Форми залягання осадових гірських порід.

Шар і нашарування. Шаром називається більш менш подібний первісно-відокремлений осад, обмежений приблизно паралельними поверхнями. Крім терміна "шар" на практиці часто вживається термін "пласт", що має ту саму сутність, що и шар. Подібність шарів може бути виражена в складі, забарвленні, в текстурних ознаках, в присутності подібних включень. Чергування шарів має назву "перешарування". Форма перешарування відбиває характер та середовище, в якому відбувалось накопичення осаду. Існує чотири основні форми перешарувань: паралельна, хвилеподібна, коса, лінзоподібна. При паралельному нашаруванні поверхні нашарування за будовою близькі до площин. Паралельне нашарування може бути смужкоподібним, переривчастим і стрічковим. Паралельне нашарування свідчить про відносну нерухомість середовища, в якому формувався осад. Такі умови виникають в озерних і морських басейнах нижче рівня дії хвиль, де відсутні значні рухи води і головне значення в утворенні нашарування мають кількість і розміри матеріалу, що утворюють осад. Хвилясте нашарування має хвилеподібно-вигнуті поверхні нашарування, формується в умовах рухів, що мають періодичну зміну напрямку, наприклад, в умовах припливних і відпливних течій. Косим нашаруванням називається на­шарування з прямолінійними і криволінійними поверхнями нашарувань, між якими під різними кутами розміщується більш мілке нашарування. Таке наша­рування утворюється в умовах руху середовищ в одному напрямку, наприклад, річки, морської течії або повітря. Лінзоподібне нашарування характеризується різноманітністю форм і потужності окремих шарів. Часто спостерігається виклинювання шару, що призводить до його розбиття на окремі лінзи. Лін­зоподібне нашарування утворюється в умовах швидкого і перемінного руху во­дного або повітряного середовища. Потужність шару відбиває інтенсивність руху середовища, в якому накопичуються відклади і кількість матеріалу, що надходить в область накопичення. В залежності від потужності розрізняють чо­тири види нашарувань: крупна, з потужністю окремих шарів від десятків сантиметрів до метрів; мілка - потужність шарів вимірюється сантиметрами; тонка - потужність шарів вимірюється міліметрами; мікронашарування - можливо побачити лише під мікроскопом. За характером зв'язку між окремими шарами і відношенню їх до більш давнього підґрунтя розрізняють три типи залягання осадових товщ: трансгресивне, регресивне і міграційне. Найбільш розповсюдженим типом залягання осадових товщ е трансгресивне. Воно виникає внаслідок формування відкладів в прогині на фоні його загального довгочасного занурення в умовах наступного відносно швидкого підняття. В умовах розвитку трансгресії більш давні шари завжди займають менший простір, ніж наступні, більш молоді шари, що розповсюджуються на все більшу площу. Регресивне залягання виникає в умовах відносно швидкого занурення або прогинання западини і при достатньо довгочасному ії піднятті в наступному. При регресивному типі залягання відбувається послідовне скорочення площі, яку займають більш молоді шари по відношенню до більш давніх шарів. Міграційний тип залягання осадових товщ характеризується послідовним зміщенням області накопичення в одному напрямку.

