Типы геологических границ.
На геологических картах выделяется несколько видов границ: границы геологических тел разного состава возраста и генезиса;границы несогласий;тектонические границы.
Достоверные (установленные, прослеженные) границы между разновозрастными и разными по составу и генезису породами изображаются в виде тонких сплошных линий, а предполагаемые – пунктирной линией. Границы между разновозрастными образованиями, скрытые под молодыми породами, изображаются в виде штрихпунктирной линии с точками, а одновозрастные литологические и фациальные границы – точечной линией.
Границы несогласий изображаются на мелкомасштабных картах сплошной черной линией, а на крупномасштабных – двойной линией, одна из которых сплошная, а вторая точечная.
Тектонические контакты достоверные показываются утолщённой черной (на черно-белых картах) или красной (на цветных картах) линией, предполагаемые – аналогично пунктирной и скрытые – штрихпунктирной линией.
На стратиграфических колонках выделяют: границы согласного залегания в виде сплошных прямых линий; границы несогласного залегания с параллельным несогласием – волнистыми линиями; границы угловых несогласий – в виде угловатой волнистой линии.
На геологических разрезах все геологические границы показываются непрерывными черными линиями, только тектонические границы утолщенными черными линиями на черно-белых разрезах и красными – на цветных разрезах
Виды несогласий.
Наиболее простым видом несогласия является параллельное, или стратиграфическое, несогласие. Для этого вида несогласий характерно то, что слои, залегающие выше поверхности перерыва, остаются параллельными слоям, залегающим ниже этой поверхности. Это свидетельствует о том, что произошло общее поднятие местности или эвстатическое понижение уровня моря (океана), сменившееся погружением или новым повышением уровня моря. Различить эти две возможные причины параллельного несогласия позволяет установление площади его распространения и отношения к региональным структурам: если оно проявлено на площади целой платформы или даже нескольких платформ безотносительно к их внутренней структуре, это несогласие должно быть связано с эвстатическими колебаниями уровня океана. В противном случае несогласие является региональным или даже локальным, местным, если оно приурочено к сводам локальных платформенных поднятий, испытавшим осушение.
Разновидность параллельного несогласия составляет параллельное прилегание, или эрозионное несогласие. Оно характеризуется резко неровной поверхностью перерыва с заполнением послеперерывными осадками эрозионных углублений в более древних слоях; эти осадки прислоняются к более древним слоям, но сохраняют параллельность залегания по отношению к ним. Если эта параллельность не соблюдается и слои послеперерывной серии на склонах эрозионных выступов залегают с первичным наклоном, говорят о плащеобразном облекании. Первичный наклон обычно довольно быстро сглаживается вверх по разрезу, и вышележащие слои послеперерывной серии (как и базальные слои в эрозионных впадинах - pppa.ru) залегают уже параллельно слоям доперерывной толщи. Для возникновения этих двух разновидностей параллельного несогласия необходимы поднятие или понижение уровня моря достаточно значительные, чтобы вызвать врез эрозионной сети. Последующее погружение или подъем уровня моря должны быть достаточно быстрыми, чтобы возникшие неровности рельефа не успели сгладиться эрозией. Глубина эрозионных врезов позволяет приближенно оценить размер поднятия в течение перерыва или понижения уровня океана или замкнутого бассейна. На материале новейшего этапа развития Кавказа Е.Е. Милановский эмпирически установил, что амплитуда поднятия обычно в 1,5-2 раза превосходит максимальную глубину врезов. Раннеплиоценовые врезы по периферии Каспийского бассейна, связанные с резким понижением его уровня, превосходили 500 м, а позднемиоценовые (мессинские) по периферии Средиземного моря - 1,5 км.
