Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы для студентов специальностей: 130301 «Геологическая съемка, поиски и разведка мпи»

Среди рассмотренных секущих интрузивных образований есть группа так называемых субвулканических интрузий. Они тесно связаны с вулканическими процессами, но во время перемещения (внедрения) магмы не выходили на земную поверхность. Форма их может быть штокообразная или дайкообразная, но слагаются они породами вулканогенного облика (афировыми или порфировыми лавами) и по этому признаку похожи на жерла. Но, на выдаваемых для курсового проектирования учебных картах, субвулканические интрузии и жерла обычно покрываются штриховкой отличающихся направлений, что и позволяет их легко различать.

Особый случай взаимоотношений секущих интрузий со слоистостью вмещающих пород возникает тогда, когда мелкое штокообразное тело в плане располагается внутри полосы выхода слоя (стратиграфического подразделения) на земную поверхность. Тогда в плане нет пересечений интрузии с границами стратиграфического подразделения и такую интрузию можно ошибочно принять за согласную. Прямым указанием на ее секущее положение может быть различие азимутов и углов падения вмещающих пород и интрузии (если они указаны). Но даже если ориентировка границ не указана, все равно интрузию следует признать секущей, принимая во внимание, что штокообразное (столбообразное) тело не может быть согласным (даже если оно на плане не пересекает границ стратиграфического подразделения, то все равно пересекает слоистость его пород).
Интрузия в плане и в разрезе параллельна слоистости

Такие взаимоотношения интрузии со слоистостью указывают на их согласное залегание. Вопрос состоит в том, что требуется, глядя на карту, определить параллельность слоистости вмещающих пород и контактов интрузии и в плане, и в разрезе. Это можно сделать, используя прямые (характер взаимоотношений границ интрузии со слоистостью, значки элементов залегания) или косвенные (пластовые треугольники) признаки ориентировки в пространстве слоистости и интрузии.

Признаки согласного залегания интрузии являются:

1) при расчлененном рельефе - параллельность контактов интрузии и слоистости вмещающих пород;

2) при горизонтальном рельефе - параллельность контактов интрузии и слоистости вмещающих пород при одинаковых азимутах и углах их падения.

К согласным интрузиям относятся: силлы, лополиты, лакколиты, факолиты. Силлы и лополиты являются плитообразными телами и обычно бывают сложены основными или ульраосновными породами. Лакколиты имеют караваеобразную форму и сложены обычно кислыми и умеренно кислыми породами; а факолиты, обладая серпообразной формой, абиссальными гранитоидами.

Таким образом, силлами следует называть интрузии ультраосновного и основного состава:

а) залегающие в слоистой толще, имеющие лентообразную и изометрическую форму в плане, с контактами, параллельными слоистости вмещающих пород;

б) расположенные в горизонтально залегающей неслоистой толще, имеющие лентообразную и изометричную форму в плане с контактами, параллельными горизонталям рельефа.

Силлы имеют дайкообразные (или иной формы) подводящие каналы, поэтому на карте они часто сопрягаются с дайками или другими секущими телами. Иногда от одного подводящего канала ответвляются несколько параллельных друг другу силлов, образуя многоярусный силл.

Признаком пересечения интрузии со слоистостью на глубине является несовпадение азимутов и (или) углов падения слоистости вмещающих пород и контактов интрузии. К интрузиям с такими взаимоотношениями со слоистостью относятся продольные дайки или дайкообразные интрузии. Если залегание вмещающих пород не очень крутое, то при сильно расчлененном рельефе в склонах глубоких долин такие интрузии могут пересекать слоистость вмещающих пород.

Интрузии, имеющие такие взаимоотношения со слоистостью, являются частично согласными и называются гарполитами и межформационными лополитами. Обычно это крупные интрузивные тела, имеющие плитообразную форму, внедренные вдоль поверхности структурного несогласия и поэтому обладающие секущими взаимоотношенияими со смятой в складки слоистостью нижнего комплекса и более-менее согласными взаимоотношениями со слоистостью верхнего комплекса. Гарполит, за свое расположение между двух несогласно залегающих комплексов, имеет второе название межформационный батолит. Таким образом, гарполит может быть узнан на геологической карте по более-менее изометричной форме выхода, крупным размерам (более 100 кв. км), по параллельности контактов интрузии слоистости верхнего комплекса и по секущим взаимоотношениям интрузии со слоистостью нижнего комплекса при кислом составе слагающих интрузию пород.

