Будова поверхонь неузгоджень

 

Поверхня стратиграфічних неузгоджень може мати різні форми. Вона буває сильно зглаженою, але бувають і різко виражені нерівності з перепадом висот в десятки і сотні метрів. На такій поверхні виникають своєрідні структури. Найбільш типові: облягання і прилягання (рис. 4.1).

Облягання – це плащеподібне перекриття всіх виступів і нерівностей поверхні неузгодження. Товщина шарів у нижній частині неузгоджено залягаючої товщі зменшується над підвищеннями древнього рельєфу і збільшується над пониженням. Ця розбіжність товщин поступово вирівнюється уверх по розрізу.

Прилягання. При крутих нерівностях рельєфу поверхні неузгодження осадки накопичуються шляхом поступового заповнення понижених ділянок. Вздовж крутих схилів можливі різні варіанти прилягання шарів, серед яких розрізняють паралельне і неузгоджене. При паралельному приляганні розмиті шари і накладені на них залягають паралельно, при неузгодженому – верхні шари перекривають нижні з кутовим неузгодженням.

Прилягання шарів широко проявляється серед прибережних морських вулканів і особливо серед алювіальних відкладів. Ці відклади заповнюючи вироблені річкою долини, завжди прилягають до корінних порід, які складають ложе долини. При цьому алювіальні відклади русел і терас, а також корінні породи можуть контактувати як паралельно, так і неузгоджено.

 

 

 

 

Критерії встановлення стратиграфічного неузгодження

 

До критеріїв встановлення поверхонь неузгоджень, які дозволяють відрізняти їх від звичайних границь, відносяться наступні:

- характерна будова поверхні неузгодження, яка має на відміну від звичайних поверхонь нашарування численні нерівності у вигляді вимоїн (кишень) і виступів;

- кутове неузгодження між товщами різного віку (кутове неузгодження без стратиграфічного не буває);

- різкий віковий розрив між фауною і флорою (ця ознака важлива для встановлення паралельних неузгоджень в чохлі платформи);

- різка розбіжність у ступені метаморфізму двох товщ, а також у їх насиченні жильними породами;

- наявність базального конгломерату в основі молодої товщі;

- різкий перехід від морських фацій до континентальних і навпаки;

- різкі сліди вивітрювання на поверхні неузгодження, або у нижчезалягаючих породах.

Тектонічні неузгодження

 

Неузгоджені контакти між шарами різного віку і літологічного складу можуть бути зумовлені тектонічними розривами і переміщеннями вздовж них окремих блоків гірських порід. При тектонічних неузгодженнях товщі порід розділяються поверхнею розриву, яка за будовою різко відрізняється від стратиграфічних поверхонь неузгоджень. Тектонічні контакти, як правило, зрізають шаруватість вище і нижчезалягаючих відкладів, а стратиграфічні – тільки більш древніх відкладів.

Про наявність поверхні розриву і переміщення можна судити за проявом поверхні зміщувача, зон тектонічного розсланцювання і брекчіювання, дзеркал ковзання та іншими ознаками.

Вивчення неузгоджень має теоретичне і практичне значення.

1 крупні регіональні неузгодження фіксують переломні моменти напрямків рухів земної кори і при наявності кутового неузгодження між товщами порід фіксують етапи тектогенезу;

2 аналізуючи неузгодження, можна вивчати характер палеотектонічних рухів (метод неузгоджень). Місцеві неузгодження відображають окремі етапи в розвитку тектонічних процесів;

3 з поверхнями неузгоджень пов"язані родовища корисних копалин.

 

Контрольні запитання

1 Що таке стратиграфічне неузгодження і причина його виникнення?

2 Чим відрізняється паралельне неузгодження від кутового?

3 Як виділяються неузгодження на геологічній графіці?

4 На які типи поділяються неузгодження за площею розповсюдження?

5 На які типи поділяються неузгодження за умовами утворення?

6 Які критерії встановлення стратиграфічних неузгоджень?

7 Що таке тектонічне неузгодження?

