ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 3581
Скачиваний: 5
|
|
|
|
|
1
2
3
Рис. 2.46 Трещиноватость горных пород
1 - трещиноватость, 2 – кливаж, 3 – роза-диаграмма простираний
Наблюдения трещин проводят с учетом следующих требований:
1) необходимо отразить особенности проявления трещин в различных частях тектонических структур – в замках и на крыльях складок, вблизи и в удалении от разрывных нарушений;
2) если наблюдения трещин носит массовый характер, выявляют преобладающую ориентировку, относительную интенсивность их видов.
Простым способом и широко распространенным методом графического изображения трещиноватости горных пород может служить построение роз-диаграмм. На таких диаграммах можно выявить т отразить преобладающие простирания, направления и углы их падения (рис. 2.46).
Разломы. Все разрывные нарушения, сопровождающиеся смещением блоков, можно подразделить на две группы:
1) разрывные нарушения, связанные с растяжением земной коры, - сбросы и раздвиги;
2) разрывные нарушения, связанные со сжатием земной коры, - взбросы, надвиги, шарьяжи и сдвиги.
Сбросы – разрывные нарушения, у которых поверхность разрыва наклонена в сторону опущенного блока пород. В структуре сброса выделяют элементы: крылья, сместитель, амплитуда (рис. 2.47).
Сбросы, как и другие разломы, классифицируются по нескольким признакам:
1) по углу наклона сместителя: выделяют пологопадающие сбросы с углом наклона сместителя до 45°; крутые сбросы с углом наклона сместителя 45 - 80°; вертикальны сбросы с углом наклона сместителя около 90°;
2) по соотношению сместителя и нарушаемых пластов выделяются согласные и несогласные, шарнирные и цилиндрические сбросы.
У согласных сбросов наклон пород и сместителя направлен в одну и туже сторону (рис 2.48,а). У несогласных сбросов породы и сместитель падают в противоположные стороны (рис. 2.48,б). Шарнирные сбросы образуются вращения блока относительно оси, перпендикулярной сместителю (рис. 2.48,в). Цилиндрические сбросы осуществляются вращением относительно оси, параллельной сместителю (рис. 2.48,г).
|
1 Сброс |
2 Взброс |
Рис. 2.48 Разновидности сбросов а – согласный, б – несогласный, в – шарнирный; О – ось вращения |
|
Рис. 2.47 Элементы сброса (1) и взброса (2) ВК – висячее крыло, ЛК – лежачее крыло, С – сместитель, α – угол падения сместителя, аб – полная амплитуда, бв – горизнтальная амплитуда, ав – вертикальная амплитуда сброса |
||
Рис. 2.49 Групповые нарушения
Взбросы – разломы, поверхность разрыва которых наклонена в сторону приподнятых пород, т.е. висячее крыло поднято, а лежачее опущено (рис. 2.47). Взбросы также образуют групповые разломы, в том числе горсты и грабены.
Надвиги – разрывы взбросового характера с пологим, часто переменным падением сместителя. Это сложная форма залегания толщ горных пород, развивающаяся преимущественно в результате тангенциального сжатия, причем одна часть слоя или складки надвигается на другую вдоль поверхности, имеющей положение близкое к горизонтальному.
Шарьяжи (тектонические покровы) – надвиги, сопровождающиеся перемещением по пологому, почти горизонтальному, сместителю. Висячее перемещенное крыло тектонического покрова называют аллохтоном, лежачее, обычно неподвижное крыло – автохтоном (рис. 2.50). Перемещение тектонических покровов (шарьяжей) в ряде случаев происходит под действием гравитационных сил.
Сдвиги – разломы, смещения по которым происходят в горизонтальном направлении (рис. 2.51). У сдвигов, как и у других разломов, различают крылья, сместитель, амплитуду смещения. По отношению к нарушаемой структуре сдвиги могут быть продольными, поперечными и диагональными. Кроме того, различают сдвиги: правые (относительное перемещение происходит по направлению движения часовой стрелки) и левые (с перемещением против часовой стрелки).
|
Рис. 2.50 Тектонический покров А – автохтон, Б - аллохтон |
Рис. 2.51 Сдвиг |
В природе горизонтальные смещения часто сочетаются с вертикальными, в этом случае возникаю сбрососдвиги и взбрососдвиги. Разрывные нарушения группируются в сложные системы, которые образуют ступенчатые сбросы, грабены, горсты (рис. 2.49).
Грабены – это участки земной коры, опущенные по сериям сбросов. Примеры грабенов: оз. Байкал, Иссык-Куль, Красное море, Рейнский грабен.
Горсты – участки земной коры, приподнятые по системе разрывных тектонических нарушений. Например, Житковичский и Микашевичский погребенный горсты, которые выделяются в пределах Припятского прогиба, имеют амплитуду 3 – 4 км.
