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

5. По соотношению мощностей слоев в замке и на крыльях различают складки: подобные (мощность слоев в замках больше чем на крыльях), концентрические (мощность слоев в замках и на крыльях одинакова), обособленные антиклинали с уменьшенной мощностью слоев в замке (некоторые разновидности диапировых складок), складки с уменьшенной мощностью слоев в замках антиклиналей и с увеличенной мощностью слоев в замках синклиналей.

Для опознания на карте концентрических и подобных складок следует пользоваться следующей закономерностью: открытые и веерообразные складки обычно являются концентрическими, а закрытые - подобными. Другие виды складок, выделяемые по рассматриваемому признаку, на выдаваемых для курсового проектирования картах не встречаются. Но если бы встречались, то их можно было бы определить по разрезу, или путем анализа изменения мощности слоев на рассматриваемой площади.

6. По соотношению длин осей (продольной и поперечной) различают складки: линейные (отношение длин продольной и поперечной осей больше 3) и брахиформные (отношение длин осей меньше 3).

Здесь необходимо отметить, что термин «линейные складки» имеет два смысловых значения. Первое - применяется к единичным обособленным складкам и указывает на их сильно вытянутую форму. В этом значении оно здесь и применено. Второе - применяется к группе складок и указывает на их сопряженность (сплошное чередование однотипных антиклиналей и синклиналей) и их сильную вытянутость по простиранию. Об этом речь будет идти в разделе «Анализ типов складчатости».

7. По наличию или отсутствию на крыльях основных складок осложняющих их более мелких складок различают складки: однопорядковые, двухпорядковые, трехпорядковые и т.д. Однопорядковыми называются складки простого строения с ровными (без дополнительных волнообразных изгибов) крыльями. Двухпорядковыми называются складки, крылья которых осложнены более мелкими одинакового размера изгибами (складками 2-го порядка). Трехпорядковыми называются сложно построенные двухпорядковые складки, у которых крылья складок 2-го порядка осложнены еще более мелкими складками 3-го порядка.

Наиболее крупные складки, развитые в пределах описываемой территории являются складками 1-го порядка. Их количество обычно не велико, иногда не более одной. Более мелкие складки примерно одинакового размера, осложняющие крылья складок 1-го порядка, являются складками 2-го порядка и т. д.

На карте многопорядковые складки узнаются по сложным разного размера изгибам слоев. Наиболее крупные (как бы обобщенные) изгибы являются складками 1-го порядка. Более мелкие, но равные по размерам, изгибы являются складками 2-го порядка, и т. д. При горизонтальном положении шарниров складок и слабо расчлененном рельефе замки складок на карте могут вовсе отсутствовать. Тогда многопорядковые складки узнаются по многократному чередованию близковозрастных пород с постепенным их удревнением в направлении к ядру антиклинали 1-го порядка и омоложением в направлении к ядру синклинали 1-го порядка. Ширина складок (это требуется указывать при характеристике складок) закономерно убывает с увеличением их порядка и различается у складок соседних порядков примерно в 2 - 4 раза.

Определяемый по карте порядок складок - понятие относительное. На анализируемой карте складками первого порядка называют наиболее крупные из имеющихся здесь складок. От них ведется счет складкам более высоких порядков. Но при анализе более обширной территории выделенные складки 1-го порядка могут оказаться складками, осложняющими крылья еще более крупных складок, и, таким образом, стать складками 2-го или более высоких порядков.

К морфологическим особенностям складок также относят ундуляцию шарниров и виргацию осей.

Близкими по форме к складкам являются дислокации, называемые флексурами. Флексура - это ступенеобразный изгиб слоев на фоне выдержанного горизонтального или моноклинального залегания. У флексуры различают крайние (верхнее и нижнее) и смыкающее крылья.

Если все крылья погружаются в одном направлении, то флексуру называют попутной, а если смыкающее крыло погружается в противоположную сторону относительно погружения крайних крыльев, то флексуру называют встречной.

По ориентировке шарниров флексуры делят на горизонтальные (шарниры вертикальны), наклонные и вертикальные (шарниры горизонтальны).

Обычно в природе складки встречаются группами, занимая некоторую площадь. Такая совокупность складок называется складчатостью. В зависимости от морфологии складок и их пространственных взаимоотношений выделяют складчатости следующих морфологических типов: голоморфную (полную), идиоморфную (прерывистую) и промежуточную.

В гребневидной складчатости только сильно вытянутые (признак голоморфной складчатости) антиклинали являются активными дислокационными формами, а промежутки между ними заполняют участки не дислоцированных (горизонтально залегающих) пород. При близком друг к другу расположении антиклиналей эти участки могут выглядеть как синклинали. Признаком идиоморфной складчатости здесь является независимость антиклиналей друг от друга ни по форме, ни по размеру.

