структурная геология. 1. Предмет и задачи структурной геологии

• Название: 1. Предмет и задачи структурной геологии
• Анкор: структурная геология
• Дата: 16.05.2022
• Размер: 4.29 Mb.
• Имя файла: 1-98.docx
• Тип: Документы; #532223
• страница: 7 из 8

Разлом — нейтральный термин, характеризующий разрывное нарушение с относительно крутым или вертикальным падением и с существенным перемещением в плоскости разрыва. Это определœение не подразумевает способа образования разрывного нарушения и не зависит от направления относительного перемещения висячего и лежачего крыла. В нейтральности заключается большое удобство термина ʼʼразломʼʼ, тому что очень часто в начальные стадии изучения бывает трудно определить, к какому генетическому типу нарушение относится.

Существуют несколько главных типов разрывов

а) взбросы — разрывные нарушения, приводящие к сокращению (в плане) поверхности прилегающего к нарушению участка земной коры. Для взброса характерно относительное приподнимание висячего бока или соответственно опускание лежачего бока.

б) сбросы — разрывные нарушения, привод, к увеличению (в плане) поверхности прилегающего к нарушению участка земной коры. Стоит сказать, что для нормального сброса характерно относительное опускание висячего бока или соответствующее поднятие лежачего бока.

в) сдвиги — разрывные нарушения с горизонтальным (или обладающим горизонтальным) направлением перемещения одного или обоих блоков, составляющих бока нарушения. Это чисто морфологический признак для выделения сдвигов. В случае если при наблюдении в плане смещение по сдвигу происходит слева направо в противоположном от наблюдателя крыле (независимо от того, как карта ориентирована), сдвиг принято называть правым, тогда как сдвиг с перемещением справа налево в противоположном от наблюдателя крыле будет называться левым сдвигом.

Взбросы и сбросы во многих случаях характеризуются наличием горизонтальной составляющей перемещения и, таким образом, превращаются в взбросо-сдвиги и сбросо-сдвиги. Об этом ВАЖНОМ обстоятельстве крайне важно всœегда помнить, анализируя происшедшие вдоль разрыва перемещения, потому что в чистом виде взбросы, сбросы и сдвиги встречаются нечасто, и недооценка вертикального или горизонтального элемента перемещения может привести к большим ошибкам. Номенклатура наименований, зависящая от направления перемещений нависающего блока по разрывному крушению, представлена на рис. 2.

Надвиги, поддвиги — разрывные нарушения с полого залегающей поверхностью разрыва под углами менее 30° к горизонту. Покровы и шарьяжи — разрывные нарушения с полого залегающей поверхностью разрыва под углами менее 5° к горизонту. Взбросы и надвиги естественно объединяются в одну группу, потому что между ними имеются всœе переходы. Нарушения, промежуточные между взбросами и надвигами и наклоненные под средними углами или изменяющие угол наклона, именуют взбросо-надвигами.

Поддвиги — нарушения, в которых активную роль играл блок лежачего бока, пододвигавшийся под блок висячего бока. Решение вопроса о том, какой из блоков был активным, т. е. является ли нарушение взбросо-надвигом или поддвигом очень трудно. Предложенные в геологической литературе критерии мало надежны.

Раздвиги — разрывные нарушения, представляющие самостоятельный тип в тех случаях, когда вдоль трещины не происходило перемещений значительной амплитуды. Движение было ограничено разверзанием в направлении, перпендикулярном к стенкам трещины.

Разрывные нарушения могут встречаться по одиночке, а могут образовывать сложные системы, к примеру многоступенчатые грабены и горсты

Грабен – эта структура, ограниченная с двух сторон сбросами, по которым её центральная часть опущена. В случае если сбросов с двух сторон много и они параллельны друг другу, то образуется сложный многоступенчатый грабен. Системы крупных многоступенчатых грабенов, которые протянулись на тысячи километров, образуя сложные кулисообразные цепочки, называют рифтами или рифтовыми зонами.

