1-1Структурная геология, раздел тектоники, изучающий элементарные формы залегания горных пород в земной коре и их происхождение. Под термином «структура» в Структурной геологии понимаются пространственное расположение горных пород и нарушения их залегания, возникшие главным образом в результате тектонических движений. Основная задача Структурная геология — исследование внешнего облика (морфологии) структурных форм, кинематических процессов перемещения вещества, приводящих к образованию структур и динамических условий (расположение и характер приложенных сил, вызвавших деформацию).

Предмет изучения Структурная геология — структурные формы: слои, складки, трещины, разрывные нарушения со смещениями по ним (сбросы, сдвиги, надвиги, шарьяжи), тела магматического происхождения (см. Тектонические структуры). Кроме тектонических структурных форм, возникающих в результате эндогенных процессов, существуют седиментационные структуры, формирующиеся в процессе отложения осадков при экзогенных процессах, и гравитационные структуры, образующиеся в результате проявления гравитационных сил (например, подводнооползневые). Структурная геология возникла и развивается в тесной связи с практическими задачами поисков, разведки и добычи полезных ископаемых.

Краткая история развития структурной геологииКак и все геологические науки структурная геология, очевидно, зародилась вместе с появлением

человека. Однако основы структурной геологии были заложены в 17 веке двумя выдающимися геологами Н. Стено (итальянец) и в России Ломоносовым. В России Ломоносов был первым исследователем который провел систематические геологические исследования европейской части России и обнаружил месторождение отдельных полезных ископаемых, однако первые картографические построения выполненные им можно назвать только геогнастические (не учитывался стратиграфический признак). Геологические карты с показом геологического строения появились на волне начатого Ломоносовым геологического изучения страны. Только в 19 веке появляются геологические карты, в основу которых был положен стратиграфический признак. Первой картой России считаются карты выполненные Русским геологом Гельмерсен. В1841 он издал генеральную карту горных формаций Европейской России. В 1845 году в России трое геологов Мурчисон, Вернейль, Кайзерлин составили первую сводную геологическую карту Европейской России. Однако систематические геологические изучения на всей территории России стали возможны после образования в России гиолкома в 1882 году. Этому предшествовала плодотворная деятельность Русской геологической школы (А.П. Карпинский, И.В. Мушкетов, А.А. Иностранцев). Они разработали международную стратиграфическую номенклатуру и цветовую легенду геологическим картам. Первая главная задача геолкома было проведение десятиверстной геологической съемки (1:4200 тыс.) в Европейской части России Урала, отдельных районов Сибири, Средней Азии и Кавказа. На этих работах выросла целая плеяда всемирно известных русских геологов. Это Докучаев, Никитин, Чернышев, Рамановский, Обручев, Вернадский, Федоров и др.

Каждый из них имел мировую известность. К началу 20 века российские геологи накопили большое количество информации. В 19 веке существовало три геологические школы:

1. Европейская школа (основана на геологическом изучении Альп)2. Российская школа (построена на геологических моделях Урала). Советская школа после 1917

года стала базироваться на геологическом изучении Кавказа.3. Американская школа (базировалась на геологическом изучении Кордильеры и Апаначи)В 1923 году в Петрограде издается впервые в стране методическое пособие по геологическим

изучениям – «Полевая геология» В.Н. Вебер.

В двадцатые годы двадцатого столетия вырастает новое поколение отечественных геологов. Среди, которых выделяются Архангельский, Лазарев, Бупкин, которые в частности проводят первые геофизические съемки и открывают Курскую магнитную аномалию. Пионером аэрофотогеологии становится Лунсгергаузен. В 1931 году выходит серьезная настольная книга под названием «Настольная геология», Обручев. В 1933 году было закартировано около 43% территории СССР. Открываются новые горные, геологические, нефтяные вузы в Ленинграде, Свердловске, Иркутске, Новочеркасске, Ташкенте.

Впервые в учебных вузах читаются лекционные курсы по структурной геологии. Основатели курсов: Тетяев, Милановский, Шатский. В 1937 году в знак признания отечественной геологической школы в Москве проходят сессии международного геологического прогресса. в России (Н. А. Головкинский — образование слоев на Восточно-Европейской платформе: А. П. Карпинский, В. А. Обручев — строение рудных месторождений Алтая, Саян, Урала); Значительный вклад в развитие Структурная геология внесли советские геологи (Н. С. Шатский, А. Л. Яншин — платформы; И. М. Губкин — нефтеносные структуры; В. В. Белоусов — роль радиальных тектонических сил; А. В. Пейве, В. Е. Хаин — глубинные разломы, горизонтальные движения при образовании складок и разрывов).

Связь дисциплины с другими науками

Структурная геология опирается, главным образом, на:

— геологическую картографию — прикладную науку, занимающуюся методами составления и анализа геологических карт;

— стратиграфию и историческую геологию;— неотектонику и геоморфологию;— геометрию, тригонометрию, другие разделы математики;— математическую статистику;— геофизику, среди методов которой наибольшее значение для структурной геологии имеют

сейсмические;— микроструктурный анализ, который перебрасывает мост от макроскопического геологического объекта

к минералам и горным породам.Структурная геология как учебная дисциплина сама служит основой для изучения:

— выросшей из нее геотектоники;— учения о полезных ископаемых (особенно она важна для прогноза, поисков и разведки залежей нефти и

газа, формирование и размещение большей части которых прямо или косвенно предопределяется структурными соотношениями вмещающих их толщ горных пород);

— геоинформатики;

— прикладных наук, занимающихся подсчетом запасов и оценкой ресурсов полезных ископаемых.Тесная связь структурной геологии с геофизикой, геохимией, минералогией, петрографией,

исторической геологией и стратиграфией.

2-2 Магматические породы образовались в результате застывания магмы. Процесс их образования состоит в постепенной кристаллизации последней с последовательным выделением твердых минеральных компонентов при ее остывании до полного перехода в твердое состояние. При этом имеют огромное

значение величины давлений, температура и содержание в ней минерализаторов — паров воды, углекислоты и др.

Формы залегания интрузивных пород.

Внедрение магмы в различные горные породы, слагающие земную кору, приводит к образованию интрузивных тел.

Выделяют следующие типы глубинных тел (интрузий) (рис. 4): среди согласных – силл (залежь, пластовая интрузия), лополит, этмолит, лакколит, бисмалит, факолит; среди несогласных — хонолит, дайка, апофиза, центральная кольцевая интрузия (кольцевая дайка, субвулкан), батолит, шток и гарполит.

Батолиты - крупные неправильной формы массивы интрузивных пород, уходящие на значительную глубину. Площадь батолитов может достигать нескольких тысяч квадратных километров. Они часто встречаются в центральных частях складчатых гор, где их простирание в целом соответствует простиранию горной системы. Поверхность батолита может быть очень неровной с

наростами, выступами и отростками. Образуются батолиты на значительной глубине и обнажаются в результате интенсивной эрозии. Формируются либо в результате внедрения гранитной магмы, либо в результате метасоматической гранитизации.

Штоки – имеют округлую или эллипсообразную форму поперечного сечения. Сходны с батолитами, но имеют меньшие размеры. Условно штоки определяются как батолитовидные интрузивные тела площадью менее 100 км2. Некоторые из них представляют собой куполообразные выступы на поверхности батолита. Стенки штока обычно крутопадающие, неправильных очертаний. Размеры площадей, занятых выходами штоков на земную поверхность, колеблются в значительных пределах, иногда достигая 200 км2.

Лакколиты— имеют грибообразную или куполообразную форму вышележащей поверхности и относительно плоскую нижнюю поверхность. . Размеры лакколитов сравнительно небольшие — от сотен метров до нескольких километров в диаметре

Этмолит — чашеобразное тело с воронкообразным окончанием в нижней части, представляющим собой бывший магмоподводящий канал. Вмещающие осадочные слои по отношению к нижней крутопадающей поверхности этмолита наклонены вниз.

Лополиты - блюдцеобразные тела, обычно выпуклые вниз с опущенной центральной частью и приподнятыми краями. Предполагают, что лополит

образуется в тех случаях, когда внедрившаяся в земную кору магма близко подходит к земной поверхности и подстилающие лополит осадочные породы прогибаются в область магматического очага.

Дайки- пластинообразные четко ограниченные параллельными стенками тела интрузивных магматических пород, которые пронизывают вмещающие их породы (или залегают несогласно с ними). В поперечнике дайки бывают от нескольких десятков сантиметров до десятков и сотен метров, однако, как правило, не превышают 6 м, а их протяженность может достигать нескольких километров. Одним из механизмов образования даек является заполнение магматическим расплавом трещин во вмещающих породах.

Силлы (пластовые интрузии) - пластообразные тела, внедрявшиеся между пологозалегающими слоями вмещающей толщи. Они образуются при распространении легкоподвижной магмы вдоль напластования осадочных пород.

Жила - протяжённое в двух направлениях геологическое тело, образовавшееся либо в результате заполнения трещины минеральным веществом, либо вследствие метасоматического замещения горной породы вдоль трещин минеральными веществами (см. рис. 4 [7]). В отличие от даек магматические жилы, имеют неправильную ветвистую форму и гораздо меньшие размеры.

Факолиты - согласно залегающие, двояковыпуклые, линзовидные тела, образующиеся обычно в гребнях антиклиналей или во впадинах (шарнирах) синклиналей

Форма факолита является следствием складчатости. 0н образуется во время складчатых деформаций осадочных слоев и особенно характерен для офиолитовых (альпинотипных) гипербазитов.

Гарполит - интрузивное тело серповидной формы, питающий канал которого расположен под одним из концов "серпа" (рис. 10). Образуются гарполиты в результате внедрения магмы вдоль древнего кристаллического субстрата и залегающих на нем слабо дислоцированных толщ.

Апофиза - жилоподобное ответвление, отходящее от магматического тела во вмещающие породы, связь с которым можно непосредственно проследить. Она обычно сложена породой, сходной с главным магматическим телом, но отличается мелкокристаллическим или порфировидным строением.

Формы залегания эффузивных пород.

Эффузивный магматизм сопровождается излиянием лавы на земную поверхность. Однако нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла - расплава. Подобные извержения называются эксплозивными.

Лавовый покров — это плоское тело больших размеров, мощностью до 30 м. При повторных излияниях мощность покрова может увеличится до 1800 – 3000 м. Лавовый поток представляет собой сильно вытянутое тело, возникшее в результате движения лавы по наклонной поверхности рельефа; длина потока намного больше его ширины.

Некк (жерловина) — столбообразное тело, выполняющее жерло вулкана (лаво- или магмоподводящий канал) вулканическим материалом — лавой, пирокластолитами, туфолавой, туфами, лавобрекчиями, вулканическими брекчиями и др. В поперечном сечении некки бывают округлыми, овальными и неправильных очертаний размером от нескольких метров до 1,5 км и более.

Вулканический купол (пик, игла) – куполовидное тело, имеющее высоту до 700 – 800 м и крутые склоны (400 и больше). Образуются в результате выжимания из вулканического канала вязкой лавы.

Д и а т р е м а (т р у б к а в з р ы в а) — трубообразный вулканический канал, имеющий в плане круглое или овальное очертание и образующийся в результате однократного прорыва газов. При этом имеет место не излияние лавы, а ее внедрение в магмаподводящий канал, сложенный вулканической брекчией. Диаметр поперечного сечения диатрем до 1 км.