8 Значення неузгоджень у розшифровці історії розвитку земної кори.

 

ГОРИЗОНТАЛЬНЕ І НАХИЛЕНЕ

 ЗАЛЯГАННЯ ШАРІВ

Горизонтальне залягання шарів характеризується загальним горизонтальним, або близьким до нього розташуванням поверхонь нашарування. Ідеально горизонтального залягання шарів у земній корі не зустрічається, оскільки вже в процесі осадконакопичення шари дістають певний нахил. Частіше він є незначний і вимірюється хвилинами, іноді може сягати 1-2^о.

Первинні кути нахилу з’являються у результаті нерівномірних вертикальних рухів, одночасних з осадконакопиченням, за рахунок відмінностей у швидкості рухів і кількості осадку, який накопичується на окремих ділянках дна водойм. Товщини шарів при цьому будуть різні, а отже з’являться певні нахили поверхонь. Первинні нахили можуть бути викликані і нерівномірним ущільненням осадків при діагенезі і нерівностями поверхонь неузгоджень.

Горизонтальне залягання відкладів типове для верхніх частин осадової оболонки Землі. Четвертинні і в меншій ступені неогенові утворення в багатьох регіонах залягають горизонтально. Також горизонтальне залягання властиве більш древнім породам, які складають осадовий чохол платформ.

Товщі осадових порід, які мають залягання горизонтальне чи близьке до нього, широко розвинуті в чохлах Східно-Європейської і Сибірської древніх платформ, Західно-Сибірської, Скіфської та Туранської плит та ін. При горизонтальному заляганні абсолютні висоти границь між шарами приблизно однакові. На геологічних картах з топоосновою границі шарів або співпадають з горизонталями, або будуть розташовані між горизонталями у відповідності до абсолютної висоти; тобто співпадають з однією із проміжних горизонталей. При вивченні даних бурових свердловин горизонтальне залягання шарів визначається за співпаданням абсолютних відміток обраної границі між шарами не менше ніж в трьох вертикальних свердловин.

При горизонтальному заляганні кожний нижчезалягаючий шар є більш древнім ніж вищезалягаючий; співвідношення різновікових шарів з елементами рельєфу характеризується розташуванням древніх шарів у понижених ділянках, а найбільш молодих – на припіднятих ділянках рельєфу (наприклад на вододілах). При рівнинному рельєфі і горизонтальному заляганні один і той самий шар може складати великі площі на поверхні Землі.

 

 

 

Рисунок 5.1 - Визначення дійсної товщини шару, що залягає горизонтально за допомогою кутоміра

 

Визначення товщини горизонтального шару на місцевосці проводиться декількома способами:

1 За допомогою анероїда. Різниця у відмітках підошви і покрівлі шару дасть його дійсну товщину;

2 За допомогою кутоміра (клінометр на компасі). Кут нахилу рельєфу (b) і відстань по схилу від покрівлі до підошви (L) і визначають дійсну товщину за формулою:

 

H = L∙sin b.           (5.1)

 

3 По геологічній карті, на якій рельєф зображений за допомогою горизонталей, дійсну товщину легко визначити, знаючи січення горизонталей;

4 За допомогою геофізичних методів (для встановлення положення поверхонь, які залягають на значних глибинах);

5 За даними буріння свердловин.

Ширина виходу шару на поверхню і видима товщина залежить від ряду факторів: дійсної товщини шару, рельєфу. При крутих схилах (кут нахилу ~90^о) видима товщина близька до дійсної, а ширина виходу (на геологічній карті) наближується до нуля.

 

Нахилене залягання шарів

                                                                                   

Первинним заляганням шарів є горизонтальне і слабонахилене; таке залягання в осадових товщах формується в процесі осадконакопичення на дні водойм.

Під впливом ендогенних процесів первинні форми залягання гірських порід можуть порушуватись. Всяке порушення первинного горизонтального залягання шарів називається дислокацією. Дислокації є: плікативні і диз’юктивні. Плікативні – це дислокації, які відбуваються без розриву пластів: нахилене залягання, монокліналі, складки, флексури. Диз’юктивні – це дислокації, які супроводжуються розривами пластів.

