Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Общая геология

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
32.67 Mб
Скачать

82

Элементы минералогии, петрографии и тектоники

Рис. 20.

Горный компас.

П оясним, почему горный

компас, у которого запад и восток

п ереставлены местами и деления на лимбе расположены против

 

часовой стрелки, все же дает

 

правильные определения азиму­

 

тальных углов любых направ­

 

лений.

 

 

Допустим,

что

нам

 

надо

 

 

определить

азимут

направле­

 

 

ния А В (рис. 21).

 

Пунктирная

 

 

линия N S — меридиан,

прохо­

 

 

дящий через точку

А.

Компас

 

 

устанавливаем

в

точке А так,

 

 

как было

указано

выше. Нам

 

 

надо

определить

 

угол

 

N A B

 

 

(по

часовой

 

стрелке).

По

 

 

лимбу

компаса

мы

отсчиты­

Рис. 21.

Определение азимута на­

ваем угол

 

СМп

против

 

часо­

вой стрелки. Из

рисунка

оче­

правления

при помощи горного

 

компаса.

видно,

что

отсчитываемый по

искомому

 

компасу

угол

 

точно

 

равен

азимутальному углу направления

А В.

 

 

 

 

 

 

Если бы азимутальные углы определяли при помощи обычного

компаса,

результаты замеров пришлось бы пересчитывать.

 

 

Формы залегания осадочных горных пород

83

Замер элементов залегания пласта

Процесс замера элементов залегания пласта (азимута и угла

падения, азимутов простирания) заключается в

следующем.

При помощи

геологического молотка очищают

естественную

площадку. Если

мы хотим вначале определить положение линии

простирания слоя (что делают при углах падения > 10°), придаем пластинке компаса вертикальное положение. Прикладываем длинную сторону компаса к плоскости (естественной площадке) пласта так, чтобы клинометр показывал 0°. Вдоль длинной сто­ роны пластинки компаса прочерчиваем линию, которая указы­ вает направление простирания пласта. Если мы сначала хотим определить положение линии падения (что делают при малых углах падения пласта), придаем пластинке компаса вертикальное положение. Прикладываем длинную сторону компаса к плоскости

пласта так,

чтобы клинометр

показывал максимальный угол.

Это и будет

угол падения слоя.

По длинной стороне пластинки

компаса прочерчиваем линию, которая указывает направление падения слоя. Когда на естественной площадке пласта прочер­ чены линия простирания и линия падения слоя, определяем азимут падения п простирания слоя.

Для этого короткой южной стороной компас прикладываем к линии, простирания слоя так, чтобы северная короткая сторона была обращена в сторону падения слоя. Компасу придаем гори­ зонтальное положение. Опускаем арретиром магнитную стрелку, даем ей успокоиться и отсчитываем по лимбу компаса азимут падения слоя. Затем магнитную стрелку арретиром приподни­ маем и прижимаем к стеклу компаса.

Зная азимут падения слоя, не надо определять азимуты его простирания. Для этого к азимуту падения надо прибавить и отнять по 90°, и мы получим азимуты простирания. Если все же мы хотим при помощи компаса определить азимуты простирания слоя, мы придаем компасу горизонтальное положение. Длинную сторону компаса прикладываем к линии простирания и от­

считываем

по лимбу азимут простирания слоя.

Другой ази­

мут может

быть получен

прибавлением к отсчитанному

ази­

муту 180°.

 

 

 

 

Так как, зная азимуты простирания слоя, путем вычислений

нельзя определить азимут падения слоя, то совершенно

ясно,

что удобнее впачале определять азимут падения слоя.

 

Измерение угла падения пласта производится следующим

образом (рпс. 22).

 

 

 

Допустим, нам нужно определить угол падения слоя а. ВС

его кровля,

DE — подош ва.

Для его измерения

придаем

пла­

стинке компаса вертикальное положение. Длинную сторону компаса прикладываем к кровле слоя а.

6*

84

Элементы

минералогии,

петрографии и тектоники

 

Клинометр M Z

покажет

на полулимбе

K M Z , равный

искомому углу падения АВС (углы с взаимно-перпендикуляр­ ными сторонами).

Результаты замера элементов залегания слоев горных пород, произведенного в том или другом естественном или искусствен­ ном обнажении, обычно графически наносят на карту в точке нахождения обнажения. Допустим, элементы залегания слоя

оказались равными: азимут падения СВ 63°, угол падения 48° или сокращенно СВ 63° 48°.