Гростом – называют структуру, обладающую формой, противоположной грабену, ᴛ.ᴇ. центральная её часть поднята. Это связано с тем, что грабен-провал, связанный с растягивающими усилиями, тогда как образование горста обусловлено сжатием.

84.Для определения возраста разрывного нарушения,если оно постседиментационное, необходимо установить: какого возраста породы нарушаются разрывом и породы какого возраста не нарушены и перекрывают разрывное нарушение. Руководствуются правилом: то,

что пересекает, моложе того, что пересекается. При этом нижней возрастной границей разрывабудет возраст самых молодых нару-

шенных пород, а верхней возрастной границей разрыва– возраст самых древних из ненарушенных пород. Обычно ненарушенные породы залегают на нарушенных породах с угловым несогласием, и линия разрыва уходит под поверхность углового несогласия. Если породы, перекрывающие разрыв, отсутствуют, то определяют только нижнюю возрастную границу разрыва или используют с соседних участков карты.

При определении возраста разрыва необходимо иметь в виду, что иногда на карте разрыв может прослеживаться только в какой-тоодной
Вопрос 85

ГЛУБИННЫЕ РАЗЛОМЫ

— зоны подвижного сочленения крупных блоков земной коры и подстилающей части верхней мантии, обладающие протяженностью до многих сотен и тысяч км при ширине, достигающей иногда нескольких десятков км. Продолжительность развития и существования Г. р. очень значительна и измеряется периодами и эрами. Г. р. служат граничными структурами между отдельными элементами земной коры и через них осуществляется связь верхней мантии и глубоких частей коры с поверхностью. На больших глубинах Г. р. представляют собой зоны повышенной текучести вещества. Внутреннее строение зон Г. р. очень сложное, для них характерно развитие узких блоков — пластин и клиньев, разделенных разрывами и обладающих высокой дифференциальной подвижностью, приводящей к образованию весьма разнохарактерных стратиграфических разрезов над отдельными пластинами
Первая из особенностей глубинных разломов - их протяженность - устанавливается по данным геологического картирования - сгущению параллельных разломов, повышению интенсивности складчатости, проявлениям основного и ультраосновного магматизма, динамометаморфизма (очень показательны зоны бластомилонитов), дешифрованию космических снимков, геофизическим данным, в частности по сочетанию «гравитационных ступеней» (резких перепадов значений силы тяжести) с линейными магнитными аномалиями, контакту блоков с разными простираниями и конфигурацией этих аномалий, данным ГСЗ о смещении поверхности Мохо, сгущению очагов землетрясений.

Вторая особенность - большая глубина заложения - наиболее объективно устанавливается по данным глубинного сейсмического зондирования (смещение поверхности Мохо), данным сейсмологии (очаги землетрясений), а также по присутствию основных и особенно ультраосновных магматитов.

Третья особенность - длительность развития - выявляется по резким различиям в фациальном характере и мощностях осадочных и вулканогенных толщ по обе стороны разлома, а также по продолжительности магматической деятельности вдоль линии этого разлома. Следует учитывать, что в активности разлома могут быть перерывы.

Четвертая особенность - различия в структуре и истории развития разделенных разломом блоков земной коры и литосферы - устанавливается как геологическими, так и геофизическими методами, о чем уже говорилось.

Глубинные разломы могут быть выражены различно: в складчатых областях они обычно имеют взбросовое и сдвиговое строение, а на платформах чаще сбросовое; вдоль последних нередко возникают опускания с образованием крупных региональных грабенов, называемых рифтами. Примером последних может служить Байкальский рифт.

86.Будинаж-структуры впервые выделил и описал Макс Лоэст в 1909 году. Будинаж-структуры образуются в процессе будинажа. Будинаж (фр. boudin – валик, колбаса) – вид деформации отдельных слоёв, пластов и жил в неоднородно-слоистых средах (горные породы, осадки, жилы, дайки, расплавы и т.д.), заключающийся в разделении их на будины (блоки, линзы и т.д. разнообразной морфологии), а также в образовании раздувов и пережимов (рис. 6.9 – 6.11).

