1 курс / 2 семестр / Геология / Практикум 'Геология'

древние образования. Это, как правило, свидетельствует о значительном во времени перерыве в осадконакоплении. При этом поверхность несогласия срезает под углом разные слои древней толщи и располагается более или иене параллельно границам между отдельными слоями молодой серии осадков (рис. 7.4, б). Величина угла несогласия может колебаться в широких пределах – от 0 д 90°.

Угловое несогласие часто сопровождается различием в простирании контактирующих свит. Такое несогласие называется азимутальным несогласием.

По площади распространения выделяют региональные и локальные (местные)

несогласия. Региональные несогласия

проявляются на огромных территориях и вызываются общими для больших площадей положительными вертикальными движениями земной коры. Локальные несогласия не имеют широкого распространения и отражают развитие отдельных структур.

Рис. 7.4 Виды несогласного залегания толщ а – параллельное несогласие, б – угловое несогласие;

1 – изверженные породы, 2 – глины, 3 – известняки, 4 – песчаники, 5 – конгломераты, 6 – граница несогласного залегания.

7.1.3 Структуры вулканогенных комплексов

Вулканогенные образования в виде потоков застывших лав, слоев рыхлых и спекшихся туфов и туффитов, куполов и обелисков, образованных застывшим расплавом, чрезвычайно широко развиты в земной коре.

Форма геологических тел, сложенных вулканическими породами, и условия их залегания зависят от многих факторов, важнейшие среди которых:

1)состав вулканических продуктов (основные, средние или кислые лавы);

2)характер и условия проявления вулканизма (наземные или подводные извержения);

3)степень удаленности от вулканического аппарата.

Эффузивные породы среднего и основного состава – лавы, бедные кремнеземом, весьма подвижны и чаще, чем лавы кислого состава, распространяются на значительные расстояния от центров излияния. Кислые лавы, содержащие большое количество кремнезема, нередко накапливаются вблизи вулканических аппаратов, образуя вокруг кратера в совокупности с обломочным материалом высокие вулканические конусы с крутыми склонами. Излияния кислых лав обычно сопровождаются взрывами и выделением большого количества прирокластических продуктов в виде вулканических бомб, песка и пепла. Лавы основного (базальтового) состава образуют потоки разной протяженности и покровы, занимающие обширные площади порой в несколько сотен тысяч квадратных километров (сибирские траппы покрывают территорию 1550 тыс. км2).

Образования покровов обычно связывают с излияниями трещинного типа. Отдельные потоки лав основного состава, связанные с трещинными излияниями, имеют протяженность в несколько десятков километров при ширине 3 – 5 км и

61

мощности 40 – 50 м. Мощность потоков, связанных с излияниями центрального типа обычно не превышает первых метров, протяженность – около 10 км.

Размеры лавовых потоков кислого состава очень разнообразны. Мощность колеблется от единиц до сотен метров, протяженность – т сотен метров до нескольких километров. Лавы кислого состава образуют также плато-потоки, состоящие из отдельных потоков.

7.1.4 Структуры интрузивных комплексов

Глубинные магматические породы образуют разнообразные интрузивные тела, форма и размеры которых зависят от глубины формирования, состава магмы, характера вмещающих пород и т.д. (приложение VII – Б).

По соотношению с вмещающими породами выделяют интрузии: согласные (силы,

лакколиты, лополиты, факолиты), секущие (штоки, некки, дайки, кимберлитовые трубки) и частично согласные (гарполиты, батолиты).

Рис. 7.5 Формы согласных интрузивных тел а – силы, б – лакколит, в – лополит, г – факолит.

Разные значки обозначают различные по составу породы, жирная линия – граница интрузий

Рис. 7.6 Формы секущих и частично секущих интрузивных тел а – шток, б – дайка, в – гарполит.

Разными значками показаны различные по составу породы

7.2 Вторичные структуры залегания горных пород

Под воздействием различных факторов, ведущая роль среди которых принадлежит тектоническим движениям, первичные структуры горных пород нарушаются, деформируются, и возникают новые – вторичные структуры.

