съемка.

Круговое профилирование и круговые ВЭЗ могут применяться на участках с горизонтально- или пологозалегающими осадочными породами или же для исследования отдельных массивов изверженных и эффузивных пород. Их применение обусловлено возникновением у пород анизотропии по удельному сопротивлению за счет трещиноватости в том случае, когда трещины в трещиноватой породе пространственно ориентированы преимущественно в одном или нескольких направлениях. Эта анизотропия может быть выявлена, если, не меняя положения центра измерительной установки, располагать линию разносов последней под разными азимутами.

Разрывные нарушения.

Разрывные нарушения обычно отмечаются как контакты и несогласия, так как часто по их линиям приведены в соприкосновения разные комплексы пород с различными физическими свойствами.

Часто разрывные нарушения могут быть зафиксированы либо понижением сопротивления пород в зоне дробления, либо благодаря образовавшейся по линии разрыва жиле или дайке, отличающейся по физическим свойствам от окружающих пород. Выявление таких нарушений обычно проводится посредством электропрофилирования симметричным методом или дипольными установками, методом радиокип, магнитной съемкой, а при малой мощности четвертичных отложений и гамма-съемкой. Зоны дробления могут картироваться методом эманационной съемки, так как они в ряде случаев служат путями вывода радиоактивных эманаций с глубины. Достоинством эманационной съемки является ее большая глубинность в сравнении с гамма-съемкой.

Благодаря совершенствованию электронной измерительной техники появилась возможность применения метода теллурических токов в закрытых районах с развитием мощных толщ четвертичных отложений и коры выветривания для картирования тектонических нарушений. Последние в результате дробления и увлажнения пород часто представляют собой линейно вытянутые проводящие зоны.

Изучение формы и внутреннего строения грабенов и горстов может проводиться широким комплексом методов. Определение общего характера самой структуры и ее оконтуривание обычно производится гравиметрической съемкой, а при относительно небольших размерах - электропрофилированием. Детализация строения прибортовых частей выполняется электропрофилированием, магнитной съемкой, методом индукции, гамма-съемкой, что позволяет выявить и закартировать зоны разломов, обрамляющих структуру, а также изучить строение самого складчатого обрамления.

Эффузивные породы.

Ведущим геофизическим методом изучения условий и форм залегания эффузивных горных пород является магниторазведка. Объясняется это тем, что эффузивы, как правило, отличаются повышенной магнитностью, особенно эффузивы основного состава.

Расчленению эффузивов, выявленных магнитной съемкой, может помочь электропрофилирование, а иногда и гамма-съемка, так как с возрастанием основности эффузивов значительно уменьшается их гамма-активность.

Мощность эффузивных покровов может определяться методом ВЭЗ, а также сейсморазведкой.

Микромагнитная съемка широко применяется и при изучении отдельных массивов эффузивных пород. По характеру «роз направлений» удается выделить отдельные текстурные зоны в пределах одного массива, различать эффузивы, принадлежащие к разным фазам магматического процесса.

Интрузивные породы.

При изучении интрузивных пород геофизическими методами обычно решаются следующие задачи: 1) выявление и оконтуривание отдельных интрузивных массивов; 2) определение формы подземного продолжения массивов; 3) изучение особенностей их внутреннего строения.

Выявление и оконтуривание интрузивных массивов проводится преимущественно посредством магниторазведки (воздушной или наземной, в зависимости от размеров искомых интрузивов и масштаба съемок) и гравиразведки.

Все способы установления формы интрузивных тел являются в конечном счете приближенными, так как основаны на аппроксимации интрузивов телами простейших геометрических форм с гладкими (плоскими или криволинейными) боковыми поверхностями - цилиндрами, усеченными конусами, призмами.

Имеется ряд попыток изучать форму боковых поверхностей интрузивных тел посредством сейсморазведки, по аналогии с соляными куполами. Однако менее благоприятные соотношения скоростей и резкая дислоцированность и неоднородность вмещающих пород не благоприятствуют применению сейсмических наблюдений.

Изучение особенностей строения самих массивов выполняется обычно методами электропрофилирования, магнитной и микромагнитной съемкой, гравиразведкой, гамма- и эманационной съемками. Этими методами можно выделять зоны разломов (электропрофилирование, магниторазведка, эманационная съемка), дайки аплитов, гранит-порфиров, лампрофиров и других пород (гамма-съемка, магнитная съемка, дипольное профилирование), зоны грейзенизации (гравиразведка, магнитная съемка, эманационная и гамма-съемка), зоны гидротермального изменения пород массива (магниторазведка, электропрофилирование). Посредством магнитной съемки отчетливо выделяются зоны развития скарнов, обогащенные магнетитом. Микромагнитная съемка в приконтактной области интрузивов позволяет в отдельных случаях выявлять флюидальные структуры, установление которых может помочь изучению процессов формирования массива и оценить величину современного эрозионного среза.

