Структурные этажи. Иерархическая классификация структурных форм. Характерные особенности тектонического строения геосинклинальных (складчатых) областей. Характерные особенности тектонического строения платформенного чехла.
Структурный этаж отвечает одному циклу тектоно-магматической активизации. Для Европы эти циклы имеют свое название: байкальский, каледонскоий, герцинский, альпийский. Иногда многие путают структурные этажи и структурно-геологические (фациальнме) зоны. Этажи выделяются на одной территории и отвечают этапам ее геологического развития в времени. Структурно-фациальнме зоны - разные территории, различающиеся историей геологического развития. Покровы (шарьяжи) приводят к тому, что на площади одной карты могут соседствовать несколько сдвинутых вместе различных зон. При построении профильных геологических разрезов через площадь, на которой выделяется более одного структурного этажа, разрез строится поэтапно, начиная с самого молодого. Следует помнить, что структуры каждого этажа имеют свою форму, а подошва более молодых этажей является верхней границей распространения пород нижних этажей (как рельеф). Геологические границы нижележащих этажей по возможности трассируются, прослеживаются с учетом их структуры под подошвой вышележащих этажей. Структурный этаж - это комплекс горных пород (или часть разреза), обладающий единством структурного плана и сходным региональным метаморфизмом и магматизмом. От выше- и нижележащих толщ, обладающих новым структурным планом и степенью метаморфизма, он отделен угловым несогласием. На платформах выделяют два (фундамент и осадочный чехол), или три (фундамент, промежуточный и осадочный) этажа, а в складчатых областях их количество может достигать и четырех, в зависимости от числа циклов тектоно-магматической активизации. Внутри этажей выделяются структурные ярусы, подытажи и подъярусы. Они разделяются параллельными или угловыми несогласиями, отвечающими перерывам в осадконакоплении и размыву горных пород без существенной перестройки структурного плана территории и смены тектонического режима.Термин «структурный ярус» иногда употребляют в качестве синонима термина «структурный этаж», иногда - как часть структурного этажа В общем случае, это термин более свободного пользования, чем «структурный этаж».
Структурные подытажи и подъярусы - части структурных ярусов и этажей.
Иерархическая классификация структурных форм
Все структурные формы образуют системную иерархию или соподчинение. Для каждой структуры, начиная от континентов и океанов, характерен свой набор взаимозависимых все более и более мелких структур со своими характерными особенностями. Это связано с тем, что общими источниками энергии для формирования структур является ротационное вращение Земли и глубинные процессы внутри самой Земли. В результате их сложного взаимодействия происходит образование и планетарных и локальных структур. При этом энергия развития планетарных структур как бы рассеивается, интерферирует к все более и более мелким структурным формам. Именно поэтому, чем крупнее структура, тем она более устойчива и инертна в геологическом времени - долгоживущая. При переходе от более крупных иерархических уровней к более мелким, закономерно увеличиваются характерные углы на крыльях складок. Так, на платформах углы на крыльях синеклиз и антеклиз не превышают долей градуса, у сводов и валов - это несколько градусов, а у локальных структур могут достигать десятков градусов и даже быть вертикальными (диапировые складки и соляные купола).
Структурами самого низкого (крупного) ранга являются планетарные структуры. Они изучаются не только структурной геологией, но и многими другими геологическими науками, например, геофизикой, геодинамикой и т.д. Это связано с тем, что планетарные структуры являются не элементарной чисто структурной формой, а сложным образованием, в выделении которого учитываются различные признаки, структурные, геодинамические, геофизические, литологические и многие другие. Кроме тою, знания о Земле постоянно развиваются, описываются новые структурные формы и возникают новые термины, понятия и классификации. Поэтому в настоящее время существует множество классификаций планетарных структурных форм, которые можно условно разделить на три группы.
• Геодинамическая классификация, выделяет над мантией литосферные плиты - относительно жесткие, развивающиеся как единое целое, участки литосферы, разделенные линейными подвижными зонами с повышенной тектонической, сейсмической, вулканической активностью. Друг относительно друга литосферные плиты перемещаются преимущественно в горизонтальном направлении. Всего выделяется семь главных литосферных плит Земного шара: Евроазиатская, Австралийская, Антарктическая, Тихоокеанская, Северо- и Южно- Американские и Африканская. Внутри этих литосферных плит могут выделяться более мелкие В структурном и географическом плане литосферные плиты включают и континенты (сушу) и океаны. В зависимости от взаимных перемещений, разделяющие литосферные плиты зоны различаются по строению и имеют свои названия. Если литосферные плиты раздвигаются (перемещаются в противоположных горизонтальных направлениях), между ними возникают зоны спрединга, представленные рифтовыми системами (например, Срединно-Атлантическая). Рифтовые системы разделены гигантскими разломами-сдвигами, называемыми трансформными разломами. Если плиты перемещаются навстречу друг другу, возникают зоны субдукции и коллизии. Зона субдукции возникает, если одна литосферная плита, более тяжелая, надвигается (наползает) на более легкую. Последняя по наклонной плоскости погружается в недра Земли. Поверхность, по которой она погружается называется зоной Беньофа и характеризуется повышенной сейсмичностью. Например, Тихоокеанская плита погружается под Евроазиатскую. Граница проходит с севера на юг через Камчатку, Сахалин, Курилы, Японию. Если две плиты сталкиваются без погружения одной из них, возникают зоны коллизии - дробления, метаморфизма пород, Воздымания земной коры и интенсивного роста гор. Например, Анды (Кордильеры) возникли на границе Тихоокеанской и Американских плит, а Гималаи на границе столкнувшихся и спаявшихся более мелких Сибирской и Индокитайской плит.