Вулканический конус — вулканическая постройка, имеющая форму конуса; образуется путем отложения вулканического материала вокруг жерла (рис. 17, 18). Форма конуса обусловлена степенью текучести лавы, а также характером рыхлого материала (пепла, шлаков, лавобрекчии и др.). Обычно на вершине вулканического конуса находится кратер, вследствие чего вершины конусов срезаны.

1-3 Ширина выхода слоя на дневную поверхность - видимая мощность. Истинная мощность горизонтально залегающего слоя – кратчайшее расстояние между подошвой и кровлей пласта.

истинной мощности слоя (m) по известному углу падения (a) и видимой мощности ( l ).

2. Мu = ± Lsinα · cosγ ± Δh · cosα , где L – горизонтальное продолжение, а Δh – превышение

между точками, взятыми на кровле и подошве пласта; α – угол падения, а γ – угол «косого»

сечения, т.е. угол между линией падения и линией замера. Знак «+» в обоих случаях берётся, когда падение пород и наклон рельефа в разные стороны. Если

падение пород и наклон рельефа в одну сторону и если α > β, то пред первым слагаемым берётся знак «+», а перед вторым – знак «-»; а если α < β, то наоборот.

tgβ=∆ hL

2-1 формы и пространственное положение горных пород в земной коре. Осадочные и метаморфические горные породы залегают обычно в виде слоев или пластов, ограниченных приблизительно параллельными поверхностями. Осадочные породы при ненарушенном первоначальном их залегании располагаются почти горизонтально (рис. 1), реже они имеют первичный наклон в одну сторону или изгибы, обусловленные рельефом той поверхности, на которой отлагались. Нарушения первоначального З. г. п. или их дислокации вызываются двумя причинами: эндогенными, к которым относятся тектоническим движения, и экзогенными, как, например, деятельность поверхностных и особенно грунтовых вод, вызывающих оползни, обвалы, растворение пород и др.

По условиям накопления осадочных горных пород выделяют 3 вида З. г. п.: Трансгрессивное залегание, Регрессивное залегание и Миграционное залегание.

По характеру нарушений различают 3 главные группы З. г. п.: складчатые, или пликатявные (без разрыва сплошности пластов), разрывные, или дизъюнктивные (с разрывом), и формы нарушения, связанные с внедрением (прорывом) магматических масс или высокопластичных пород (соли, гипсы) в ранее образовавшиеся толщи горных пород.

Среди складчатых форм нарушенного З. г. п. выделяются: односторонний наклон пластов под различными углами (моноклинальное залегание), изгибы пластов с образованием складок самых разнообразных размеров и форм (антиклинальные, синклинальные, прямые, косые, опрокинутые и др.). Среди разрывных нарушений выделяются крутопадающие нарушения, вызывающие разрыв сплошности пластов с движением прилегающих блоков пород в вертикальном, горизонтальном либо наклонном направлениях (сбросы, взбросы, сдвиги, раздвиги, надвиги). Крупные, пологонаклонённые или горизонтальные разрывы со смещением на десятки км носят название покровов или Шарьяжей. К прорывающим формам З. г. п. в осадочных толщах относятся диапировые складки (складки «с протыкающим пластичным ядром») и складки, возникающие при внедрении магматических расплавов. При наличии разновозрастных комплексов слоев различают 2 основных типа З. г. п.: Согласное залегание и Несогласное залегание. Эти термины используются для определения стратиграфических и структурных взаимоотношений. Стратиграфическое согласное залегание характеризует непрерывность накопления пород; при стратиграфическом несогласии в осадочных, вулканогенных и метаморфических толщах выпадают отдельные стратиграфические подразделения (рис. 2). При структурном согласном залегании комплексы пород разного возраста залегают друг на друге параллельно и комплекс верхних слоев повторяет формы залегания нижних. При структурном несогласном залегании нижний и верхний комплексы залегают

различно, причём основание верхнего комплекса перекрывает различные слои нижнего комплекса, обычно имеющие более крутые углы наклона (рис. 3). Размещение слоев на косо срезанной эрозионными процессами поверхности более древней толщи называется прислонённым залеганием или прилеганием, а заполнение впадин в древнем комплексе пород более молодыми слоями, отложенными быстро наступающим морем, — ингрессивным залеганием.

Магматические горные породы имеют разнообразные формы залегания. Излившиеся на поверхность земли лавы застывают в виде потоков и покровов (эффузивные горные породы); при застывании магмы на небольшой глубине от поверхности земли образуются штоки, жилы, дайки, плитообразные пологие тела (силлы), лакколиты (экструзивные и гипабисальные горные породы). При остывании магмы на значительных глубинах (более 1,5—2 км) образуются штоки и батолиты (интрузивные горные породы). Положение в пространстве отдельных слоев и комплексов определяется измерением т. н. элементов залегания горных пород: направления простирания, направления падения (см. Простирание и падение слоев) и угла падения. Эти элементы либо замеряются с помощью горного компаса, либо вычисляются путём геометрических построений по данным структурных карт или отметок пластов, вскрытых на глубине буровыми скважинами. Совокупность вопросов, относящихся к З. г. п., изучается структурной геологией.

Рис. 1. Горизонтальное залегание осадочных пород: 1 — белый мел; 2 — кварцевый песчаник; 3 — песчанистая глина; 4, 5, 6 — песчаник с различными прослоями; 7, 8, 9, 10 — известняк с прослоями гипса и др.; 11 — рухляки; 12 — оолитовый известняк.

Рис. 2. Несогласное залегание горных пород (стратиграфическое несогласие): А —

древняя толща; Б — молодая толща; а — а — поверхность перерыва (размыва).

Рис. 3. Структурное несогласие: А — древняя толща, смятая в складки; Б — несогласно залегающая молодая толща; а — а — поверхность несогласия.

Геологические тела

Геологическое тело - это некоторый объем в недрах Земли или на ее поверхности, отличающийся от окружающего пространства по какому-либо признаку (или комплексу признаков).

Понятие геологического тела (англ. geological body) охватывает образования, разнообразнейшие по своим свойствам, внешнему виду, форме и величине — от миллиметров до сотен тысяч километров. Существуют бесчисленные переходы и бесконечные видоизменения в облике, размерах и формах геологических тел. В одном и том же объеме их можно выделить по-разному, то есть геологическое тело обособляется из окружающего пространства в зависимости от тех характеристик недр, которые изучаются в данном исследовании. Литолог опишет геологические тела, отличающиеся по вещественному составу. Стратиграф, палеонтолог отметят различные по возрасту толщи пород, нефтяник закартирует пласты, насыщенные и ненасыщенные углеводородами, и так далее.

Геологическое тело может быть породным, то есть выделенным в соответствии с какими-либо признаками горной породы (например, глауконитовый песчаник, разнозернистый песчаник, диатомовый песчаник, аптский песчаник, магнетитовый песчаник и т.д.) или может отражать какое-либо иное свойство некоторого объема геологического пространства (например, пористость, проницаемость, перспективность территории на какие-либо полезные ископаемые, разведанность запасов и т.д.). В структурной геологии изучается форма породных тел. При описании геологического тела указывают его размеры, форму и ориентировку в пространстве. Формы геологических тел описываются чаще всего эталонным способом. Это оз-начает, что тело относят к какому-либо классу по форме, происхождению или совокупности признаков — например, антиклиналь, моноклиналь, локкалит и т.д.

Ориентировка в пространстве —. то есть географическая привязка геологического тела означает либо указание географических или прямоугольных координат, либо ориентировку относительно других объектов, показанных на топографических картах (населенных пунктов, характерных точек рельефа, гидросети и т.д.). Словесное описание геологических тел очень громоздко и приблизительно. Наиболее наглядно, компактно и точно геологические тела представляются графически — на геологических чертежах. Важнейшими из них являются геологические карты различного типа, изображающие проекции геологических тел на горизонтальную плоскость и геологические разрезы — проекции на вертикальную плоскость. Изображение геологического тела сводится к изображению его границ.

2-2 Метаморфизмом (преобразованием) называют всю совокупность эндогенных физико-химических процессов, которые ведут к изменению горных пород уже после их образования. Породы при этом остаются в твердом состоянии, хотя имеют вторичное происхождение.

Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).

Текстуры метаморфических пород

Текстура пород, как пространственная характеристика свойств породы, отражает способ заполнения пространства.

Сланцевая: большое распространение в метаморфических породах получили листоватые, чешуйчатые и пластинчатые минералы, что связано с их приспособлением к кристаллизации в условиях высоких давлений. Это выражается в сланцеватости горных пород, которая характеризуется тем, что породы распадаются на тонкие плитки и пластинки.

Полосчатая — чередование различных по минеральному составу полос, образующихся при наследовании текстур осадочных пород.

Пятнистая — наличие в породе пятен, отличающихся по цвету, составу, устойчивости к выветриванию.

Массивная — отсутствие ориентировки породообразующих минералов.

Плойчатая — когда под влиянием давления порода собрана в мелкие складки.

Миндалекаменная — представленная более или менее округлыми или овальными агрегатами среди сланцеватой массы породы.

Катакластическая — отличающаяся раздроблением и деформацией минералов.

«Миндалекаменная текстура» не может относиться собственно к текстурам, поскольку не является характеристикой способа заполнения пространства. Она более всего характеризует структурные особенности породы.

«Катакластическая текстура» также не может быть текстурной характеристикой по тем же причинам. Термин «катакластический» отражает только механизм образования зерен, выполняющих породу.

Структуры метаморфических пород возникают в процессе перекристаллизации в твёрдом состоянии, или кристаллобластеза. Такие структуры называют кристаллобластовыми. По форме зёрен различают текстуры [1]:

гранобластовая (агрегат изометрических зёрен);

лепидобластовая (агрегат листоватых или чешуйчатых кристаллов);

нематобластовая (агрегат игольчатых или длиннопризматических кристаллов);

фибробластовая (агрегат волокнистых кристаллов).

По относительным размерам:

гомеобластовая (агрегат зёрен одинакового размера);

гетеробластовая (агрегат зёрен разных размеров);

порфиробластовая;

пойкилобластовая (наличие мелких вростков минералов в основной ткани породы);

ситовидная (обилие мелких вростков одного минерала в крупных кристаллах друглго минерала).

2-3 Флексуры.

Это коленообразный изгиб, в слоистых толщах выраженный наклонным положением слоев при их общем горизонтальном положении либо более крутым падением на фоне общего наклонного залегания.

Рисунок 4.2._1 Согласная флексура

Элементами флексуры являются крылья (верхнее, нижнее и смыкающее). Иногда верхнее и нижнее называются поднятым и опущенным. Флексуры бывают согласными и несогласными. У согласных все три крыла имеют падение в одну сторону. Все флексуры характеризуются амплитудой, которая замеряется по нормали между верхним и нижним крыльями.

Рисунок 4.2_2 Несогласная флексура

Помимо флексур в условиях моноклинали залегания встречаются участки с менее крутым иногда даже горизонтальным залеганием, которое называется структурными террасами. На структурных картах террасы будут показаны положением изогипс.

Рисунок 4.2_3 Структурная терраса

Структурная терраса простирается в соответствии с изогипсами, т. е. с основным простиранием слоев. Если участок горизонтального залегания флексуры направлен по падению, то такая флексура называется структурным носом.

Рисунок 4.2_4 Структурный нос

Иногда такие формы называют структурными выступами. По отношению к структурным носам они имеют большие размеры по площади.

3-1 РАЗРЫВНЫЕ НАРУШЕНИЯ

Разрывным нарушением называется деформация пластов горных пород с нарушением их сплошности, возникающая в случае превышения предела прочности пород тектоническими напряжениями. Тектонические разрывы, как и складки, необычайно разнообразны по своей форме, размерам, величине смещения и другим параметрам. В разрывном нарушении, как и в складке, различают его элементы. Рассмотрим их более подробно (рис. 14.9).