В качестве особенностей внутреннего строения интрузивных тел на геологической карте могут быть показаны: 1 - эндоконтак-товые и экзоконтактовые зоны интрузий; 2 - элементы прототекто-ники; 3 - расслоенность интрузий.

Эндоконтактовые зоны интрузий могут быть представлены "закаленными породами", гибридными породами, либо теми и другими одновременно.

Если в эндоконтактовой зоне совмещаются "закаленные" и гибридные породы, то у той же гранитной интрузии она (зона) может быть представлена мелкозернистыми гранодиоритами или гранодиорит-порфирами (либо мелкозернистыми кварцевыми диоритами или кварцевыми диорит-порфиритами).

Экзоконтактовые зоны интрузий могут быть представлены роговиками, скарнами, ороговикованными и скарнированными породами. На картах они обозначаются точками или штрихами красного цвета, расположенными около границы интрузивного тела со стороны вмещающих пород (прямо по цветовому фону вмещающих пород). Точки или штрихи могут располагаться полосой, показывая мощность зоны экзоконтактовых изменений, или в одну линию вдоль контакта, указывая либо на небольшую мощность зоны экзоконтактовых изменений, либо просто на наличие у интрузии таких изменений.

Состав слагающих экзоконтактовую зону пород можно посмотреть в условных обозначениях к геологической карте.

Прототектоника интрузий

Прототектоника интрузий - это особенности их внутреннего строения, возникающие во время перемещения интрузий в жидком состоянии и при остывании после кристаллизации. Полосчатость, линейные, линейно-плоскостные и плоскостные текстуры возникают в интрузивных породах во время перемещения в жидком состоянии и называются прототектоникой жидкой фазы.

При описании внутреннего строения интрузий необходимо указать: чем обусловлены прототектонические текстуры (зернами минералов, скоплениями зерен минералов, шлирами, полосчатостью или флюидальностью), их ориентировку в пространстве. Опираясь на ориентировку элементов прототектоники жидкой фазы высказать утверждение (или предположение) об ориентировке контактов и форме интрузивного тела на глубине.

Если на карте показана прототектоника твердой фазы, то указать вид развитых в породах интрузии трещин (продольные, поперечные, диагональные, пластовые) и их ориентировку в пространстве.
Расслоенность интрузий

Расслоенность интрузивных тел характерна для ультраосновных и основных интрузий и узнается на геологической карте по зональности пород (наличию полос пород разного состава), параллельной контакту интрузивного тела и закономерно сменяющих друг друга в направлении от подошвы к кровле интрузии. Закономерность эта выражается в том, что вблизи подошвы (или "дна") интрузии располагаются наиболее основные (часто ультраосновные) породы, а по направлению к кровле, или гипсометрические выше (при отсутствии кровли) располагаются все более кислые породы. Термин "более кислые породы" применен здесь в своем относительном значении. Например: габбро (основные по содержанию SiO₂ породы) "кислее'' дунитов и перидотитов (ультраосновных пород), а перидотиты – дунитов; габбро лейкократовые (светлые) ''кислее'' меланократовых (с повышенным содержанием темноцветных минералов) и тем более оливинсодержащих. При встрече на карте подобной ситуации требуется описать ее, отметив: в каком направлении и какие породы сменяют друг друга, указав также мощности зон.

На большинстве геологических карт, выдаваемых для курсового проектирования, возраст интрузивных образований указан. Однако, в пояснительной записке требуется его обосновать, исходя из взаимоотношений с вмещающими и перекрывающими породами. Иногда, при анализе карт получаются различия между указанным на карте и определяемым по соотношению с окружающими породами возрастом интрузий. Предпочтение следует отдавать возрасту, определяемому по анализу взаимоотношений с окружающими породами.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К СОСТАВЛЕНИЮ ГЛАВЫ «МЕТАМОРФИЗМ»
Метаморфические процессы, протекающие в недрах Земли, многообразны и определяются физико-химическими и геодинамическими условиями их проявления. По составу, структурам и текстурам пород, а также месту проявления метаморфических преобразований, на выдаваемых для курсового проектирования геологических картах могут быть опознаны следующие виды метаморфизма: контактовый, приразломный, региональный изохимический с фациальными разновидностями: филлитовый, зеленосланцевый, эпидот-амфиболитовый, амфиболитовый, гранулитовый; региональный аллохимический с разновидностями: региональная альбитизация и гранитизация; синвулканический метасоматоз; зеленокаменное перерождение.