• Геофизическая классификация: Земля разделяется на оболочки по комплексу физических свойств, главное из которых - разная скорость прохождения сейсмических волн от поверхности Земли до центра. Только по этому параметру выделяются внутреннее и внешнее ядро, мантия, состоящая из множества отдельных слоев, литосфера, земная кора. Земная кора, в свою очередь делится на континентальную (трехслойную) и океаническую (двухслойную).
• Морфологическая (структурная) классификация рассматривает основные элементы земной коры, главным образом, по ее внешним признакам. Самые крупные из них (структуры 1 ранга) - платформы, складчатые пояса (геосинклинали), рифтовые системы и области возрожденной тектонической активности (эпиплатформенные орогены). Каждая из вышеперечисленных структурных форм состоит из более мелких, характерных для той или иной структуры, форм.
Платформы - тектонически относительно устойчивые несейсмичные структуры континентальной земной коры со слабым магматизмом. В строении платформ выделяется два структурных этажа: фундамент, сложенный дислоцированными метаморфическими породами, прорванными интрузиями, и чехол, состоящий из слабо дислоцированных (за исключением территорий развития солянокупольной тектоники и грязевого вулканизма), почти неизмененных осадочных пород преимущественно морского генезиса. Рельеф платформ равнинный, местами холмистый. В океанах аналогами платформ являются абиссальные равнины.
Щиты - части платформ, лишенные осадочного чехла или обладающие маломощным чехлом. Это объясняется тем, что щиты в своей истории испытывали преимущественно устойчивые суммарные воздымания. Многочисленными разрывами щиты разбиты на более мелкие блоки. Примеры - Алданский, Украинский, Балтийский.
Плиты - части платформ, перекрытые мощным (тысячи метров) осадочным чехлом. Это объясняется тем, что плиты в своей истории испытывали преимущественно устойчивые суммарные погруженния.
Внутри плит выделяют более мелкие структуры - синеклизы, геологически отрицательные структуры. Примеры синеклиз Московская, Прикаспийская, Вилюйская. Наклон крыльев синеклиз - 1° и менее, поперечные размеры - до тысячи километров. Мощность чехла в их пределах -3-5 км. Фундамент под синеклизами прогибается. Почти всегда, примерно под центральной частью синеклиз в нем выделяются аалакогены - гигантские погребенные грабены длиной сотни и шириной десятки километров. Глубина залегания фундамента в центральной части авлакогена достигает 10-12 км. Разломы, образующие грабен, часто проникают в осадочный чехол. Такую сложную структуру, состоящую из авлакогена и расположенной над ним синеклизы, чтобы подчеркнуть их единство, называют грабясинеклизой или грабен-синклиналью. В осадочном чехле синеклиз на крыльях над авлакогенами часто формируются еще более мелкие структурные формы - флексуры и валы. Последние представляют собой цепочки изометричных антиклиналей - куполов и синклиналей -мульд, а также седловин, высотой десятки и шириной сотни метров и километры. Именно такие купола и валы являются основными ловушками для нефти и газа.
Антеклизы - внутриплатформенные пологовыпуклые поднятия, обычно смежные с синеклизами, того же ранга и размера. Под антеклизами часто расположены крупные выступы фундамента (горсты), перекрытые осадочным чехлом небольшой мощности (1-1,5 км). Разломы, образующие горст часто проникают в осадочный чехол. Такую сложную структуру, состоящую из выступа фундамента и расположенной над ним антеклизы, чтобы подчеркнуть единство этой структуры, называют горст-антеклизой или горст-антиклиналью. Примеры Белорусская, Воронежская. Вершины антеклиз часто называют сводом. Так же, как и на синеклизах, осадочный чехол в их пределах, обычно, осложнен валами, куполами, флексурами.
Характерные особенности тектонического строения платформенного чехла.
Платформы развиваются на складчатом основании, являющемся их цоколем, фундаментом, для которого характерны все черты строения вышеперечисленные для геосинклинали, за исключением рельефа и активного вулканизма Геологические условия образования фундамента пока окончательно не выяснены. Особенности нового платформенного режима развития запечатляются в строении осадочного чехла, отделенного от складчатого основания несогласием. Иногда на платформах выделяется промежуточный комплекс, или структурный этаж, отражающий постепенность перехода геосинклинали от активного к спокойному режиму. От выше- и нижележащих толщ он также отделен угловым несогласием.
Складчатость платформенного чехла развита прерывисто, в виде отдельных шлгиклиналей или их групп преимущественно поперечного изгиба. По морфологии это, как правило, купола и брахиантиклинали. Они часто конседи-ментационные. Па отдельных горизонтальных срезах складки могут иметь различные плановые очертания.
• Разрывы распространены менее широко, чем в геосинклиналях, смещения по ним менее выражены. В целом образуют мозаичную, изотропную структуру. Данные геологического дешифрирования космических снимков показывают, что для платформ характерна довольно густая сеть линеаменто-разрывов с некартируемыми амплитудами перемещений по ним.
• Магматизм представлен трапповой разновидностью (основные интрузии и покровы базальтов).
• Плавные» постепенные изменения фациального состава и мощностей.
• Рельеф, как правило, равнинный. Однако известны районы с выраженной неотектонической активизацией- эпиплатформенные орогены. Для таких районов характерны платообразные горы и куэсты, прорезанные глубокими ущельями.
