Платформенная складчатость
Платформенные складки образуются в основном при неравномерном прогибании земной коры в пределах плит. Складки одиночные или отдельные группы складок. Они разделены большими пространствами пологого или горизонтального залегания и ориентированы по-разному. На платформах среди отдельных форм преобладают складки в виде куполов, брахискладки. В районах распространения эвапоритов широко развиты соляные купола (диапировые складки). Они характерны для Прикаскпийской синеклизы. В Прикаспии докембрийский фундамент погружен на 15–18 км и разбит глубокими разломами на крупные блоки. В ее фундаменте выделяется три этажа – подсолевой (допермский), солевой нижнепермский) и надсолевой (мозо-кайнозойский). Нижний солевой этаж пластичный, способный к течению. Его деформации обусловили складчатость надсолевого этажа. В надсолевом этаже образовались купола, прорванные штоками соли. Склоны соляных куполов с углами от 10 до 800. Вершины некоторых в виде усеченных конусов. С соляными куполами связаны месторождения нефти в надсолевом этаже.
В группах складок выделяют цепочки складок (валы), вытянутые в одном направлении.
Валы – вытянутые положительны платформенные структуры, длиной десятки и первые сотни км, площадью до 10 000 км2. Они обычно объединяют ряд локальных поднятий.
Выделение платформенных складок по форме и размерам имеет большое практическое значение. Замкнутые положительные структурные формы платформ часто являются ловушками нефти и газа. Нефть и газ не могут попасть в структурную ловушку до ее образования. Поэтому важно определить время возникновения замкнутого поднятия. Оно определит время начала накопления нефти и газа. Перестройка поднятий, изменение и нарушение структурных планов приводит к перемещению нефти и газа в другие ловушки. В связи с эти большое значение имеет анализ развития структуры. Он проводится на основе анализа структурных карт по разным горизонтам. Строится график роста поднятий.
Структуры областей эпиплатформенного орогенеза
Со временем платформы могут перерождаться, активизироваться. В. А. Обручев называл такие области «возрожденными горами».
Существует 2 типа областей эпиплатформенной активизации:
1) области с интенсивным интрузивным и эффузивным магматизмом; Пример – Забайкалье.
2) области без магматизма, пример – в Ср.Азии (Тянь-Шань, Джунгарский Алатау).
В активизированных платформах тектонические движения блоковые. Складки разбиваются на блоки-ступени. Образуются горст-мегаантиклинали и грабен-мегасинклинали. Активизируются многие разломы.
Рифтогенные сруктуры
Рифты –крупные планетарные системы разломов земной коры. Это узкие линейные пояса, образующиеся в результате раздвига (спрединга) земной коры. Они развиты в пределах океанов и континентов. Условия их образования разные.
Континентальные рифты имеют большую протяженность (сотни и тысячи км) и линейную направленность. Ширина их от первых километров до десятков и даже сотен км. По мере развития ширина рифта увеличивается.
Рифты возникают в условиях растяжения земной коры. Иногда происходит полный разрыв гранитно-метаморфического и даже базальтового слоя.
В современном рельефе рифты хорошо выражены понижениями и ограничены хребтами. Под рифтами поверхность Мохо приподнята, верхняя мантия разуплотнена.
Наиболее древние рифты известны в протерозое. Палеозойские рифты распространены шире. Примеры палеозойских – Днепрово-Донецкая впадина, Вилюйская впадина.
Кайнозойские рифты – Красного моря, Байкальский, система Восточно-Африканских рифтов.
Байкальский рифтовый пояс расположен в осевой части сводового поднятия земной коры. Он имеет более 100 км в длину и до 60 км в ширину. Наибольшая глубина озера 1650 м. На северо-востоке и юго-западе Байкальский рифт продолжается в виде системы грабенов. Развитие рифта происходит в настоящее время со скоростью 0,6 см/год. Толщина земной коры под Байкалом тоньше, чем на соседних территориях и составляет 30–35 км. Под Байкальским рифтом расположена положительная гравитационная аномалия. В рифтовых зонах происходит растяжение континентальной земной коры. Оно сопровождается образованием окаймляющих их глубоких разломов. Развитие рифтов сопровождается вулканизмом. Жерла вулканов могут находиться не только в самих рифтах, но часто в их бортах. Происходит растяжение гранитно-метаморфического слоя, растяжение и уплотнение базальтового слоя, подъем поверхности Мохо. Под рифтами появляются очаги разуплотненной мантии, которая перемещается вверх.