В любом разрывном нарушении всегда выделяются плоскость разрыва или сместителя и крылья разрыва, т.е. два блока пород по обе стороны сместителя, которые подверглись перемещению. Крыло или блок, находящийся выше сместителя, называется висячим, а ниже- лежачим. Важным параметром разрыва является его амплитуда. Расстояние от пласта (его подошвы или кровли) в лежачем крыле до этого же пласта (его подошвы или кровли) в висячем крыле называется амплитудой по сместителю. Кроме того, различают стратиграфическую амплитуду, которая измеряется по нормали к плоскости напластования в любом крыле разрыва до проекции пласта; вертикальную амплитуду-проекцию амплитуды по сместителю на вертикальную плоскость; горизонтальную амплитуду - проекцию амплитуды по сместителю на горизонтальную плоскость.

Положение сместителя в пространстве определяется, как и ориентировка любой другой плоскости, с помощью линий падения, простирания и угла падения.

Разрывные нарушения разделяются на две группы: разрывы без смещения разделенных ими пород относительно друг друга и разрывы со смещением. Первые называются тектоническими трещинами, или диаклазами, вторые — параклазами.

РАЗРЫВНЫЕ НАРУШЕНИЯ БЕЗ СМЕЩЕНИЯ (ТРЕЩИНЫ, ИЛИ ДИАКЛАЗЫ)

Трещины представляют собой наиболее часто встречающийся а природе вид тектонических нарушений. Их можно обнаружить на любом участке земной коры, т. е. как в геосинклиналях, так и на платформах. Трещины образуют чаще всего системы, располагающиеся параллельно друг другу. На одном и том же же участке может быть несколько взаимно пересекающихся систем трещин. Весь набор

трещин на данном участке носит название трещиноватости данной площади. Трещиноватость определяется густотой расположения трещин, количеством систем трещин и их взаиморасположением. Любая трещина характеризуется длиной, т. е. протяженностью, шириной или расстоянием между стенками трещины и углом наклона.

Длина трещин очень различна — от нескольких сантиметров до десятков километров. Ширина трещин также бывает весьма различна. По ширине трещины можно подразделить на скрытые, микро- и макротрещины. Ширина первых настолько мала, что они неразличимы невооруженным глазом и обнаруживаются только или в процессе дальнейшего движения, или при выветривании и раскалывании породы. Микро- и макротрещины имеют ширину от нескольких миллиметров до нескольких метров (изредка десятков метров). Обычно макротрещины заполняются каким-либо веществом — магматическим, гидротермальным, реже осадочными породами или продуктами разрушения вмещающих пород. Трещины, выполненные материалом осадочных пород, получили название нептунимеских даек.

Открытые, или зияющие, трещины, встречаются редко и возможны только в самых поверхностных частях земной коры, где всестороннее давление горных пород невелико, но даже и вблизи поверхности Земли трещины быстро заполняются продуктами выветривания.

По углам наклона выделяют трещины: горизонтальные и близкие к ним, с наклоном от 0 до 10°; пологопадающие— от 10 до 45°; крутопадающие — от 45 до 80°; вертикальные и близкие к ним — от 80 до 90°.

По пространственному положению на плоскости (в плане) различаются прямолинейные, коленчатые, дугообразные и кольцеобразны е трещины.

Системы трещин разбивают породу на отдельные блоки, именуемые отдельностью. Форма отдельности зависит от типа трещин и взаимного расположения систем трещин.

Рис. 14.9. Элементы сброса

Стенки трещин бывают гладкие или шероховатые. Среди гладких различаются ровные, слабоволнистые, полированные; среди шероховатых — зазубренные, бугристые и др. Очень часто морфология трещины обусловлена последующими процессами: разъеданием ее стенок водой, отложением на них отдельных минералов, минеральных корочек и т. п.

Генезис трещин различен: часть из них образуется под влиянием внутренних сил — эндогенные, или тектонические, трещины, часть — под влиянием экзогенных факторов — атектонические трещины.

РАЗРЫВНЫЕ НАРУШЕНИЯ СО СМЕЩЕНИЕМ (ПАРАКЛАЗЫ).

Разрывные нарушения со смещениями

Под ними понимают разрывные дислокации со смещением разнообразных блоков горных пород поверхностью сместителя.

У всех разрывных нарушений выделяют три составляющих их элемента – смещенные в пространстве относительно друг друга блоки горных пород (Приподнятые и опущенные блоки у нарушений вертикального плана) и обозначенные по отношениям к сторонам света горных пород, горизонтального плана (сдвиги, раздвиги).

Точно также определяется амплитуда: в вертикальных разрывных нарушений по смещению между сопряженными точками по вертикали. У нарушений горизонтального типа измеряется горизонтальное смещение между сопряженными точками горизонтальной плоскости. Блоки горных пород составляющие части разрывного нарушения и поверхность сместителя характеризуется элементами залегания и как правило имеют индивидуальные характеристики.

Сбросы - разрывные нарушения с перемещением масс горных пород в направлении близком к вертикальному, при наклоне поверхности сместителя в сторону опущенного блока.

Рисунок 7.2_1 Сбросы: Обычные, наклонные, вертикальный, ступенчатый

Сбросы являются наиболее распространенными разрывными нарушениями. Они характерны для всех крупных тектонических областей земли и развиты в отношениях различных по составу и возрасту.

Для сбросов характерно:

Крутое или вертикальное падение плоскости сместителя Небольшое смещение горизонтальных блоков горных пород, на карте Прямолинейность линии разрыва на карте Приуроченность к основной сбросовой трещине целой системы параллельных трещин.

Рисунок 7.2_2 Изображение сброса на карте

Взбросы - разрывные нарушения с перемещением масс горных пород. В направлении, близком к вертикальному, но поверхность сместителя наклонена в

сторону приподнятого блока. Они обычно сопровождаются сокращением (сжатием) данного участка. В зонах развития устанавливаются увеличенные по мощности, часто сдвоенные разрезы.

Рисунок 7.2_3 Взброс (стрелкой показан наклон сместителя в сторону поднятого крыла)

Комбинации взбросов и сбросов

1.Грабен – выделяют несколько грабенов, на западе Рашиванский грабен, на севере Красногвардейский грабен.

Рисунок 7.2_4 Грабены, образованные (слева – двумя сбросами, справа – сбросом и взбросом.

2.Горст – на территории края есть несколько таких сооружений. В отложениях фанерозоя.

Рисунок 7.2_5 Грабен, образованный двумя взбросами.

Надвиги

Надвигом называется смещение взбросового характера с более пологой чем у взброса линией сместителя 300-400С.

Блоки горных пород у надвига называются надвинутым поднадвиговым. Однако в целом рассматривая механизм надвигов надо сказать, что надвигом будет называться нарушение, когда движется верхний блок. Надвигается он и гребет под собой поднадвиговый блок – такое нарушение называется подвиг.

Признаки надвигов.

1.Наклон поверхности сместителя в сторону поднятого блока.

2.Малый угол поверхности сместителя

3.Горизонтальная амплитуда превышает вертикальную

4.Линия сместителя имеет волнистую поверхность

5.Имеется связь надвигов со складкообразованием и те, и другие образуются под действием горизонтальных сил

6.В отличие от сбросов и взбросов имеет обычно менее глубокое залегание в недрах земли.

7.Надвиги параллельны часто осям складок, которые они осложняют

8.Надвиги часто образуют целые системы структур, пересекающие складчатые образования.

Рисунок 7.2_6

Надвиг

Наиболее хорошо изучены надвиги в зоне классической складчатости – Альпы и Юрские горы, они получили название чешуи, область Карпат, они называются скибы. Наиболее распространены надвиги в областях Альпийской складчатости Европы (Альпы, Пиренеи, Карпаты, Кавказ), в Гималаях на Памире и в областях мезокайнозойской складчатости Северной и Южной Америки (Кальдельеры).

Тектонические покровы

Это по сути дела надвиги с большим перекрытием и практически горизонтальным сместителем. Крылья покрова имеют индивидуальные названия: надвинутое крыло – покров или аллохтон, а погребенный участок – автохтон.

Рисунок 7.2_7 Тектонический покров

При образовании шарьяжа движется только верхний блок, при этом он проходит расстояние в 10-20 километров, а в Альпах самый большой имеет перекрытие в 50 километров.

В тектонических покровах под воздействием денудаций могут появляться такие формы как тектонические окна.

Иногда образуются отдельные возвышенности как остатки покрова, они называются экзотическими утесами. В европейской геологии они называются клиппенами.

В последние годы в России очень хорошо изучили тектонические покровы Гестеренейской структуры Урала. Благодаря этому удалось выявить фронтальные части этих сооружений к Западу от Уральских гор в Предуральском краевом прогибе, где в этих отложениях выявлены залежи нефти и газа.

Сдвиги

Сдвиговые дислокации вызваны действием горизонтальных сил и развиваются в нескольких породах.

Сдвигом называется разрывное нарушение с перемещением блоков г.п. в направлении близком к горизонтальному по простиранию сместителя. Сместитель сдвига вертикальный, а его выход на поверхность прямолинейный.

Сдвиги бывают продольные, поперечные, диагональные.Сдвиги легко распознаются на карте по постоянной ширине и ориентировки блоков гонных пород, образующих сдвиг. Амплитуда крупных сдвигов может достигать сотни метров, а иногда километров и десятков километров.

Один из самых крупных сдвигов на планете Сан-Андреас. Его амплитуда около 700 км. Сдвиги дислокации присущи различным тектоническим областям, однако в целом на планете они распространены реже, чем сбросы, взбросы и надвиги. Сдвиг дислокации наблюдается во всех стратеграфических комплексах, однако большая часть приурочена ко времени релаксации напряжения во время фазы тектонической активности.

Раздвиги

К раздвигам относят дислокации, которые являются промежуточными между разрывами со смещением и трещинами. Раздвигом называется смещение, выраженное в раздвигании краев трещины. Вследствие чего увеличивается полость трещины.

Минимальная ширина раздвига 10 сантиметров, если меньше 10 сантиметров – то трещина. Иногда ширина развига десятки-сотни метров, а иногда и километров. Самая большая зона раздвига – Великая дайка в Южной Африке ширина 10 км., а протяженность 500 км.

3-2 ФАЦИЯ В ГЕОЛОГИИ — физико-географические условия отложения осадочных пород (морских, лагунных, озёрных и др.); пласт или свита пластов, отличающиеся на всём своём протяжении одинаковыми литологическими признаками и содержащие одинаковые органические остатки. Применительно к совокупности метаморфических горных пород различного состава, отвечающих определённым условиям образования, введено понятие «фации метаморфизма».

Фация (от лат. facies – лицо, облик) в геологии, понятие, возникшее в 19 в. для обозначения изменений литологического состава горных пород и заключённых в них органических остатков в пределах одного стратиграфического горизонта на площади его распространения. Термин "Ф." предложен швейц. геологом А. Гресли (1838–41). Происхождение фациальных изменений Гресли связывал с различиями в условиях образования пород и сравнивал их с теми изменениями, которые можно наблюдать на современном морском дне. Поэтому он группировал и называл Ф. по обстановкам накопления (например, "литоральные Ф.", "пелагические Ф." и т.п.). В русской геологической литературе название Ф. (в понимании Гресли) впервые (1868) было применено Н. А. Головкинским для обозначения изменений пермских отложений в бассейна Волги и Камы. Т. к. у Гресли понятие о Ф. было многосторонним (оно охватывало петрографический состав пород, заключённые в них органические остатки, генезис отложений и их

изменения в определённых стратиграфических рамках), то это явилось причиной дальнейшего использования термина "Ф." в разных смыслах. Наиболее широко оно применяется для обозначения физико-географических условий древнего осадконакопления со всеми особенностями среды: её динамикой, химическим режимом, органическим миром, глубиной и т.д. (Н. М. Страхов, 1948; Д. В. Наливкин, 1955; В. Е. Хаин, 1973; Н. В. Логвиненко, 1974, и др.).