Строение границ платформ
Между платформами расположены или складчатые (геосинклинальные) пояса, или рифтовые системы. Складчатые пояса- планетарные структуры, характеризующиеся осадочными и вулканогенными отложениями большой мощности (километры) Раньше такие структуры назывались геосинклиналями. С появлением концепции тектоники плит их переименовали в складчатые пояса. В настоящее время оба эти термина сосуществуют. Пример Большой Кавказ, Урал. Внутренняя структура складчатого пояса чрезвычайно сложная. Зоны интенсивной линейной складчатости, магматизма и метаморфизма чередуются с зонами сравнительно слабодислоцированных пород без проявлений магматизма. Широко проявлена разрывная тектоника Встречаются отдельные участки, образованные несвойственными району экзотическими породами. Раньше они назывались срединными массивами, теперь -террейнами. На границах с платформой часто встречаются краевые прогибы, покровы, надвиги. Внутри складчатых областей выделяются синклинории и антикли-нории - сложнопостроениые, в общем выпуклые и вогнутые структуры шириной от десятков до первых сотен километров. Крылья таких структур, в свою очередь, смяты в синклинальные и антиклинальные складки более мелкого ранга. Часто они бывают осложнены горстами и грабенами и называются, соответственно, горст-антиклинориями и грабен синклинориями. Складчатые области соответствуют зонам субдукции по геодинамической классификации структурных форм. Нефтегазоносность складчатых областей связана, как правило, с антиклинальными складками синклинориев.
Рифтовые системы - системы линейно вытянутых грабенов планетарного масштаба, выходящие на дневную поверхность. Примеры Байкальская система, Красное Море. Ограничивающие грабены системы субпараллельных разломов часто являются листрическими сбросами. Ширина опущенных блоков на континентах колеблется от нескольких до десятков километров, а на океанах - до сотен километров. Для рифтов характерна современная сейсмическая и вулканическая активность. Заполнены рифтовые впадины либо рыхлыми кайнозойскими отложениями, либо водой. Рифты соответствуют зонам спрединга с геодинамической точки зрения. Области возрожденной тектонической активности представляют собой структуры, образующиеся в результате возрождения активных тектонических движений в отдельных частях платформ (тогда они называются эпиплатформенные орогены) или складчатых областей. Примеры Памир, Тянь-Шань, Плато Путорака, Лабино-Малкинская моноклинальная зона. Для таких структур характерны тектонические поднятия, интенсивная разломная тектоника. При этом разбитые разломами блоки земной коры испытывают разноамплитудные вертикальные движения. В результате возникают горные системы с поднятиями и впадинами. В рельефе это выражается в чередовании плосковершинных горных сооружений и межгорных впадин, выполненных обломочными континентальными отложениями. Другой особенностью рельефа и гор и впадин является наличие ярко выраженных ярусов рельефа. Как для областей возрожденной тектонической активности, так и для складчатых областей характерно различное число структурных этажей - от одного до четырех. Как правило, породы верхнего структурного этажа лежат субгоризонтально, а нижних - смяты в складки. Но это - не породы фундамента. Фундамент выделяется только у платформ.
Характерные особенности тектонического строения геосинклинальных областей
• Складчатость преимущественно линейная, продольного изгиба, заполняющая все пространство геосинклинальных областей. Характерны сходные ориентировки осевых поверхностей складок. Широко распространены наклонные и опрокинутые складки, осложненные надвигами.
• Разрывы имеют широкое распространение и, как правило, образуют как согласные длинным осям складок, так и поперечные системы. Часто встречаются надвиги. В глобальном масштабе геосинклинальную систему можно рассматривать как гигантский глубинный разлом.
• Магматизм широко распространен как в эффузивном, так и в интрузивном виде. Состав магматических пород разнообразен - от ультраосновного до кислого.
• Резкие изменения фациалыюго состава и мощностей вкрест простирания складчатых областей. Рельеф, как правило, сильно расчлененный. Абсолютные отметки могут достигать 8000 м. Расчлененность рельефа может достигать 1500 м. Горные хребты, в основном, протягиваются вдоль геосинклинальных систем. Речные долины, обычно, рассекают их. На заключительных стадиях развития геосинклиналей тектоническая активность затухает и рельеф выравнивается.