Кольцевые структуры
Кольцевые структуры стали внимательно изучать после использования в геологии космофотоснимков.
Многие геологические образования и элементы строения поверхности Земли имеют хорошо выраженную округлую или овальную форму. Это гранитогнейсовые купола, действующие и потухшие вулканы, соляные купола, озера и др.
На поверхности Земли установлены круглые кратеры ударного происхождения. Они вызваны палением метеоритов и взрывами космических тел. Многие впадины на земной поверхности имеют округлую форму – Прикаспийская и др.
Для всех этих форм принят обобщающий термин «кольцевые структуры».
В настоящее время существует генетический подход к изучению кольцевых структур. Составлены космогеологические карты их распространения.
Среди кольцевых структур размером до 90 км в диаметре выделяют магматогенные, инверсионно-гравитационные и ударного происхождения.
1) Магматогенные – вулканические постройки и элементы рельефа вокруг центров извержения; их также создают близко расположенные к поверхности земли, но не вскрытые денудацией гранитные плутоны.
2) Инверсионно-гравитационные возникают в областях погружения земной коры и связаны с солевыми куполами (Арало-Каспийский район); в складчатых областях они возникают при всплывании крупных гранитных массивов.
3)Ударного происхождения − метеоритные кратеры − астроблемы.
Астроблемы (звездные раны) – структурные формы, возникшие при ударе метеорита о Землю, но утратившие морфологические свойства кратеров.
Геологическое картирование на платформах. Структурные карты
Платформы характеризуются наличием жесткого кристаллического или складчатого фундамента и осадочного чехла. Породы чехла имеют спокойное залегание (синеклизы и антеклизы, осложненные складками более высоких порядков). Обычная геологическая карта не лает полного представления о форме залегания пород, поэтому в платформенных областях применяют структурно-геологическую съемку. Ее цель – составление структурной карты. Существуют разные способы построения структурной карты.
1. Съемка проводится по одному маркирующему горизонту. Это возможно при пологом залегании пород и при глубокорасчлененном рельефе. При падении пород в 10 пласт погружается на 17 м на каждый километр. Замеры компасом не производятся, т.к. точность замеров составляет 1−20. Привязка инструментальная с помощью геодезических инструментов.
2. Съемка по нескольким маркирующим горизонтам при углах падения более 50. Замеры производятся компасом.
Процесс составления структурной карты напоминает изображение рельефа земной поверхности с помощью горизонталей. Три метода построения структурной карты: метод интерполяций; метод карт схождения; метод профилей
Интерпретация структурных карт: анализируется характер изменения абсолютных отметок изогипс и форма изогипс.
1. Все изогипсы представляют собой прямые незамкнутые линии, заложение примерно одинаковое на всем участке, абсолютные отметки уменьшаются или увеличиваются в одном направлении. Вывод: на карте изображена наклонно (моноклинально) залегающая поверхность напластования.
Если величина заложения изогипс на каких-либо участках резко меняется, то это говорит об осложняющих моноклиналь структурных формах. Структурная терраса и структурный нос – выпуклые выступы на фоне моноклинального залегания, терраса вытянута по простиранию, структурный нос – по падению пород.
2. Изогипсы представляют собой замкнутые или полузамкнутые линии. Вывод: на карте изображены складчатые структуры. Складка антиклинальная, если абсолютные отметки возрастают к центру структуры и синклинальная, если отметки возрастают от центра к крыльям.
Использование структурных карт
1. Структурная карта, наложенная на карту с горизонталями, дает возможность в любой точке определить глубину залегания данной поверхности. Это необходимо при определении глубины проектных скважин.