Контактово-метаморфические образования по своей природе должны проявляться в экзоконтактовой зоне интрузий и опознаются на карте по наличию около контактов интрузий ореолов роговиков и скарнов, показываемых на карте определенными условными знаками. Если в экзоконтакте одной и той же интрузии располагаются и роговики и скарны, необходимо объяснить закономерности их проявления. Необходимо проанализировать, не связано ли их расположение с составом вмещающих пород: ведь роговики образуются в контакте интрузии с вмещающими породами одинакового или близкого состава (гранитов - с кварц-полевошпатовыми терригенными породами, или кислыми вулканитами, габбро - с карбонатно-глинистыми осадками, или с базальтами), а скарны - на контакте интрузии с вмещающими породами резко различного состава (гранитов - с карбонатными породами, или базальтами, габбро - с кварц-полевошпатовыми терригенными породами, или с кислыми вулканитами).

Минеральный состав роговиков и скарнов на картах не указан, поэтому об обычно присутствующей в природных условиях зональности контактово-метаморфических ореолов ничего сказать нельзя. С карты только можно «снять» сведения о мощности зон ороговикования или скарнирования. При этом если роговики на карте показаны одной линией точек у контакта интрузии, то этот знак является немасштабным и даже мощность зоны роговиков, в этом случае, определить невозможно.

Филлиты и серицитизированные терригенные породы с реликтовыми структурами и текстурами первичных пород указывают на проявление метаморфизма филлитовой ступени.

Зеленые сланцы, кварц-серицитовые и кварцево-слюдяные сланцы без граната, ставролита и дистена, порфироиды и порфиритоиды (метаморфизованные вулканиты кислого и основного состава) указывают на проявление зеленосланцевого метаморфизма.

Кварц-полевошпат-слюдяные и альбит-эпидот-роговообман-ковые сланцы (без реликтовых структур и текстур первичных пород) с гранатом, ставролитом и дистеном, или без них (все эти породы относятся к кристаллическим сланцам) указывают на проявление эпидот-амфиболитового метаморфизма.

Гнейсы и амфиболиты, переслаивающиеся с кристаллическими сланцами (или без них) фиксируют проявление метаморфизма амфиболитовой фации.

Мигматиты, гнейсо-граниты и мигматизированные гранито-гнейсы указывают на проявление ультраметаморфизма (регионального метаморфизма, сопровождающегося плавлением пород).

На некоторых учебных геологических картах, в центральных частях полигенных вулканических построек изображены метасоматиты не указанного состава, приуроченные к околожерловым пространствам. В главе «Метаморфизм» их можно отметить в качестве синвулканического метасоматоза, а если такая глава не разрабатывается, то в главе «Интрузивные образования» под видом прижерлового метасоматоза.

При определении вида проявленного метаморфизма необходимо учитывать масштабы его проявления и связанную с этим степень полноты переработки метаморфизуемого комплекса пород. Например, в легенде (условных обозначениях) сказано, что данная толща представлена мраморами, базальтами и известняками, а на карте видно, что толща эта прорывается интрузиями с ореолом контактовых роговиков. Обучающиеся часто ошибочно принимают эти мраморы за региональнометаморфические, не замечая, что с ними соседствуют неметаморфизованные известняки и базальты. Логичней в данном случае принять мраморы за контактовометаморфические, ведь при региональном метаморфизме не может быть избирательного проявления интенсивности метаморфических преобразований в зависимости от состава пород.

Время проявления конкретного вида метаморфизма определяется возрастом самых молодых метаморфизованных в этих условиях пород. К примеру, если зеленосланцевометаморфизованные ранне- и позднепротерозойские отложения перекрыты не метаморфизованным кембрием, то это значит, что зеленосланцевый метаморфизм проявился в конце позднепротерозойского времени, метаморфизовав и ранне- и позднепротерозойские породы на завершающем этапе протерозойской эндогенной активности.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К СОСТАВЛЕНИЮ ГЛАВЫ «ТЕКТОНИКА»

Под тектоническим блоком понимается фрагмент территории, имеющий отличительные особенности геологического строения по сравнению с соседними площадями и ограниченный разломами. В качестве отличительных особенностей геологического строения могут быть: различный стиль складчатости одновозрастных комплексов; различный состав магматогенных (вулканогенных и интрузивных) образований; близкий, но различный возраст пород, слагающих блок и окружающие площади при сходстве условий образования этих пород. Последнее можно проиллюстрировать следующим примером: по одну сторону от разлома на кембрийско-ордовикских отложениях залегают силурийские, а выше их (минуя девонские) - каменноугольные породы; а по другую сторону разлома на том же кембрийско-ордовикском основании - девонские породы, несогласно перекрытые пермскими. В итоге, по одну сторону от разлома лежат силурийские и каменноугольные (при отсутствии девонских) породы, а по другую - девонские и пермские (при отсутствии силурийских и каменноугольных). Значит данный разлом разделяет блоки, сложенные породами различающихся возрастов и имеющие, таким образом, разную историю.