Поскольку эти условия устанавливаются на основании сохранившихся признаков пород и заключённых в них органических остатков, существует два варианта понимания Ф.: 1) Ф. – порода, возникающая в определённой обстановке; 2) Ф. – обстановка осадконакопления (современная или древняя), овеществленная в осадке или породе. Оба эти варианта определения Ф. очень близки и дополняют друг друга.

Ф. выделяют по типам обстановок осадкопакопления, по составу осадков, по стадиям изменения пород, по органическим остаткам; реже выделяют Ф. по др. признакам, например физиофации – по физическому состоянию среды: тепловодная, субаэральная и т.д.; тектофации – по тектоническим признакам: Ф. геосинклипальная, платформенная, предгорного прогиба и т.д.

В пределах суши, наряду с денудационными процессами, происходит образование кор выветривания и накопление осадков в различных по генезису, размерам и форме впадинах. Формирование осадков идет в долинах рек, в озерных котловинах, в зонах распространения ледников и в областях наземной вулканической деятельности. Континентальные осадки характеризуются неустойчивым вещественным составом, различной толщиной, структурами и текстурами и сильной изменчивостью в латеральном направлении. Основные типы пород – обломочные и глинистые, реже присутствуют биогенные (угли) и хемогенные (известняки и соли). Это обусловлено тем, что в процессе дифференциации на суше концентрируются только продукты начальных стадий размыва и выветривания, а тонкообломочные и растворимые соединения в большинстве случаев выносятся в морские бассейны.

Районы накопления континентальных отложений располагаются чаще всего недалеко от области сноса. Ввиду того, что перемещение продуктов разрушения материнских пород происходит на небольшие расстояния, среди континентальных отложений преобладают грубообломочные, плохо отсортированные и слабоокатанные образования. Большинство континентальных отложений, исключая осадки болот, заболоченных пойм и озер, накапливаются в условиях свободного доступа кислорода и поэтому они обогащены окисными соединениями железа. Слоистость отложений разнообразная. Наряду с неслоистыми (морены и обвальные образования) распространены косо- и горизонтально-слоистые толщи.

Для континентальных отложений характерна связь с зональным типом климата. В ледовом типе климата основными источниками осадочного материала являются физическое выветривание и транспортировка обломочного материала льдом, талыми водами и ветром. Низкие температуры обусловливают практически полное отсутствие биогенных осадков и химической переработки материала.

В гумидном типе климата наряду с процессами механической дезинтеграции исходных пород принимают участие биологические и химические процессы. Перенос материала осуществляется в виде растворов, взвесей и перекатыванием по дну рек. Осаждение происходит как в процессе переноса, так и, особенно, в конечных бассейнах стока. Легкорастворимые соединения выносятся в крупные внутриконтинентальные и морские бассейны. Осадки гумидной области разнообразны: это галечники, пески, алевриты, глины, карбонаты, лигниты и бурые угли.

Аридный тип литогенеза характеризуется отсутствием осадков, обогащенных органическим углеродом, присутствием легкорастворимых солей и соединений. Большим распространением наряду с полимиктовыми неотсортированными отложениями пользуются хемогенные, в частности, карбонаты, гипсы и соли.

Наиболее полно классификация континентальных отложений разработана Е. В. Шанцером (таблица 4.2.1). Континентальные отложения могут быть сгруппированы следующим образом: элювиальные, речные, озерные, болотные, ледниковые, пустынные и вулканогенные. Вместе с тем каждая из перечисленных групп включает несколько генетических типов, связанных между собой. Большим распространением среди осадочных толщ пользуются отложения морского происхождения. Они характеризуются устойчивым составом на значительной площади и обилием разнообразных морских органических остатков. На состав и строение морских фаций большое влияние оказывают климат, гидрохимический и гидродинамический

режимы морских бассейнов, характер подводного рельефа и окружающей суши, состав и объем твердого стока, вулканизм и тектонические условия.

Континентальные отложения. Для восстановления условий древнего осадконакопления на континентах необходимо иметь представление о литологических и биономических особенностях континентальных отложений.

Озерные отложения. Отложения этого типа обычно имеют ограниченное распространение. Для них характерна параллельная, часто тонкая слоистость; косая развита редко. Толщины небольшие, расположение осадков зональное. Отложения терригенные (от галечников до глин с преобладанием тонких осадков), хемогенные (известняки, доломиты, соли, железные руды, бокситы и пр.) и органогенные (известняки, горючие сланцы и т. д.); развитие хемогенных и органогенных осадков связано в первую очередь с климатическими особенностями. Типичное для озер зональное распределение осадков сходно с распределением последних в мелководных морях. Однако береговые и прибрежные отложения развиты на меньшей площади, так как линия ила находится на меньшей глубине; переход от прибрежных осадков к глубоководным более резкий. В соленых озерах в прибрежной зоне преобладают илистые осадки; по периферии развиты наименее растворимые, в центре – наиболее растворимые соли.

Болотные отложения имеют ограниченное распространение, небольшие толщины и параллельную слоистость, как в озерных осадках. Специфичным является углистость осадков, прослои угля и иногда сидеритов, отсутствие песков и галечников, отсутствие зонального расположения осадков.

Речные аллювиальные отложения распространены в виде полос, но иногда развиты на значительных площадях в пределах аллювиальных аккумулятивных равнин. Русловые отложения горных рек представлены галечниками с гравием, равнинных – различными песками. В обоих случаях для отложений характерна косая слоистость и асимметричные знаки ряби. Обычно у плоских удлиненных галек длинная ось ориентирована перпендикулярно течению реки, а плоская поверхность наклонена против течения. Пойменные отложения встречаются лишь в долинах равнинных рек; они более тонкозернистые, чем русловые, и обычно представлены алевритовыми и алеврито-глинистыми осадками; слоистость обычно параллельная, реже косая. Старичные отложения характерны развитием глинистых осадков с прослоями торфа (угля). Толщины речных отложений, как правило, невелики.

Отложения временных потоков распространены в виде широких шлейфов или образуют конусы выноса у подножия возвышенностей, толщины значительные, грубослоистые или неслоистые. Литологически эти отложения представлены плохо сортированными песчанистыми глинами с обломками разных размеров. Часто находятся совместно с другими типами осадков (речными, склоновыми).

В ископаемом состоянии обычно трудно различить отдельные генетические типы континентальных отложений, в связи с чем возникает необходимость выделять генетические комплексы. В качестве примера рассмотрим комплексы отложений прибрежной равнины. Рельеф прибрежных равнин на больших пространствах плоский, низменный; незначительные опускания приводят к проникновению морских вод иногда на сотни километров в глубь материка. Небольшие по амплитуде поднятия приводят к осушению значительных территорий. Отсюда следует чередование морских и континентальных отложений. Континентальные отложения весьма разнообразны – речные, временных потоков, озерные (соленосные или угленосные в зависимости от климата), эоловые. Толщины отложений прибрежных равнин могут быть большими. Характер органических остатков, слоистость, цвет – все это находится в непосредственной связи с различными генетическими типами отложений.

Для континентальных отложений характерен целый ряд био-номических особенностей. На суше разнообразные беспозвоночные и низшие позвоночные животные в прошлом заселяли главным образом водоемы – озера, реки, в меньшей степени болота. Низменные участки суши вокруг таких водоемов являлись наиболее благоприятными для развития растений и наземных позвоночных. В связи с этим именно озерные, речные и болотные континентальные отложения содержат иногда обильные остатки наземных животных (кости амфибий, рептилий и млекопитающих), отпечатки и скопления углефицированных остатков растений.

Перечисленные образования часто содержат также ископаемые остатки двустворок и гастропод, ракообразных, насекомых, рыб. Следует отметить, что чем древнее фаунистический комплекс, тем труднее установить его связь с пресными водами. В целом же континентальные отложения гораздо беднее ископаемыми остатками организмов, чем морские.

Отложения, переходные от континентальных к морским. Дельтовые отложения. Среди дельтовых отложений есть чисто континентальные (надводная часть). Это пески, глины, редко галечники; слоистость косая; трещины высыхания, следы капель дождя; следы животных и пр. Подводная часть дельты характерна присутствием песка и глины, прослоями известняков, косой слоистостью; сортировка материала хорошая. Дельтовые отложения умеренных широт имеют серый и буроватый цвет; в тропических областях – яркие пестрые (зеленые и красные) окраски. В речных дельтах обычны скопления остатков наземных позвоночных и растений, пресноводных беспозвоночных, принесенных течением. Здесь же встречаются и морские ископаемые.

Лагунные отложения. Для нормально соленых или опресненных лагун характерно развитие илов и тонких песков обычно серого цвета, углистых или битуминозных, иногда с пиритом, указывающим на сероводородное заражение, известняки редки.

В областях интенсивного длительного испарения и при постоянном притоке морской воды формируются осолоненные лагуны. В таких лагунах терригенный материал представлен тонким песком и глиной; чем их меньше, тем чище соли. В них образуются хемогенные осадки, дающие начало породам группы известняк – доломит, прослоям ангидрита, гипса, галита и карналлита.

В условиях влажного климата, как в тропиках, так и в умеренных зонах, возникают опресненные лагуны. В этих лагунах накапливается тонкий песчаный и глинистый материал, принесенный с суши и обогащенный органическим веществом; при заболачивании в них образуются прослои торфа или сапропеля. Толщины лагунных отложений невелики.

Морские отложения. Фациальный анализ отложений бывших морских бассейнов позволяет наметить контуры этих бассейнов, а также выявить биономические зоны. Особенно важным является установление литорали, указывающей на береговую линию. Ниже приводятся характерные признаки всех биономических зон современных морских бассейнов, знание которых необходимо для восстановления аналогичных зон в ископаемых водоемах.

Литораль – зона, расположенная между уровнями прилива и отлива. По специфическому комплексу организмов она лучше выражена в умеренных зонах. Наибольший размах вертикальных отметок около 16 м, а ширина – первые километры; средняя ширина литорали 10 – 15 м. Характеризуется богатой растительностью. Зона аккумуляции осадков.

Для литорали характерно: периодическое осушение, наличие сильных движений воды, хорошая освещенность, осадки весьма разнообразны и находятся в прямой зависимости от рельефа прилегающей суши и климата.

Галечники практически немые и мало известны вдоль берегов эпиконтинентальных морей. Пески, развитые в зоне прибоя, имеют косую слоистость и скопление битой и окатанной ракуши. Пески обычно большой толщины, илистые прослои отсутствуют (в связи с постоянным перемывом материала).

Глины, развитые в защищенных от волнения и прибоя местах, имеют незначительную толщину, плохо сортированные (нередки песчаные и гравийные зерна), обычно битуминозные. Встречается глиняная галька («окатыши»), а на поверхности осадка – следы капель дождя, ползанья и хождения различных, в том числе, и наземных, животных, трещины и многоугольники высыхания.