Топографическая основа геологических карт
Топографическая основа изображает в первую очередь, рельеф. Под рельефом местности понимают совокупность неровностей земной поверхности На топографических планах и картах рельеф изображают в горизонталях. Горизонталь - это замкнутая кривая, соединяющая точки земной поверхности с одинаковой высотной отметкой. Горизонтали получаются как следы пересечения земной поверхности горизонтальными плоскостями, превышения, (разность высот) между которыми одинаковы На рис показан холм и его изображение горизонталями на карте. Превышение между соседними горизонталями называется высотой сечения рельефа. Обычно, чем крупнее масштаб карты и спокойнее рельеф, тем меньше высота сечения. Кроме основных, в случае необходимости, на картах вычерчиваются дополнительные (изображаются прерывистыми линиями) горизонтали Они применяются по мере надобности для деталей и форм рельефа, существенных для данного масштаба, но не отраженных основными горизонталями. Как правило, инструкции рекомендуют проведение дополнительных горизонталей на половине, а при необходимости - также на четверти основного сечения. Такие дополнительные горизонтали называются полугоризонталями и четвертьгоризонталями. Иногда приходится вводить вспомогательные горизонтали произвольного, но определенного сечения, с обязательной подписью их высоты. При пользовании горизонталями важно уметь видеть в них не только математические линии равных высот, но и линии, рисующие формы рельефа. По начертанию горизонталей судят о типе рельефа Мягким формам рельефа свойственны округлые, плавные горизонтали, резким формам извилистые и угловатые. Подписи высот горизонталей делаются настолько часто, чтобы легко найти значения любой горизонтали. Подписи размешают так, чтобы их основание указывало паление ската. Высоты суши (абсолютные отметки, подписанные на горизонталях) считают от уровня моря. Для облегчения определения направлений скатов на некоторых горизонталях проводят короткие черточки, называемые берг штрихам. Расстояние между соседними горизонталями в плане называется заложением. Чем меньше заложение, тем круче скат местности и наоборот. Гряда, хребет, - выпуклая удлиненная форма рельефа, постепенно понижающаяся в одном направлении. По перегибу хребта перпендикулярно наибольшей кривизне горизонталей проходит водораздельная линия, или водораздел. Ложбина (лощина) - вогнутая форма рельефа, постепенно понижающаяся в одном направлении. По дну лощины, перпендикулярно наибольшей кривизне горизонталей проходит линия водослива - тальвег. Седловина - переходная форма рельефа, располагается между двумя хребтами и двумя лощинами. К ее центру подходят водоразделы и от нее начинаются тальвеги. Склон изображается относительно ровными параллельными между собой горизонталями. Любые перегибы склона выражаются увеличением или уменьшением расстояния между соседними горизонталями. Бровка - перегиб склона от более пологого наверху к относительно крутому внизу. Терраса - очень пологая, почти горизонтальная часть склона, или вы положенная часть водораздела.
Картографическая генерализация
Картографическая генерализация - это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов в соответствии с тематикой, назначением, масштабом карты и особенностями картируемых объектов и явлений. Соответствие тематике означает, что на разных по содержанию картах для одной и той же территории изображают различные объекты. Например, на цитологической карте показывают состав горных пород, вы-ходящих на дневную поверхность, на структурной абсолютную отметку картируемой поверхности, на биостратиграфической возраст выходящих на дневную поверхность толщ и пи).
Соответствие назначению означает, что на разных по назначению картах для одной и той же территории покажут различные объекты. Научно-справочная карта, например, должна быть более подробной, чем демонстрационная, а учебная содержать только те сведения, которые известны учащимся. Соответствие масштабу означает, что обзорные карты содержат более обобщенные сведения, чем детальные. Соответствие особенностям картируемых объектов, явлений и территорий означает, например, что на карте полезных ископаемых для территорий с неустановленной нефтегазоносностью должны быть показаны все обнаруженные признаки углеводородов, тогда как на картах такого же масштаба нефтегазоносных районов показывают только значительные или неизвестные ранее нефтегаюпроявления. Картографическую генерализацию осуществляют с помощью отбора и обобщения картируемых объектов.
Отбор нормы
Отбор осуществляют, руководствуясь нормами и цензами. Нормы отбора указывают, какую масть картируемых явлений показывают на карте. Например, при геологической съемке замеряют тысячи элементов залеганий слоев, но показывают на карте очень небольшую их часть при горизонтальном залегании совсем мало, при наклонном несколько больше, а при складчатом больше всего, столько, чтобы можно было бы показать геологическое строение района. Мри применении норм отбора, подход к картируемым явлениям статистический. Цензы отбора указывают, какие объекты исключают с карты (исключающие), а какие обязательно присутствуют на карте (избирательные). Например, на геологических картах исключают все объекты, площадью менее 4. мм в масштабе карты, маломощный покров четвертичных отложений и т.д. Однако, если геологическое тело хоть и имеет площадь менее 4 мм в масштабе карты, но связано с какими-либо полезными ископаемыми, его все равно показывают. При применении норм отбора, подход к картируемым явлениям индивидуальный. Обобщают картируемые контуры, объединяя картируемые явления, или укрупняя ранг картируемых объектов.
Графическое обобщение состоит в избирательном упрощении плановых очертаний изображаемых объектов. При этом должны сохранятся особенности очертаний, характерные для данного объекта и отличающие его с точки зрения данной карты признаки Графическая генерализация тесно связана с понятиями геометрической точности и тематической верности. Геометрическая точность - это степень соответствия местоположения точки на карте их местоположению в действительности. Геометрическая точность карты должна быть возможно большей, что обеспечивает возможно более точный показ картируемого объекта на своем месте, в своих очертаниях и размерах. Тематическая верность обеспечивает передачу картируемой действительности в ее главных, типических чертах. Чтобы сохранить требование тематической верности, на картах изображают детали исчезающе малые, но важные по значению, используя, например, внемасштабные знаки или преувеличивая (утрируя) характерные детали. Требования географической точности повышаются к картам, предназначенным для измерений и проектирования (средне- и крупномасштабным картам), тогда как требования тематической верности выступают на первый план на демонстрационных, мелкомасштабных и обзорных картах. Собирательное обобщение заключается в укрупнении рангов картируемых объектов и исключение самых мелких из них. Например, на топографической основе геологических карт горизонталями показываются главные особенности рельефа, исключается информация о растительности, второстепенных хозяйственных объектах. Различные виды генерализации связаны между собой. Геологические карты составляют на определенную площадь Обычно, площадное геологическое изучение территории начинают с мелкого масштаба, с составления мелкомасштабных карт, затем составляются средне, а потом, на обжитые территории и площади, перспективные для поисков полезных ископаемых - крупномасштабные и детальные карты, а при необходимости и планы.