Деформации вызываются внешними механическими силами, приложенными к телу и бывают:

1)упругая деформация – исчезает после прекращения действия вызвавших ее сил;

2)пластическая деформация – остается после прекращения механического воздействия на тело, если она не сопровождается существенным его разрушением;

3)разрывная (хрупкая) деформация - приводит к полному разрушению материала.

62

При пластических деформациях образуются складчатые (пликативные) структуры, а при хрупких деформациях – разрывные (дизъюнктивные) структуры.

Основной формой складчатых структур является складка и изгиб.

Разрывные нарушения могут происходить без существенного перемещения горных масс и проявляться в виде трещин или же сопровождаться относительным перемещением разобщенных блоков, образуя разлом.

Все формы тектонических нарушений обычно делят на две группы:

1)складчатые формы – волнообразные изгибы слоев без разрыва их сплошности;

2)разрывные формы – с разрывом сплошности слоев.

Выделяют следующие простые виды деформации: растяжение, сжатие; сдвиг, изгиб, кручение (рис. 7.7).

Рис. 7.7 Простые виды деформаций

а – растяжение, б – сжатие, в – сдвиг, г – изгиб, д - кручение

7.2.1 Наклонное залегание слоистых толщ

При наклонном положении слоев возможны два случая их залегания – нормальное и опрокинутое. При нормальном залегании кровля слоя располагается выше его подошвы, при опрокинутом залегании подошва слоя оказывается выше его кровли. При повороте слоев до того момента, пока угол их наклона не станет равным 90°, они будут залегать нормально, т.е. их кровля будет располагаться выше подошвы, а молодые пласты будут налегать на более древних. При повороте на бóльший угол слои окажутся в опрокинутом залегании, т.е. их подошва будет лежать выше кровли, а древние пласты расположатся выше молодых.

Простейшим типом тектонических нарушений является наклонное залегание слоев, частным случаем которого может быть моноклинальное залегание.

Моноклинально залегающими называются слои в пределах некоторого участка, наклоненные строго в одну сторону и имеющие постоянный угол падения. Если такое залегание наблюдается на значительном протяжении, то говорят о моноклинальной структуре, или моноклинали, т.е. выделяют самостоятельную тектоническую структуру

(приложение VII – A).

7.2.2 Складчатые структуры

Основной формой складчатых структур является складка, кроме того, иногда особо выделяют крупные изгибы. Главными элементами складки являются (рис. 7.8): 1) замóк – место перегиба слоев, 2) крылья – участки однообразного залегания слоев, 3) ядро – внутренняя часть складки, 4) осевая плоскость складки – плоскость симметрии, проходящая через замок и равноудаленная от крыльев, 5) – шарнир – линия пересечения осевой плоскости с замком, 6) ось складки – линия пересечения осевой плоскости с горизонтальной поверхностью.

63

Рис. 7.8 Основные элементы строения складок(по А.Е. Михайлову): замок, ядро, крылья, угол складки, шарнир,

осевая поверхность (или плоскость), ось складки

Складчатые структуры чрезвычайно многообразны, как и все природные явления они определенным образом классифицируются. Существует две главные классификации складок:

1)морфологическая – разделяет складки по форме;

2)кинематическая – разделяет складки по условиям их формирования.

Морфологические типы складок

Все складки разделяются на антиклинальные и синклинальные (рис.7.9). Антиклинальные складки (антиклинали) – положительные складчатые структуры,

в ядрах которых располагаются более древние породы, чем на крыльях, обращены замком вверх.

Синклинальные складки (синклинали) – отрицательные структуры, в ядрах которых располагаются наиболее молодые породы, обращены замком вниз.

Рис. 7.9Антиклинальная (I) и синклинальная (II) складки в разрезе.