Неузгодження. Можливі два випадки співвідношення порід, що утворюють нашарування. В першому випадку кожний вищезалягаючий шар або ком­плекс шарів, що утворюють стратиграфічний горизонт, без будь-яких ознак пе­рерви в накопиченні відкладів налягає на підстеляючі породи. Такі взаємовідношення, що відбивають безперервність процесу накопичення відкладів обумовлюють узгоджене залягання порід. В другому випадку між вищезалягаючим і підстеляючим шарами стратиграфічна послідовність порушена і відклади тих чи інших стратиграфічних горизонтів в розрізі відсутні. Такі взаємовідносини, що є наслідком перерви в осадкоутворенні, утворюють неузгоджене залягання порід. Причиною випадіння тих чи інших порід із розрізів і утворення стратиг­рафічних неузгоджень є перерва в осадконакопиченні. Стратиграфічні неузгодження за рядом ознак можуть бути поділені на кілька видів. Такими ознаками є значення кута неузгодження; виразність поверхні неузгодження; площа розповсюдження; умови виникнення. За значенням кута неузгодження розрізняють: паралельне, кутове і географічне неузгодження. Паралельне неузгодження виявляється перервою шарів, що залягають паралельно. Шари, що знаходяться вище і нижче поверхні неузгодження, розміщуються паралельно, але відрізняються за складом порід. Поверхня неузгодження, що відокремлює ці серії, надзвичайно виразна. Кутове неузгодження виявляється перервою між двома ком­плексами шарів, що мають різні кути нахилу. Таке неузгодження чітко відбивається як в природних вертикальних розрізах, так і в умовах виходу шарів на поверхню землі. Географічним неузгодженням називають кутове неузгодження з кутом, меншим одного градусу. Таке неузгодження може бути виявлене тільки в умовах вивчення значних територій. За виразністю поверхні неузгодження розрізняють: неприховане (явне) неузгодження - з виразною чіткою поверхнею і приховане - з невиразним положенням поверхні неузгодження. За площею розповсюдження розрізняють регіональні і місцеві неузгодження. Регіональні неузгодження проявляються на значних територіях і виникають внаслідок загальних для великих площ вертикальних рухів. Місцеві неузгодження не мають широкого розповсюдження і відбивають рухи окремих структур. За умовами виникнення неузгодження поділяють на істинні, несправжні (ложні) і внутрішньоформаційні. Істинні неузгодження фіксують перерви в осадкоутворенні, що виникають внаслідок вертикальних рухів земної кори. До несправжніх неузго­джень належать складні, але завжди місцеві розмиви в серіях зкосанашарованих порід, що супроводжується Іноді чіткими кутовими неузгодженнями. Внутрішньоформаційні неузгодження - це неузгодження, що виникають внаслідок розмиву, який відбувається одночасно (сингенетично) з накопиченням осаду. Тектонічні неузгодження. Неузгоджені контакти між шарами різного віку і літологічного складу можуть бути обумовлені тектонічними розривами і зміщеннями за цими розривами окремих блоків гірських порід. Горизонтальне заля­гання шарів характеризується загальним горизонтальним або близьким до нього розташуванням поверхонь нашарувань. Ідеальних горизонтальних поверхонь нашарування в земній корі не зустрічається. В умовах горизонтального нашарування осадових товщ кожен нижчерозташований шар є більш давнім, ніж той, що його перекриває. Істинна потужність в умовах горизонтального залягання визначається як різниця між відмітками покрівлі і підошви шару. Похиле залягання шарів. В умовах похилого (або моноклинального) залягання шари на значних просторах мають загальне похилення в одному напрямку. В умовах похилого залягання вимірюються напрям нахилу шарів і кут нахилу. Орієнтація шарів в просторі визначається елементами залягання, які містять поняття лінії простягання, лінії падіння і кута падіння. Лінія простягання - це лінія перетину поверхні шару з горизонтальною поверхнею, або інакше кажучи, будь-яка го­ризонтальна лінія на поверхні шару вважається лінією простягання даного ша­ру. Лінія падіння - це лінія, перпендикулярна до лінії простягання, що знаходиться на поверхні шару і спрямована в бік його нахилу. Лінія падіння утворює найбільший кут нахилу поверхні даного шару до горизонту. Кут падіння - це кут між лінією падіння і проекцією на горизонтальну площину. Положення ліній простягання і ліній падіння в просторі визначається їх азимутами. Азиму­том заданого напрямку називається правий векторіальний кут, розташований між північним напрямком Істинного меридіану і заданим напрямком. Азимутом лінії простягання називається правий векторіальний кут між одним із напрямків лінії простягання і північним напрямком Істинного меридіану. Азимутом па­діння називається правий векторіальний кут між проекцією ліній падіння на го­ризонтальну площину і північним напрямком Істинного меридіану.

Нормальне і перекинуте залягання. В умовах похиленого залягання ша­рів можливі два різних випадки їх залягання - нормальне і перекинуте. В умо­вах нормального залягання покрівля шару знаходиться вище його підошви. В разі перекинутого залягання підошва шару знаходиться вище його покрівлі.

