учебники / Гаврилов В.П. «‎Общая и историческая геология и геология СССР»

1

~ n р о д оn ж е н и е т а б л.

ФосфаmЬl

Углеродные и углеводородные соединения

Со)

Со)

I (]J@

~

1+

Рис. 8. Кристаллические формы минералов и типы их срастания:

1 - изометрические кристаллы: 1 - ромбический додэкаэдр (гранат), 2- кубический (га· ленит), З- nентагоидодэкаэдр (nирит), 4 - октаэдр (алмаз), 5 - тетраэдр (сфалернт); 11- кристаллы, вытянутые в одном наnравлении: 6 - столбчатый (барит), 7 - коротко­

тропны, т. е_ их физические свойства будут различны в зависи­

мости от выбранного направления, в котором эти свойства рас­

сматриваются.

К основным физическим свойствам минералов относят: кри­

сталлическую форму, твердость, плотность, спайность, излом,

цвет и блеск. Все многообразие минералов сведено в опреде­

ленные классы в зависимости от их химического состава

(табл. 1).

§ 2. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Горные породыестественные агрегаты минералов. Они от­

личаются друг от друга химическим составом, размером и

строением слагающих их частиц (структурой), расположением этих частиц в пространстве (текстурой), различными другими физическими свойствами (цветом, плотностью, хрупкостью

и т. д.). Но главным признаком, который положен в основу

разделения пород, является их происхождение, или генезис.

В зависимости от этого породы делятся на осадочные, магма­ тические и метаморфические.

Осадочные породы образовзлись в поверхностной части

земной коры в результате разрушения, переотложения и пре­

образования на поверхности Земли, на дне морей и океанов, в реках и озерах ранее существовавших отложений. Процесс формирования осадочных пород получил название литогенеза. Он состоит из нескольких стадий: 1) образование исходного материала путем разрушения (эрозии) коренных пород; 2) пе­ ренос продуктов разрушения; 3) накопление рыхлого осадка (седиментоrенез); 4) преобразование этого осадка в плотную осадочную породу (диагенез); 5) последующее изменение оса­

дочной породы за счет ее уплотнения, перекристаллизации

и т. д. (катагенез или эпигенез). Осадочные породы могут воз­ никнуть различными путями. Этонакопление обломков, вы­

падение в осадок продуктов химических или биохимических ре­

акций, совместное проявление ряда факторов и др. В зависимо­ сти от способа образования осадочные породы делятся на

обломочные, химические, биохимические (органогенные) и сме­

шанные.

Обломочные осадочные породы сформировались из осадков,

представляющих собой механические продукты разрушения

ранее существовавших пород. Беря за основу размеры частиц, слагающих обломочные породы, их делят на грубообломочные, или псефиты (более 2 мм в поперечнике)- валуны, щебень, конгломерат; песчаные, или псаммиты (2-0,1 мм)- пески, песчаники; мелкозернистые, или алевриты (0, \--0,01 мм) - алевриты, алевролиты, лёсс; глины, или пелиты (менее О, 1 мм)- глины, аргиллиты. При классификации обломочных пород учитывают также окатанность обломков и характер

скрепляющего цемента.

Химичссrше осадочные породы возникли н процессе хими­

ческих реакций или за счет выпадения осадка при перенасы­

щении растворов (например, при выпаривании водоемов).

В связи с чем их иногда называют эвапоритами. В зависимо­ сти от химического состава осадочные породы делят на карбо­

натные (известнякСаС03, известковый туф, доломит­

зультате жизнедеятельности животных или растительных орга­

низмов. Однако этот процесс протекал с участием различных

химических реакций, поэтому данную группу можно рассмат­

ривать как биохимические породы (органогенные известняки, мел, трепел, торф, уголь, нефть).

Смешанные породы произошли при наложении не менее двух породообразующих факторов. Например, в их составе от­

мечается материал обломочного и химического происхождения

или обломочного и органического происхождения (мергели, опоки, песчаные известняки).

Магматические породы возникли при застывании или кри­

сталлизации жидкого силикатного расплава (магмы) в недрах

Земли или на ее поверхности. В связи с этим выделяют интру­ эивные (глубинные, абиссальные), эффузивные (излившиеся)

и промежуточные (полуглубинные, гипабиссальные) породы.

Магматические породы широко участвуют в строении лито­

сферы, занимая более 90 % ее объема. Магматические породы обычно делят по их химическому составу. За основу взято со­ держание кремнезема (Si02). Выделяют ультраосновные (Si02

ридотит, пироксенит, дунит; к основнымгаббро, диабаз, ба­

зальт; к среднимсиенит, диорит, трахит, андезит; к кис­

лымгранит, гранодиорит, кварцевый порфир, липарит, дацит;

к ультракислымпегматит.