Морфология будин. Будины могут быть отделены друг от друга или соединены тонкими пережимами (шейками). Длинная ось будины почти всегда ориентирована параллельно другим линейным текстурам. Пространство между будинами заполняется облекающим пластичным материалом, а также жильным веществом (кальцитом, кварцем, гранитом и др.). Будинаж является результатом растяжения жестких слоёв под действием различных сил, возникающих при раздавливании и течении под давлением пластичных слоёв, облекающих жёсткие.

В зависимости от стадийности образования выделяется несколько разновидностей будинаж-структур: 1 – эмбриональные (неполный разрыв и будины соединены шейками); 2 – блоковые (будины представлены отдельными блоками остроугольной формы); 3 – нормальные (будины приобретают бочонкообразную форму); 4 – линзовые (будины имеют линзовидный облик). Это элементарные формы будин.

87.Формы залегания интрузивных тел

В результате внедрения магмы образуются различные по форме и размерам интрузивные тела (интрузии) – батолиты, штоки, дайки, факолиты, лакколиты, лаполиты,силлы.Их форма и размеры зависят от количества магмы, внедряющейся в породы и от характера вмещающих пород. Интрузивные тела могут быть согласными и несогласными. Согласные тела не разрывают пласты вмещающих пород, располагаясь по отношению к ним параллельно. Несогласные тела нарушают залегание вмещающих пород. По глубине залегания выделяют абиссальные (глубинные), гипабиссальные (полуглубинные) и поверхностные тела.

Батолит — крупный интрузивный массив, имеющий преимущественно секущие контакты и площадь более 100 км². Форма в плане обычно удлиненная, иногда изометричная. Часто батолиты имеют площадь, измеряемую десятками тысяч км². Например, Андский батолит имеет длину 1 200 км при ширине 100 км.

Шток (нем. Stock — палка, ствол) — интрузивное тело, в вертикальном разрезе имеющее форму колонны. В плане форма изометричная, неправильная. Штоки относятся к типу несогласных интрузий. От батолитов отличаются меньшими размерами.

Лакколит (др.-греч. λάκκος) — это необразовавшийся вулкан в виде холма с ядром магмы внутри. Они образуются вязкими магмами, как правило, кислого состава, поступающими либо по водородным подводящим каналам снизу, либо из силла, и, распространяясь по слоистости, приподнимают вмещающие вышележащие породы, не нарушая их слоистости. Лакколиты встречаются пооди­ночке, либо группами. Размеры лакколитов сравнительно небольшие — от сотен метров до нескольких километров в диаметре

Факоли́т (от др.-греч. φακός — линза, чечевица и λίθος — камень) — интрузивное тело, имеющее согласные контакты и двояковыпуклую, линзовидную форму, залегающее обычно в ядрах складок. Форма факолита является следствием складчатости. Встречаются факолиты, сложенные гранитоидами.

88. Строение магматических тел.

Горными породами называют образования, состоящие из отдельных минералов и их ассоциаций, характеризующиеся относительно постоянным составом и образовавшиеся в определённых геологических условиях внутри Земли, или на её поверхности. Горные породы, содержащие  полезные    компоненты    и    отдельные    минералы,   извлечение которых    экономически целесообразно, называют полезными  ископаемыми.

Изучением состава, происхождения и физических свойств горных пород занимаются две связанные между собой науки -  петрография и петрология

Магматическиепороды образовались непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате ее охлаждения и застывания. В зависимости от условий застывания различают интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) горные породы.

Интрузивные породы возникли в результате постепенного остывания магмы, при высоком давлении внутри земной коры, благодаря чему образовались массивные плотные породы с полнокристаллической структурой (гранит, лабрадорит, габбро).