Амплитуда тектонических нарушений по вертикали может изменяться от нескольких сантиметров до сотен метров. Например, амплитуда сброса в основании Жигулевских гор близка к 500 м. Надвиг, отделяющий хребет Копетдаг от Каракумской депрессии, прослежен на протяжении 500 км с амплитудой перемещения до 5 км.
Разрывные нарушения часто контролируют зоны рудообразования, поэтому их изучение имеет большое практическое значение. Полевые признаки разрывных нарушений – резкая смена пород в горизонтальном направлении, наличие зон дробления пород, групповые выходы подземных вод. Многие из разрывных нарушений находят отражение в рельефе (горсты, грабены, рифтовые зоны).
Следует отметить, что разрывные нарушения со смещением, а также складки, могут быть связаны с экзогенными факторами. Это, прежде всего, воздействие ледниковых покровов, достигавших в антропогене мощности 3-4 км. Гляциодислокации ширко известны на Русской равнине в районе г. Канев на Днепре, у ст. Сеща Брянской области, в районе Гродно, Мозыря в Беларуси. Мощность пород, дислоцированных ледником, составляет 100-200 м.
Структуры метаморфических комплексов
Метаморфические породы представляют вторичное образование, возникающее за счет осадочных или магматических горных пород. Поэтому структуры метаморфических комплексов также являются вторичными, исключения лишь составляют реликтовые структуры, унаследованные от исходных осадочных или магматических пород.
Одной из важнейших задач при изучении метаморфических горных пород является определение первичной природы и условий залегания. Ведущая роль при этом принадлежит выявлению упомянутых реликтовых структур и определению их положения в пространстве. Такими структурами для первично осадочных пород могут являться более или менее сохранившиеся ритмическая или косая слоистость, знаки волноприбойной или эоловой ряби и т.д. В измененных эффузивах могут наблюдаться не полностью затушеванные метаморфизмом порфировые, флюидальные, миндалекаменные структуры. Для измененных интрузивных пород характерны массивные текстуры, секущие контакты и другие особенности.
Наиболее типичными структурами, возникающими в процессе метаморфизма, которые можно систематически наблюдать, замерять элементы их залегания и наносить на карту, являются полосчатость, кристаллизационная сланцеватость и линейность.
Полосчатость в метаморфических породах проявляется, как правило, в наличии двух типов прослоев – относительно лейкократовых (светлых) и более меланократовых (темных). Она может быть первичной и вторичной. Первичная полосчатость представляет собой слоистость двучленного ритма. Вторичная полосчатость обусловлена метаморфической дифференциацией (т.е. разделением вещества при метаморфизме), а также действием на породу растворов или инъекций магматического расплава. В этом случае образуются горные породы – мигматиты.
Кристаллизационная сланцеватость – закономерная ориентировка минералов по их уплотненности, удлинению или по кристаллографическим направлениям. Многие исследователи считают, что кристаллизационная сланцеватость в глубоко метаморфизованных толщах является унаследованной от первичной слоистости, т.е. миметической. Формирование кристаллизационной сланцеватости происходит в условиях ориентированного давления и дифференциальных движений, при которых тончайшие пластинки породы испытываю относительное перемещение. В условиях метаморфизма высоких фаций при формировании мигматитовых комплексов дифференциальные движения настолько значительны, что в результате пластического течения или скалывания все текстурные элементы перестраиваются до положения, параллельного направлению этого движения, и ориентировка различных элементов сближается.
Линейность – характерная структурная особенность метаморфических образований, которая выражается в закономерной ориентировке различных структурных элементов вдоль некоторых линейных направлений.
Выделяют два вида линейности: минеральная и структурная.
Минеральная линейность проявляется в закономерной ориентировке удлиненных минералов или их скоплений. Если минеральная линейность образуется в результате течения вещества, то минералы ориентируются вдоль направления его перемещения. Линейность, возникающая при вращении минералов, ориентирована перпендикулярно к направлению перемещения. Закономерная ориентировка минералов может возниками также при перекристаллизации вещества в условиях высокого метаморфизма под действием одностороннего давления.
Структурная линейность – закономерная ориентировка шарниров складок, линий пересечения слоистости с кливажем и др. Структурная линейность отражает распределение напряжений в блоке горных пород при тектонических движениях.
Среди метаморфических образований особое место занимают геологические комплексы, претерпевшие высокотемпературное воздействие, сопровождающееся частичным плавлением наиболее легкоплавкого гранитного материала. Такой вид преобразования пород называется ультраметаморфизмом, а образующиеся при этом горные породы – мигматитами.
|
|
|
|
Мигматит |
Гранито-гнейсовый купол (Казахстан) |
Рис. 2.52 Метаморфические образования
В мигматитах выделяется относительно древняя часть, представленная гнейсом, амфиболитом и другими метаморфическими породами, и новообразованные прожилки гранитоидного состава.