Геолого-съемочные работы - это научно-производственные работы.
Структурные этажи
Структурный этаж отвечает одному циклу тектоно-магматической активизации. Для Европы эти циклы имеют свое название: байкальский, каледонскоий, герцинский, альпийский. Иногда многие путают структурные этажи и структурно-геологические (фациальнме) зоны. Этажи выделяются на одной территории и отвечают этапам ее геологического развития в времени. Структурно-фациальнме зоны - разные территории, различающиеся историей геологического развития. Покровы (шарьяжи) приводят к тому, что на площади одной карты могут соседствовать несколько сдвинутых вместе различных зон. При построении профильных геологических разрезов через площадь, на которой выделяется более одного структурного этажа, разрез строится поэтапно, начиная с самого молодого. Следует помнить, что структуры каждого этажа имеют свою форму, а подошва более молодых этажей является верхней границей распространения пород нижних этажей (как рельеф). Геологические границы нижележащих этажей по возможности трассируются, прослеживаются с учетом их структуры под подошвой вышележащих этажей. Структурный этаж - это комплекс горных пород (или часть разреза), обладающий единством структурного плана и сходным региональным метаморфизмом и магматизмом. От выше- и нижележащих толщ, обладающих новым структурным планом и степенью метаморфизма, он отделен угловым несогласием. На платформах выделяют два (фундамент и осадочный чехол), или три (фундамент, промежуточный и осадочный) этажа, а в складчатых областях их количество может достигать и четырех, в зависимости от числа циклов тектоно-магматической активизации. Внутри этажей выделяются структурные ярусы, подытажи и подъярусы. Они разделяются параллельными или угловыми несогласиями, отвечающими перерывам в осадконакоплении и размыву горных пород без существенной перестройки структурного плана территории и смены тектонического режима.Термин «структурный ярус» иногда употребляют в качестве синонима термина «структурный этаж», иногда - как часть структурного этажа В общем случае, это термин более свободного пользования, чем «структурный этаж».
Структурные подытажи и подъярусы - части структурных ярусов и этажей.
Иерархическая классификация структурных форм
Все структурные формы образуют системную иерархию или соподчинение. Для каждой структуры, начиная от континентов и океанов, характерен свой набор взаимозависимых все более и более мелких структур со своими характерными особенностями. Это связано с тем, что общими источниками энергии для формирования структур является ротационное вращение Земли и глубинные процессы внутри самой Земли. В результате их сложного взаимодействия происходит образование и планетарных и локальных структур. При этом энергия развития планетарных структур как бы рассеивается, интерферирует к все более и более мелким структурным формам. Именно поэтому, чем крупнее структура, тем она более устойчива и инертна в геологическом времени - долгоживущая. При переходе от более крупных иерархических уровней к более мелким, закономерно увеличиваются характерные углы на крыльях складок. Так, на платформах углы на крыльях синеклиз и антеклиз не превышают долей градуса, у сводов и валов - это несколько градусов, а у локальных структур могут достигать десятков градусов и даже быть вертикальными (диапировые складки и соляные купола).
Структурами самого низкого (крупного) ранга являются планетарные структуры. Они изучаются не только структурной геологией, но и многими другими геологическими науками, например, геофизикой, геодинамикой и т.д. Это связано с тем, что планетарные структуры являются не элементарной чисто структурной формой, а сложным образованием, в выделении которого учитываются различные признаки, структурные, геодинамические, геофизические, литологические и многие другие. Кроме тою, знания о Земле постоянно развиваются, описываются новые структурные формы и возникают новые термины, понятия и классификации. Поэтому в настоящее время существует множество классификаций планетарных структурных форм, которые можно условно разделить на три группы.
• Геодинамическая классификация, выделяет над мантией литосферные плиты - относительно жесткие, развивающиеся как единое целое, участки литосферы, разделенные линейными подвижными зонами с повышенной тектонической, сейсмической, вулканической активностью. Друг относительно друга литосферные плиты перемещаются преимущественно в горизонтальном направлении. Всего выделяется семь главных литосферных плит Земного шара: Евроазиатская, Австралийская, Антарктическая, Тихоокеанская, Северо- и Южно- Американские и Африканская. Внутри этих литосферных плит могут выделяться более мелкие В структурном и географическом плане литосферные плиты включают и континенты (сушу) и океаны. В зависимости от взаимных перемещений, разделяющие литосферные плиты зоны различаются по строению и имеют свои названия. Если литосферные плиты раздвигаются (перемещаются в противоположных горизонтальных направлениях), между ними возникают зоны спрединга, представленные рифтовыми системами (например, Срединно-Атлантическая). Рифтовые системы разделены гигантскими разломами-сдвигами, называемыми трансформными разломами. Если плиты перемещаются навстречу друг другу, возникают зоны субдукции и коллизии. Зона субдукции возникает, если одна литосферная плита, более тяжелая, надвигается (наползает) на более легкую. Последняя по наклонной плоскости погружается в недра Земли. Поверхность, по которой она погружается называется зоной Беньофа и характеризуется повышенной сейсмичностью. Например, Тихоокеанская плита погружается под Евроазиатскую. Граница проходит с севера на юг через Камчатку, Сахалин, Курилы, Японию. Если две плиты сталкиваются без погружения одной из них, возникают зоны коллизии - дробления, метаморфизма пород, Воздымания земной коры и интенсивного роста гор. Например, Анды (Кордильеры) возникли на границе Тихоокеанской и Американских плит, а Гималаи на границе столкнувшихся и спаявшихся более мелких Сибирской и Индокитайской плит.