Детальная высокоточная магнитная съемка в ряде случаев позволяет по ослаблению магнитного поля выявлять неглубоколежащие пегматитовые тела. С этой же целью не без успеха начали применять сейсмоэлектрический метод.

Посредством детальной высокоточной магнитной съемки в сочетании с гамма-съемкой в некоторых случаях в пределах одного массива удается выделять отдельные его части, относящиеся к разным фазам общего тектоно-магматического цикла, так как зачастую эти фазы характеризуются разным составом акцессорных минералов и различиями в соотношениях породообразующих минералов. А это в результате приводит к различиям в намагничении и гамма-активности массива в разных его частях.

Метаморфические породы.

Картирование и изучение структур и форм залегания метаморфических пород проводится теми же геофизическими методами и на той же принципиальной основе, что и структур, образуемых осадочными и магматическими породами.

Но при этом геофизические методы позволяют решать и некоторые специфические задачи. Так, при мелко- и среднемасштабных съемках данные об изменении в горизонтальном направлении (по площади) тех или иных физических параметров - плотности, удельного сопротивления, пластовых скоростей и т.д., устанавливаемые геофизическими наблюдениями, позволяют судить о характере и особенностях проявления регионального метаморфизма.

При крупномасштабных работах посредством магнитной съемки и электропрофилирования устанавливаются проявления контактового метаморфизма, ожелезнения пород. Методы круговых исследований и микромагнитной съемки помогают изучению слоистости и сланцеватости метаморфических толщ.

Магнитной и гравиметрической съемкой успешно картируются площади развития железистых кварцитов, как, например, в районах Курской магнитной аномалии, в Тургайском прогибе.

В зависимости от условий залегания метаморфизованных пород комплексом различных методов их можно расчленить на отдельные горизонты, отличающиеся по физическим свойствам и, следовательно, по литолого-петрографическим характеристикам. Так, например, в районах развития разнообразных сланцев удается выделять свиты кремнистых, известковистых, железистых, глинистых сланцев на основании их различной плотности, магнитности, удельного сопротивления или гамма-активности. Эти задачи решаются посредством крупномасштабных детальных съемок методами дипольного профилирования, радиокип, магнитометрии, гамма-съемки.

16. ПОЛЕВЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полевой период делится на три последовательных этапа. В первый из них, охватывающий по продолжительности 2-3 недели, производится знакомство с районом работ и его общий обзор. Во второй этап выполняется основной объем полевых работ. В третий, заключительный этап производится увязка всего полевого материала, составляются дополнительные описания разрезов и по возможности осуществляется детальное изучение наиболее перспективных из выявленных рудоносных участков.

ВИДЫ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СЪЕМОК

В зависимости от масштаба, целей и условий работ геологическую съемку проводят различными методами. Наибольшим распространением пользуются следующие съемки: маршрутная, площадная и инструментальная.

Маршрутная съемка применяется при картировании в масштабах 1: 1 000 000 и 1: 500 000. Она заключается в пересечении района работ маршрутами, большая часть которых располагается вкрест простирания пород или складчатых комплексов. При картировании интрузивных образований маршруты должны пересекать как краевые, так и центральные части массивов.

Наблюдения, проделанные в маршруте, наносятся на топографическую основу, а при наличии аэрофотоснимков и на них.

Геологическое строение пространств, заключенных между маршрутами, устанавливается путем интерполяции данных смежных маршрутов; значительную помощь при этом может оказать дешифрирование аэрофотоматериалов.

Маршрутными исследованиями пользуются также при составлении опорных стратиграфических разрезов, изучении четвертичных отложений и геоморфологических наблюдениях. Ими с успехом можно пользоваться и при сравнительном анализе тектонического строения отдельных районов как для решения общих вопросов, так и при изучении складок, разрезов, трещин и т. п.

Площадная съемка производится при детальном геологическом картировании в масштабах 1: 200 000 - 1: 25 000. Точками наблюдения покрывается вся территория съемки, густота которых зависит от степени сложности геологического строения, условий обнаженности, проходимости, фотогеничности. Наблюдения ведутся также по маршрутам, которые заранее намечаются исходя из строения района и условий обнаженности.