Нахилене залягання є найпростішою і разом з тим найбільш розповсюдженою загальною формою тектонічних дислокацій. Всі складчасті структури можна звести до комбінацій нахиленого залягання під різними кутами шарів, які мають відмінні азимути падіння і простягання. Якщо потужна товща шарів на великій площі має нахил в один бік під постійним кутом, говорять про моноклінальне залягання.

Структурна форма, яка характеризується моноклінальним заляганням в межах більш чи менш значного об’єму земної кори, називається монокліналлю, або моноклінальною структурою (рис. 5.2).

Монокліналі являють собою досить широко розповсюджений тип тектонічної структури. Монокліналями часто називають і крила крупних складок великого родовища (наприклад, кам’яного вугілля), поле якого не виходить за межі площі розповсюдження одного крила зрізаної складки.

Рисунок 5.2 - Монокліналь, куести (К) і моноклінальні долини (Д);а,б,в – більш стійкі породи товщі

 

Крупні моноклінальні структури характерні для районів, які облямовують деякі платформенні западини (Паризький і Лондонський басейни), або для деяких зон межування гірських складчастих систем з платформами.

З монокліналями Гірського Криму, Північного Кавказу, Паризького басейну та інших районів пов’язане утворення особливих форм рельєфу – куест (рис. 5.2). Куести – це відносно крупні підняття, один схил яких крутий, уривчастий, другий – похилий, нахил якого співпадає з кутом падіння структури. Формування куест відбувається в процесі денудації за умови чергування м’ягких і міцних шарів, що складають моноклінальну товщу. Куестовий ландшафт відрізняється розвитком моноклінальних гряд і моноклінальних долин.

Елементи залягання

 

При нахиленому заляганні для визначення положення поверхонь нашарування у просторі користуються елементами залягання: лінією простягання, лінією падіння і кутом падіння (рис. 5.3).

 

Рисунок 5.3 - Елементи залягання нахиленого шару

 

Лінія простягання – лінія перетину поверхонь шару з горизонтальною площиною, або будь-яка горизонтальна лінія на поверхні пласта. В межах покрівлі чи підошви шару ліній простягання є безліч. В загальному випадку простягання шару плавно змінює свій напрям, але в межах одного відслонення лінія простягання є прямою.

Лінія падіння – вектор, перпендикулярний до лінії простягання, який лежить на поверхні шару і спрямований в сторону його найбільшого нахилу. Лінія, спрямована догори, називається лінією повстання шару.

Кут падіння – кут між лінією падіння і її проекцією на горизонтальну площину. Величина кута падіння змінюється від 0 до 90^о.

Орієнтування ліній простягання і падіння в просторі визначається їх азимутами. Азимут любого напрямку – це правий векторіальний кут, який рахується за годинниковою стрілкою від північного напрямку дійсного (географічного) меридіану до заданого напрямку. Таким чином:

Азимут простягання – правий векторіальний кут між північним напрямком географічного меридіану і лінією простягання. Лінія простягання має два напрямки, а отже існує і два азимути лінії простягання, які відрізняються між собою на 180^о.

Азимут падіння – правий векторіальний кут між північним напрямком географічного меридіану і проекцією лінії падіння на горизонтальну площину. Лінія падіння має лише один напрямок, і для неї може бути заміряний лише один азимут, який відрізняється на 90^о від азимута лінії простягання.

Елементи залягання нахиленого шару заміряються за допомогою гірського компасу або різними побічними засобами. На практиці при нахиленому заляганні шарів вимірюють лише азимут падіння та кут падіння. Азимут лінії простягання легко обчислюється додаванням до азимуту падіння послідовно 90^о і 180^о.

При вертикальному падінні азимут падіння заміряти неможливо, тому що в цьому випадку лінія падіння на горизонтальну площину проеціюється у вигляді точки. Для вертикального падіння заміряють і записують тільки азимут лінії простягання і кут падіння.