Для литорали характерны различные известняки биогенного происхождения. Фораминиферовые известняки сложены раковинами крупных бентосных форм. Известняки-ракушняки состоят из обработанной волнами, часто битой разнообразной ракушки. Коралловые, мшанковые, водорослевые известняки слагают береговые рифы на небольших глубинах в зоне интенсивного движения воды.

Одним из биономических признаков литорали является наличие в осадках скелетов наземных форм совместно с морскими. Для этой зоны характерны береговые валы, состоящие из перебитой и окатанной ракушки, песка, гравия и гальки, а также намывные валики, которые располагаются параллельно берегу водоема и содержат сортированные и закономерно ориентированные раковины и другие остатки организмов.

Встречаются следы жизнедеятельности роющих организмов, обитающих на литорали: норы роющих морских раков, червей-пескожилов, двустворок и беззамковых брахиопод; норки камнеточащих

двустворок; следы наземных позвоночных и птиц, оставленные на мягком грунте во время отлива. Раковины гастропод, служившие домиками ракам-отшельникам, обычно потерты в определенных местах.

Органический мир литорали зависит от состояния грунта и подверженности берега прибою. Скальные литорали населены усоногими раками, гастроподами, крабами, полихетами, морскими ежами. Также они заселены асцидиями, фораминиферами, зелеными, бурыми и красными водорослями (часто известьвыделяющими), кораллами, губками, мшанками. Кишечнополостные, губки и мшанки тяготеют к нижней части зоны и участвуют в построении рифов. Песчаные и илисто-песчаные литорали населены значительно беднее, особенно прибойные пляжи; здесь известны высшие ракообразные, черви, гастроподы и двустворки. На участках слабого развития прибоя органический мир представлен теми же группами, но несколько богаче; в таких местах появляются водоросли. Повсюду живут рыбы.

Сублитораль – зона в пределах шельфа от нулевых отметок до –200 м. Ширина этой зоны зависит от ширины шельфа. Сублитораль может быть разделена на две части: верхнюю (освещенную) с колониальными кораллами, известковыми и другими водорослями и нижнюю (слабо освещенную) с бедной растительностью. Верхняя граница сублиторали четко определяется по смене комплексов видов. Зона аккумуляции осадков. Галечники редки; обычно это скопления неподвижной гальки с песчаным или илистым заполнителем. Пески распространены значительно шире, обычно умеренной толщины, с параллельной слоистостью, мелкозернистые.

Глины распространены очень широко, имеют большую толщину, параллельную слоистость. В верхах зоны они обычно песчанистые, в нижней части – известковистые. В отдельных впадинах или даже в обширных бассейнах, расположенных над погруженными частями шельфа (глубже –100 м), при отсутствии донных течений накапливаются темные илы, обогащенные органическим веществом, кремнеземом и карбонатом кальция. Для подобных отложений характерны: наличие пирита, своеобразных ископаемых остатков – водорослей, обилие планктонных и однообразных донных животных.

Известняки как биогенного, так и хемогенного происхождения. Коралловые известняки могут слагать крупные барьерные рифы в верхней части зоны; ниже (до –50 м) встречаются водорослево-мшанковые рифы-онкоиды, известные в разных климатических поясах и в водах различной солености. Рифовые известняки массивные, большой толщины, но занимают небольшую площадь. Известняки-ракушняки формируются либо из мертвых разнообразных раковин, принесенных донными течениями, либо из однообразных в видовом отношении раковин, образующих прижизненные скопления (банки) в верхней части зоны, на глубине нескольких метров.

Слоистые известняки образуются на разных глубинах за счет накопления обломочного карбонатного материала (как, например, вокруг рифовых массивов), химического осаждения и накопления остатков скелетных элементов организмов.

Для сублиторали характерны такие биономические признаки, как обилие ископаемых остатков организмов, принадлежащих разным типам животного царства, сравнительно хорошая сохранность скелетов, наличие остатков различных известковых водорослей (зеленых и красных).

Можно считать, что литораль и сублитораль соответствуют мелкой части шельфа.

Псевдоабиссаль – зона в пределах шельфа от глубин –200 до –500 м; развита спорадически. Характерно смешение тонких терригенных и пелагических осадков (образование гемипелагических илов), а также обедненный состав донной фауны и ее относительно глубоководный облик: тонкостенные раковины у моллюсков и других донных организмов, наличие в осадках раковин планктонных фораминифер и прочих организмов.

Батиаль – зона, приуроченная к материковому склону от глубины –200 (500) до –3000 м. Населена относительно бедной и специфической фауной. Верхняя граница батиали определяется по смене видов. Батиальные осадки отличаются тонким составом; илы часто имеют темный цвет, обусловленный рассеянным органическим веществом или пиритом. Иногда это зона денудации, перемещения осадков, действия мутьевых потоков.

Абиссаль – зона в пределах океанского ложа в интервале глубин от –3000 до –6000 м. Фауна эндемичная глубоководная, представленная главным образом иглокожими, червями и членистоногими. Абиссальные осадки представлены разнообразными илами и отложениями мутьевых потоков. Фораминиферовые илы накапливаются на глубинах от –3000 до –4500 м и состоят из раковин

планктонных фораминифер, птеропод, иногда кокколитофорид и содержат примесь глинистого материала. Кремнистые илы (радиоляриевые и диатомовые) распространены на глубинах более –4500 м. На этих же глубинах встречается красная глубоководная глина, представляющая собой очень тонкий осадок с повышенным содержанием соединений марганца и железа. Отложения мутьевых потоков накапливаются у подножия континентального склона и, вероятно, в глубоководных желобах; для этих отложений типична градационная слоистость (чередование пачек осадков, в каждой из которых крупность обломочного материала постепенно уменьшается снизу вверх), повторение в разрезе пачек с такой слоистостью, наличие обломков уплотненных глин и следы подводных оползней.

Считают, что батиальные и абиссальные отложения распространены среди пород разного возраста относительно широко; однако доказать их глубоководное происхождение достаточно трудно. В связи с этим следует учитывать весь комплекс литологических и биономических признаков, пространственное положе-ние пород и их соотношение с иными генетическими типами одновозрастных образований. Вероятно, флишевые толщи обязаны своим происхождением действию мутьевых потоков.

Для современных образований этого типа характерно почти полное отсутствие донной фауны, наличие остатков планктонных и нектонных организмов.

4-1 Геологические карты отображают геологическое строение какого-либо участка верхней части земной коры. Представляют собой результат геологической съёмки (См. Геологическая съёмка). Могут быть составлены также на основании обработки материалов, накопленных при геологических исследованиях. Г. к. позволяют делать заключения о строении и развитии земной коры, закономерностях распространения полезных ископаемых; служат основой при проектировании поисковых и разведочных работ, проведении инженерно-геологических изысканий, строительных работ, изысканий по водоснабжению и мелиорации.

В зависимости от содержания и предназначения различают: собственно Г. к., карты антропогеновых (четвертичных) отложений, тектонические, литологические, палеогеографические, гидрогеологические, инженерно-геологические, карты полезных ископаемых, прогнозные и геохимические.

Наибольшее значение имеют собственно Г. к. (см. образец карты), на которых с помощью качественного фона (цветного и штрихового), буквенных, цифровых и других условных знаков показываются возраст, состав и происхождение горных пород, условия их залегания и характер границ между отдельными комплексами. Цветной фон служит для обозначения возраста осадочных, вулканогенных и метаморфических пород. Штриховыми знаками обозначается состав пород. Исключение представляют интрузивные и некоторые вулканогенные породы, состав которых условно изображается цветом или буквами. Существуют также одноцветные Г. к., показывающие и состав пород, и их возраст штриховыми обозначениями. Все условные обозначения с пояснениями к ним выносятся в таблицу условных обозначений (легенду) карты.

На прилагаемой вклейке даны образцы общей красочной легенды и индексикации геологических образований.

Наиболее просто изображаются горизонтально залегающие слои. Границы между слоями находятся на равной высоте, и их рисунок на карте повторяет изгибы горизонталей рельефа (рис. 1). При наклонном залегании слоев их изображение становится более сложным, т.к. форма их выхода на поверхность зависит от угла наклона пород и неровностей рельефа. Границы между слоями на карте приобретают вид извилистых линий, пересекающих горизонтали (рис. 2). Складчатые формы залегания горных пород обозначаются на Г. к. в виде извилистых и замкнутых контуров. При этом антиклинали выражаются выходами в центре древних слоев, а синклинали — наиболее молодых (рис. 3). Разрывные нарушения (сбросы, взбросы, надвиги и др.) изображаются на Г. к. резким смещением геологических границ и непосредственным соприкосновением по поверхностям совмещения разновозрастных толщ (рис. 4).

Г. к. антропогеновых (четвертичных) отложений отражают распространение, возраст, состав, мощность и происхождение пород четвертичного возраста. На них указываются границы различных стадий оледенения, морских трансгрессий и регрессии, границы распространения многолетнемёрзлых горных пород.

Литологические карты служат для изображения (обычно штриховыми обозначениями) состава и условий залегания пород, обнажённых на поверхности или скрытых под покровом четвертичных отложений.

Палеогеографические карты строятся для какого-либо отрезка времени геологической истории. На них показывается распространение суши и моря; указывается состав осадков или фации и их мощности.

Инженерно-геологические карты, помимо данных о возрасте и составе пород, показывают их физические свойства: пористость, проницаемость, прочность и др. данные, необходимые при проектировании хозяйственных объектов.

Карты полезных ископаемых составляются на геологической основе, на которой знаками и цветом показываются распространённые на данной территории группы полезных ископаемых (горючие, металлические, неметаллические и др.) и отдельные виды минерального сырья. Для каждого вида полезных ископаемых выделяются промышленные и непромышленные месторождения и проявления. На карты наносятся также все прямые и косвенные признаки полезных ископаемых.

4-2 Сбросы - разрывные нарушения с перемещением масс горных пород в направлении близком к вертикальному, при наклоне поверхности сместителя в сторону опущенного блока.

Рисунок 7.2_1 Сбросы: Обычные, наклонные, вертикальный, ступенчатый

Сбросы являются наиболее распространенными разрывными нарушениями. Они характерны для всех крупных тектонических областей земли и развиты в отношениях различных по составу и возрасту.

Для сбросов характерно:

Крутое или вертикальное падение плоскости сместителя Небольшое смещение горизонтальных блоков горных пород, на карте Прямолинейность линии разрыва на карте Приуроченность к основной сбросовой трещине целой системы параллельных трещин.

Рисунок 7.2_2 Изображение сброса на карте

Взбросы - разрывные нарушения с перемещением масс горных пород. В направлении, близком к вертикальному, но поверхность сместителя наклонена в сторону приподнятого блока. Они обычно сопровождаются сокращением (сжатием) данного участка. В зонах развития устанавливаются увеличенные по мощности, часто сдвоенные разрезы.

Рисунок 7.2_3 Взброс (стрелкой показан наклон сместителя в сторону поднятого крыла)

Комбинации взбросов и сбросов

1.Грабен – выделяют несколько грабенов, на западе Рашиванский грабен, на севере Красногвардейский грабен.

Рисунок 7.2_4 Грабены, образованные (слева – двумя сбросами, справа – сбросом и взбросом.

2.Горст – на территории края есть несколько таких сооружений. В отложениях фанерозоя.

Рисунок 7.2_5 Грабен, образованный двумя взбросами.

4-3 РИФЫ И БИОГЕРМЫ (ископаемые рифы).

