Вопрос 35

Возраст горных пород

Геологическими документами, на основании которых опреде­ляется возраст горных пород и изучается история развития зем­ной коры, являются: горные породы, геологические разрезы и окаменелости. Любая горная порода свидетельствует об условиях своего образования (осадочное, озерное, болотное, магматиче­ское, интрузивное, эффузивное). Геологический профиль свидетельствует об изме­нении геологических условий во времени по характеру чередо­вания слоев пород в геологическом разрезе. Окаменелости — ископаемые остатки организмов (ске­леты, панцири, отпечатки следов и листьев, семена и пыльца растений) рассказывают об эволюции органического мира, эво­люции условий среды их обитания и в конечном итоге об исто­рии развития земной коры. Возраст горных пород бывает абсолютный и относитель­ный. Абсолютный возраст - - время от момента образо­вания породы до современной эпохи, исчисляется в миллионах или тысячах лет. Определяется по распаду радиоактивных эле­ментов, входящих в состав минералов. Относительный возраст - - время какого-либо со­бытия в истории Земли по отношению ко времени другого геологического события. Определяется по остаткам организмов, находящихся в горных породах (палеонтологический метод). Таким образом, относительный возраст породы показывает лишь < сравнительную степень древности ее по отношению к другим породам. Продолжительность времени при установлении относительного возраста оценивается в единицах: эра, период, эпоха. На основании изучения геологического строения земной корь и исследования окаменелостей, находящихся в породах, вся толща горных пород земной коры по характеру окаменелостей разделена на 5 групп (эратем). Время, за которое произошло формирование каждой группы отложений, называется эрой. Эра разделяется на периоды (время образования системы отложений), периоды — на эпохи (время формирования отдела отложений). В настоящее время в результате изучения возраста пород раз­личными методами установлена геохронологическая шкала зем­ной коры (табл. 9.1). Международным геологическим конгрессом утверждены стра­тиграфические индексы и цвета окраски пород каждого периода. Основным документом изучения геологического строения земной коры является геологическая карта. Геологическая карта представляет собой проекцию выходов горных пород различного возраста (разных периодов) на горизонтальную плос­кость. Возраст горных пород обозначается соответствующим ин­дексом и окраской, а вещественный состав — штриховкой

Вопрос 36

Горообразовательные процессы

В результате столкновения литосферных плит по их окраинным зонам происходит формирование горно-складчатых облас­тей, горных хребтов. В этих зонах происходит смятие слоев оса­дочных горных пород в складки, образование тектонических разломов. По разломам происходит внедрение магмы в толщу земной коры, извержение вулканов. Осадочные горные породы превращаются в метаморфические. Изменение первоначального залегания слоев пород в процессе тектонических движений на­зывается дислокацией. Различают складчатые и разрывные дислокации. Первоначально слои осадочных горных пород залегают горизонтально. Тектонические движения выводят пласты из горизон­тального положения в наклонное и даже сминают в складки. Об­разуются складчатые дислокации без разрыва сплошности пла­стов. Основными дислокациями являются моноклиналь и складка. Моноклиналь представляет собой структуру, состоя­щую из пачки слоев, наклоненных в одну сторону (рис. 8.2). Раз­личают моноклинали слабонаклонные (с углом наклона от 0 до 16°), крутые (76-81°) и даже поставленные на голову (угол на! клона к горизонту 81-90°), что имеет большое значение при про­ходке тоннелей. Складкой называется полный перегиб пласта. Различают] антиклиналь -- складка, обращенная вершиной вверх, у поверхности Земли располагаются наиболее древние породы, и! синклиналь, ее вершина обращена книзу, у поверхности за­легают наиболее молодые породы. Часть слоев, расположенных между антиклиналью и синклиналью, называются крыльями. В вершинах замков складок (в антиклинали и синклинали) породы наиболее раздроблены, трещиноваты, проходка тоннелей осложняется обрушением кровли. Расположение тоннеля в крыльях складок наиболее благоприятно Разрывные дислокации происходят при интенсив­ных тектонических давлениях, превышающих прочность слоев горных пород. В результате толща слоев разрывается с образо­ванием трещины, по которой происходит смещение блока пород по отношению к соседнему. К разрывным дислокациям относят­ся сбросы, взбросы, грабены, горсты и надвиги (рис. 8.3). Сброс образуется в результате опускания одного блока от­носительно другого, а при взбросе происходит поднятие. Ве­личина перемещения слоев относительно друг друга называется амплитудой, она изменяется от нескольких сантиметров до 1000 м. Грабен возникает при опускании блока земной коры между Двумя тектоническими разломами. Примером грабена является Впадина озера Байкал. Горст (холм) образуется при поднятии блока пород между разломами. надвиг возникает при смещении толщ по слабонаклонной плоскости. В этом случае молодые горные породы могут быть перекрыты породами более древнего возраста. Тектонические трещины -разломы встречаются группами, распространяются на большую глубину. Они обычно заполнены обломочным материалом исходных скальных пород, раздроб­ленных и перемятых при движении блоков пород. Такой матери­ал носит название тектонит (милонит, брекчия трения). В горно-складчатых областях различают согласное и несогласное залегание пластов горных пород. При согласном залега­нии пласты залегают параллельно друг другу, что наблюдается в толще горизонтально-слоистых пород, в моноклинале, в складках. В случае, когда пачка слоев молодых пород залегает на раз­мытой поверхности более древних пород под углом к их напла­стованию, — такое залегание называется несогласным (см. рис. 8.2). Наличие дислокаций осложняет инженерно-геологические условия строительных площадок, особенно подземных транс­портных сооружений. Наблюдается неоднородность грунтов по оси тоннеля, часто встречаются трещины и целые зоны тектони­ческих разрывов, по которым происходят вывалы, обрушения блоков пород и прорывы подземных вод. В целях предотвраще­ния неблагоприятных явлений в массиве горных пород при ин­женерно-геологических изысканиях определяют ориентировку залегания слоев горных пород и тектонических трещин (разло­мов) в пространстве. различают следующие элементы залегания: 1линия простирания — направление линии пересечения по­верхности слоя (стенки трещины) с горизонтальной плоскостью; __линия падения — направление падения пласта, ориентиро­вана перпендикулярно к линии простирания; — угол падения — угол наклона пласта (трещины) к горизон-_ту_< измеряется в градусах, изменяется от 0 до 90°. Элементы залегания пластов пород (трещин) определяются при помощи горного компаса