Лабораторная работа 4 складчатое залегание пород на геологических картах и в разрезах

Цель работы: ознакомление с признаками складчатого залегания пород и методами составления и анализа геологических карт для областей со складчатой структурой.

Объем работы: 6 ч.

Исходные данные: учебные геологические карты [1-2], схематические карты В.Н.Даниловича (см. приложение IV), методические и учебные пособия [5-20], геохронологическая шкала.

Требуется:

сформулировать определение складчатой структуры и элементов складок;

провести анализ складчатых структур по исходным геологическим картам (см. приложение IV) - выделить антиклинальные и синклинальные складки и составить схему их элементов, построить геологические разрезы по указанным линиям;

построить геологические разрезы по цветным учебным геологическим картам [1-2];

дать краткое описание складок.

Материалы к отчету:

исходные геологические карты со схемой элементов складчатых структур;

геологические разрезы по исходным схематическим и учебным цветным геологическим картам;

пояснительная записка, включающая краткие ответы по теоретическим вопросам и краткое описание складчатой структуры.

Методические указания и порядок выполнения работы

Работа выполняется после изучения признаков складчатого залегания пород по учебникам и конспектам лекций.

Основными формами тектонических структур, широко развитыми в земной коре, являются складки, с которыми геологу приходится иметь дело при изучении как небольших площадей, так и огромных территорий.

Складками называются любые изгибы слоев. Они различаются по форме, ориентировке в пространстве, соотношению различных их элементов.

Различают три основных вида складок – антиклинальные (антиклинали), синклинальные (синклинали) и флексурные (флексуры).

В антиклинальных складках изгиб слоев обычно направлен вверх, крылья складок чаще падают в разные стороны от шарнира, а в ядрах их обычно (при нормальном, не перевернутом положении пород) залегают более древние породы, чем в крыльях.

В синклинальных складках изгиб слоев обычно направлен вниз, крылья складок чаще падают навстречу друг другу - в сторону шарнира, а в ядрах их обычно (при нормальном, не перевернутом положении пород) залегают более молодые породы, чем в крыльях.

Указанные признаки справедливы для нормальных открытых антиклинальных и синклинальных складок. В опрокинутых и перевернутых складках возможны некоторые отклонения от перечисленных признаков.

Во флексурных складках изгибы слоев выражены нечетко, крылья их падают в одну сторону, но под разными углами.

Складчатые структуры в земной коры развиты повсеместно и обычно образуют системы складок – группы сближенных однотипных антиклиналей и синклиналей, имеющих одинаковую или близкую ориентировку. В таких системах антиклинальная складка сменяет синклинальную и наоборот, а крыло антиклинали одновременно является и крылом соседней синклинали.

На местности в обнажениях и горных выработках складки наблюдаются обычно в произвольных косых срезах или сечениях, а на геологических картах мы видим их горизонтальный срез или план. В плане крылья синклинальных и антиклинальных складок смыкаются и дают общий эллиптический замкнутый контур или расходятся и дают зигзагообразный незамкнутый контур. Места смыкания крыльев антиклинальных складок дают периклинальные замыкания, а синклинальных – центриклинальные замыкания.

Наиболее полно форма складок проявляется в поперечных (т.е. перпендикулярных к шарнирам складок) срезах. Для получения поперечного среза строятся вертикальные геологические разрезы вкрест простирания осей складок. Иногда дополнительно строятся продольные (т.е. вдоль оси складки) геологические разрезы, в которых наиболее четко проявляется поведение шарнира складки.

Таким образом, для всестороннего анализа складчатых структур необходимо рассматривать их в разных срезах - горизонтальных, поперечных и продольных, а также в объемных рисунках (на блок-диаграммах). Это позволяет одновременно наблюдать все элементы складки и элементы залегания пластов в них.

Для выполнения заданий необходимо знать основные виды и элементы складок, их морфологические типы по классификации А.Е.Михайлова [6], научиться строить геологические разрезы.

Работа выполняется в следующем порядке:

1. Внимательно прочитать исходные геологические карты (см. приложение IV), определить формы и видимые элементы изображенных на картах складок (ядра, крылья, периклинальные и центриклинальные замыкания и др.).

2. Составить упрощенную схему элементов складчатых структур, т.е. на исходной геологической карте показать основные элементы складок:

провести осевые линии всех складок;

обозначить специальными значками виды складок (антиклинальные и синклинальные);

указать направление и угол падения осевой поверхности;

определить направление и угол (по возможности) погружения шарниров складок;

при наличии нескольких структурных этажей показать их границы и протрассировать оси складок нижнего структурного этажа под породами верхнего этажа пунктирными линиями.

Вид складки определяется с учетом возраста пород, элементов залегания слоистости пород, наличия периклинальных и центриклинальных замыканий слоев.

Направление падения осевой поверхности определяется по простому правилу: в антиклинальных складках осевая поверхность падает в сторону пологого крыла, а в синклинальных – в сторону крутого крыла.

Угол падения осевой поверхности складки приблизительно можно определить путем элементарного расчета с учетом средних углов падения слоистости пород в крыльях складки (рис. 4.1) по формуле

φ₃=[180- φ₁- φ₂]/2 + φ₂ = 90 – (φ₁- φ₂)/2,

где φ₁ – средний угол падения крутого крыла;

φ₂ – средний угол падения пологого крыла;

φ₃– угол падения осевой поверхности.

φ1 φ2 φ1 φ3 θс φ3	Рис.4.1. Схема определения углов падения осевых поверхностей складок

При равных углах падения крыльев осевая поверхность складки имеет вертикальное залегание.

Направление погружения шарниров складок определяется по правилу: шарниры всегда погружаются в сторону выхода молодых пород. Угол погружения шарниров складок можно определить только при наличии элементов залегания слоистости в области периклинального или центриклинального замыканий. При отсутствии этих данных на схеме показывается лишь направление погружения шарнира.

Такая схема совмещается с геологической картой, уточняется по мере получения дополнительной информации, сопровождается легендой и геологическим разрезом (рис. 4.2).

3. Составить геологические разрезы по указанным на картах линиям. Для правильного изображения складчатой структуры в разрезе необходимо на топографический профиль нанести положение осей и осевых поверхностей складок, которые показывают положение замков складок на глубине. При этом мощность слоя должна быть выдержана по всему разрезу – в замках и крыльях складок. В местах отсутствия элементов залегания слоев угол падения их в разрезах следует корректировать по мощности слоя с учетом ширины выхода его на поверхность. Ширина выхода на поверхность одного и того же слоя изменяется в зависимости от угла наклона слоя – при более пологом залегании слоя на разрезе ширина выхода его на карте будет увеличиваться, при крутом - уменьшаться.