Рифовые отложения образуются в результате жизнедеятельности некоторых организмов, которые строят огромные колонии для своей жизнедеятельности. После их отмирания остаются огромные сооружения представляющие совокупность склеиных в единое целое раковин микроорганизмов. Д.А.Наливкин указал на следующие особенности рифовых построек:

1. Преобладание или большое развитие массивных, не слоистых органогенных известняков (по периферии и в центре встречаются слоистые известняки).

2. Неправильная конусовидная, холмовидная или выпуклолинзовидная форма.3. Отчетливые нередко резкие очертания.4. Определенные закономерности в распространении.Формы, размеры рифовых построек разнообразны, самая большая из ныне существующих –

большой барьерный риф Австралии, находящийся к востоку от континента: длина 2000 км.; ширина 200 км; толщина не менее 400 м. Современные рифовые постройки существуют в теплых морях Индийского, Атлантического и Тихого океанов. Самыми интенсивным по росту рифовых построек является Карибское море. (Ямайка, Куба)

Биогермы развиты в меловых и юрских отложениях на Кавказе, в Крыму и на Памире. Склоны рифов и биогерм характеризуются значительной крутизной, обычно 450-600 и более. Рифовые подстройки подстилаются различными породами.

По возрасту образования рифовые постройки развиты в отложениях палеозоя (силур, девон) Урал, Мезозоя, Мел, Юра-Кавказ.

Погребенные ископаемые рифы являются прекрасными ловушками для нефти и газа. Поэтому они являются предметом изучения полевой и промысловой геофизики.

5-1 Сдвиговый тип нарушений. При этом типе разрывов происходят боковые горизонтальные перемещения одного крыла по отношению к другому. Амплитуда этих перемещений достаточно велика и измеряется сотнями метров, километрами, а иногда и десятками километров. Сдвиги подразделяются на правые и левые. Если смотреть по направлению движения, то в правом сдвиге оказывается отодвинутым крыло, располагающееся по правую руку, в левом — наоборот.

Сдвиги

Сдвиговые дислокации вызваны действием горизонтальных сил и развиваются в нескольких породах.

Сдвигом называется разрывное нарушение с перемещением блоков г.п. в направлении близком к горизонтальному по простиранию сместителя. Сместитель сдвига вертикальный, а его выход на поверхность прямолинейный.

Сдвиги бывают продольные, поперечные, диагональные.Сдвиги легко распознаются на карте по постоянной ширине и ориентировки блоков гонных пород, образующих сдвиг. Амплитуда крупных сдвигов может достигать сотни метров, а иногда километров и десятков километров.

Один из самых крупных сдвигов на планете Сан-Андреас. Его амплитуда около 700 км. Сдвиги дислокации присущи различным тектоническим областям, однако в целом на планете они распространены реже, чем сбросы, взбросы и надвиги. Сдвиг дислокации наблюдается во всех стратеграфических комплексах, однако большая часть приурочена ко времени релаксации напряжения во время фазы тектонической активности.

5-2

Номенклатура карт – система обозначения (нумерации) отдельных листов многолистной карты.

Для топографических и обзорно-топографических карт установлена единая государственная система номенлатуры карт, для тематических карт - она может совпадать с топографической или быть произвольной.

В основу номенклатуры карт различных масштабов положена международная разграфка карты масштаба 1: 1 000 000. Для получения одного листа карты этого масштаба весь земной шар делят меридианами от Гринвичского меридиана через 6° по долготе на 60 колонн (см. рис.), которые нумеруются арабскими цифрами на восток от 180°-градусного меридиана. Таким образом, номер колонн отличается от номера 6°-й зоны на 30. Каждая колонна делится параллелями через 4° по широте на ряды, обозначаемые прописными буквами латинского алфавита, к северу и югу от экватора. Таким образом, вся поверхность земного шара изображается на 2640 листах, а территория СНГ покрывается примерно 230 листами миллионной карты.

Номенклатура листа масштаба 1: 1 000 000 складывается из двух индексов: обозначения ряда и номера колонны. Так, г. Москва расположен на листе N-37. По международному соглашению номенклатура листов карты масштаба 1: 1 000 000 принята единой для всех стран. Для карт других масштабов в разных странах номенклатура может быть различной.

5-3 Определение элементов залегания слоя по трём структурным точкам (трем скважинам)

Известны три точки плоскости с конкретными координатами.Нанесём эти точки на план (рис.4.1). Выберем из них 2 точки, которыеимеют максимальную и минимальную отметки (Н3 и H1) в пространстве.Соединим их прямой и с помощью интерполяции или делением на пропорциональные отрезки найдем точку с промежуточной (по абсолютной высоте) отметкой Н2. В данном случае (рис.4.1) она найдена построением прямоугольных треугольников с константами Н2 – Н1 и Н3 – Н2.

Через заданную и найденную точки с отметками Н2 проводим прямую, которая будет линией простирания перпендикуляр. Опустив на линию простирания перпендикуляр из точки 3, получим линию падения. Направление падения определяется по отметкам точек. На рис. 4.1 поверхность падает от точки с отметкой Н3 к линии с отметкой Н2. Азимут линии падения определяется с помощью транспортира (на рис. 4.1, он равен 308° ЗСЗ).

Для определения угла падения отложим по линии простирания в любую сторону от точки её пересечения с линией падения отрезок, равный Н3 – Н2. Конец отрезка соединяем с точкой 3. В полученном прямоугольном треугольнике угол при вершине, откуда опускался перпендикуляр, и есть угол падения (на рис. 4.1 он составляет 30°)

В случае, когда слой не выходит на поверхность, а вскрывается скважинами, шахтами и др., элементы залегания его также можно определить по этой методике. Для этого надо иметь план расположения скважин, их альтитуды и глубины вскрытия в скважинах искомого слоя.

6-1Топооснова – картографическое произведение — тематическая или топографическая карта – отражающая сведения о наличии и расположении природных и искусственных объектов местности, используемых в качестве ориентиров.

Номенклатура топографических карт

Как обозначаются топографические карты и что означают эти обозначения.

Топографическими называются такие карты, полнота содержания которых позволяет решать по ним разнообразные задачи. Карты либо являются результатом непосредственной cъемки местности, либо составляются по имеющимся картографическим материалам.

Местность на карте изображается в определенном масштабе. Масштаб показывает во сколько раз изображение на местности уменьшено при изображении на карте.

В нашей стране приняты следующие масштабы топографических карт: 1:1 000 000, 1:500 000, 1:200 000, 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000. Этот ряд масштабов называется стандартным. Раньше этот ряд включал масштабы 1:300 000, 1:5000 и 1:2000.

Карты масштабов 1:10 000 ( 1см =100м), 1:25 000 (1см =100м), 1:50 000 (1см=500м), 1:100 000 (1см =1000м), называются крупномасштабными.

Топографические карты составляют в равноугольной поперечной цилиндрической проекции К. Ф. Гаусса, вычисленной по элементам эллипсоида Красовского в принятой системе координат, и в Балтийской системе высот. При составлении карт земная поверхность разбивается на шестиградусные зоны по долготе и четырехградусные зоны по широте.

Листы карт масштабов 1 : 1 000 000 - 1 : 10 000 ограничены меридианами и параллелями, протяжение дуг которых зависит от масштаба карты .

Таблица

Масштаб Число листов на лист масштаба

Протяжение листа Пример номенклатуры листа

1:1 000 000 По широте По долготе 1:1 000 000 1 4° 6° N-37 1:500 000 4 2° 3° N-37-A 1:300 000 9 1°20' 2° IX-N-37 1:200 000 36 40' 1° N-37-XXVI 1:100 000 144 20' 30' N-37-144

1:100 000 1:50 000 4 10' 15' N-37-144-Г 1:25 000 16 5' 7'30'' N-37-144-Г-г 1:10 000 64 2'30'' 3'45'' N-37-144-Г-г-4 1:5 000 256 план 1'15'' 1'52,5'' N-37-144-(256) 1:2 000 2304 план 25'' 37,5'' N-37-144-(256-в)

Севернее 60-й параллели листы карт масштабов 1:100 000 - 1:10 000 издаются сдвоенными, а севернее 76-й - счетверенными. При сдваивании листов карты масштаба 1 : 100 000 соединяется, нечетный по номенклатуре лист со следующим порядковым четным по номенклатуре листом. При сдваивании листов карт других масштабов соединяются листы, входящие в одну трапецию более мелкого масштаба.

Для определения по топографической карте положения точки при помощи прямоугольных зональных координат на карту наносят координатную сетку. Она образована системой линий, параллельных изображению осевого меридиана зоны (вертикальные линии сетки) и перпендикулярных к нему (горизонтальные линии сетки). Расстояния между соседними линиями координатной сетки зависят от масштаба карты. Например у карты

1:200 000 расстояние между линиями километровой сетки составляет 2 см (4 км); у карты масштаба 1:100 000 - 2 см (2 км); у карты 1:50 000 2 см (1 км); у карты 1:25 000 4 см (1 км).

Концы (выходы) линий координатной сетки у рамки листа карты подписывают значениями их прямоугольных координат в километрах. Крайние на листе линии подписывают полными (четырехзначными ) значениями абсцисс и преобразованных (увеличеных на 500 км) ординат зональной системы координат. Остальные же линии сетки подписывают двумя последними цифрами значений координат (сокращенные координаты).

Чтобы устранить затруднения с использованием координатных сеток, относящихся к соседним зонам, принято в пределах полос протяжением 2° долготы вдоль западной и восточной границ зоны показывать выходы линий координатной сетки не только своей зоны, но и ближайшей соседней.

Разбиение листа масштаба 1 : 1 000 000 на листы масштаба 1 : 500 000.

( Листа десятикилометровки на 4 листа пятикилометровки).

А Б

В Г

Например лист О-37 делится на четыре листа О-37-А, О-37-Б, О-37-В, О-37-Г. Однако из-за неудобства работы со смешанными алфавитами –латиницей и кирилицей часто полученные листы обозначают с помощью однозначных арабских цифр: О-37-1, О-37-2, О-37-3, О-37-4.

Разбиение листа 1:1 000 000 на листы масштаба 1:200 000

( Разбиение листа десятикилометровки на 36 листов двухкилометровки ).

Для обозначения двухкилометровки применяют римские цифры от I, II,…X,..XXVI.

Например из десятикилометровки О-37 получаются 36 листов двухкилометровки вида О-37- I, ...О-37- XXVI. Пользоваться римскими цифрами также неудобно, поэтому двухкилометровки обозначают двузначными арабскими цифрами от 01 до 36. Так выглядят обозначения двухкилометровок в туристских документах О-37-01, О-37-25, О-37-36.

I II III IV V VI VII

XXX XXXVI

Разбиение листа 1:1000000 на листы масштаба 1:100000

( Разбиение листа десятикилометровки на 144 листа километровки ).

Листы километровок принято обозначать листа десятикилометровки с дополнением трехзначным числом от 001 до 144. Например О-37-001, О-37-144.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 25 37 49 61 73

85 97 109 121 133 144

Определение координат точек местности по карте

В практике туриста часто возникает необходимость определять или указывать положение отдельных объектов и местных предметов по карте.

Эта задача сводится к указанию положения местного предмета или своего местоположения по отношению к известным точкам (линиям); она может решаться также с помощью координат.

Координатами называются угловые или линейные величины, определяющие положение точки на какой-либо поверхности или в пространстве. При определении положения точек местности по карте применяются географические и плоские прямоугольные координаты.

Географические координаты представляют собой угловые величины - широту и долготу, которые определяют положение точек на земной поверхности относительно экватора и меридиана, принятого за начальный.

