Згини шарів на схилах під впливом сили тяжіння

На крутих схилах нерідко спостерігаються згини шарів униз по схилу, що утворюються під впливом сили тяжіння порід. Згини шарів особливо великої інтенсивності спостерігаються в м’яких породах, які відслонюються на крутих схилах і легко піддаються руйнуванню. В таких умовах можуть виникнути хибні нормальні і перекинуті складки, які можна прийняти за справжні і скласти невірні уявлення про тектоніку. Згин пластів по схилу може сягати декількох метрів у глибину і мати широке площадне розповсюдження.

Контрольні запитання

1 Що таке кластичні дайки?

2 Різниця між ін"єкційними і нептунічними кластичними дайками.

3 Характеристика підводно-зсувних порушень.

4 Що таке олістоліти і олістостроми?

5 Викопні рифи, характеристика їх будови.

6 Захоронені елювіальні і делювіальні утворення.

7 Згини шарів на схилах під дією гравітаційних сил.

Тема 10 форми залягання магматичних і метаморфічних порід

Форми залягання інтрузивних порід

Хід інтрузивного процесу, форму інтрузивних тіл у земній корі, внутрішню будову інтрузивних масивів (розподіл в них мінеральних компонентів, корисних копалин) визначає загальна тектонічна обстановка. За тектонічними умовами формування виділяються інтрузиви геосинклінальних областей та інтрузиви платформ (рис.10.1).

В геосинклінальних умовах інтрузивна діяльність проявляється особливо інтенсивно; магматичні тіла тут найбільш багаточисельні і різноманітні. З етапами розвитку геосинкліналі пов’язане утворення різних форм інтрузивів. В доорогенну (власно геосинклінальну) стадію виникають узгоджені і неузгоджені інтрузиви, складені переважно породами ультраосновного та основного складу (лополіти, сіли, магматичні діапіри). В синорогенну стадію формуються гіганські інтрузивні масиви (плутони) переважно кислого складу – батоліти, приурочені до ядер антиклінорієв і більш дрібні неузгоджені (штоки) і узгоджені (факоліти) форми. В посторогенну стадію геосинкліналі утворюються штоки і невеликі батоліти, а також комплекс більш дрібних інтрузивних тіл (дайки, лаколіти та ін.).

Платформенні умови характеризуються вертикальними рухами земної кори, які відбуваються значно менш інтенсивно, ніж в геосинкліналях. Інтрузивна діяльність проявляється значно слабше, а інтрузивні тіла мають порівняно малі розміри, меншу глибину залягання і пов’язані з глибинними розломами та рифтогенезом. Найбільш характерними формами є сіли, лополіти, штоки, кільцеві і перетинаючі дайки, частково лаколіти, магматичні діапіри.

Простіша класифікація інтрузивних тіл базується на співвідношенні їх форми із заляганням вміщуючих порід. За цією ознакою вони поділяються на узгоджені (конкордатні) і неузгоджені (дискордатні).

До узгоджених інтрузивів належать сіли, лаколіти, факоліти, лополіти і частково узгоджені інтрузиви – магматичні діапіри. Слід зауважити, що неодмінним елементом узгоджених тіл є магматичний канал, або “ніжка” інтрузиву, яка має вигляд стовпоподібного чи дайкоподібного тіла.

Сіли, або пластові інтрузії – пластоподібні тіла, які залягають паралельно нашаруванню вміщаючих порід, утворюються на порівняно невеликих глибинах. Потужність їх коливається від декількох сантиметрів до сотень метрів, а площа досягає декількох тисяч кілометрів. Складені різними за складом породами. Найбільше характерні для платформ, але можуть формуватися і в крайових зонах геосинклінальних областей.

Лаколіти – невеликі за розміром (не більше 5000 м у поперечнику) грибоподібної або караваєподібної форми тіла, утворені внаслідок нагнітання магми між шарами під тиском. Перекриваючі лаколіт шари вигинаються догори. Можуть бути самостійними, часто багатофазними інтрузіями, а іноді входять в систему єдиного плутону. Залягають на невеликих (до 3 км) глибинах; внаслідок денудаційних процесів відслонюються у вигляді куполоподібних піднять. Склад порід – середній і лужний.