Геологические границы при площадной съемке могут быть точно установлены на местности или их положение определено приближенно. Для выявления точного положения границ используются прямые геологические наблюдения, горные выработки и буровые скважины или аэрофотоснимки. Также тщательно привязываются к местным ориентирам и закрепляются на местности места находок полезных ископаемых и пункты отбора проб с повышенным содержанием полезных ископаемых.

Точность установления границ при геологической съемке масштаба 1: 50 000 не должна быть менее 200 м и для карт масштаба 1: 25 000 не менее 100 м. В зависимости от обоснованности геологические границы делят на достоверные и предполагаемые.

Инструментальная съемка применяется при геологическом картировании, начиная от масштаба 1: 10 000 и крупнее. Она представляет собой площадную съемку, при которой нанесение геологических объектов на топографическую основу производится интрументально. Способы проведения инструментальной съемки весьма различны.

При инструментальной съемке необходимо иметь достаточную сеть естественных обнажении или горных выработок, вскрывающих коренные породы. Контуры последних должны быть совершенно точно указаны на топографической карте. Следует тщательно изучить аэрофотоснимки, найти и отметить реперами все отдешифрированные объекты на местности.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Геологосъемочным работам должен предшествовать комплекс наземных геофизических исследований, а также аэромагнитная и аэродиометрическая съемка в масштабе геологосъемочных работ и гравиметрическая съемка масштаба 1: 200 000.

Кроме того,для решения конкретных геологических задач и детализации ранее известных геофизических аномалий до или в процессе полевых работ на отдельных участках могут быть проведены сейсморазведочные, гравиразведочные, электроразведочные и другие виды работ, выполняемые раздельно или в различных сочетаниях.

ИЗУЧЕНИЕ И ОПИСАНИЕ ОБНАЖЕНИЙ

Обнажение представляет собой ту часть горных пород, находящихся в естественных условиях, которая изучается геологом. К этому понятию в равной мере относятся выходы на дневную поверхность горных пород различного происхождения и возраста, включая образования четвертичного периода. Даже при сплошной обнаженности для изучения горных пород необходимо выбирать наиболее характерные участки.

При описании осадочных горных пород устанавливается состав, отражающийся в определении названия породы; указываются цвет, текстура, включения, мощность, трещиноватость, характеристика выветрелых и свежих поверхностей, переход к вышележащим и подстилающим слоям. Определяются мощности каждого из слоев и их общая мощность в обнажении. Устанавливаются элементы залегания пород, направление наиболее резко выраженных трещин.

К отбору образцов из описываемых пород следует относиться с большой внимательностью. Каждый взятый образец должен быть достаточно представительным со свежими поверхностями. Средний размер образца не должен превышать площади ладони.

Обнажения магматических пород описываются несколько иначе. Наблюдения следует вести от контактов интрузивного тела к его центральным частям, внимательно следя за изменениями состава, структуры и текстуры пород. Очень важно установить ориентировку поверхностей интрузивных тел. Во многом в этом может помочь изучение трещин. Контакты магматических тел с вмещающими породами могут быть либо интрузивными, либо трансгрессивными. При интрузивных контактах во вмещающих породах наблюдаются приконтактовые изменения, вызванные воздействием магмы; при трансгрессивном контакте интрузивные породы несут следы выветривания и разрушения, а налегающие на их размытую поверхность осадочные отложения в нижнем базальном слое заключают обломки подстилающих интрузивных образований.

Образцы из интрузивных пород подбираются так, чтобы они давали представление о строении как основной части интрузивных тел, так и о строении их эндо- и экзоконтактовых зон. При описании интрузивных массивов должны быть указаны их размеры, а для жил и даек - мощность, направления простирания и падения.

Описание эффузивных образований - застывших лав и туфов - близко к порядку описания осадочных пород. При характеристике застывших лав особое внимание должно быть обращено на характеристику структуры и текстуры и форму отдельности.

При изучении складок рекомендуется начинать с характеристики пород, в которых они развиты; далее описываются: строение замка и крыльев с указанием углов их наклона, измеряется простирание оси и направление погружения шарниров. Определяется морфологический тип складки, ее высота и размер крыльев.

При описании разрывов со смещениями приводятся элементы залегания сместителя; состав пород и условия их залегания на крыльях. Для определения направления движения крыльев разрыва тщательно изучают строение сместителя: борозды и зеркала трения, тектонические брекчии, деформации пород, примыкающих к сместителю.