Эффузивные   породы   образовались   при   излиянии   лавыкоторая     быстро   остывала   на   поверхности  земли,   при   низкой температуре и давлении. Времени для образования кристаллов было недостаточно, поэтому породы этой группы имеют скрыто- или мелкокристаллическую структуру и большую пористость (порфир, базальт, вулканический туф, пепел,  пемза и др.).  

Осадочные горные породы образуются в результате переотложения продуктов  выветривания и разрушения  различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности  организмов  или всех трёх процессов одновременно (песок, известняк, доломит и др.).

Метаморфические породыобразовались путем преобразования магматических, осадочных и самих метаморфических горных пород под воздействием высокой температуры, давления и различных химических процессов (мрамор, кварцит, гнейсы, сланцы).

Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90% объёма земной коры, остальные 10% приходятся на долю осадочных пород, однако последние занимают 75% площади земной поверхности.

Помимо генезиса горные породы различаются по  химическому,   и минеральному составу,  структуре и  текстуре пород.

Если горные породы состоят из одного главного минерала, их называют     мономинеральными,  а   если  из нескольких – полиминеральными
Химический состав – это относительное количество содержащихся в породе элементов, обычно выраженное в виде весового процентного содержания окислов этих элементов.Минеральный состав -  это процентное содержание (объемное или весовое) слагающих породу минералов, химический состав которых известен
Минеральный состав.

Минеральный  состав магматических горных пород также разнообразен: полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени – оливин, нефелин, лейцит, магнетит, апатит и другие минералы.

К породообразующим минералам[1] магматических горных пород, на долю которых приходится около 99% их общего состава относятся: кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы, лейцит, нефелин, пироксены, амфиболы, слюды, оливин и др. Среди акцессорных минералов следует указать: циркон, апатит, рутил, монацит, ильменит, хромит, титанит, ортит и другие; иногда присутствуют и рудные минералы (магнетит, хромит, пирит, пирротин и др.). Выделяют также элементы-примеси, которые присутствуют в породах в очень малых количествах (сотые доли процента): литий, бериллий, бор, олово, медь, хром, никель, хлор, фтор и др.

По происхождению минералы магматических пород делятся на первичные, образованные в результате кристаллизации самой магмы и вторичные, образовавшиеся в результате дальнейшего их преобразования, за счет процессов вторичного минерало-образования: серицитизация, каолинизация, хлоритизация, серпентинизация и т. д. Под действием этих процессов происходят различные химические реакции, в частности, плагиоклазы преобразуются в  серицит, цеолит; пироксены и амфиболы переходят в  хлорит, эпидот.

Большое классификационное значение  имеет также состав темноцветных минералов. Так, оливин — минерал, недонасыщенныйкремнекислотой, встречается главным образом в ультраосновных породах. В средних по­родах обычно присутствует роговая обманка, а в кислых — биотит. Щелочные породы характеризуются присутствием  амфиболов.

Не менее важную роль при классификации магматических играют содержание и состав салических минералов, особенно полевых шпатов. Так, состав плагиоклазов отвечает оп­ределенной по кислотности группе пород: ультраосновные породы не содержат плагиоклазов в числе главных мине­ралов,  основные породы  содержат основные (богатые кальцием) плагиоклазы, средние породы содержат средние (натриево-кальциевые) плагиоклазы, а для кислых пород характерны кислые (кальциевые) плагиоклазы. Кварц является типичным минералом кислых пород, хотя он может присутствовать и в средних и основных породах. Он образуется тогда, когда содержание SiO₂ в магме превышает то, которое должно вступить в соединение с металлами для образования силикатов. В то же время,  Так, кварц не встречается (за редким исклю­чением) в магматических породах совместно с оливином, не встречаются в одной породе кварц и нефелин.

Присутствие оливина в породе служит признаком того, что порода недонасыщена кремнеземом. Это минерал  выделяется только из магм, в которых содержание этого окисла недостаточно для образования пироксена. В противном случае оливин не образуется, так как при достаточном количестве в расплаве кремнезёма оливин превращается  в энтатит:

Химический состав.