Складчасті форми залягання шарів. Складками називають хвилеподібні вигини в нашаруваннях, що виникають внаслідок пластичних деформацій гірських порід. Сукупність складок утворює складчастість. Серед складок виділяють два основних різновиди - антиклінальні і синклінальні складки. Антиклінальними складками, або антикліналями, називають вигини, в центральних частиках яких знаходяться найбільш давні породи відносно їх крайових периферичних частин. В синклінальних складках (синкліналях) центральні частини складені більш молодими породами по відношенню до по­рід, що утворюють їх крайові частини. Частина складки в місці перегину шарів називається замком, склепінням або ядром. Термін ядро складки використовується при характеристиці порід, що складають центральні частини складки. Якщо мова йде про форму перегину шарів, застосовуються терміни склепіння або замок. Частини складок, що приєднуються до склепіння, називають крилами. У суміжних антикліналей і синкліналей одне крило завжди є спільним. Кут, утворений лініями, що продовжують напрям крил складки, називається кутом складки. Осьовою поверхнею складки називається поверхня, що про­ходить крізь точки перегину шарів, утворюючи складку. Осьовою лінією скла­дки, або віссю складки, називають лінію перетину осьової поверхні з поверхнею рельєфу. Вісь складки характеризує орієнтування складки в плані. Шарніром складки називається лінія перетину осьової поверхні з поверхнею одного з шарів (покрівлею або підошвою), що складає складку. Шарнір розміщується в складці на поверхні шару в місці його перегину. Гребеневою поверх­нею називають поверхню, що з'єднує найвищі точки розташування шарів, що утворюють складку. Гребінь складки - це лінія перетину гребеневої поверхні з покрівлею або підошвою будь-якого шару складки. Розміри складок характеризуються довжиною, шириною і висотою. Довжина складки - це відстань вздовж осі між пунктами однозначних перегинів шарніру. Ширина складки складається із відстані між осями двох сусідніх антикліналей або синкліналей. Висота скла­дки - це відстань вздовж вертикалі між замком антикліналі і замком суміжної з нею синкліналі, що виміряна за одним і тим самим шаром.

1. Класифікація складок. Класифікації складок будуються за різними прин­ципами. В основу класифікації може бути покладена форма складок або їх походження. Класифікація, де складки розподілені за формою, називається морфологічною; Класифікація, що відбиває умови утворення складок, має назву генетичної. Морфологічна і генетична класифікації беруть до уваги різні властивості складок, і тому не виключають, а доповнюють одна одну.

Флексури. Флексурами називаються колінчасті вигини в шаруватих товщах; виражені вони за звичаєм нахильним положенням шарів при загальному їх горизонтальному заляганні або більш крутим падінням на фоні загального похилого залягання. У флексур в вертикальних розрізах виділяють наступні елементи: верхнє або підняте крило, нижнє або злущене крило, замикаюче крило, кут нахилу замикаючого крила. Значно більш складна будова флексур, що утворилися одночасно з накопиченням осадів. Відрізняються ці флексури різ­кими змінами потужностей і фацій на їх крилах. На нижніх, опущених крилах звичайно відмічаються найбільш повні стратиграфічні розрізи порід з найбільшими потужностями і тонкоуламкові глинисті або карбонатні фації. На замикаючих крилах потужності порід найменші, часто тут з'являються перерви з випадінням окремих членів стратиграфічного розрізу. Замикаючим крилам властиві грубоуламкові фації і нерідко рифогенні утворення. На верхніх, піднятих крилах потужності порід значно менші, ніж на опущеному крилі. Складаючі їх фації за звичаєм грубоуламкові. На глибині замикаючі крила флексур нерідко ускладнюються розривами. Генетична класифікація складок. Умови, в яких відбуваються пластичні деформації шарових товщ, дозволяють розрізняти в складчастості дві великих групи. До першої з них відноситься складчастість тектонічного походження, тобто ендогенна, до другої - складчастість нетектонічного генезису, або екзогенна. В ендогенній складчас­тості виділяються дві підгрупи: конседіментаційна складчастість, тобто склад­частість, що виникає паралельно з накопиченням осадків, і постседиментаційна, або накладена складчастість, що розвивається пізніше за утворення порід. Різниця обох груп складок полягає в тому, що конседіментаційна складчастість утворюється тими ж тектонічними рухами, якими обумовлюється осадконакопичення, тобто вертикальними рухами земної кори. Постседиментаційна склад­частість утворюється тектонічними рухами різного типу, при цьому вертикальне переміщення не завжди грає головну роль. Найбільше значення при формуванні накладеної складчастості мають горизонтальні переміщення, а також зсуви і рухи за уклінними поверхнями з горизонтальними і вертикальними складаючими. Головними ознаками, що вказують на належність комплексу конседіментаційних складок до одної фази складкоутворювальних рухів, відбиваються в відсутності в деформованій товщі шарів перерв і неузгодженостей і поблизу палеотектонічної і палеогеографічної обстановки часу накопичення осадків. Найбільшим розповсюдженням серед конседіментаційних складок користуються складки занурень і складки, що ви­никають при нерівномірних вертикальних рухах - поверхні осадконакопичення. Складки занурень виникають при відносно рівномірних зануреннях фундамен­ту, на якому відбувається накопичення осадків. Вони мають невірні контури, що повторюють в загальному вигляді межі басейну, де відкладаються складки. Постседиментаційна (накладена) складчастість поділяють на поверхневу і глибинну складчастість. Постседиментаційна поверхнева складчастість поділяється на складки регіонального стиснення, складки огортання, складки гравітаційного сковзання, прирозривні складки, складки, пов'язані з інтрузіями, діапірові складки. Складки регіонального стиснення виникають внаслідок сил, що діють на значних територіях паралельно поверхні землі. Складки огортання, утворені зім'яттям порід в верхньому структурному поясі (осадовому чохлі), що виникає в процесі глибових зрушень нижнього структурного поверху. Складки огортання виникають одночасно з осадоутворенням внаслідок зміщення глиб фундаменту вздовж поділяючих розривів.