Указанный замер заносится на карту, как указано на рис. 3. Стрелкой показано направление азимута падения слоя. Число градусов у стрелки — угол падения слоя. Перпендикуляр к стрелке — простирание слоя,

§ 3. ПЛИКАТИВНЫЕ ДИСЛОКАЦИИ

Основной формой пликативных дислокаций являются с к л а д - к и. Они обычно встречаются в природе группами, одиночные складки наблюдаются редко. Для уяснения того, что такое склад­ ки, представим себе ряд слоев (пластов, свит слоев или пластов, горизонтов), наложенных друг на друга. Пусть кровли и подошвы их образуют в пространстве выпуклости и вогнутости, более или менее вытянутые в каком-либо направлении. Эти выпуклости и вогнутости, по существу говоря, и есть складки.

Каждая складка-выпуклость по простиранию и вкрест про­ стирания обычно переходит в складки-вогнутости. В свою очередь каждая складка-вогнутость по простиранию и вкрест простира­ ния переходит в складки-выпуклости.

Представим себе, далее, что мы эти складки-выпуклости и складки-вогнутости пересекли горизонтальной плоскостью.

Формы залегания осадочных горных пород

85

Естественно, что в этой плоскости мы получим линии эллип­ тической формы, отображающие собой кровли и подошвы отдель­ ных горизонтов. Между этими линиями располагаются выходы горных пород соответствующих горизонтов.

У тех и других складок выделяются центральные участки, получившие наименование я д е р .

Рис. 23. Схема антиклинальной складки.

о — разрез складки по горизонтальной плоскости; б — вертикальный поперечный раз­ рез складки; в — вертикальный продольный разрез складки; 1 — ядро антиклинальной

складки; 2 — шарниры отдельных горизонтов.

В горизонтальной плоскости эти ядра выглядят чаще всего как замкнутые эллипсы (рис. 23 и 24).

Выделяются складки двух основных типов: антиклинальные

исинклинальные.

Ан т и к л и н а л ь н ы м и называются складки, в ядрах (центральных частях) которых располагаются наиболее древние породы. Вокруг них по мере удаления от ядра располагаются все более и более молодые породы.

С и н к л и н а л ь н ы м и называются складки, у которых в ядрах располагаются наиболее молодые, а вокруг по мере удаления от ядра все более и более древние породы.

В большинстве случаев у антиклинальных складок перегиб слоев выпуклостью обращен кверху, у синклинальных — книзу. Однако бывает и наоборот. Поэтому для решения вопроса, с какой складкой мы имеем дело, существует следующий критерий. Склад­ ку нужно мысленно разрезать горизонтальной плоскостью и

установить возраст горных

пород, образующих

ядро складки,

по отношению к возрасту

пород, расположенных

вокруг ядра.

86 Элементы минералогии, петрографии и тектоники

Если в ядре будут находиться более древние горизонты, чем вокруг него, перед нами складка антиклинальная, в противвом случае — складка синклинальная. Складки антиклинальные и синклинальные часто называют а н т и к л и н а л я м и и с и н ­ к л и н а л я м и 1.

Складки, о которых мы говорим, представляют собой формы залегания осадочных горных пород в недрах земной коры*

7

Рис. 24. Схема синклинальной складки.

а — разрез складки по горизонтальной плоскости; б — вертикальный поперечный раврез складки; < — вертикальный продольный разрез складки; 1 — ядро синклинальной складки; 2 — шарниры отдельных горизонтов.

У тех и других складок выделяют следующие элементы: пере­

гибы слоев (горизонтов), осевые поверхности и крылья.

части

К р ы л ь я м и с к л а д к и

называются боковые

(склоны) складки.

схемы антиклинальной и

син­

На рис. 23 и 24 изображены

клинальной складок. Каждая складка изображена в виде

трех

взаимно-перпендикулярных разрезов — проекций через

соот­

ветствующую складку.

В поперечных (вкрест простирания) и продольных (по про­ стиранию) разрезах через складки видны дугообразные перегибы горизонтов, принимающих участие в строении складок.

1 Когда мы говорим об антиклиналях и синклиналях, ни в коем случае нельзя отождествлять их с возвышенными и пониженными участками зем­ ного рельефа. Рельеф земной поверхности есть результат разнообразных геологических процессов, происходящих на поверхности Земли. Там, где поверхностные части земной коры сложены мягкими, податливыми породами, там быстрее разрушаются породы, чаще возникают отрицательные формы рельефа (впадины, понижения и т. д.). Там же, где горные породы более крепкие, устойчивые, возникают положительные формы рельефа (вершины, холмы, возвышения и т. д.).