Тектонические блоки и структурно-фациальные зоны являются наиболее крупными структурообразующими элементами анализируемой территории и при описании их, обычно, приходится расчленять на структурные этажи, или выделять в их пределах более мелкие структурные формы вроде вулкано-тектонических структур, вулканических построек или групповых разломных структур (горстов, грабенов, ступенчатых сбросов и пр.).

Под структурным этажом понимается комплекс геологических образований (осадочных, магматических и метаморфических), возникших в результате проявления группы определенным образом взаимосвязанных геологических процессов (седиментогенеза, магматизма, метаморфизма и тектонических движений). Структурные этажи отделяются друг от друга (по "вертикали") структурными несогласиями и отличаются возрастом и стилем складчаточти слагающих их образований, количеством и видом интрузий и разрывных дислокаций. При этом, под стилем складчатости подразумеваются морфологические особенности групп (систем) складок (форма, порядковость, соотношение длин осей, характер распределения по площади, занятой структурным этажом), отражающие условия их образования. Структурные этажи именуются по крайним значениям возраста слагающих пород: например, кембрийско-силурийским (сложенный кембрийской, ордовикской и силурийской системами), или по возрасту завершающей складчатости - каледонский, герцинский и пр.

Практически, на геологической карте структурные этажи выделяются следующим образом: в стратиграфической колонке отыскиваются несогласия, по карте определяется их вид (параллельное, угловое или структурное), а затем комплексы отложений, расположенные между соседними структурными региональными несогласиями, принимаются за структурные этажи. К анализу несогласий следует относиться ответственно, поскольку внутри структурных этажей могут "располагаться" локальные (параллельные или угловые) несогласия, неправильная оценка которых может привести к ошибке в определении количества и возрастных границ структурных этажей. Локальные несогласия могут разделять структурные ярусы – дробные части структурных этажей. Структурные ярусы выделяются только в том случае, когда верхний из них с размывом перекрывает интрузии нижнего яруса.

При описании структурных этажей указываются возраст и состав слагающих их образований, а затем дается подробная характеристика складчатых и разрывных дислокаций, и других структурных форм.

Вулкано-тектонические структуры на выдаваемых для курсового проектирования картах представлены только кальдерами.

Кальдеры опознаются на карте по расположению вулканогенных, в том числе и жерловых, образований внутри кольцевого разлома. Иногда за пределами кольцевого разлома (ввиду глубокой эрозии вулканической постройки с кальдерой) вулканогенных образований может не быть вовсе.

При описании кальдеры требуется указать ее размеры; возраст (время обрушения); состав, характер залегания и тип дислокаций, развитых в слагающих ее образованиях.

Крупные вулканические постройки могут входить в состав структурных этажей, или формировать свои структурные этажи.

На геологических картах, выдаваемых для курсового проектирования, из разрывных дислокаций показываются разломы и трещины остывания интрузивных пород. Трещины остывания рассматриваются в прототектонике интрузивных тел, так что в главе "Тектоника" описываются только разломы.

На картах разломы изображаются одной линией, а если представить в объеме - поверхностью. Но в реальности - это объемные тела, выполненные породами разной степени разрушенности (трещиноватыми или рассланцованными), глинкой трения, тектоническими брекчиями, милонитами, динамосланцами. Эта нарушенность пород постепенно и дискретно убывает от середины разлома (называемой шовной зоной) в стороны прилегающих пород. В некоторых случаях на картах около линии разлома показаны породы шовной зоны.

Кинематическая классификация разломов

По кинематике (направлению взаимного перемещения блоков по сместителю) различают пять основных видов разломов, характеризующихся строго определенными направлениями перемещения блоков и большое количество разломов, характеризующихся промежуточными (комплексными) направлениями перемещения блоков. К основным разновидностям разломов относятся: раздвиги, сбросы, взбросы, надвиги и сдвиги.

У раздвигов блоки расходятся в противоположные стороны по нормали к сместителю. Это вызывает образование в зоне разлома дробленных пород (тектонических брекчий) или внедрение в нее даек или других дайкоподобных интрузий. Часто к раздвигам приурочены жерла вулканов трещинного типа. Таким образом, на карте раздвиги опознаются по приуроченности к разлому катаклазитов, интрузивных тел дайкообразного вида или жерл трещинного типа.