По характеру соотношения жильного материала с вмещающими породами выделяются следующие морфологические типы мигматитов:
- послойные мигматиты – полосчатые породы, в которых гранитоидный материал располагается по слоистости вмещающих пород:
- линзовидные мигматиты – гранитоидный материал имеет форму удлиненных линз и быстро выклинивающихся прослоев;
- очковые мигматиты – гранитоидные образования имеют округлую форму, свидетельствующую о мигматизации в условиях интенсивных дифференциальных движений;
- порфиробластические мигматиты – это породы в которых полевощпатовые или кварц-полевошпатовые обособления в виде отельных крупных кристаллов или их агрегатов развиваются на фоне относительно мелкозернистой основной массы метаморфических пород;
- птигматитовый мигматит (птигматиты) – для этих образований свойственна сложноскладчатая форма вмещающих пород и гранитных прожилков;
- теневые мигматиты – породы, претерпевшие настолько глубокую гранитизацию, что в этих образованиях, по составу и облику представляющих гранит, улавливаются лишь тени древних структур замещенной породы.
Мигматитовые комплекс, широко развитые в кристаллических щитах и крупных поднятиях подвижных поясов, образуют брахиантиклинальные структуры, получившие название гнейсовых куполов. Они развиваются в связи с гранитиацией, увеличением объема и разуплотнением горных масс таким образом, что происходит вертикально прорывающее (диапироидное) перемещение гранитизирующихся масс из глубин в верхние структурные этажи.
2.7. Геодинамические процессы
Геодинамическими геологическими) называются процессы, протекающие в недрах Земли или на ее поверхности и связанные с образованием, перемещением или разрушением горных пород. Одни из них проявляются мгновенно (землетрясения, обвалы), другие действуют медленно (разрушение горных пород текучими водами, ветром, накопление солей в лагунах и т.д.). Источниками энергии геологических процессов являются солнечная радиация, притяжение Луны, вращение Земли, реакции, протекающие в недрах нашей планеты. В зависимости от источника сил, вызывающих геологические процессы, последние подразделяются на процессы внешней динамики (экзогенные) и процессы внутренней динамики (эндогенные).
Изучение этих процессов составляет основное содержание динамической геологии.
Экзогенные геологические процессы возникают под воздействием лучистой энергии Солнца, которая приводит в движение атмосферу, гидросферу и биосферу. Общая направленность экзогенных процессов – постоянное разрушение горных систем, понижение их рельефа и превращение их в предельную равнину (пенеплен). Продукты разрушения горных пород переносятся водой, ветром, ледниками с последующим накоплением, аккумуляцией на дне океанов и морей. Накопившиеся осадки постепенно уплотняются, затвердевают (литификация) и вновь превращаются в горные породы. Таким образом, в природе существует бесконечный круговорот вещества земной коры.
К процессам внешней динамики относятся выветривание, геологическая деятельность ветра, подземных и поверхностных вод, морей, озер и болот, ледников.
Эндогенные (процессы возникают за счет энергии, которая выделяется при перераспределении вещества в недрах Земли, радиоактивном распаде элементов, химических реакциях и др. Под воздействием эндогенных процессов образуется и движется магма в недрах Земли, происходят выбросы ее на дневную поверхность метаморфизм горных пород, землетрясения, смятие горных пород в складки, появляются разломы и расколы в земной коре. В результате процессов внутренней динамики формируются глубочайшие океанические впадины и высочайшие горные системы. Экзо- и эндогенные процессы проявляются постоянно. Они тесно связаны между собой и отражают всю сложность, разнообразие и единство геологических сил Земли.
В единстве и борьбе противоположностей эндо- и экзогенных процессов и заключается диалектика исторического развития Земли. Особенностью проявления геологических процессов служит цикличность, которая в общем виде увязывается с цикличностью, характерной для Солнечной системы и Галактики.
Примерами цикличности развития Земли могут служить следующие закономерности. Периодичность (примерно в 200 млн. лет) эпох горообразования в истории Земли увязывается с периодом вращения Солнечной системы вокруг центра Галактики. Устанавливается зависимость проявлений вулканизма на Земле от циклов солнечной активности. Взаимное положение Земли и Луны отражается в изменениях климата на нашей планете и т.д.
В сложной динамике Земли определяющая роль принадлежит эндогенным процессам. Здесь речь идет не только о глобальных преобразованиях ее поверхности, но и о создании земной коры, гидросферы и современной атмосферы. Эти оболочки Земли появились в результате глубоких изменений ее внутренних сфер и прежде всего мантии.
В ходе геологических процессов постоянно преобразуется вещество Земли. Так, граниты, возникшие при кристаллизации магмы, на поверхности Земли превращаются в гравий, песок, гальку. Осадочные породы могут подвергаться метаморфизму или вновь ассимилироваться магматическими расплавами. Н всех стадиях круговорота вещества Земли формируются различные полезные ископаемые, имеющие важное значение в народном хозяйстве.