Формы залегания осадочных горных пород

87

Перегибы горизонтов в продольных разрезах, как правило, более пологие, чем в поперечных. Это видно на рис. 23 и 24.

Перегибы

горизонтов в поперечном разрезе часто называют

з а м к а м и

этих горизонтов.

Если замки горизонтов обращены своей выпуклостью кверху, их называют с в о д а м и складки, в противном случае — с е д ­ л а м и . У каждого горизонта в вертикальных разрезах складок можно выделить серединные линии. Точки перегиба этих линий в поперечных вертикальных разрезах через складки получили

наименование ш а р н и р о в .

собой

шарниры

горизонтов

Линия, соединяющая

между

в каком-либо поперечном

разрезе

через

складку,

называется

о с ь ю с к л а д к и в с о о т в е т с т в у ю щ е м п о п е р е ч ­ н о м р а з р е з е .

На рис. 23 и 24 эти оси обозначены EF.

Естественно, что через каждую складку можно мысленно провести бесчисленное множество поперечных разрезов.

Геометрическое место осей складок носит наименование о с е ­

в о й п о в е р х н о с т и складки.

складок представлены

На наших схемах осевые поверхности

плоскостями, а оси складок — прямыми

линиями.

В природе такие случаи представляют редкое исключение. Обычно же оси складок представляют собой кривые линии, осевые поверхности — кривые поверхности.

Осевые поверхности складок часто имеют сложную форму. Они изгибаются вдоль складок в горизонтальном и вертикальном направлениях. Иногда они имеют характер винтовой поверх­ ности. Линия пересечения осевой поверхности складок с рельефом

местности называется о с ь ю с к л а д к и

н а п о в е р х ­

н о с т и .

 

Уклонение осей складок на поверхности или серединных линий горизонтов от горизонтально-прямолинейного направления называют у н д у л я ц и е й оси складки на поверхности или серединных линий горизонта. Те и другие линии могут ундулировать в горизонтальной и в вертикальной плоскостях.

Почти любая антиклинальная складка по простиранию и вкрест простирания сопряжена с синклинальными складками. То же можно сказать почти о любой синклинальной складке. Она в свою очередь по простиранию и вкрест простирания сопря­ жена с антиклинальными складками.

На рис. 25 изображен схематический поперечный разрез через ряд сопряженных антиклинальных и синклинальных складок.

Здесь легко выделяется антиклинальная складка I I между осевыми поверхностями CD и K L и сопряженные с ней синкли­ нальные складки I и I I I . Синклинальная складка / располагается между осевыми поверхностями А В и EF. С ней сопряжены анти­ клинальные складки I V и II.

88

Элементы

минералогии,

петрографии и тектоники

Синклинальная

складка I I I

располагается

между осевыми

поверхностями

EF

и MN. С ней сопряжены

антиклинальные

складки

I I и

V.

 

 

 

Как уже было сказано, у каждой антиклинальной и синкли­

нальной складки выделяют крылья. У антиклинальной складки

I I

северное крыло располагается между осевыми поверхностями

EF

и KL. Это крыло является одновременно южным крылом

сопряженной с антиклиналью I I синклинальной складки III, Южное крыло антиклинальной складки I I располагается между осевыми поверхностями EF и CD. Это крыло в то же время

Рис. 25. Схематический поперечный разрез через ряд сопря­ женных антиклинальных и синклинальных складок.

1 — ядра складок на уровне PS;

2 — шарниры горизонтов; А В , CD,

E F, K L , M N — проекции

осевых поверхностей складок.

является северным крылом сопряженной с ней синклинальной складки I.

Таким образом, любое крыло антиклинальной складки явля­ ется крылом сопряженной с ней синклинальной складки.

На осевой поверхности любой складки можно легко предста­ вить себе положение серединных линий горизонтов.

У большинства антиклинальных складок эти серединные линии образуют перегибы, обращенные кверху; у большинства синклинальных складок — перегибы, обращенные книзу. Как уже говорилось, эти перегибы обычно более пологие, чем поперечные перегибы горизонтов. Продольными перегибами серединных линий горизонтов определяются концы антиклинальных и соответственно синклинальных складок.

Указанные участки антиклинальных складок получили наиме­ нование п е р и к л и н а л ь н ы х их окончаний.

Соответствующие участки в

синклинальных складках полу­

чили наименование ц е н т р и к л и н а л ь н ы х

их окончаний.

Каждая антиклинальная и

синклинальная

складка харак­

теризуется длиной и шириной. В общем случае длина и ширина складки различны на разных уровнях.