Следует стремиться установить амплитуды смещения вдоль сместителя, а также тип разрыва. Следует отметить, что сместители разрывов с перемещениями в сотни метров могут иметь брекчии трения мощностью в десятки и более метров. Среди перетертых обломков нередко могут встретиться и крупные блоки - отторженцы от пород, слагающих крылья разрыва.

По результатам геолого-съемочных работ составляются геологический отчет и комплект геологических карт, включающий карту фактического материала, геологическую карту с геологическими разрезами и стратиграфической колонкой, карты полезных ископаемых, тектоническую, геоморфологическую, гидрогеологическую карты, карту четвертичных отложений.

ЛИТЕРАТУРА

Ажгирей Г. Д. Структурная геология. Изд. МГУ, 1966.

Белоусов В. В. Структурная геология. Изд. МГУ, 1971.

Буялов Н. И. Практическое руководство по структурной геологии и геологическому картированию. Гостоптехиздат, 1955.

Карта района, учебник «Структурная геология и геологическое картирование », соответствующий том...

Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 05. 04. 01 Геология Программа обсуждена на заседании кафедры

Программа

А.Е. Структурная геология и геокартирование. – М.: Недра, 1991. Лощинин В. П., Галянина Н. П. Структурная геология и геологическое картирование : учеб... 2000. 238 с. Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование . – М.: Недра, 1993. ...

Томский государственный университет

Рабочая программа

Важнейшее значение имеют: «Геология месторождений полезных ископаемых», «Структурная геология и геологическое картирование », «Физика». Компетенции... полей и месторождений. Структурно -геологические представления на заре зарождения геологии в XVI – XVIII ...

Важнейшими инструментами познания современной структуры и истории формирования и развития геологической среды являются, помимо геологических бурение, геологич

Документ

... (электроника, автоматика, кибернетика, космонавтика) и геологическими (геология , планетология, геохимия, геотектоника и др.) науками... районировании, геологическом картировании , изучении глубинного строения земной коры, решении таких структурных задач, ...

Вспомните: Назовите крупнейшие литосферные плиты Земли. Какие существуют виды тектонических структур?

Евроазиатская, Африканская, Южно-Американская, Северо-Американская, Антарктическая, Индо-Австралийская, Тихоокеанская. Выделяют два основных вида тектонических структур. Относительно тектонически устойчивые платформы – это основные элементы структуры материков, характеризующиеся спокойным тектоническим режимом, небольшой сейсмичностью, меньшим проявлением магматизма. Подвижные области в регионах обладающие большой тектонической подвижностью. Здесь формируются горы. Гора – это положительная форма рельефа, поднимающаяся над относительно ровным пространством не менее, чем на 200 м.

Проверим знания:

1. Найдите на тектонической карте щиты и плиты.

Щиты – Балтийский, Алданский, Анабарский.

2. В пределах каких литосферных плит расположена территория России?

Россия расположена в пределах Евроазиатской, Северо-Американской, Тихоокеанской, Амурской, Охотоморской плит.

3. Что положено в основу составления тектонической карты?

В основу этих карт положен возраст формирования тектонических структур (платформ и складчатых областей).

4. Какие существуют виды тектонических структур?

Тектонические структуры – платформы и складчатые области.

А теперь более сложные вопросы:

1. Как процесс образования платформы отражается на ее строении?

Древние платформы – устойчивые участки литосферных плит. В их строении четко прослеживаются докембрийский кристаллический фундамент и осадочный чехол. Молодые платформы возникли на месте древних разрушенных горных областей, что отражается на их строении. Они имеют фанерозойский фундамент. Для них характерно наличие промежуточного структурного этажа. Молодые платформы занимают около 5% площади континентов и располагаются между древними платформами либо у них на периферии.

2. Какие процессы привели к возникновению молодого Тихоокеанского складчатого пояса на востоке страны?

Возникновение Тихоокеанского складчатого пояса на востоке страны связано с столкновением Евроазиатской литосферной плиты с Тихоокеанской. В результате Тихоокеанская плиты, как более тяжелая, «подплыла» континентальную. Образовались островные дуги, окраинные моря и горный системы.

3. Горы возникают на границах между литосферными плитами. Как тогда можно объяснить возникновение Уральских гор, расположенных в центре огромной Евроазиатской плиты?

Уральский горы – древние. Они образовались в то время, когда происходило образование самой Евроазиатской плиты из отдельных блоков. Уральский горы возникли на стыке Восточно-Европейской и Сибирской платформ.