Определение вещественного состава магматических горных пород  произво­дится путем установления в них процентного содержания химиче­ских элементов (их окислов) и породообразующих минералов. Химический[1] и минеральный[2] составы пород взаимо­связаны, но связь эта сложная, поэтому невозможно путем пере­счета химического состава горной породы получить ее минераль­ный состав, и наоборот. Это объясняется тем, что магматические горные породы близкого химического состава мо­гут иметь различный минеральный состав, так как последний зави­сит не только от химического состава магмы. Помимо этого, породообразующие минералы имеют довольно сложный состав, и содержат различные рассеянные элементы, установление которых оптическими мето­дами невозможно. Что касается стеклосодержащих вулканиче­ских пород, то их вещественный состав можно определить только химическим путем.

Список элементов, которые можно встре­тить в том или ином количестве в магматических породах, до­вольно обширен, в них содержатся практически все химические элементы. Главными являются: кислород, кремний, алюминий, железо, каль­ций, магний, натрий, калий, титан и водород, но самый распро­страненный из них — кислород — составляет в среднем поло­вину веса магматических пород. Химический состав горных пород  выражают окислами соответствующих химических элементов: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MgO,CaO, Na₂O и K₂O.

Химический состав пород не соответствует химическому составу магмы, из которой они образовались, т. к. многие составные части магмы (вода, углекислота, соединения Cl, F и другие летучие соединения) при застывании выделяются из нее.

Разнообразие горных пород объясняется процессами дифференциации магмы. Дифференциация (разделение) магмы - это совокупность различных физико-химических процессов, которые происходят на значительных глубинах и ведут к тому, что разные части единого магматического резервуара обогащаются различными компонентами. Различают магматическую и кристаллизационную дифференциацию.

Магматическая дифференциация (ликвация) представляет собой процесс  разделения силикатного расплава на две несмешивающиеся жидкости: тяжелую (обогащенную оксидами или сульфидами железа) и легкую (обогащенную летучими и солями). При охлаждении обоих расплавов они дают различные по составу породы. Это приводит к образованию ликвационных месторождений никеля и меди, важных в промышленном отношении.

Кристаллизационная дифференциация происходит благодаря процессам кристаллизации минералов и обусловлена перераспределением различных компонентов в магме.

Кристаллизация магмы сопровождается накоплением в расплаве кремнезема, щелочей и воды. Большую роль при образовании пород играют процессы ассимиляции[3], особенно в приконтактовых частях крупных магматических тел.

Магматические породы, как уже отмечалось,  исключительно разнообразны по химическому и минеральному составу, однако во всех присутствует кислород и кремний[4].

В основу классификаций магматических горных пород положен их химический состав.   За  основу  большинства  классификаций принято содержание окиси кремния (SiO₂), которое и служит критерием для подразделения пород на группы. Для этого определяют валовой состав породы,  т.е.  процентное содержание всех элементов, входящих  в  состав  породы, выраженных в виде оксидов. Сумма всех элементов в виде  оксидов составляет 100%. Содержание SiО₂ является диагностическим  критерием для классификации породы.

Если расположить все магматические породы по мере возрастания содержания в них кремнезёма, то получится практически непрерывный ряд. На одном конце его окажутся очень бедные кремнеземом (>45%) и в то же время богатые  магнием и железом, на другом — породы, богатые (<65%), но с малым содержанием магния и железа.

Процентное содержание  окиси  кремния в породе служит определенным  критерием ее кислотности, в связи с чем термином «кислая порода», стали обозначать породы,  богатые SiO₂, а «основная порода» - бедные кремнеземом, но обогащенные  СаО, МgО, FеО. В таблице 1 приведено подразделение магматических пород по их кислотности. По мере увеличения кислотности пород содержания окислов железа и магния закономерно убывают.

Структура магматических пород.

Под   структурой (лат. structura - строение, расположение, порядок),   подразумеваются те особенности строения горной породы, которые обусловливаются размером, формой и взаимными отношениями составных частей (кристаллов и вулканического стекла, там где оно имеется).