• Геофизическая классификация: Земля разделяется на оболочки по комплексу физических свойств, главное из которых - разная скорость прохождения сейсмических волн от поверхности Земли до центра. Только по этому параметру выделяются внутреннее и внешнее ядро, мантия, состоящая из множества отдельных слоев, литосфера, земная кора. Земная кора, в свою очередь делится на континентальную (трехслойную) и океаническую (двухслойную).
• Морфологическая (структурная) классификация рассматривает основные элементы земной коры, главным образом, по ее внешним признакам. Самые крупные из них (структуры 1 ранга) - платформы, складчатые пояса (геосинклинали), рифтовые системы и области возрожденной тектонической активности (эпиплатформенные орогены). Каждая из вышеперечисленных структурных форм состоит из более мелких, характерных для той или иной структуры, форм.
Платформы - тектонически относительно устойчивые несейсмичные структуры континентальной земной коры со слабым магматизмом. В строении платформ выделяется два структурных этажа: фундамент, сложенный дислоцированными метаморфическими породами, прорванными интрузиями, и чехол, состоящий из слабо дислоцированных (за исключением территорий развития солянокупольной тектоники и грязевого вулканизма), почти неизмененных осадочных пород преимущественно морского генезиса. Рельеф платформ равнинный, местами холмистый. В океанах аналогами платформ являются абиссальные равнины.
Щиты - части платформ, лишенные осадочного чехла или обладающие маломощным чехлом. Это объясняется тем, что щиты в своей истории испытывали преимущественно устойчивые суммарные воздымания. Многочисленными разрывами щиты разбиты на более мелкие блоки. Примеры - Алданский, Украинский, Балтийский.
Плиты - части платформ, перекрытые мощным (тысячи метров) осадочным чехлом. Это объясняется тем, что плиты в своей истории испытывали преимущественно устойчивые суммарные погруженния.
Внутри плит выделяют более мелкие структуры - синеклизы, геологически отрицательные структуры. Примеры синеклиз Московская, Прикаспийская, Вилюйская. Наклон крыльев синеклиз - 1° и менее, поперечные размеры - до тысячи километров. Мощность чехла в их пределах -3-5 км. Фундамент под синеклизами прогибается. Почти всегда, примерно под центральной частью синеклиз в нем выделяются аалакогены - гигантские погребенные грабены длиной сотни и шириной десятки километров. Глубина залегания фундамента в центральной части авлакогена достигает 10-12 км. Разломы, образующие грабен, часто проникают в осадочный чехол. Такую сложную структуру, состоящую из авлакогена и расположенной над ним синеклизы, чтобы подчеркнуть их единство, называют грабясинеклизой или грабен-синклиналью. В осадочном чехле синеклиз на крыльях над авлакогенами часто формируются еще более мелкие структурные формы - флексуры и валы. Последние представляют собой цепочки изометричных антиклиналей - куполов и синклиналей -мульд, а также седловин, высотой десятки и шириной сотни метров и километры. Именно такие купола и валы являются основными ловушками для нефти и газа.
Антеклизы - внутриплатформенные пологовыпуклые поднятия, обычно смежные с синеклизами, того же ранга и размера. Под антеклизами часто расположены крупные выступы фундамента (горсты), перекрытые осадочным чехлом небольшой мощности (1-1,5 км). Разломы, образующие горст часто проникают в осадочный чехол. Такую сложную структуру, состоящую из выступа фундамента и расположенной над ним антеклизы, чтобы подчеркнуть единство этой структуры, называют горст-антеклизой или горст-антиклиналью. Примеры Белорусская, Воронежская. Вершины антеклиз часто называют сводом. Так же, как и на синеклизах, осадочный чехол в их пределах, обычно, осложнен валами, куполами, флексурами.
Характерные особенности тектонического строения платформенного чехла.
Платформы развиваются на складчатом основании, являющемся их цоколем, фундаментом, для которого характерны все черты строения вышеперечисленные для геосинклинали, за исключением рельефа и активного вулканизма Геологические условия образования фундамента пока окончательно не выяснены. Особенности нового платформенного режима развития запечатляются в строении осадочного чехла, отделенного от складчатого основания несогласием. Иногда на платформах выделяется промежуточный комплекс, или структурный этаж, отражающий постепенность перехода геосинклинали от активного к спокойному режиму. От выше- и нижележащих толщ он также отделен угловым несогласием.
Складчатость платформенного чехла развита прерывисто, в виде отдельных шлгиклиналей или их групп преимущественно поперечного изгиба. По морфологии это, как правило, купола и брахиантиклинали. Они часто конседи-ментационные. Па отдельных горизонтальных срезах складки могут иметь различные плановые очертания.
• Разрывы распространены менее широко, чем в геосинклиналях, смещения по ним менее выражены. В целом образуют мозаичную, изотропную структуру. Данные геологического дешифрирования космических снимков показывают, что для платформ характерна довольно густая сеть линеаменто-разрывов с некартируемыми амплитудами перемещений по ним.
• Магматизм представлен трапповой разновидностью (основные интрузии и покровы базальтов).
• Плавные» постепенные изменения фациального состава и мощностей.
• Рельеф, как правило, равнинный. Однако известны районы с выраженной неотектонической активизацией- эпиплатформенные орогены. Для таких районов характерны платообразные горы и куэсты, прорезанные глубокими ущельями.