2. Структурная карта может заменить геологическую в случае отсутствия обнажений, большой мощности четвертичных отложений, густого лесного покрова и т.д. Она помогает проверить правильность выводов, сделанных на основании геологической карты. Анализ мощностей пород в складчатых структурах позволяет выявить историю развития данной структуры. Например, выклинивание (уменьшение) пластов к своду, уменьшение углов падения по мере появления молодых отложений говорит о том, что структура образуется в процессе осадконакопления – седиментационная структура.
3. Структурная карта помогает разобраться в положении залежей полезных ископаемых в зависимости от тектонических условий (нефть, газ).
4. По структурной карте можно определить элементы залегания на глубине в любом пункте.
5. Карта может быть использована для построения поперечного разреза месторождения.
6. Структурная карта широко используется для установления контура нефтеносности – подземной горизонтали, разделяющей продуктивную часть пласта от водоносной.
Аэрокосмические методы и материалы
Аэрокосмические методы − часть дистанционного геологического зондирования. Это комплекс методов изучения земной поверхности с самолетов и космических аппаратов, выполняемых визуально или с помощью различных приборов с дальнейшим анализом полученных данных. Использование аэрокосмических методов позволяет повысить точность составляемых геологических карт, выявить детали геологического строения, не улавливаемые при наземной геологической съемке.
Применяемые в геологии аэро- и космические съемки делятся на три вида:
1. Аэро- и космовизуальные методы. Они связаны с непосредственным наблюдением природных объектов человеком с борта самолета или космического аппарата.
2. Аэро- и космофотографические методы. Они основаны на регистрации с помощью светочувствительных фотоматериалов отраженного от поверхности Земли солнечного излучения. Работа ведется в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.
3. Аэро- и фотоэлектронные методы. Основаны на использовании более широкого диапазона электромагнитных волн, фиксируется не только отраженное солнечное излучение, но и собственное излучение Земли (тепловые съемки) и искусственное излучение.
При аэрофотосъмке в геологических работах используются аэрофотоматериалы. Они состоят из аэроснимков, схемы накидного монтажа, фотосхемы и иногда фотоплана. Для аэрофотоматериалов используется та же номенклатура, что и для карт.
Аэрофотоснимок представляет собой контактную печать с аэронегативов (1:1) с размером кадра 18Х18, 24х24 или 30х30 см. Фотоаппарат устанавливается в люке самолета, он работает автоматически. Экспозиция производится через определенный промежуток времени в зависимости от скорости и высоты полета. Каждый последующий снимок перекрывает предыдущий на 60% (продольное перекрытие). Смежные маршруты дают перекрытие 30–40% (продольное перекрытие).
Стереопара – пара смежных снимков, дающих под стереоскопом стереомеодель.
На АФС показывают:
1) в углах – уровень, показывающий, в горизонтальном ли положении была фотокамера;
2) время экспозиции;
3) иногда высотомером на специальной пленке записывается высота фотографирования;
4) На середине сторон засвечивают координатные метки. Линии, проведенные через них, дают центральную точку АФС.
Минимальное искажение изображения находится в центре снимка.
Репродукция накидного монтажа – карта, изображающая местоположение всех АФС. Она представляет собой уменьшенную фотографию перекрывающихся АФС так, чтобы была видна номенклатура каждого снимка. Репродукция накидного монтажа служит для ориентировки и быстрого нахождения нужного контактного снимка, а также для определения перекрытия маршрутов съемки.
Фотосхема – монтаж (мозайка) – фотография смонтированных и пригнанных друг к другу центральных частей АФС, несущих минимальное искажение. Они составляют единое изображение заснятой территории. На фотосхеме указываются населенные пункты, реки. Фотосхема имеет неточности, т.к. АФС часто не увязываются в изображении.
Фотоплан − фотографическое изображение местности с точным масштабом, приведенное к определенной системе координат и лишенное искажений. На основе фотопланов могут быть составлены топокарты (с горизонталями). Фотопланы являются точным и ценным документом.