Факоліти – відносно невеликі (декілька сотень, іноді – тисяч метрів) узгоджені інтрузиви серпоподібної або сочевицеподібної форми, які заповнюють замки крупних складок чи утворюються внаслідок вторинних дислокацій. Склад переважно основний, іноді гранітоїдний.

Лополіти – узгоджені чашеподібні або блюдцеподібні тіла різних розмірів, від невеликих покладів до гіганських (декілька сотень кілометрів у поперечнику) масивів. Склад переважно основний, ультраосновний і лужний.

Магматичні діапіри – вертикальні або круті інтрузії, характеризуються різко витягнутою веретоподібною або грушоподібною формою в плані і в розрізі, відносно невеликими розмірами (від десятків метрів до декількох кілометрів) і січними контактами з вміщуючими породами. Магматичні діапіри при утворенні викликають в оточуючих породах появу розривів і інтенсивні зім’яття.

Міжформаційні інтрузиви (гарполіти) – крупні пластоподібні (або серпоподібної форми) узгоджені тіла переважно гранітоїдного складу, які залягають на поверхнях кутових неузгоджень.

Деякі форми узгоджених інтрузивів зображені на рис. 10.2.

Рисунок 10.2 - Форми узгоджених інтрузій:

а – лаколіти; б – факоліти; в, г – магматичні діапіри; д - сіли

До головних неузгоджених тіл належать батоліти, штоки і дайки.

Батоліти – гіганські інтрузиви гранітоїдного складу, які внідрилися у земну кору, часто в ядра антикліноріїв в геосинклінальних областях при активному впливі магми на вміщуючі складчасті породи (рис. 10.1 і 10.3).

Рисунок 10.3 - Блок-діаграма приконтактової частини батоліта

1 – вміщуючи породи; 2 – граніт; 3 – інтрузивний контакт і зона метасоматозу; 4 – ксеноліти з реакційними облямівками; а – апофізи; К- ксеноліти

Внаслідок денудації батоліти відслонюються на великих територіях, витягнутих за простяганням складчастого комплексу у вигляді неправильної форми еліпсів. Розміри батолітів – десятки і сотні кілометрів у довжину і десятки у ширину; площа виходів їх перевищує 100 км² і часто досягає декількох тисяч квадратних кілометрів. Вертикальні розміри батолітів складають 6-10 км.

Механізм утворення батолітів.

Глибинні розломи в земній корі створюють сприятливі умови для просування вздовж них магматичних розплавів. Насичена газами магма під впливом внутрішнього тиску і внаслідок меншої у порівнянні з оточуючими породами густини переміщається догори від магматичного осередку.

При досягненні верхніх частин земної кори в результаті зміни зовнішнього тиску і втрати летючих компонентів магма стає все більш в’язкою. Дегазація та охолодження призводять до затвердіння магми, закупорки живлячого каналу з утворенням “пробки”, яка перешкоджає магмі рухатися догори. При цьому переміщення магматичних розплавів з більш глибоких зон земної кори може продовжуватися, і вони будуть нагнітатись у підкорковий простір, розповсюджуючись у бокових напрямках і створюючи грибоподібне розширення. Переміщенню магми в цих напрямках сприяє послаблення бокового опору вміщуючих порід, причиною чого є їх розсування (утворення складчастості) і асиміляція (контактовий метаморфізм).

Штоки – інтрузивні тіла, складені переважно гранітоїдами, площею виходу на поверхню менше 100 км². Форма штоків округла чи видовжена, інколи неправильна. Можуть утворювати самостійні масиви; в цьому випадку вони володіють усіма рисами будови, властивими батолітам. Часто штоки являють собою неглибоко вскриті ерозією верхні виступи гранітних батолітів, або інших прихованих на глибині інтрузивних масивів.