Строение границ платформ
Между платформами расположены или складчатые (геосинклинальные) пояса, или рифтовые системы. Складчатые пояса- планетарные структуры, характеризующиеся осадочными и вулканогенными отложениями большой мощности (километры) Раньше такие структуры назывались геосинклиналями. С появлением концепции тектоники плит их переименовали в складчатые пояса. В настоящее время оба эти термина сосуществуют. Пример Большой Кавказ, Урал. Внутренняя структура складчатого пояса чрезвычайно сложная. Зоны интенсивной линейной складчатости, магматизма и метаморфизма чередуются с зонами сравнительно слабодислоцированных пород без проявлений магматизма. Широко проявлена разрывная тектоника Встречаются отдельные участки, образованные несвойственными району экзотическими породами. Раньше они назывались срединными массивами, теперь -террейнами. На границах с платформой часто встречаются краевые прогибы, покровы, надвиги. Внутри складчатых областей выделяются синклинории и антикли-нории - сложнопостроениые, в общем выпуклые и вогнутые структуры шириной от десятков до первых сотен километров. Крылья таких структур, в свою очередь, смяты в синклинальные и антиклинальные складки более мелкого ранга. Часто они бывают осложнены горстами и грабенами и называются, соответственно, горст-антиклинориями и грабен синклинориями. Складчатые области соответствуют зонам субдукции по геодинамической классификации структурных форм. Нефтегазоносность складчатых областей связана, как правило, с антиклинальными складками синклинориев.
Рифтовые системы - системы линейно вытянутых грабенов планетарного масштаба, выходящие на дневную поверхность. Примеры Байкальская система, Красное Море. Ограничивающие грабены системы субпараллельных разломов часто являются листрическими сбросами. Ширина опущенных блоков на континентах колеблется от нескольких до десятков километров, а на океанах - до сотен километров. Для рифтов характерна современная сейсмическая и вулканическая активность. Заполнены рифтовые впадины либо рыхлыми кайнозойскими отложениями, либо водой. Рифты соответствуют зонам спрединга с геодинамической точки зрения. Области возрожденной тектонической активности представляют собой структуры, образующиеся в результате возрождения активных тектонических движений в отдельных частях платформ (тогда они называются эпиплатформенные орогены) или складчатых областей. Примеры Памир, Тянь-Шань, Плато Путорака, Лабино-Малкинская моноклинальная зона. Для таких структур характерны тектонические поднятия, интенсивная разломная тектоника. При этом разбитые разломами блоки земной коры испытывают разноамплитудные вертикальные движения. В результате возникают горные системы с поднятиями и впадинами. В рельефе это выражается в чередовании плосковершинных горных сооружений и межгорных впадин, выполненных обломочными континентальными отложениями. Другой особенностью рельефа и гор и впадин является наличие ярко выраженных ярусов рельефа. Как для областей возрожденной тектонической активности, так и для складчатых областей характерно различное число структурных этажей - от одного до четырех. Как правило, породы верхнего структурного этажа лежат субгоризонтально, а нижних - смяты в складки. Но это - не породы фундамента. Фундамент выделяется только у платформ.
Характерные особенности тектонического строения геосинклинальных областей
• Складчатость преимущественно линейная, продольного изгиба, заполняющая все пространство геосинклинальных областей. Характерны сходные ориентировки осевых поверхностей складок. Широко распространены наклонные и опрокинутые складки, осложненные надвигами.
• Разрывы имеют широкое распространение и, как правило, образуют как согласные длинным осям складок, так и поперечные системы. Часто встречаются надвиги. В глобальном масштабе геосинклинальную систему можно рассматривать как гигантский глубинный разлом.
• Магматизм широко распространен как в эффузивном, так и в интрузивном виде. Состав магматических пород разнообразен - от ультраосновного до кислого.
• Резкие изменения фациалыюго состава и мощностей вкрест простирания складчатых областей. Рельеф, как правило, сильно расчлененный. Абсолютные отметки могут достигать 8000 м. Расчлененность рельефа может достигать 1500 м. Горные хребты, в основном, протягиваются вдоль геосинклинальных систем. Речные долины, обычно, рассекают их. На заключительных стадиях развития геосинклиналей тектоническая активность затухает и рельеф выравнивается.