Структурные признаки магматических пород зависят от степени их кристалличности и связаны с условиями кристаллизации магмы.

Различают полнокристаллическую, неполнокристаллическую и  стекловатую  структуры   магматических   горных пород (табл.2).

Полнокристаллическая (зернистая) – порода сложена исключительно кристаллами различных минералов и не содержит вулканического стекла.

По относительной величине кристаллов полнокристаллическая структура бывает равномернозернистой инеравномернозернистой

Пегматитовая (графитовая)  структура характерна для пород, когда зерна одного минерала правильно ориентированы в теле кристалла другого    минерала, при этом кристаллы обоих минералов взаимно    прорастают    друг  в  друга. Эти   структуры  присущи субвулканическим и жильным (полуглубинным, гипабиссальным) породам.

Неполнокристаллическая (порфировая) структура присуща породам,   состоящим из кристаллов  и вулканического стекла в различных количественных соотношениях, когда среди основной стекловатой или скрытокристаллической массы выделяется значительное количество хорошо выраженных кристаллов  отдельных  минералов. Такой  структурой  обладают эффузивные палеотипные  и   жильные породы.

Стекловатая структура  характерна для пород с аморфной, некристаллической массой. Породы такой структуры представляют собой плотную или пузырчатую массу стекловатого строения (вулканическое стекло). Они отличаются стеклянным блеском и раковистым изломом.  Характерна для эффузивных пород

Текстура (лат. textura - ткань, строение, сплетение), определя­ется пространственным расположением минеральных зёрен, степенью сплошности породы.

Различают несколько типов текстур: массивная, полосчатая, пятнистая, пузыристая,  флюидальная, миндалевидная и др.

Массивная   (однородная) текстура характеризуется тем, что в любой части породы зёрна минералов распределены равномерно, без какой-либо ориентировки. Эта текстура указывает на то, что условия кристаллизации во всех участках горной породы были одинаковыми.

Полосчатая текстура сложена чередующимися полосами различного состава или иногда разной структуры. В интрузивных породах полосчатая текстура возникает как результат течения магмы.
Пятнистая   текстура обусловлена пятнистым  распределением различных минеральных масс в породе.

Пузыристая         (пористая,  шлаковая) текстура возникает в лавах благодаря удалению газа, скапливающегося первоначально в виде пузырьков. Эти пустоты имеют шарообразную или эллипсоидальную форму.    При  большом   количестве этих пустот   образуется  пемзовая   текстура. В этом случае объём пустот превышает объём материала породы.

Флюидальная (текучая) текстура образуется в результате течения застывающей лавы, когда минералы в породы ориентируются по направлению движения лавового потока . Присуща многим эффузивным породам.

Миндалевидная  (миндалекаменная) текстура возникает при заполнении пустот вторичными минералами. Миндалины обычно заполнены хлоритом, эпидотом, кальцитом, кварцем и другими вторичными минералами 
89. Протрузии и условия их образования

Протрузия, т.е. тектоническое перемещение (выжимание) "готовых" магматических пород из глубоких частей Земли в твердом виде с формированием протрузивных массивов (по определению это синкинематические массивы с активным внедрением) Для реализации протрузивного процесса необходимо: во-первых, наличие обстановок с существенными тектоническими напряжениями, которые, как правило, возникают в зонах сочленения крупных блоков земной коры (зоны крупных сдвигов и/или надвигов), во-вторых, наличие магматических пород с такими свойствами, которые способствуют легкому выдавливанию под давлением (серпентинизированные ультрамафиты). Как правило, протрузивные массивы, располагающиеся в зонах крупных сдвигов, представляют собой круто стоящие линейные тела, которые часто распадаются на пучки субпараллельных маломощных лизновидных тел, проникающих даже в небольшие трещины. Такие массивы могут протягиваться с небольшими перерывами на сотни километров при очень небольшой мощности 0,5 – 3,0 км.