Введение

Структурная геология изучает формы залегания геологических тел, их строение, механизм образования и историю развития. Зародившись в 20-е годы XIX века, эта наука до настоящего времени несет практический (прикладной) характер. Без нее невозможны полноценные поиски, разведка и эксплуатация месторождений полезных ископаемых, строительство инженерных сооружений и составление геологических карт. По традиции, структурная геология читается вместе с другой дисциплиной – геологическим картированием, хотя является частью геотектоники. В учебниках основное внимание уделяется описанию геологических тел и их отображению на геологических картах, а физическим условиям деформации горных пород посвящена отдельная глава, в которой содержатся, как правило, справочные сведения. Представленный курс имеет аналогичную структуру.

1. Формы залегания горных пород

Как явствует из названия дисциплины, структурная геология должна изучать структуры. Под структурой (тектонической), в данном контексте, понимается форма и строение геологического тела, а также его взаимоотношения с другими геологическими телами. Геологическое тело – это объемное тело, сложенное более или менее однородной горной породой. Какой объем горной породы считать однородным зависит от масштаба исследования. На карте масштаба 1:25000 (в 1 см – 250 м) полоса шириной 2 мм соответствует 50 м на местности. Таким образом, все подробности строения геологических тел показать не удастся, их только можно описать, например, как пласт песчаника с прослоями аргиллита. При геофизических исследованиях за геологическое тело могут приниматься те горные породы, которые имеют одинаковые свойства, например, по отношению к сейсмическим волнам.

Геологическое тело занимает определенное положение в иерархии организации материи. Химические элементы (изучает геохимия) слагают минералы (минералогия), которые, в свою очередь, формируют горные породы (петрография, литология), образующие геологические тела. В строгом значении этого термина горные породы объединяются в геологические тела по критерию единства состава и происхождения. При такой трактовке разрывные нарушения (трещины) относятся к геологическим телам условно. Для преодоления этого недостатка предлагается использовать другой термин – «формы залегания горных пород».

Различают первичные (или ненарушенные) и вторичные (или нарушенные) формы залегания горных пород. Под «первичными» понимаются формы залегания горных пород, которые можно наблюдать сразу после образования горной породы. Для осадочных горных пород – это конец диагенеза (переход осадка в осадочную горную породу), а для магматических – остывание магмы или лавы. Метаморфические горные породы могут обладать реликтовой структурой, т.е. сохранять элементы строения тех горных пород, по которым они образовались, но в целом изменения, происходящие при метаморфизме, носят вторичный характер. В представленном курсе будет использоваться следующая классификация форм залегания горных пород.

1. Первичные формы залегания горных пород

1.1. Осадочных горных пород – слой (пласт), биогерм.

1.2. Эффузивных горных пород – потоки, покровы и т.д.

1.3. Интрузивных горных пород – батолиты и т.д.

2. Вторичные формы залегания горных пород – возникают при деформации (изменении формы) первичных форм залегания. Обычно среди вторичных форм залегания рассматриваются тектонические структуры осадочных горных пород, т.к. они легче регистрируются и преобладают по количеству.

2.1. Тектонические деформации (синонимы: дислокации, нарушения) обязаны своим происхождением тектоническим движениям, т.е. движениям земной коры (или литосферы). Они составляют основной предмет исследования структурной геологии.

2.1.1. Пликативные (или складчатые) – антиклинали и т.д.

2.1.2. Дизъюнктивные (или разрывные) – сбросы и т.д.

2.1.2.1. Трещины

2.1.2.2. Разрывы со смещением

2.2. Нетектонические деформации – оползни, падение метеоритов и т.д.

Структурная геология занимается выделением тектонических дислокаций размером до десятков – первых сотен километров. Закономерностям ориентировки минералов в горных породах посвящен раздел структурной геологии - микроструктурный анализ. Тектонические структуры крупного и планетарного масштаба изучает геотектоника.

Для успешного освоения структурной геологии необходимы знания по динамической геологии (экзогенные и эндогенные геологические процессы изучают в курсе «Общая геология»), петрографии, литологии, геодезии и исторической геологии.