Метаморфические породы представляют собой продукт пре­

образования, преимущественно, осадочных, реже магматиче­

ских пород. К преобразующим факторам относят давление, температуру и метасоматоз. Транспортирующую роль выпол­

няют высокотемпературные газы и водные растворы. Наиболее

распространенные метаморфические породысланцы, фил­ литы, гнейсы, кварциты, мраморы, яшма, роговики, скарны, сер­

nентиниты.

§ З. ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

Изучение форм залегания горных nород позволяет правильно

понять геологическое строение литосферы, особенности ее верх­

них слоев. Это важно еще и потому, что именно здесь сосредо-

36

точено большинство месторождений полезных ископаемых, прежде всего, нефти и газа. Поскольку верхние слои литосферы

сложены преимущественно осадочными породами, то знание

особенностей их залегания представляет первоочередной ин­

терес.

ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Первичной формой залегания осадочных пород является слой, или пласт, который является геологическим тeJlOM, ограничен­

ным примерно параллельными поверхностями напластования, имеющим выдержанную мощность и прослеживающимся на

кровлю (поверхность, ограничивающая пласт сверху) и подо· шву (нижняя поверхность ограничения). Расстояние между кровлей и подошвой образует мощность, или толщину пласта. Различают истинную, горизонтальную, вертикальную и види­ мую мощности (рис. 9). Истинная мощностьэто кратчайшее расстояние (по перпендикуляру) между кровлей и подошвой

пласта; горизонтальнаярасстояние по горизонтали между

любой точкой кровли и подошвы слоя; вертикальнаярас­

стояние между любой точкой кровли и подошвой слоя по вер­ тикали; видимаямощность слоя, видимая на земной поверх­

ности.

Положение пласта в пространстве определяется элементами

залегания, к которым относят простирание и падение пласта

(см. рис. 9).

Простирание-это линия пересечения кровли пласта с гори­

зонтальной плоскостью, положение линии простирания отно­

сительно стран света определяется азимут.ом простирания.

Падение пластаэто его наклон к горизонтальной плоско­ сти. Оно характеризуется линией падения и углом падения. Ли­ ния падения всегда образует перпендикуляр с линией простира­ ния и лежит в плоскости пласта. Она определяется азимутом

падения. Угол паденияэто угол между кровлей пласта и го­

ризонтальной плоскостью.

Элементы залегания пласта замеряются горным компасом.

Он состоит из прямоугольной пластинки (подставки) и укреп­

.riенното на ней лимба. В центре лимба на металлическую иглу

насажены магнитная стрелка и угломер соответственно для оп­

ределения азимутов и угла падения. Лимб разделен на 360° в на­ правлении, обратном движению часовой стрелки. Угломер (от­ вес, клинаметр) имеет свою шкалу делений от О до 90°. Компас

снабжен арретиромустройством, позволяющим фиксировать магнитную стрелку. В отличие от обычного компаса в горном

37

индексы востока и запада переставлевы на обратные. Это сде­

лано, чтобы отсчитывать азимут простирания непосредственно по северному концу магнитной стрелки.

Изучение элементов залегания пласта возможно лишь в том

месте, где исследуемый пласт вь1ходит на дневную поверхность

и образует обнажение. Иногда для вскрытия пласта прИбегают к искусственной расчистке склонов, проходят шурфы, канавы, штольни, карьеры. В обнажении изучается не только веществен­ ный состав и особенности залегания пласта, но и его взаимоот­ ношения с соседними слоями. Оно может быть согласным и несогласным. Согласное залегание предусматривает приблизи­

тельна параллельное положение границ пластов и последова­

тельную смену снизу вверх более древних пластов более моло­ дыми. Отклонение от этого правила приводит к песогласному залеганию слоев. Наиболее простые виды несогласий: угловое и стратиграфическое (параллельное). В первом случае пласты

залегают под различными углами; во второмиз разреза выпа­

дают слои определенного возраста, хотя параллельное залега­

ние пластов сохраняется (рис. 10).

После своего формирования пласт осадочной горной породы,

как правило, залегает практически горизонтально. Однако в по­ следующей геологической жизни чаще всего его первоначальное, близкое к горизонтальному залегание нарушается. Всякое на­

рушение горизонтального залегания называется дислокацией.

Различают пликативвые и дизъюнктивные дислокации. Пликативные дислокации происходят без разрыва сшюшно­

сти пласта. Наиболее распространенными пликативными дисло­

кациями являются складки, моноклинали и флексуры. Среди

первых различают антиклинали и синклинали.