Гребневидная складчатость обычно связана с системами разрывных дислокаций надвигового и взбросового типов, проявляющимися в чехле платформ и опознается на карте именно по приуроченности узких наклонных или опрокинутых складок к таким дислокациям.

Сундучная складчатость также связана с разрывными дислокациями, но сбросового и взбросового типов. Размер, форма и ориентировка таких складок целиком зависит от ориентировки разломов фундамента платформ и расстояний между этими разломами. Разломы фундамента могут проникать и в породы чехла, достигая земной поверхности, и разграничивая соседствующие антиклинали и синклинали.

Признаком голоморфной складчатости здесь является сплошное заполнение территории складками, а признаком идиоморфной - независимая друг от друга форма соседствующих складок. Именно по этому признаку, а также по тесной связи контуров складок с ограничивающими их разломами, сундучная складчатость опознается на геологических картах. Особенно хорошо связь складок с разломами наблюдается на геологических разрезах, где наглядно проявляется зависимость вида и размера складок платформенного чехла от расстояний между разломами и направления перемещения по ним блоков фундамента.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К СОСТАВЛЕНИЮ СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧСЕКОЙ СХЕМЫ

1. Все стратифицированные образования описываемой территории разбиваются на структурные этажи. Структурные этажи раскрашиваются цветом преобладающего в структурном этаже стратиграфического подразделения. Граница структурного этажа проводится по подошве самого древнего в данном этаже стратона сплошной линией с точками со стороны пород этажа. Там где граница структурного этажа совпадает с разломом или с контактом интрузии она так и рисуется соответствующим знаком (разломом или контактом интрузии).

2. На структурно-тектоническую схему переносятся интрузии и разломы. Интрузии выносятся со всеми элементами внутреннего строения, которые показаны на геологической карте и раскрашиваются теми же цветами, что и на карте.

Около линий разломов на структурно-тектонической схеме должны быть проставлены: 1 – возраст разломов (подвижек); 2 - направление перемещения блоков; 3 - амплитуда перемещения блоков.

Если по разлому подвижки осуществлялись несколько раз, то для каждой подвижки указываются сведения о ее возрасте, направлении и амплитуде перемещения блоков (путем компактного расположения всех значков и цифр в отдельных местах вдоль линии разлома). Способ отображения этой информации приведен на страницах 28 - 30..

3. Кроме информации об интрузиях и разломах, на структурно-тектоническую схему выносятся оси складок. Оси антиклиналей и синклиналей обозначаются разными значками: оси антиклиналей штрих-пунктирной линией (— ∙ — ∙ —), а оси синклиналей - штриховой (^{____ ____ ____}). Длина штрихов зависит от порядка складок. Длина штрихов осей складок 1-го порядка должна быть около 2 см, 2-го порядка - около 1,5 см, а 3-го порядка - около 0,5 – 0,7 см.

4. К структурно-тектонической схеме составляются условные обозначения. Они включают площадные знаки (клетки) структурных этажей (а при необходимости и структурных ярусов); площадные (клетки) и штриховые знаки интрузий и элементов их внутреннего строения; штриховые, буквенные и цифровые знаки возраста, направления и амплитуды перемещения блоков у разломов; штриховые знаки осей складок.

Все эти знаки располагаются в соответствии со следующими правилами.

Верхнюю часть условных обозначений составляют клетки структурных этажей с указанием в них буквами латинского алфавита возраста включенных в структурный этаж стратиграфических подразделений (если их больше двух - указанием через тире крайних членов). Клетки структурных этажей располагаются в соответствии с возрастом этажей: сверху вниз, от молодых к древним. Справа от клеток этажей перечисляются входящие в них стратиграфические подразделения. Если описываемая территория может быть разделена на структурно-формационные зоны, то клетки структурных этажей располагаются столбцами, каждый из которых помещается под названием соответствующей зоны.

Среди клеток структурных этажей располагаются клетки и штриховые знаки интрузивных образований в соответствии с их возрастом и приуроченностью к определенным структурно-формационным зонам.

Ниже условных знаков структурных этажей и интрузий размещаются условные знаки разломов с объяснением всех буквенных, цифровых и штриховых знаков, использованных на структурно-тектонической схеме для их характеристики.

Ниже условных знаков разломов располагаются условные знаки осей складок, отражающие ориентировку их элементов и порядковость.

Последними в условных обозначениях к структурно-тектонической схеме размещаются прочие общие знаки: границы структурных этажей (ярусов), элементы прототектоники интрузий, штриховые знаки состава экзо- и эндоконтактовых зон интрузий, значки элементов залегания пород.

Образец условных обозначений к структурно-тектонической схеме приведен в Приложении 1.