Дайки – плитоподібні тіла, які розміщуються в тріщинах земної кори. Можуть бути виконані як ефузивними, так і інтрузивними породами. Розміри дайок різноманітні. Більшість їх залягають круто або вертикально, з вміщуючими породами мають різко січні контакти. Тріщини виконані дайками, утворюються при загальному або локальному розтягуванні гірських порід. Часто спостерігаються групи дайок, що утворюють пояси, в яких розташування дайок паралельне, кулісоподібне та ін. Особливу групу становлять кільцеві дайки, які розвиваються навколо центру, вираженого невеликим штоком інтрузивних порід, чи кільцевою ж дайкою.

Апофізи (язики) – невеликі відгалуження від крупних магматичних тіл.

Жили – неузгоджені плитоподібні тіла, як правило, з менш рівними, ніж у дайок контактами з вміщуючими породами. Розміри їх міняються в широких межах. За формою вони поділяються на прості, розгалужені, опірені та ін.

До комплексу інтрузивних неузгоджених тіл входять вулканічні жерловини (некки), які являють собою нижні частини вулканічного апарату, тобто форми, перехідні до ефузивних. В плані вони мають круглу, овальну чи неправильну форму; розміри коливаються від десятків метрів до 1-1,5 км в поперечнику. Бокові стінки майже вертикальні; вскриті денудацією вони мають вигляд стовпів різної товщини і висоти, складених більш міцними магматичними (частково пірокластичними) породами.

Форми залягання і фації ефузивних порід

Характерною загальною формою залягання ефузивних порід і їх туфів є пластоподібне залягання. В цьому вони подібні з одного боку до осадочних порід, а з другого до інтрузивних.

За формою і розмірами тіла вулканогенних утворень в плані поділяються на покриви і потоки. Вони можуть бути складені самими лавами чи самими туфами, але найчастіше спостерігається чергування в розрізах лавових потоків з покривами туфів або інші сполучення. Найбільш розповсюдженими є покриви і потоки, що складаються з лави (рис. 10.1 – верхня частина рисунка).

Лавові покриви – пластоподібні, відносно ізометричні в плані, горизонтально залягаючі тіла, товщина яких в декілька разів менша від їх горизонтальних лінійних розмірів.

Звичайно розповсюджуються на великій площі (тисячі і десятки тисяч км²) і утворюються при тріщинному і ареальному вулканізмі, особливо в підводних умовах. Внаслідок багатократних виливів утворюються лавові плато. Сумарна потужність базальтових покриві може сягати 6-7 км (Сибірська платформа, плато Декан в Індії, Ісландія та ін.). площа таких плато вимірюється сотнями тисяч і мільйонами квадратних кілометрів; представлені лавами основного складу, пірокластичний матеріал майже відсутній.

Лавові потоки мають менш правильну, ніж покриви, пластоподібну форму, оскільки утворюються в процесі течії лави по нерівній поверхні, заповнюючи западини долавового рельєфу, особливо річкові долини, а іноді залягають нахилено (на схилах вулканічних конусів). Характеризуються видовженістю у вигляді язиків і смуг, які за довжиною в 10-100 разів перевищують ширину потоку; типові для наземних виливів (переважно з центральних вулканів), які часто супроводжуються викидами попелу. Складаються з лав різного складу – від кислих до основних.

Потужність одиничних лавових покривів і потоків коливається від перших метрів до сотень метрів. Кислі лави утворюють тіла більшої потужності, ніж базальтові; відповідно довжина потоків з основних і лужних лав може перевищувати 100 км на відміну від кислих лав, довжина потоків яких не перевищує перших кілометрів.

Поверхня лавових потоків і покривів основних лав рівна, горизонтальна; кислі лави навпаки утворюють тіла з нерівною, бугристою поверхнею (бугри можуть досягати 5-10 м у висоту) та глибовим мікрорельєфом.