Топографическая основа геологических карт
Топографическая основа изображает в первую очередь, рельеф. Под рельефом местности понимают совокупность неровностей земной поверхности На топографических планах и картах рельеф изображают в горизонталях. Горизонталь - это замкнутая кривая, соединяющая точки земной поверхности с одинаковой высотной отметкой. Горизонтали получаются как следы пересечения земной поверхности горизонтальными плоскостями, превышения, (разность высот) между которыми одинаковы На рис показан холм и его изображение горизонталями на карте. Превышение между соседними горизонталями называется высотой сечения рельефа. Обычно, чем крупнее масштаб карты и спокойнее рельеф, тем меньше высота сечения. Кроме основных, в случае необходимости, на картах вычерчиваются дополнительные (изображаются прерывистыми линиями) горизонтали Они применяются по мере надобности для деталей и форм рельефа, существенных для данного масштаба, но не отраженных основными горизонталями. Как правило, инструкции рекомендуют проведение дополнительных горизонталей на половине, а при необходимости - также на четверти основного сечения. Такие дополнительные горизонтали называются полугоризонталями и четвертьгоризонталями. Иногда приходится вводить вспомогательные горизонтали произвольного, но определенного сечения, с обязательной подписью их высоты. При пользовании горизонталями важно уметь видеть в них не только математические линии равных высот, но и линии, рисующие формы рельефа. По начертанию горизонталей судят о типе рельефа Мягким формам рельефа свойственны округлые, плавные горизонтали, резким формам извилистые и угловатые. Подписи высот горизонталей делаются настолько часто, чтобы легко найти значения любой горизонтали. Подписи размешают так, чтобы их основание указывало паление ската. Высоты суши (абсолютные отметки, подписанные на горизонталях) считают от уровня моря. Для облегчения определения направлений скатов на некоторых горизонталях проводят короткие черточки, называемые берг штрихам. Расстояние между соседними горизонталями в плане называется заложением. Чем меньше заложение, тем круче скат местности и наоборот. Гряда, хребет, - выпуклая удлиненная форма рельефа, постепенно понижающаяся в одном направлении. По перегибу хребта перпендикулярно наибольшей кривизне горизонталей проходит водораздельная линия, или водораздел. Ложбина (лощина) - вогнутая форма рельефа, постепенно понижающаяся в одном направлении. По дну лощины, перпендикулярно наибольшей кривизне горизонталей проходит линия водослива - тальвег. Седловина - переходная форма рельефа, располагается между двумя хребтами и двумя лощинами. К ее центру подходят водоразделы и от нее начинаются тальвеги. Склон изображается относительно ровными параллельными между собой горизонталями. Любые перегибы склона выражаются увеличением или уменьшением расстояния между соседними горизонталями. Бровка - перегиб склона от более пологого наверху к относительно крутому внизу. Терраса - очень пологая, почти горизонтальная часть склона, или вы положенная часть водораздела.
Картографическая генерализация
Картографическая генерализация - это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов в соответствии с тематикой, назначением, масштабом карты и особенностями картируемых объектов и явлений. Соответствие тематике означает, что на разных по содержанию картах для одной и той же территории изображают различные объекты. Например, на цитологической карте показывают состав горных пород, вы-ходящих на дневную поверхность, на структурной абсолютную отметку картируемой поверхности, на биостратиграфической возраст выходящих на дневную поверхность толщ и пи).
Соответствие назначению означает, что на разных по назначению картах для одной и той же территории покажут различные объекты. Научно-справочная карта, например, должна быть более подробной, чем демонстрационная, а учебная содержать только те сведения, которые известны учащимся. Соответствие масштабу означает, что обзорные карты содержат более обобщенные сведения, чем детальные. Соответствие особенностям картируемых объектов, явлений и территорий означает, например, что на карте полезных ископаемых для территорий с неустановленной нефтегазоносностью должны быть показаны все обнаруженные признаки углеводородов, тогда как на картах такого же масштаба нефтегазоносных районов показывают только значительные или неизвестные ранее нефтегаюпроявления. Картографическую генерализацию осуществляют с помощью отбора и обобщения картируемых объектов.
Отбор нормы
Отбор осуществляют, руководствуясь нормами и цензами. Нормы отбора указывают, какую масть картируемых явлений показывают на карте. Например, при геологической съемке замеряют тысячи элементов залеганий слоев, но показывают на карте очень небольшую их часть при горизонтальном залегании совсем мало, при наклонном несколько больше, а при складчатом больше всего, столько, чтобы можно было бы показать геологическое строение района. Мри применении норм отбора, подход к картируемым явлениям статистический. Цензы отбора указывают, какие объекты исключают с карты (исключающие), а какие обязательно присутствуют на карте (избирательные). Например, на геологических картах исключают все объекты, площадью менее 4. мм в масштабе карты, маломощный покров четвертичных отложений и т.д. Однако, если геологическое тело хоть и имеет площадь менее 4 мм в масштабе карты, но связано с какими-либо полезными ископаемыми, его все равно показывают. При применении норм отбора, подход к картируемым явлениям индивидуальный. Обобщают картируемые контуры, объединяя картируемые явления, или укрупняя ранг картируемых объектов.
Графическое обобщение состоит в избирательном упрощении плановых очертаний изображаемых объектов. При этом должны сохранятся особенности очертаний, характерные для данного объекта и отличающие его с точки зрения данной карты признаки Графическая генерализация тесно связана с понятиями геометрической точности и тематической верности. Геометрическая точность - это степень соответствия местоположения точки на карте их местоположению в действительности. Геометрическая точность карты должна быть возможно большей, что обеспечивает возможно более точный показ картируемого объекта на своем месте, в своих очертаниях и размерах. Тематическая верность обеспечивает передачу картируемой действительности в ее главных, типических чертах. Чтобы сохранить требование тематической верности, на картах изображают детали исчезающе малые, но важные по значению, используя, например, внемасштабные знаки или преувеличивая (утрируя) характерные детали. Требования географической точности повышаются к картам, предназначенным для измерений и проектирования (средне- и крупномасштабным картам), тогда как требования тематической верности выступают на первый план на демонстрационных, мелкомасштабных и обзорных картах. Собирательное обобщение заключается в укрупнении рангов картируемых объектов и исключение самых мелких из них. Например, на топографической основе геологических карт горизонталями показываются главные особенности рельефа, исключается информация о растительности, второстепенных хозяйственных объектах. Различные виды генерализации связаны между собой. Геологические карты составляют на определенную площадь Обычно, площадное геологическое изучение территории начинают с мелкого масштаба, с составления мелкомасштабных карт, затем составляются средне, а потом, на обжитые территории и площади, перспективные для поисков полезных ископаемых - крупномасштабные и детальные карты, а при необходимости и планы.
Геолого-съемочные работы - это научно-производственные работы.