 

Формы залегания осадочных

горных пород

89

Д л и н о й

антиклинальной или

синклинальной

складки

на том или другом уровне называют расстояние между периклинальными или центриклинальными окончаниями складки на соответствующем уровне. Ширина антиклинальной или синкли­ нальной складки в общем случае различна не только на разных уровнях, но и в различных поперечных разрезах. Ш и р и н а определяется расстоянием между ограничивающими складку осе­ выми поверхностями в поперечном вертикальном разрезе на соответствующем уровне.

Каждое крыло любого горизонта, принимающего участие в строении антиклинальных и синклинальных складок, имеет

высоту.

В

общем случае

 

 

 

 

эта

высота

неодинакова

 

 

 

 

для

различных

попереч­

 

 

 

 

ных

разрезов

через

одну

 

 

 

 

и

ту

же складку.

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

26

показан

 

 

 

 

поперечный

разрез

через

 

 

 

 

антиклинальную

складку

 

 

 

 

и

сопряженные

с

 

ней

 

 

 

 

синклинальные

 

складки.

 

 

 

 

CD — проекция

осевой

Рис.

26. Поперечный разрез через

анти­

поверхности антиклиналь­

ной

складки, А В и EF

клинальную и сопряженные с ней синкли­

проекции осевых

поверх­

 

нальные складки.

 

 

ностей

сопряженных

с

соседних синклинальных складок на

антиклинальной

складкой

плоскость поперечного

разреза.

У горизонта 8 высота северного

крыла

равна KL, у

горизонта

6 ST. Соответственно

у

тех

же горизонтов высота южного крыла равна QR и GH. Из рис. 26

видно, что эти высоты различны. Определение указанных

высот

понятно

из

чертежа.

 

 

 

 

 

 

 

Теперь рассмотрим складки различных типов.

 

раз­

 

Все складки

рассматриваем в вертикальных поперечных

резах. Среди складок, как указывалось выше, различают анти­ клинальные и синклинальные складки. В зависимости от поло­ жения осевой плоскости или поверхности антиклинальные и синкли­

нальные складки могут быть

п р я м ы м и , к о с ы м и (или н а к ­

л о н н ы м и ) , л е ж а ч и м и

и п е р е в е р н у т ы м и (рис.27).

У всех рассматриваемых

складок осевые поверхности пред­

ставлены осевыми плоскостями. Когда мы говорим об осевых плоскостях, не нужно думать, что это математические плоскости. В природных условиях это поверхности, в известной степени приближающиеся к плоскостям.

У прямых складок осевые плоскости вертикальны, у косых (или наклонных) наклонены к горизонтальной плоскости, у лежа­ чих близки к горизонтальной плоскости.

90Элементы минералогии, петрографии и тектоники

Уперевернутых складок осевые плоскости имеют обратный наклон. Благодаря этому перегиб слоев у перевернутых антикли­ нальных складок своей выпуклостью обращен книзу, а у синкли­ нальных — кверху.

По очертаниям в плане, кроме антиклинальных и синклиналь­

ных складок, которые называются линейно-вытянутыми, выделяют брахиантиклинальные и брахисинклинальные складки, или брахиантиклинали и брахисинклинали, купола и мульды (или чаши).

Рис. 27. Типы антиклинальных и си“клинальных складок.

а — прямые;

6 — косые

(наклонные);

в — лежачие; г — перевернутые; АВ — осевые

плоскости антиклинальной складки;

CD и EF — осевые плоскости синклинальных

 

 

 

 

складок.

 

 

 

Брахискладки

Б р а х и а н т и к л и н а л ь н ы м и и б р а х и с и н к л и -

н а л ь н ы м и

складками называются складки, у которых длина

относится

к ширине (на уровне поверхности Земли) в пределах

примерно

от

7/i до */i.

 

К у п о л а м и

называются антиклинальные складки, у кото­

рых длина относится к ширине на уровне поверхности Земли

примерно от s/i

до 1/1.

М у л ь д а м и

(или чашами) называются синклинальные

складки, у которых длина относится к ширине на уровне поверх­ ности Земли примернб от 3/i до Vi.

Брахиструктуры часто встречаются в нефтеносных обла­ стях.

По форме и положению крыльев антиклинальные и синкли­ нальные складки бывают симметричными, асимметричными, изо­ клинальными, веерообразными, сундучными.

Симметричные и асимметричные складки

С и м м е т р и ч н ы м и

складками

называются складки,

у которых крылья по ширине и наклону

примерно одинаковы;

а с и м м е т р и ч н ы м и — у

которых

крылья неодинаковы

(рис. 28 и 29).