В правом верхнем углу структурно-тектонической схемы делается надпись: Приложение к курсовой работе по структурной геологии с указанием фамилии автора работы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К СОСТАВЛЕНИЮ ГЛАВЫ «ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ»
Для начала необходимо отметить, что в главе «История геологического развития» не требуется снова давать развернутую характеристику стратифицированных, интрузивных и метаморфических образований, а так же различных тектонических структур и дислокаций геологических тел. Все это уже было охарактеризовано в соответствующих главах. Здесь только требуется указать последовательность проявления геологических процессов и самые основные их характеристики: время проявления, масштабы и основные результаты проявления этих процессов (породные комплексы, дислокации, несогласия).

Независимо от представлений разных геотектонических школ эмпирически установлена цикличность в развитии (образовании и преобразовании) земной коры планеты Земля. Эта цикличность проявляется в периодической активизации и затухании эндогенных процессов (тектогенеза, магматизма и метаморфизма), протекающих в пределах какого-то участка земной коры. После ослабления активности эндогенных процессов, важнейшим фактором, преобразующим земную кору, являются экзогенные процессы - денудация, перенос и аккумуляция разрушенного при денудации материала. Разумеется, экзогенные процессы постоянно проявляются на земной поверхности, но во время активизации эндогенных они маскируются и затушевываются последними.

Проявление тех или иных геологических процессов устанавливается по результатам их деятельности. Проявление осадконакопления, магматизма и метаморфизма выражается в появлении соответствующих видов пород; тектогенеза - в образовании дислокаций пород, а денудации - в уничтожении, «срезании» накопленных пород и дислокаций, в появлении несогласий в пространственных взаимоотношениях седиментационных комплексов.

В связи с вышесказанным, история геологического развития анализируемой площади устанавливается через породные комплексы (их состав и строение); дислокации, деформирующие эти породные комплексы; а также через несогласия, отражающие характер, длительность и интенсивность процессов денудации.

Грубообломочные породы (с размером обломков более 1 мм) можно считать прибрежными; песчаники и алевролиты - мелководными (глубины образования до 200 м), аргиллиты и мергели - глубоководными, а глины и известняки могут формироваться как на малых глубинах, так и на больших. Однородные, без примеси постороннего материала, глины (аргиллиты) и известняки (особенно тонкослоистые) являются глубоководными образованиями. Но песчанистые глины и переслаивающиеся с песчаниками известняки являются мелководными породами.

Если в разрезе переслаиваются толщи пород межлководного и глубоководного происхождения, то можно считать, что такие осадки могли сформироваться в условиях колебательных движений земной коры.

Если в толще осадочных пород наблюдается закономерное уменьшение вверх по разрезу размера обломочного материала, то это указывает на образование пород в условиях углубляющегося бассейна осадконакопления, а увеличение размера обломочного материала вверх по разрезу - на образование пород в условиях мелеющего бассейна.

Наличие в осадочной толще прослоев доломита, соли и гипса указывает на лагунные условия накопления пород, а наличие прослоев каменных углей среди терригенных отложений - на прибрежно-морской генезис этих углей.

Если среди стратифицированных отложений встречаются вулканогенные породы, то это должно интерпретироваться как проявление эффузивного магматизма (вулканизма). Условия проявления вулканизма определяются исходя из генетического типа переслаивающихся с вулканитами осадочных пород, цвета вулканогенных пород и развитой в них отдельности. Так, зеленоватый цвет вулканогенных пород, переслаивание их с морскими осадками, а также шаровая и подушечная отдельности пород указывают на проявление вулканизма в подводных условиях; а красноватый цвет вулканогенных пород, плитчатая и столбчатая отдельности при отсутствии переслаивания с осадочными породами - на наземные условия извержений.

Наблюдая на геологической карте форму жерл, фациальный состав вулканитов (лавы или туфы), пространственные соотношения разновозрастных вулканитов, можно определить тип извержений (гавайский, везувианский или кракатаусский), направленность изменения состава вулканитов во времени, вид вулканов (трещинного или центрального типов) по форме их жерл.

Если на геологической карте имеются вулканические постройки, то в истории геологического развития описываемой площади должен быть отмечен процесс форамирования этих построек с указанием времени проявления вулканизма и последовательности образования полигенных построек, их формы и размера.

Если стратифицированные отложения метаморфизованы, то при восстановлении истории геологического развития требуется определять условия образования первичных пород, подвергнутых метаморфизму. В случаях проявления слабого метаморфизма, когда в метаморфических породах сохраняются реликтовые структуры первичных пород, не возникает проблем в определении их первичного состава и условий образования. Порфироиды и порфиритоиды являются метаморфизованными лавами или туфами, соответственно, кислого или основного состава, а условия их образования определяются по составу переслаивающихся с ними пород. Бластопсаммиты и бластопелиты (филлиты) являются метаморфизованными песчаниками и аргиллитами, а яшмоиды - кремнистыми вулканогенно-осадочными породами, условия образования которых определяются по их структуре, составу и характеру переслаивания.