Буквами показан возраст пород (S – силурийский, D – девонский, С – карбоновый, Р – пермский, Т – триасовый)

Несколько обособленное положение в классификационной схеме занимают флексуры – коленчатые изгибы в слоистых толщах, характеризующиеся наклонным положением слоев при общем их горизонтальном залегании или более крутым падением на фоне общего наклонного залегания

64

Рис. 7.12Флексура ПК – приподнятое крыло, ОК – опущенное крыло,

СК – смыкающее крыло

Кинематические типы складок

По характеру перемещения вещества при складкообразовании выделяют три главных типа складок: складки изгиба, течения и скалывания (рис. 7.13).

Рис. 7.13 Кинематические типы складок(по Г.Д. Ажгирею):

а – продольного изгиба, поперечного изгиба, в – складки течения, г – складки скалывания

Складки изгиба возникают при сдавливании слоистой пачки. Складки продольного изгиба образуются при сжатии, направленном вдоль слоистости. Складки поперечного изгиба возникают при сдавливании, ориентированном перпендикулярно к слоистости.

Складки течения образуются при пластичном течении вещества вдоль слоистости или при проникновении материала одного геологического тела внутрь другого (внутрислойное и межслойное течение). Такие складки наблюдаются в породах, обладающих наиболее высокой пластичностью (глины, гипс, соль), или в зонах высокого метаморфизма, где породы приобретают пластичность в результате высокого давления, температуры и насыщения флюидами (растворами).

Складки скалывания возникают при относительном перемещении тончайших пластин (микролитонов) вдоль поверхностей расплющивания, ориентированных в общем случае перпендикулярно к направлению сжатия.

Складки скалывания занимают промежуточное положение между складчатыми и разрывными дислокациями.

65

Рис. 7.17 Групповые сбросы а – ступенчатые, б – грабен, в – горст.

Лабораторная работа №8 Геохронологическая и стратиграфическая шкалы

Цель: изучение основ геохронологической и стратиграфической классификации, терминологии и номенклатуры, анализ геохронологической шкалы.

Оборудование: Международная стратиграфическая шкала, лист плотной бумаги, чертежные принадлежности, цветные карандаши, схемы геологического распространения животных и растительных организмов (приложения VIII А- Г).

Порядок работы

1.1.Уясните сущность стратиграфической и геохронологической шкал и критерии выделения их подразделений. Выучите основные геохронологические (акрон, эон, эра, период эпоха) и стратиграфические (акротема, эонотема, эратема, система, отдел) подразделения, их обозначение на геологической карте (индекс, цвет).

1.2.Изучите Международную стратиграфическую шкалу (Международный кодекс по стратиграфии, 2004-2006) и Стратиграфические схемы докембрийских и фанерозойских отложений Беларуси(БелНИГРИ, 2010), Стратиграфическую шкалу (Стратиграфический кодекс, 2006). Сравните их, отметьте различия.

1.3.Вычертить на листе плотной бумаги геохронологическую таблицу. Длину таблицы рассчитать исходя из количества указанных в ней геохронов, выделив для каждого из них полоску заданной ширины (например, 1-1,5 см).

1.4.Закрасить колонку, соответствующую периоду, в принятые стандартные цвета (в соответствии со Стратиграфическим кодексом).

1.5.Рядом с геохронологической таблицей вычертить колонку (прямоугольник), разделив ее горизонтальными линиями пропорционально длительности геохронов. Пользуясь учебными пособиями «Историческая геология» под редакцией Г.В. Немкова (М.: Недра, 1986) или «Историческая геология» В.Е. Хаина, Н.В. Короновского,

67

Н.А. Ясаманова (М.: Изд-во МГУ, 1997), в колонке отразить главные события в развитии земной коры и связанное с ними формирование полезных ископаемых.

Порядок сдачи лабораторной работы

1)Предоставляется вычерченная на листе плотной бумаги геохронологическая шкала, разукрашенная в соответствующие цвета, дополненная записями, схемами и рисунками, отражающими главные события в развитии земной коры.

2)Устный отчет с демонстрацией на геохронологической шкале.

3)Тестовое задание.