Географические координаты

Географическая широта - это угол, образованный плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке земной поверхности. Величина угла показывает, насколько та или иная точка на земном шаре

севернее или южнее экватора. Если точка расположена в Северном полушарии, то ее широта называется северной, а если в Южном полушарии - южной. На рисунке видно, что угол B соответствует широте точки М. Широта точек, расположенных на экваторе, равна 0°, а находящихся на полюсах (Северном и Южном) - 90°.

Географическая долгота - угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. За начальный принят меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (близ Лондона). Все точки на земном шаре, расположенные к востоку от начального (Гринвичского) меридиана до меридиана 180°, имеют восточную, а к западу - западную долготу. Следовательно, угол L является восточной долготой точки М.

Известно, что сторонами рамок листов топографических карт являются меридианы и параллели. Географические координаты углов рамок подписываются на каждом листе карты.

Для определения по карте географических координат точек местности на каждом ее листе наносится дополнительная рамка с делениями через одну минуту. Каждое минутное деление разбито точками на шесть равных отрезков через 10". Чтобы определить географические координаты какой-либо точки надо определить ее положение относительно минутных и секундных делений по широте и долготе.

Для нанесения на карту точки по заданным географическим координатам также используется дополнительная рамка с делениями через одну минуту.

Географическими координатами пользуются обычно при определении взаимного положения точек, удаленных друг от друга на весьма большие расстояния.

Разграфка и номенклатура топографических карт

Топографические карты создают обычно на большие территории земной поверхности. Для удобства пользования их издают отдельными листами, границы которых принято называть рамками карты. Сторонами рамок являются меридианы и параллели, они ограничивают изображенный на листе карты участок местности. Каждый лист карты ориентирован относительно сторон горизонта так, что верхняя сторона рамки является северной, нижняя - южной, левая - западной, правая - восточной .

Лист карты ограничен дугами параллелей и меридианов.

В основу разграфки и обозначения листов топографических карт СССР положен лист карты масштаба 1:1000 000.

Лист карты масштаба 1: 1000000 ограничен дугами меридиана длиной 4°, по долготе дугой параллели длиной 6°.

Чтобы можно было легко и быстро находить нужные листы карты того или иного масштаба, каждый из них имеет свое условное обозначение - номенклатуру.

6-2 Надвиги

Надвигом называется смещение взбросового характера с более пологой чем у взброса линией сместителя 300-400С.

Блоки горных пород у надвига называются надвинутым поднадвиговым. Однако в целом рассматривая механизм надвигов надо сказать, что надвигом будет называться нарушение, когда движется верхний блок. Надвигается он и гребет под собой поднадвиговый блок – такое нарушение называется подвиг.

Признаки надвигов.

1.Наклон поверхности сместителя в сторону поднятого блока.

2.Малый угол поверхности сместителя

3.Горизонтальная амплитуда превышает вертикальную

4.Линия сместителя имеет волнистую поверхность

5.Имеется связь надвигов со складкообразованием и те, и другие образуются под действием горизонтальных сил

6.В отличие от сбросов и взбросов имеет обычно менее глубокое залегание в недрах земли.

7.Надвиги параллельны часто осям складок, которые они осложняют

8.Надвиги часто образуют целые системы структур, пересекающие складчатые образования.

Рисунок 7.2_6

Надвиг

Наиболее хорошо изучены надвиги в зоне классической складчатости – Альпы и Юрские горы, они получили название чешуи, область Карпат, они называются скибы. Наиболее распространены надвиги в областях Альпийской складчатости Европы (Альпы, Пиренеи, Карпаты, Кавказ), в Гималаях на Памире и в областях мезокайнозойской складчатости Северной и Южной Америки (Кальдельеры).

6-3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ ГРАФИЧЕСКИМ СПОСОБОМ(способ двух видимых наклонов)

1.1 Решение графическим способомВ двух стенках шурфа (рис. 1, а) видны выходы слоя (АБ и АВ), где горным компасом замерены видимые

азимуты падения в направлении ω1 и ω2, а так же видимые углы падения (α1 и α2). Горизонтальная плоскость, проведенная мысленно, пересекает данный слой в стенках шурфа в точках Б и В. Прямая БВ, соединяющая две

точки слоя, лежащие в горизонтальной плоскости, является для него линией простирания, прямая АГ – линией падения, ОГ – проекцией линии падения на горизонтальную плоскость, угол АГО – истинным углом падения (α).

Для замеров истинных элементов залегания необходимо выполнить построение на листе бумаги, мысленно как бы разрезав шурф по линии АО и разложив полученные треугольники на плоскости.

Предположим, что видимые азимуты падения в стенках шурфа ω1 = 260° ЗЮЗ, ω2 = 350° ССЗ, а видимые углы падения в стенках шурфа α1 = 35°, а α2 = 50°.

На листе бумаги (рис. 3.1, б) проводим линию меридиана СЮ (север-юг) и из условно выбранного центра – точки О по линии транспортира или компаса проводим линии, соответствующие направлениям падений слоя, измеренные в стенках шурфа (ω1 и ω2). Затем из точки О проведем к каждой из этих линий перпендикуляры произвольной, но одинаковой длины – ОА2 и ОА, (например 4 см).

Рис.3.1 Графический способ определения элемента залегания слоя по двум видимым падениям в стенках шурфа (а – изображение в стенках шурфа; б – построение на горизонтальной плоскости; в – вывод зависимости tg α1 = tg α · cos φ).

В точках А и А1 строим углы, дополнительные к соответствующим видимым углам падения: γ1 = 90° - α1 = 90° - 35° = 55° и

γа = 90° - α2 = 90° - 50° = 40°. Из точек А и А1 проводим стороны дополнительных углов до пересечения с направлениями видимых падений ω1 и ω2. Получаем точки Б и В. Линия БВ, соединяющая эти точки, является линией простирания. Перпендикуляр ОГ, опущенный из точки О на линию БВ, соответствует направлению истинного падения слоя. Замерив при помощи транспортира его азимут, получаем значение азимута истинного падения, равное 312° ЗСЗ.

Для определения угла падения из точки О проводим к линии ОГ перпендикуляр ОА2 = ОА1 = ОА. Точку А2

соединяем прямой с точкой Г. Угол ОГА2 – есть угол истинного падения α, равный 56°. Этот угол всегда больше каждого видимого падения или равен большему из них. Азимут простирания можно замерить транспортиром или получить его , прибавив или отняв 90° от значения азимута падения (312°±90°).

Примечание: для удобства построения можно воспользоваться окружностью, проведенной произвольным радиусом вокруг точки О. Как видно из рис. Б линии ОА, ОА1, ОА2 будут радиусами этой окружности.

1.2 Решение методом тангенсов

Размеры в стенках карьера видимых элементов залегания составляют – аз. пад. 125°, < 30° и аз. пад. 225°,< 22°.

Нанесем на лист бумаги с обозначением меридиана направления ОА и ОБ (рис. 3.2). Заменив видимые углы падения их тангенсами (tg 30° = 0,577 и tg 22° = 0,404), изображаем их в виде векторов – отрезков ОА = 14,4 мм и ОБ = 10,1мм при масштабе построения 1мм = 0,04. Перпендикуляры, опущенные из точек А΄ и Б΄, пересекутся в точке В. Соединяем точку В с точкой О и получаем линию падения ОВ. В этом случае азимут падения будет 170°

ЮЮВ. Длина отрезка ОВ (21 мм) будет соответствовать tg α = 0,84, отсюда α = 40°.

Рис.2 Определение элементов залегания слоя методом тангенсов

7-1Тектонический покров, или шарьяж представляет собой тектоническое нарушение надвигового типа с максимальной амплитудой перемещений 20—30 км (иногда, возможно, и больше). Плоскость сместителя в шарьяже очень полога и волниста; на отдельных участках она может падать даже в обратную сторону. В шарьяже надвинутое крыло так далеко перемещается от своего основания, именуемого корнями шарьяжа, что часто не удается установить то место, откуда произошло это надвинутое крыло. Таким образом, при шарьяже можно наблюдать, как изолированная пачка древних пород располагается над пачкой более молодых пород.. Перемещение в шарьяжном нарушении происходит обычно по какому-либо пластичному слою типа глин, мерлегей, соли и т. п. Чаще всего перемещение происходит под влиянием силы тяжести — это так называемый гравитационный шарьяж. После того как шарьяжи были описаны швейцарскими, австрийскими и французскими геологами в Альпах, их стали выделять во многих складчатых сооружениях: на Кавказе, Карпатах, Урале, в Тянь-Шане. Амплитуду некоторых из этих нарушений, так же как и альпийских, считали порядка нескольких сотен километров, В последние годы было установлено, что нарушений с такими амплитудами не существует. Надвиговые нарушения этого типа довольно редки и по амплитуде обычно не превышают 30 км.

7-2 Картограф ческая про кцияи́� е́� — математически определенный способ отображения поверхности эллипсоида на плоскости.

Суть проекций связана с тем, что фигуру Земли — эллипсоид, не развертываемый в плоскость, заменяют на другую фигуру, развёртываемую на плоскость. При этом с эллипсоида на другую фигуру переносят сетку параллелей и меридианов. Вид этой сетки бывает разный в зависимости от того, какой фигурой заменяется эллипсоид.

Искажения

В любой проекции существуют искажения, они бывают четырёх видов:

искажения длин

искажения углов

искажения площадей

искажения форм

Искажение длин — базовое искажение. Остальные искажения из него логически вытекают. Искажение длин означает непостоянство масштаба плоского изображения, что проявляется в изменении масштаба от точки к точке, и даже в одной и той же точке в зависимости от направления.

Это означает, что на карте присутствует 2 вида масштаба:

Главный, он на карте подписывается, но на самом деле это масштаб исходного эллипсоида, развертыванием которого в плоскость карта и получена.

Частный масштаб — их бесконечно много на карте, он меняется от точки к точке и даже в пределах одной точки.

Искажения площадей логически вытекают из искажения длин. За характеристику искажения площадей принимают отклонение площади эллипса искажений от исходной площади на эллипсоиде.

Искажения углов логически вытекают из искажения длин. За характеристику искажений углов на карте принимают разность углов между направлениями на карте и соответствующими направлениями на поверхности эллипсоида .

Искажения формы — графическое изображение вытянутости эллипсоида.

Классификация проекций по характеру искажений

Равноугольные проекции — проекции без искажений углов. Весьма удобны для решения навигационных задач. Угол на местности всегда равен углу на карте, линия прямая на местности, прямая на карте. Главным примером данной проекции является поперечно-цилиндрическая Проекция Меркатора (1569 г.) и до сих пор она используется для морских навигационных карт.

В равновеликих проекциях отсутствуют искажения площадей, но при этом сильны искажения углов и форм. (материки в высоких широтах сплющиваются). В такой проекции изображаются экономические, почвенные и другие карты.

В произвольных проекциях имеются искажения и углов, и площадей, но в значительно меньшей степени, чем в равновеликих и равноугольных проекциях, поэтому они наиболее употребляемые.

Классификация проекций по виду параллелей и меридианов нормальной сетки

Цилиндрические проекции.В прямых цилиндрических проекциях параллели и меридианы изображаются двумя семействами параллельных прямых линий, перпендикулярных друг другу. Таким образом задается прямоугольная сетка цилиндрических проекций

Промежутки между параллелями пропорциональны разностям долгот. Промежутки между меридианами определяются принятым характером изображения или способом проектирования точек земной поверхности на боковую поверхность цилиндра. Из определения проекций следует, что их сетка меридианов и параллелей ортогональна. Цилиндрические проекции можно рассматривать как частный случай конических, когда вершина конуса в бесконечности.