До складок огортання нале­жать також глибові складки. В цих структурах розриви, за якими змішуються блоки фундаменту, проникають в осадовий чохол і досягають поверхні. Таким чином виникають антиклінальні і синклінальні складки, що чергуються між со­бою за подовжніми розривами. Такі глибові складки одержали назву горстантикліналей і грабен-синкліналей. В ядрах горстантикліналей на поверхню часто виходять породи фундаменту; центральні частини грабен-синкліналей побудовані з найбільш молодих відкладів. Розміри цих складок сягають 100 і більше кілометрів в довжину.

Складки гравітаційного сковзання утворюються на схилах піднять під дією гравітаційних сил. Осадові товщі, покриваючі схили піднять, набувають в таких умовах значний нахил і під дією гравітаційних сил зміщуються в сторону западин. Амплітуда зміщення може сягати 20 - 30 км. Гравітаційному сковзанню сприяє присутність пластичних порід - солі, гіпси, ангідрити, глини. Складки гравітаційного сковзання найбільш поширені в крайових прогинах. Складки, пов'язані з розривами виникають внаслідок зміщення порід доверху за похилими розривами, головним чином за підкиданнями і насувами. При цьому в нижньому лежачому крилі розвиваються горизонтально або похило орієнтовані сили, що обумовлюють виникнення складок в нижньому крилі розриву. Найбільш сприятливі в цьому відношенні розриви, що мають нахил поверхні зміщення від 40 до 60 градусів. Складки, пов'язані Із зміщенням магми в земній корі (Інтрузія) виникають у вміщуючих породах поблизу контактів багатьох масивів інтрузивних порід. Ці складки орієнтовані згідно з конту­рами Інтрузивних тіл і часто ускладнені розривами. В плані вони обтікають зовнішні контури інтрузивних тіл. Прикладом таких структур можуть бути зім’яття, що спостерігаються у вміщуючих товщах поблизу контактів мезозойських і кайнозойських гіпабісальних інтрузій Криму і Кавказу. Навколо вулканів спостерігаються коло і овалоподібні мульди, що виникають внаслідок обвалення вулканічних апаратів. Діапірові складки протікання утворюють антиклінальні структури, що виникають внаслідок занурення пластичних гірських порід в оточуючі їх менш пластичні і більш крихкі товщі.