Антиклиналь (антиклинальная складка) -это складка, ха­

рактеризующаяся выпуклым изгибом кверху. В центральной ее

части (в ядре) находятся более древние породы, чем на пери·

ферии.

38

G'инклиналь (синклинальная складка) -это складка, выпук­

лостью обращенная вниз (вогнутая складка). В ее ядре распо­

лагаются более молодые породы, чем на периферии.

Складки имеют следующие элементы строения: ядро, крылья,

замок, шарнир, осевую поверхность, ось, длину, ширину, ам­

плитуду и углы падения крыльеQдроэто центральная часть

складки; крыльябоковые ее части; замокместо перегцба

крыльев складки; шарнирлиния, проходящая через точки

максимального перегиба; осевая плоскостьвоображаемая

плоскость, проходящая через шарниры всех слоев складки;

осьлиния пересечения осевой плоскости складки с горизон­ тальной плоскостью; длинарасстояние в плане от одного пе­

риклинального (центриклинального для синклинали) окончания

складки до другого; ширинарасстояние между крыльями

складки; амплитудавертикальное расстояние от замка

складки до поверхности, где происходит вылолаживанне

крыльев; угол падения крыльевугол между крыльями

складки и иерееекающей их горизонтальной nлоскостью (рис. 11). ·

По особенностям строения складки могут быть прямые, ко-·

сые (наклонные), лежащие, nеревернутые, изоклинальные, ве­ ерообразные, сундучные (коробчатые), брахиантиклинальные, куполообразные, днапиравые (рис. 12).

К однокрылым пликативным дислокациям относят монокли­

наль и флексуры.

Моноклинали-толщи слоев, равномерно наклоненных

в одну сторону и прослеживающихся на большой площади.

Флексурыодносторонний коленообразный (уступообраз­

ный) изгиб слоев.

В строении флексур различают нижнее, соединительное и

верхнее крылья.

Дизъюнктивные дислокации сопровождаются разрывом сплошности пласта, когда по трещине (nлоскость разрыва или сместитель) nроисходит смещение пластов относительно друг друга. Участки, расположенные по обе стороны от сместителя, называют крыльями. Различают висячие и лежащие крылья. К дизъюнктивным дислокациям относят сброс, взброс, сдвиг, грабен, горст (рис. 13).

Сброснарушение, сместитель которого наклонен в сто­

рону опущенного крыла. Взброснарушение, сместитель ко­ торого наклонен в сторону nоднятого крыла. Если наклон сме­

стители к горизонтальной плоскости менее '60°, то такой взброс

называют надвигом, а при еще меньшем угле наклона -шарь­ яжом или тектоническим покровом. Сдвигинарушения, кры­

лья которых смещаются в горизонтальном направлении nарал­

лельна простиранию сместителя. Грабенэто система ступен­

чатых сбросов. Центральная их часть опущена относительно

периферических блоков. Горстыэто система взбросов, также

.39

Рис. 11. Элементы антиклинальноii

складки:

h - амплитуда; l - длина; d - шнрнна

Рис. 12. Типы складок:

а- флексура; б -опрокинутая; в- изо­

клинальиые; г- лежачая; д -сундучная (коробчатая); е- веерообразные

Рис. 13. Дизъюнктивные дислокации:

а- сброс; б- взброс; в- сдвиг; г- гра­ бен; д- горст;

стрелками показано направление смсщс-

аб ний

~d

--

~·-~~

падающих навстречу друг другу, но центральная часть припод­

нята по отношению к периферическим блокам.

Изучением особенностей строения и залегания различных

дислокаций занимается структурная геология.

ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ МАГМАТИЧЕСК.ИХ И МЕТАМОРФИЧЕСК.ИХ ПОРОД

Формы залегания магматических пород принципиально отлича­

ются от формы залегания осадочных образований. Различны они у интрузивных и эффузивных пород. Наиболее характерные

фор.мы залегания инт,рузивных магматических пород: батолиты, штоки, лакколиты, силлы, дайки, жилы; эффузивныхлаво­ вьtе покровы, пото~и. купола, некки (рис. 14).

Батолитынаиболее крупные глубинные интрузивные тела;

площадь их измеряется тысячами квадратных километров,

книзу площадь батолитов увелиЧивается. Ответвление от ба­

толитов образует ШTOICU.

Лакколит-магматическое тело караваеобразной или гри­ бовидной формы, размеры его намного устуnают батолитам.

Аналогичная форма залегания интрузивных пород, но чашеоб­

разного вида называется лополито.м. Линзаобразные магмати-

40