Основные виды несогласий, по В.Е. Хаину, 1964:
I - стратиграфическое (параллельное) (а - параллельное налегание, б - параллельное прилегание, в - плащеобразное облекание); 2 - краевое (а - трансгрессивное перекрытие, б - трансгрессивное прилегание; в - регрессивное прилегание); 3 - географическое (картографическое); 4 - угловое (а - региональное, б - местное); 5 - рассеянное (дисперсное) ; 6 - подводно-оползневое; 7 - азимутальное (а - региональное, б - местное). Несогласия 3, 7 изображены в плане, остальные - в профиле.
Следующий вид несогласий составляют краевые несогласия. Они наблюдаются по краям бассейнов осадконакопления, т.е. областей тектонического погружения, в результате неоднократных изменений положения береговой линии, обусловленных эвстатическими колебаниями уровня моря. Иначе говоря, эти несогласия являются следствием наложения эвстатических колебаний на региональные вертикальные нисходящие (волновые) движения, нарастающие к центру бассейна. Проявляются краевые несогласия в утонении и выклинивании слоев к краю бассейнов с налеганием более молодых отложений не только с перерывом, но и с несколько меньшим наклоном на более древние отложения. Разница в наклоне, как правило, настолько незначительна, что подобные несогласия устанавливаются лишь путем сопоставления нескольких обнажений или (и) разрезов скважин, расположенных по одному профилю, поперечному к краю бассейна.
Существуют три разновидности краевых несогласий: 1) трансгрессивное перекрытие (англ. overlap) заключается в том, что трансгрессивная свита по направлению к краю бассейна ложится на все более и более древние слои, последовательно срезая абрадированные пласты; 2) трансгрессивное и несогласное прилегание (англ. onlap) образуется ближе к центральной части бассейна в результате расширения его контуров при нарастающей интенсивности погружения и (или) повышения уровня моря; в отличие от предыдущей разновидности абразия не успевает срезать тектонически обусловленные топографические склоны по краям бассейна; этот вид краевого несогласия вверх по региональному восстанию может перейти в предыдущий; 3) регрессивное прилегание (англ. offlap), отличающееся последовательным отступанием береговых линий более молодых морей к центру бассейна вследствие усиления нисходящих движений, отставания накопления осадков от погружения или понижения уровня моря; при этом более молодые отложения часто как бы вложены в более древние, отделяясь от них абразионным уступом.
При образовании всех перечисленных разновидностей краевых несогласий общая конфигурация бассейна может оставаться без изменений; береговые линии, более древние и более молодые, при этом сохраняют взаимную параллельность. Однако в ходе геологического времени структура бассейна нередко подвергается перестройке, вследствие чего контуры морей более молодых эпох оказываются непараллельными контурам более ранних морей и их пересекают. В плане, на геологической карте это выражается тем, что подошва послеперерывных отложений контактирует с разными горизонтами доперерывных отложений, последовательно срезая границы этих горизонтов. Подобное несогласие обычно отчетливо выступает лишь на мелкомасштабных картах; поэтому оно было названо Н. С. Шатским географическим, а французскими геологами - картографическим несогласием. Хорошим примером такого несогласия может служить соотношение нижнего и среднего - палеозоя по северо-западной периферии Русской плиты. Подошва девона по мере продвижения от Рижского залива к южному концу Ладожского озера последовательно срезает отложения силура, ордовика и, наконец, ложится на кембрий, а на Ладожско-Онежском водоразделе - на протерозой. При этом изменяется и возраст отложений,с которых начинается разрез девона: сначала это средний, затем верхний девон, а к северо-востоку от Онежского озера девон выклинивается и нижний карбон ложится непосредственно на протерозой. Это несогласие отражает перестройку структуры Русской плиты при переходе от каледонского этапа ее развития к герцинскому - общее простирание контуров бассейнов первого этапа было ближе к широтному, второго - к долготному.