По свойствам изображения проекции могут быть равноугольными, равновеликими и произвольными. Применяются прямые, косые и поперечные цилиндрические проекции в зависимости от расположения изображаемой области. В косых и поперечных проекциях меридианы и параллели изображаются различными кривыми, но средний меридиан проекции, на котором располагается полюс косой системы, всегда прямой.

Существуют разные способы образования цилиндрических проекций. Наглядным представляется проектирование земной поверхности на боковую поверхность цилиндра, которая затем развертывается на плоскости. Цилиндр может быть касательным к земному шару или секущим его. В первом случае длины сохраняются по экватору, во втором — по двум стандартным параллелям, симметричным относительно экватора.

Цилиндрические проекции применяются при составлении карт мелких и крупных масштабов — от общегеографических до специальных. Так, например, аэронавигационные маршрутные полетные карты чаще всего составляются в косых и поперечных цилиндрических равноугольных проекциях (на шаре).

В прямых цилиндрических проекциях одинаково изображаются одни и те же участки земной поверхности вдоль линии разреза — по восточной и западной рамкам карты (дублируемые участки карты) и обеспечивается удобство чтения по широтным поясам (например, на картах растительности, осадков) или по меридиональным зонам (например, на картах часовых поясов).

Косые цилиндрические проекции при широте полюса косой системы, близкой к полярным широтам, имеют географическую сетку, дающую представление о сферичности земного шара. С уменьшением широты полюса кривизна параллелей увеличивается, а их протяжение уменьшается, поэтому уменьшаются и

искажения (эффект сферичности). В прямых проекциях полюс показывается прямой линией, по длине, равной экватору, но в некоторых из них (проекции Меркатора, Уэтча) полюс изобразить невозможно. Полюс представляется точкой в косых и поперечных проекциях. При ширине полосы до 4,5° можно использовать касательный цилиндр, при увеличении ширины полосы следует применять секущий цилиндр, то есть вводить редукционный коэффициент

Конические проекции.По характеру искажений конические проекции могут быть различными. Наибольшее распространение получили равноугольные и равнопромежуточные проекции. Образование конических проекций можно представить как проектирование земной поверхности на боковую поверхность конуса, определенным образом ориентированного относительно земного шара (эллипсоида).

В прямых конических проекциях оси земного шара и конуса совпадают. При этом конус берется или касательный, или секущий.

После проектирования боковая поверхность конуса разрезается по одной из образующих и развертывается в плоскость. При проектировании по методу линейной перспективы получаются перспективные конические проекции, обладающие только промежуточными свойствами по характеру искажений.

В зависимости от размеров изображаемой территории в конических проекциях принимаются одна или две параллели, вдоль которых сохраняются длины без искажений. Одна параллель (касательная) принимается при небольшом протяжении по широте; две параллели (секущие) — при большом протяжении для уменьшения уклонений масштабов от единицы. В литературе их называют стандартными параллелями.

Азимутальные проекции.В азимутальных проекциях параллели изображаются концентрическими окружностями, а меридианы — пучком прямых, исходящих из центра

Углы между меридианами проекции равны соответствующим разностям долгот. Промежутки между параллелями определяются принятым характером изображения (равноугольным или другим) или способом проектирования точек земной поверхности на картинную плоскость. Нормальная сетка азимутальных проекций ортогональна. Их можно рассматривать как частный случай конических проекций.

Применяются прямые, косые и поперечные азимутальные проекции, что определяется широтой центральной точки проекции, выбор которой зависит от расположения территории. Меридианы и параллели в косых и поперечных проекциях изображаются кривыми линиями, за исключением среднего меридиана, на котором находится центральная точка проекции. В поперечных проекциях прямой изображается также экватор: он является второй осью симметрии.

В зависимости от искажений азимутальные проекции подразделяются на равноугольные, равновеликие и с промежуточными свойствами. В проекции масштаб длин может сохраняться в точке или вдоль одной из параллелей (вдоль альмукантарата). В первом случае предполагается касательная картинная плоскость, во втором — секущая. В прямых проекциях формулы даются для поверхности эллипсоида или шара (в зависимости от масштаба карт), в косых и поперечных — только для поверхности шара.

Псевдоконические проекции.В псевдоконических проекциях параллели изображаются дугами концентрических окружностей, один из меридианов, называемый средним — прямой линией, а остальные — кривыми, симметричными относительно среднего.

Псевдоцилиндрические проекции.В псевдоцилиндрических проекциях все параллели изображаются параллельными прямыми, средний меридиан — прямой линией, перепендикулярной параллелям, а остальные меридианы — кривыми. Причём средний мередиан является осью симметрии проекции.

Поликонические проекции.В поликонических проекциях экватор изображается прямой, а остальные параллели изображаются дугами эксцентрических окружностей. Меридианы изображаются кривыми, симметричными относительно центрального прямого меридиана, перпендикулярного экватору.

7-3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ НА ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЕ

На геологической карте стратифицированные поверхности, на которых определяются элементы залегания пород, представлены линиями выхода их на поверхность (линиями геологических границ, маркирующих

горизонтов). Следовательно, при определении элементов залегания необходимо выбрать три точки на линии, принадлежащей определённой границе. В качестве исходных удобно брать точки пересечения геологических границ с горизонталями рельефа, т.е. с известными высотными отметками. Графическое решение такой задачи показано на рис. 5.1. Через точки 1и 2 , имеющие одинаковые высотные отметки (100 м), проведена линия простирания. Из точки 3 с отметкой + 50 м на неё «опущен» перпендикуляр. По отметкам краёв перпендикуляра видно, что он падает из точки с большей (+ 100 м) к точке с меньшей (+ 50 м) отметкой. Введя в начальную точку вектора линию, север-юг (0° - 180°) замеряем угол между северным направлением и линией падения. Получаем, что азимут падения 35° ССВ. Отложив разницу в отметках точек 1 (или 2) и 3 по линии простирания и соединив точку 4 с точкой 3 найдём в получившемся прямоугольном треугольнике угол падения (α = 40°).

Если у вас возникла необходимость определения элементов залегания в контрольной точке, которую не пересекает горизонталь рельефа, то в первую очередь необходимо определить абсолютную отметку этой точки. Дальнейшие построения аналогичны описаниям выше.

Графическое определение элементов залегания на геологической карте тем удобней, чем больше расстояние между выбранными точками (на рис.5.1 – это точки 1 и 2). Однако не надо злоупотреблять этим приёмом, поскольку в этом случае мы получаем всё более осреднённые по площади значения углов и азимутов, которые могут значительно меняться при извилистом характере геологической границы.

Точки, выбранные для геометрических построений, должны находиться в пределах одного крыла складки.

Рис. 5.1 Определение элементов залегания слоя на геологической карте

8-1Геологические карты отображают геологическое строение какого-либо участка верхней части земной коры. Представляют собой результат геологической съёмки (См. Геологическая съёмка). Могут быть составлены также на основании обработки материалов, накопленных при геологических исследованиях. Г. к. позволяют делать заключения о строении и развитии земной коры, закономерностях распространения полезных ископаемых; служат основой при проектировании поисковых и разведочных работ, проведении инженерно-геологических изысканий, строительных работ, изысканий по водоснабжению и мелиорации.

В зависимости от содержания и предназначения различают: собственно Г. к., карты антропогеновых (четвертичных) отложений, тектонические, литологические, палеогеографические, гидрогеологические, инженерно-геологические, карты полезных ископаемых, прогнозные и геохимические.

Наибольшее значение имеют собственно Г. к. (см. образец карты), на которых с помощью качественного фона (цветного и штрихового), буквенных, цифровых и других условных знаков показываются возраст, состав и происхождение горных пород, условия их залегания и характер границ между отдельными комплексами. Цветной фон служит для обозначения возраста осадочных, вулканогенных и метаморфических пород. Штриховыми знаками обозначается состав пород. Исключение представляют интрузивные и некоторые вулканогенные породы, состав которых условно изображается цветом или буквами. Существуют также одноцветные Г. к., показывающие и состав пород, и их возраст штриховыми обозначениями. Все условные обозначения с пояснениями к ним выносятся в таблицу условных обозначений (легенду) карты.

На прилагаемой вклейке даны образцы общей красочной легенды и индексикации геологических образований.

Наиболее просто изображаются горизонтально залегающие слои. Границы между слоями находятся на равной высоте, и их рисунок на карте повторяет изгибы горизонталей рельефа (рис. 1). При наклонном залегании слоев их изображение становится более сложным, т.к. форма их выхода на поверхность зависит от угла наклона пород и неровностей рельефа. Границы между слоями на карте приобретают вид извилистых линий, пересекающих горизонтали (рис. 2). Складчатые формы залегания горных пород обозначаются на Г. к. в виде извилистых и замкнутых контуров. При этом антиклинали выражаются выходами в центре древних слоев, а синклинали — наиболее молодых (рис. 3). Разрывные нарушения

(сбросы, взбросы, надвиги и др.) изображаются на Г. к. резким смещением геологических границ и непосредственным соприкосновением по поверхностям совмещения разновозрастных толщ (рис. 4).

Г. к. антропогеновых (четвертичных) отложений отражают распространение, возраст, состав, мощность и происхождение пород четвертичного возраста. На них указываются границы различных стадий оледенения, морских трансгрессий и регрессии, границы распространения многолетнемёрзлых горных пород.

Литологические карты служат для изображения (обычно штриховыми обозначениями) состава и условий залегания пород, обнажённых на поверхности или скрытых под покровом четвертичных отложений.

Палеогеографические карты строятся для какого-либо отрезка времени геологической истории. На них показывается распространение суши и моря; указывается состав осадков или фации и их мощности.

Инженерно-геологические карты, помимо данных о возрасте и составе пород, показывают их физические свойства: пористость, проницаемость, прочность и др. данные, необходимые при проектировании хозяйственных объектов.

Карты полезных ископаемых составляются на геологической основе, на которой знаками и цветом показываются распространённые на данной территории группы полезных ископаемых (горючие, металлические, неметаллические и др.) и отдельные виды минерального сырья. Для каждого вида полезных ископаемых выделяются промышленные и непромышленные месторождения и проявления. На карты наносятся также все прямые и косвенные признаки полезных ископаемых.

8-2 Раздвиги

К раздвигам относят дислокации, которые являются промежуточными между разрывами со смещением и трещинами. Раздвигом называется смещение, выраженное в раздвигании краев трещины. Вследствие чего увеличивается полость трещины.

Минимальная ширина раздвига 10 сантиметров, если меньше 10 сантиметров – то трещина. Иногда ширина развига десятки-сотни метров, а иногда и километров. Самая большая зона раздвига – Великая дайка в Южной Африке ширина 10 км., а протяженность 500 км.

8-3 Ширина выхода слоя на дневную поверхность - видимая мощность. Истинная мощность горизонтально залегающего слоя – кратчайшее расстояние между подошвой и кровлей пласта.

истинной мощности слоя (m) по известному углу падения (a) и видимой мощности ( l ).

tgβ=∆ hL

2. Мu = ± Lsinα · cosγ ± Δh · cosα , где L – горизонтальное продолжение, а Δh –

превышение между точками, взятыми на кровле и подошве пласта; α – угол падения, а γ – угол «косого» сечения, т.е. угол между линией падения и линией замера. Знак «+» в обоих случаях берётся, когда падение пород и наклон рельефа в разные стороны. Если падение пород и наклон рельефа в одну сторону и если α > β, то пред первым слагаемым берётся знак «+», а перед вторым – знак «-»; а если α < β, то наоборот.