До гірських порід з високою пластичністю, які можуть текти під дією зовнішнього тиску або власної ваги, належать солі, ангідрит, гіпс і водонасичені глини. Найбільш широко розповсюджені види діапірових складок соляні купола (склепіння) і глиняні діапіри. В залежності від того, відкрите ядро на поверхні чи ні, соляні склепіння поділяють на закриті і відкриті. В відкритих пластичні породи ядра виходять на поверхню, в закритих породи ядра не досягають поверхні. В плані соляні стру­ктури поділяють на куполоподібні I лінійні. Куполоподібні структури мають овальне і колоподібні окреслення, їх розміри в перетині не більше 5 км. Лінійні складки витягнуті в довжину і часто сягають 10 і більше км. Ядра відкритих складок відокремлені від вміщуючих порід розривами. Екзогенна складчастість поділяється на підводнозсувні складки, що виникають внаслідок зсуву осаду вздовж дна басейну; наземно-зсувні складки, що виникають внаслідок зсувних процесів; складки, обумовлені деформаціями відкладів в ході їх епігенезу і діагенезу (ущільнення, набухання, дегідратації); складки, що виникають внаслідок розвантаження від вищезалягаючих товщ; складки обвалення, пов'язані з карстовими явищами або провалами іншого походження; складки, що утворюються внаслідок дії льодовиків (гляціодислокації); первинні нахили і вигини, обумов­лені формою поверхні, на якій відбувається утворення осаду; первинні нахили і вигини в покровах ефузивних порід; первинні нахили, пов'я­зані з різними швидкостями утворення осаду або різними потужностями порід.

Тріщини в гірських породах. (Розриви без зміщень) Розриви в гірських по­родах поділяються на дві великі групи: розриви, зміщення за якими мають незначну величину, і розриви з помітними зміщеннями порід, роз'єднаних розри­вами. Сукупність тріщин, що розбивають ту чи Іншу ділянку земної кори, має назву тріщинуватості. За ступенем виявлення тріщини поділяють на три групи: розкриті, закриті і приховані. Розкриті тріщини характеризуються наявністю порожнини, яку можна бачити. В закритих тріщинах розрив можна бачити наочно, але стінки тріщин наближені таким чином, що порожнина за розривом не помітна. Приховані тріщини при звичайному спостереженні не помітні, але їх можна легко виявити при руйнуванні або фарбуванні гірських порід. Тріщини, що мають однакову або близьку орієнтацію, утворюють ряди тріщин. Тріщини, що належать одному ряду, можуть розгалужуватись, але вони не перетинаються, в гірських породах утворюється кілька рядів тріщин. Часто ряди взаємопов'язані і зміни орієнтації одного ряду викликають відповідні зміни в орієнтації другого ряду. Відокремленням називають блоки і глиби, на які поділяється тріщинами гірська порода. Форма відокремлення обумовлена розташуванням тріщин. В осадових гірських породах здебільшого розвинуті прямокутні, кубічні, паралелепіпедні, призматичні, плитчасті, кулеподібні і глибові відокремлення; в метаморфічних - плитчасті, пластинчасті, ребристі, гострокутові; в лавах - при­зматичні, стовбчасті, кулеподібні; серед інтрузивних - кубічні, призматичні, прямокутні відокремлення.

Класифікація тріщин. Тріщини, розвинуті в гірських породах класифікують: відносно текстурних особливостей і за орієнтацією тріщин в просторі або за умовами їх утворення. В першому випадку класифікація тріщин може відбивати лише геометричні особливості; така класифікація має назву геометричної. В другому випадку класифікація має генетичний характер. Обидві класифікації не включають, а доповнюють одна одну. За геометричною класифікацією трі­щин в осадових і метаморфічних породах виділяють: а) поперечні тріщини, які пересікають нашарування або сланцюватість за напрямом падіння. В розрізах поперечні тріщини можуть бути вертикальними або похилими; б) повздовжні тріщини паралельні лінії простягання, в вертикальних розрізах ці тріщини пе­ресікають нашарування або сланцюватість ; в) косі тріщини - пересікають на­шарування або сланцюватість під кутом відносно простягання і напряму падін­ня; г) узгоджені тріщини, орієнтовані паралельно нашаруванню або сланцюватості як в плані так і в розрізі. За кутом нахилу тріщини поділяють на: вертикальні - з кутами падіння від 80 до 90; круті - від 45 до 80; пологі - від 10 до 45; слабо нахилені або горизонтальні - з кутами нахилу від 0 до 10. За генетичною класифікацією виділяють:

нетектонічні тріщини: а) первинні тріщини; б) тріщини вивітрювання ; в) тріщини зсувів, обвалів і провалів; г) тріщини розширення порід в умовах розвантаження.

тектонічні тріщини: а) тріщини з розривом суцільності порід (тріщини відриву і сколювання); б) кліваж.

МАТЕРІАЛИ ТА ОБЛАДНАННЯ: колекція гірських порід; навчальна література, довідники з мінералогії та петрографії, шкала Мооса, супроводжувальні таблиці до колекції.