Следующий основной вид несогласий - это угловое несогласие, которое выражается в наблюдаемой в отдельных обнажениях, разрезах скважин и на сейсмических профилях и поддающейся замеру горным компасом разнице в наклоне слоев ниже и выше поверхности перерыва. Возникает оно вследствие проявления складчатых деформаций до и (или) в течение перерыва в накоплении осадков и денудации сводов складок во время самого перерыва. Новое погружение или повышение уровня моря приводит к перекрыванию размытых дислоцированных пластов горизонтально лежащими на них молодыми осадками. В дальнейшем и эти отложения могут подвергнуться складчатости, но разница в наклоне их и подстилающих слоев сохранится.
Угловые несогласия разделяются на региональные и местные; последние проявляются лишь в сводах антиклиналей и затухают в синклиналях. Региональные несогласия характерны для зон линейной складчатости, а местные - прерывистой. При росте складок на фоне непрерывного погружения и накопления осадков вместо углового образуется рассеянное (дисперсное, конседиментационное - pppa.ru) несогласие, выражающееся в постепенном возрастании наклона слоев со стратиграфической глубиной, параллельно с увеличением их мощности от антиклиналей к синклиналям. Более древние слои обладают большим наклоном, так как испытали более длительное воздействие процесса складкообразования. Определенный градиент нарастания мощности соответствует определенному углу несогласия; так, изменение мощности в 150 м на 1 км отвечает увеличению наклона на 10°. Рассеянное несогласие не может быть выявлено в одном обнажении; оно обнаруживается при построении профилей по нескольким обнажениям или скважинам, а также отражается на сейсмических профилях.
Региональные угловые несогласия к центру бассейна по мере усиления погружений и сокращения длительности перерыва сменяются местными, а затем рассеянными несогласиями. Иногда местные угловые несогласия возникают и в подводных условиях, без осушения сводов складок вследствие подводного оползания отдельных пакетов слоев со склонов растущих поднятий и налегания более молодых осадков непосредственно на сильнее наклоненные, не затронутые оползанием более древние; это подводно-оползневое несогласие.
Существует еще один вид угловых несогласий, связанных не со складкообразованием, а с растяжением коры при рифтообразовании и наклоном образующихся при этом блоков. Этот вид несогласий - несогласие растяжения - будет рассмотрен нами далее.
Подобно тому как изменение плана расположения крупных структур вызывает образование географических несогласий, изменение ориентировки простирания складок в процессе их роста приводит к возникновению азимутальных несогласий. Последние выражаются в том, что залегание слоев, разделенных поверхностью перерыва, отличается не только величиной угла наклона, но и направлением падения. Так образуются региональные азимутальные несогласия; для образования местных азимутальных несогласий достаточно изменения степени волнистости (наклона) шарниров складок - наложения более длинных складок на более короткие, и наоборот. Местные азимутальные несогласия наблюдаются только на периклиналях и центроклиналях складок Постепенная переориентировка складок в процессе одновременной с погружением и осадконакоплением конседиментационной складчатости приводит к образованию рассеянно-азимутальных несогласий; такими же могут быть и географические несогласия.
При наложении нескольких угловых несогласий древние пласты приобретают все более крутой наклон. Но если при этом наблюдается и азимутальное несогласие, то такое сложение носит уже алгебраический характер и в случае изменения падения пластов более чем на 90° молодая складчатость фактически как бы вычитается из более древней и приобретенный в период образования последней наклон не увеличивается, а уменьшается.
Крайней степенью несогласия является общее, или структурное, несогласие. Оно выражается в полном несовпадении простирания, положения осей, числа и формы складок в доперерывном и послеперерывном комплексах.
Таким образом, различные виды несогласий отражают различные типы тектонических движений (деформаций) и их сочетаний. Параллельные несогласия представляют результат колебательных вертикальных движений или эветатических колебаний уровня моря (океана); краевые несогласия возникают на границе зон региональных поднятий и опусканий; угловые несогласия фиксируют складко- или рифтообразование; географические и азимутальные несогласия отражают изменение плана расположения соответственно региональных структур и складок. Общие структурные несогласия приурочены к границам тектонических этапов (циклов) ко времени смены тектонических режимов (геосинклинального - орогенным, орогенного - платформенным).