Перечень вопросов для тестирования по теме «Геохронологическая и стратиграфическая шкала»

1.Что понимают под абсолютным и относительным возрастом горных пород и как он определяется?:

2.Для какой цели составляется геохронологическая шкала, и из каких подразделений она состоит?

3.В чем отличие геохронологической шкалы от стратиграфической?

4.Каково соотношение геохронологических и стратиграфических подразделений?

5.Какие существуют эоны и эратемы?

6.На какие периоды разделяются палеозой, мезозой и кайнозой?

7.Когда появились организмы с твердым скелетом?

8.Какие события в развитии органического мира произошли на границе палеозоя и мезозоя?

9.Какие события произошли на границе мелового им палеогенового периодов?

10.В чем заключается главная особенность четвертичного периода?

11.Как называется ранний, средний и поздний палеоген? Ранний и поздний неоген?

12.Что такое плейстоцен? На какие эпохи он делится?

Теоретическая часть

Шкала геологического времени (геохронологическая шкала) – временная шкала истории Земли, своеобразный календарь для промежутков времени. При построении шкалы учитывают изменения органического мира, тектонические и литопетрографические данные.

Для фанерозоя в основу построения шкалы положен постулат о неповторимости и необратимости эволюции органического мира (палеонтологический метод). Для докембрия палеонтологический метод сложнее использовать из-за неполноты данных или отсутствия ископаемых.

Стратиграфическая шкала – это последовательность совокупностей горных пород (геологических тел), слагающих земную кору и образовавшихся в течение интервала геологического времени.

Основная структура шкалы геологического времени была утверждена в 1881-1900 гг. на сессиях Международного геологического конгресса. В настоящее время уточняют объем, границы и детализируют подразделение почти всех подразделений.

В таблице 8.1 представлена принятая последовательность (иерархия) подразделений общей шкалы.

Названия геохронологических (стратиграфических) подразделений отражают:

•положение в шкале (протерозой, палеозой, мезозой, четвертичный);

•географическое положение стратотипической местности (кембрий, девон, пермь,

юра);

•название древних племен, обитавших в стратотипической местности (венд, ордовик, силур);

•состав пород (карбон, мел).

68

Таблица 8.1 – Пределы длительности геохронологических эквивалентов общих стратиграфических подразделений (Харленд др., 1985; Стратиграфический кодекс, 1992, 2006)

* Используются для отложений четвертичной системы

Абсолютную продолжительность большинства подразделений в настоящее время вычисляют при помощи изотопного метода; необходимо учитывать, что коэффициент ошибки при этом методе возрастает от молодых отложений к древним. Об изотопном возрасте говорят, когда дают рубежи и объемы в единицах времени, об относительном возрасте — по отношению раньше – позднее (древнее – моложе) и в этом случае используют имена собственные, например силур, юра, мел и т. д.

В основе всех геохронометрических построений лежит определение возраста на основании процессов радиоактивного распада и деления элементов. Единицей времени в геохронометрии является стандартный год Международного астрономического союза. Шкала геологичекого времени — это последовательный ряд датировок границ общих стратиграфических подразделений, определенных с помощью изотопногеохронологических методов и выраженный в годах.

Принятая в настоящее время Шкала геологического времени отражает сумму имеющихся изотопных датировок, которые постоянно уточняются.

Принцип построения геохронологической шкалы Время существования Земли разделено на два главных интервала: фанерозой и

докембрий (криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой – время скрытой жизни, в нем существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой (время явной жизни) начался с появлением на границе эдикария (венд) и кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологам расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.

Подразделения докембрия наиболее продолжительны по времени. По разным данным докембрий подразделяется на две-четыре эры. При делении докембрия на четыре эры учитывают закономерное сокращение длительности эр во времени, которое объясняется закономерностями вращения Земли, тектоническими перестройками и циклически направленным ходом эволюции органического мира.

Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временные интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный – палеозой, мезозой, третичный – кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает обособленное положение. Это самый короткий период, но в нем произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

69

Таблица 8.2 – Принципы построения геохронологической шкалы

(по Данукаловой)

70