Фації ефузивних порід

Фації ефузивних гірських порід відображають різні умови їх утворення, відмінності у фізико-географічному середовищі, в якому відбувається накопичення порід, особливості прояву самого вулканізму, співвідношення газових, рідких і твердих продуктів виверження, склад магми, глибиннність утворення та ін. Фації діляться на морські і континентальні. В кожній з груп виділяються: покривні, експлозивні, екструзивні (жерлові), субвулканічні, пірокластичні.

Покривні фації. Застиглі потоки лав групуються навколо жерла вулкану, спускаючись зі схилів. Форма і розміри потоків залежать від рельєфу, складу порід і газового режиму вулкану. При вирівненому рельєфі покриви розповсюджуються рівномірно навколо кратера, але їх будова може ускладнюватися дією бокових кратерів, які створюють вузькі локальні покриви. У гірській місцевості лави заповнюють пониження у вигляді вузьких потоків.

Покривні фації включають лави, а також лавобрекчії і пірокластичний матеріал, теригенні морські або континентальні відклади.

Експлозивні фації. Експлозивні виверження це вибухи, які супроводжуються викидами у повітря, або у водний басейн під великим тиском газів і парів з кусками лави. Лави більше кислого і лужного складу, іноді середнього і основного.

Серед утворень експлозивних фацій поширені ігнімбрити – породи, що утворюються при застиганні маси уламків мас, які вириваються із жерла вулкану. Ігнімбрити можуть покривати площу до десятків тисяч км² і мати товщину до 1-2 км. Серед інших утворень розповсюджені тефри, складені вулканічними бомбами, гравієм і піском, пірокласти, агломерати, пемзи.

Екструзивні фації. При екструзивному типі виверження відбувається видавлювання лави, яка виходить у в’язкому стані на поверхню. Форми екструзивних тіл залежить від форми вулканічного каналу, вздовж яких вони видавлюються. Вони утворюють куполи, обеліски, неправильні роздуті тіла, які можуть переходити в покриви. Екструзивні фації розташовані в верхніх частинах вулканічних апаратів, заповнюючих жерла вулканів, кільцеві і конічні дайки. Складені лавами ріоліт-андезитового і рідше андезит-базальтового складу.

Жерлові фації. Породи, які заповнюють канали, через які магма при вулканічних виверженнях піднімається на поверхню (некки). Склад їх дуже різноманітний; найчастіше це дрібнозернисті вивержені породи. В деяких випадках некки заповнені грубозернистим невідсортованим пірокластичним матеріалом, попелом чи вулканічною брекчією.

Субвулканічні фації. В районах вулканічної діяльності утворюються вертикальні і круті тіла, які не досягли поверхні і складені застиглими лавами. Утворюють штоки, факоліти, круті дайки в межах вулканічного конусу. Їх поперечні розміри іноді перевищують 1-2 км.

Пірокластичні фації. Пірокластичний матеріал часто може вкривати величезні простори. По мірі віддалення від вулкану товщина їх зменшується. Поблизу вулканічних апаратів накопичуються брили, вулканічні бомби, лапіллієвий туф, щільні і пористі пемзи. Особливо широко пірокласти розвиваються при виверженнях лав лужного і кислого складу.

Особливості підводних і наземних вулканічних утворень

Умови накопичення вулканічних товщ в наземних і підводних середовищах різні. Для наземних утворень характерні: мінливість гіпсометричного положення основи лавових потоків, пов’язана із нерівностями рельєфу; чергування з шарами, складеними пірокластичним матеріалом; властиві лінзи і скупчення агломератів, що виникають під час злив, які супроводжують виверження. Товщі вулканогенних порід, які накопичуються в континентальних умовах, часто утворюють самостійні стратиграфічні комплекси відділені від нижче і вижчезалягаючих порід неузгодженнями. В цілому наземні вулканогенні товщі відрізняються різкою мінливістю товщини і насиченістю погано відсортованим пірокластичним матеріалом. З часом скло наземних лав і туфів окислюється і набуває червоно-бурий колір.