Но несогласия не всегда четко выражены в естественных разрезах или разрезах скважин (например, в метаморфических толщах; об этом свидетельствуют скачки метаморфизма). Зато они прекрасно выражены на современных сейсмостратиграфических профилях. Именно эти профили убедили геологов в реальности существования выдержанных на огромных расстояниях изохронных поверхностей перерывов и создали объективную основу для выделения седиментационных циклов разного порядка.
Изучение несогласий очень важно не только с теоретической, но и с практической точки зрения. К несогласиям нередко приурочены залежи бокситов, оолитовых железных руд, руд никеля, нефти, газа, россыпей ценных минералов и др. При этом нефть и газ могут залегать как в доперерывных слоях, срезанных и запечатанных поверхностью несогласия, так и в базальных песчаных пачках послеперерывных серий, в частности в выветрелых и трещиноватых породах фундамента платформы и в основании их осадочного чехла. Автохтонные бокситы, никелевые руды в коре выветривания серпентинитов залегают под поверхностью несогласия, переотложенные бокситы и железные руды - над этой поверхностью.
Виды выклинивания.
Постепенное уменьшение мощности слоя до его полного исчезновения называется выклиниванием, а резкое – исчезновением. Выклинивание может быть первичным, и обусловлено прекращением образования осадка (стратиграфическое выклинивание), либо изменением фациальных условий осадконакопления (фациальное выклинивание), либо – вторичным, являющимся результатом последующего размыва (денудационное выклинивание) или горизонтального растяжения и разрыва слоя при складчатости (тектоническое выклинивание). Слой, выклинивающийся во всех направлениях, называется линзой. Неполное выклинивание или уменьшение мощности слоя на небольшом промежутке называется пережимом. Резкое исчезновение слоя, в большинстве случаев, обусловлено проявлением разрывных нарушений и смещением слоя вдоль плоскости сместителя разлома (тектоническое исчезновение).
Элементы слоя и случаи его выклинивания:
1 – элементы слоя; 2 – неполное выклинивание слоя (пережим); 3 – быстрое выклинивание слоя. Первичное выклинивание (стратиграфическое): 4 и 5 – фациальное, 7 – исчезновение поверхностей напластования вследствие фациальных изменений. Вторичное выклинивание: 6 – денудационное,
8 – тектоническое.
Виды слоистости.
Наиболее характерной особенностью осадочных пород является их залегание в виде слоёв. Слой представляет собой основной элемент осадочной оболочки земной коры. В геологическом картировании и структурной геологии применяется синоним слоя – пласт.
Чередование различающихся по каким-либо признакам слоёв в разрезе называется слоистостью. Различия эти указывают на изменения условий отложения осадков, поэтому слоистость является одним из самых характерных и важных свойств осадочных пород. На ней основано изучение вопросов литологии, стратиграфии, тектоники, инженерной геологии, гидрогеологии. Она позволяет сопоставлять стратиграфические разрезы, определять направление и амплитуду тектонических движений, прослеживать рудные тела, выявлять пликативные деформации, скопления воды, нефти и газа, и т.д. При изучении слоистости, прежде всего, следует обращать внимание на форму, текстуру, состав и мощность слоёв и на характеристики поверхности напластования.
Форма слоистости отражает характер движения той среды, в которой происходило накопление осадков. Выделяются четыре основных формы слоистости: параллельная, линзовидная, волнистая и косая.
Типы и разновидности слоистости по Е.П.Брунс:
1 – параллельная; 2 – линзовидная; 3 - волнистая;4–8 – косая: 4 - диагональная (отложения временных потоков); 5 – перекрёстная, образовавшаяся при морских течениях; 6 – клиновидная эоловых отложений; 7– многоэтажная косая речных отложений; 8 – диагональная дельтовых отложений.