Но, если метаморфические породы являются продуктами интенсивного метаморфизма эпидот-амфиболитовой или амфиболитовой фаций, то определить их первичный состав бывает затруднительно. Но и в таких случаях все же можно высказывать предположения о составе первичных пород и условиях их образования на основании следующих общепринятых представлений:

- мраморы и кварциты скорее всего могли образоваться по известнякам и кремнистым породам;

- кристаллические сланцы и гнейсы - по терригенным или кислым вулканогенным породам;

- если амфиболиты переслаиваются с мраморами, то они образовались по карбонатно-глинистым породам (мергелям), а если с гнейсами - то либо по карбонатно-глинистым породам, либо по основным вулканитам;

- зеленые сланцы (эпидот-альбит-хлоритовые, кварц-альбит-хлоритовые и др.) обычно образуются по основным и средним вулканитам, но могут формироваться и по грауваккам (перемытым в водном бассейне пирокластическим породам).

В общем случае, глубина кристаллизации интрузий отражается в структуре пород. Порфировые и мелкозернистые структуры интрузивных пород указывают на небольшую глубину их кристаллизации (до 3-х км). Порфировидные структуры гранитоидных интрузий указывают, наоборот, на большую глубину их формирования, или на метаморфическое происхождение, если они залегают среди гнейсов или гранитизированных пород.

Согласные интрузии (кроме факолитов) обычно являются малоглубинными.

У многофазных интрузий порядок внедрения отдельных порций расплава указан цифрой при буквенном индексе состава. Так, наличие цифровых индексов около буквенных индексов состава интрузии (₁ и _)указывают на то, что _ являются гранитами первой фазы внедрения, а _ - второй.

Что касается соотношения интрузий с деформационными процессами, то здесь необходимо учитывать следующее. Если согласная интрузия смята в складки вместе с вмещающими ее породами, то внедрение ее произошло до складкообразующих движений. А если интрузия прорывает породы, смятые в складки, и нет признаков зависимости ориентировки ее контактов от ориентировки слоистости вмещающих пород, то эта интрузия является послескладчатой (внедренной после образования складчатых дислокаций).

Факт размыва интрузии (признак крупного несогласия) с перекрытием ее верхним несогласно залегающим комплексом опознается на геологической карте через наличие холодного контакта интрузии с окружающими породами. Холодный контакт интрузии узнается на карте по отсутствию во вмещающих породах около контакта интрузии экзоконтактовых изменений и утыканию контакта интрузии в подошву перекрывающих отложений.

Известно, что метаморфические процессы, протекающие в недрах Земли, многообразны и могут проявляться самостоятельно, как, например, динамотермальный (региональный) метаморфизм и региональный метасоматоз (альбитизация и гранитизация), либо во взаимодействии с другими эндогенными процессами, такими как контактовый метаморфизм (в связи с интрузивным процессом), локальный метасоматоз (приразломный метаморфизм в связи с разрывными дислокациями, или синвулканический метасоматоз в вулканических постройках) и зеленокаменное перерождение (в связи с подводным вулканизмом).

В главе «История геологического развития» время и условия проявления видов метаморфизма, связанных с другими эндогенными процессами (магматизмом и тектогенезом), указывается при описании этих процессов, а проявления динамотермального метаморфизма и регионального метасоматоза - самостоятельно, в ряду закономерной последовательности с остальными геологическими процессами. Принципы определения времени проявления (возраста) метаморфизма были указаны ранее на с. 24, необходимо только при этом учитывать, что региональный изохимический метаморфизм обычно бывает сопряжен по времени с деформационными процессами, а аллохимический (региональный метасоматоз) проявляется после окончания деформационных процессов.

Признаками проявления тектонических процессов на геологической карте являются несогласия, а также складчатые и разрывные дислокации. Вид несогласий и морфология складчатых дислокаций указывают на характер и интенсивность тектонических движений.

Наличие в стратиграфическом разрезе описываемой территории (а на карте - в стратиграфической колонке) параллельного несогласия свидетельствует о том, что в период между отложением пород нижнего и верхнего несогласно залегающих комплексов проявились довольно резкие, но все же только колебательные движения (поскольку слабые колебательные движения вызывают только образование слоистости в осадочных комплексах). Параллельность залегания слоистости в обоих комплексах свидетельствует о том, что эти движения проявлялись однородно на больших площадях (без заметного градиента интенсивности по латерали - то есть в стороны).

Резкие колебательные движения с большим градиентом интенсивности по латерали приводят к значительным различиям в наклонах соседних участков земной коры и, в итоге, к формированию угловых несогласий.