Морські вулканогенні товщі витримані за товщиною і залягають узгоджено серед морських осадів. Прошарки пірокластичного матеріалу добре відсортовані. Осадові породи, які перешаровуються з лавами мають морське походження (вапняки, пісковики, аргіліти).

До метаморфічних товщ належать вихідні осадові чи магматичні породи, змінені і перетворені під впливом процесів метаморфізму у породи іншого складу.

Перекристалізація порід у земній корі відбувається, головним чином, за рахунок високих температур (термометаморфізм) і тисків(динамометаморфізм) і може мати як місцевий, так і регіональний прояв. Місцевий (локальний) метаморфізм виникає, переважно, в результаті впливу вторгнення магми у вміщуючі породи і в зонах крупних розривів. Породи локального метаморфізму мають вік від найдревнішого до неогенових. Породи регіонального метаморфізму широко розповсюджені, при цьому переважаюча їх частина зосереджена серед докембрійських товщ, значно менше їх в палеозої і ще менше – у мезозої.

Метаморфічні породи характеризуються переважно шаруватістю (смугастістю), яка виражається іноді чітко, а іноді ледве намічається зміною кольорів чи переважною концентрацією певного мінералу. Як і в осадових породах, шаруватість може бути паралельною, косою, лінзоподібною та ін.

Для текстур метаморфічних порід властива орієнтованість в певному напрямку мінералів (слюди, амфіболи, кварц та ін.), яка проявляється в сланцюватості і гнейсовидності. Сланцюватість і гнейсовидність виникають у породах внаслідок метаморфічних процесів і тому є вторинними (накладеними) новоутвореннями. Кристалізаційна сланцюватість і гнейсовидність часто співпадають з первинною шаруватістю, але іноді перетинають її під кутом.

Накладена сланцюватість може також розвиватися в зонах розривів, особливо підкидів і зсувів. Орієнтована паралельно до зміщувача.

При стратиграфічному розчленуванні метаморфічних товщ в них виділяють крупні комплекси і серії, які, в свою чергу, поділяються на світи і горизонти. Світи можуть залягати узгоджено і неузгоджено; в межах світ важливо виділити опірні маркуючі горизонти, якими можуть бути мармури, кварцити та ін.

У метаморфічних товщах найчастіше утворюються гострі, сильно стиснуті ізоклінальні складки (рис. 10.4), ускладнені більш дрібними складочками, які за своєю природою є складками витікання. Раніше сформовані складки знов піддаються процесу складчастості з виникненням структур, відмінних від ранніх складок розташуванням осьових поверхонь і осьових ліній. Шарніри ранніх і пізніх складок можуть як співпадати, так і відрізнятися.

Рисунок 10.4 - Схема ізоклінальної складчастості (А) і нормальний розріз шарів (Б); а-а^; б-б^ – границі відслонень

Накладання складчастості відмічається іноді серед слабометаморфізованих товщ, наприклад у мезозойських флішевих товщах Криму та Альп. Формування пізніх складок супроводжується вигинами раніше утворених поверхонь неузгоджень і розривів.

Контрольні запитання

1 Які бувають типи вулканів?

2 Форми ефузивних тіл.

3 Чим відрізняються вулканогенні товщі наземного і підводного виливів?

4 Методи польового вивчення ефузивних порід.

5 Зображення ефузивних порід на геологічних картах і розрізах.

6 Форми залягання узгоджених інтрузивних тіл.

7 Форми залягання неузгоджених інтрузивних тіл.

8 В чому полягає подібність і відмінність між батолітом і штоком, дайкою і сілом?

9 Дайте характеристику контактів інтрузивних тіл із вміщуючими породами .

10 Що вивчають при польових дослідженнях інтрузивних тіл?

11 Як визначається вік інтрузивних порід?

12 Чим відрізняється кристалізаційна сланцюватість від шаруватості?

13 Що таке будінаж-структури і як вони утворюються?

14 Складчастість, розвинута у метаморфічних товщах.

15 Характерні риси мігматитів.

16 Якими породами складені і як утворюються гранітогнейсові куполи?