Особенности геологического картирования осадочных и магматических пород

 

Главной задачей геолога при картировании осадочной толщи является расчленение ее на системы, отделы, ярусы и свиты. Свита – это местное стратиграфическое подразделение. Расчленение осадочного разреза на свиты (например на хобеинскую, маньинскую, польинскую свиты) производится по литологическому признаку – по составу слагающих их пород. Возраст их определяется по фаунистическим остаткам, а если их нет, - по положению в разрезе: при нормальном залегании каждая вышележащая свита моложе нижележащей свиты.

Поиску органических остатков, захороненных в осадочных горных породах, уделяется особое внимание. Отбираются пробы с образцами фауны и микрофауны для отправки их в палеонтологическую лабораторию. Во вторых, тщательно изучаются контакты между выделенными стратиграфическими подразделениями, определяются их типы: согласные или несогласные залегания, типы несогласия и другие признаки. В результате таких исследований выделяются структурные этажи по угловым несогласиям, составляется стратиграфическая колонка для изученной площади (территории). Это – одна из главных задач геолога-съемщика. Второй главной его задачей является поиск полезных ископаемых.

Особенности геологического картирования магматических горных пород. Интрузивные магматические тела образуются при внедрении магмы в верхнюю зону земной коры и застывания её на некоторой глубине от земной поверхности. Большинство известных на земной поверхности интрузивных тел имеют кислый (гранитный) и средний (гранодиоритовый) состав, формы батолитов и штоков. Массовым гранитным магматизмом отличается архейская эра, меньше – протерозойская, и еще меньше – палеозойская эры.

На геологической карте интрузивные тела показываются разными цветами и индексами в зависимости от петрографического состава и возраста. Часто в одном и том же районе, в одном и том же интрузивном массиве, встречаются интрузивные тела различного состава, пересекающиеся друг с другом. В таких случаях возникает вопрос установления их очередности внедрения. Чтобы определить возраст интрузивного тела и установить последовательность внедрения магмы различного состава нужно исследовать контакты интрузивных тел с вмещающими породами. При этом различаются два типа контактов:

1) секущий (горячий), интрузивный. 2) не секущий (холодный), стратиграфический.

 

Рис. 65. Признаки интрузивных контактов.

Для интрузивного контакта характерны следующие признаки (рис 65).

1) секущее положение контактовой поверхности интрузивного массива по отношению к слоистости вмещающих пород;

2) контактовый метаморфизм вмещающих пород под воздействием высокой температуры, газов, паров, термальных вод магматического очага. В зоне контакта при этом образуются роговики – кремнистые высокопрочные горные породы с раковистым изломом;

3) наличие апофиз – ответвлений от основного магматического очага;

4) наличие внутри магматического очага ксенолитов (обломков) вмещающих пород, преобразованных (ороговикованных) под воздействием горячей магмы;

5) образование аплитовой корки в приконтактовой зоне магматического очага, где под воздействием низкой температуры вмещающих пород магма застывает быстрее в виде мелкозернистой магматической породы – аплита;

6) молодой возраст по сравнению с возрастом окружающих пород.

Для неинтрузивного контакта характерно отсутствие всех перечисленных признаков. Такой контакт образуется после внедрения магмы через миллионы лет, при нахождении интрузивных пород в зоне выветривания, эрозии и последующим их трансгрессивном перекрытии молодыми осадками. Признаками неинтрузивного контакта являются:

1) несекущее положение контактовой поверхности по отношению к слоистости перекрывающих толщ;

2) наличие на контакте следов погребенного рельефа, размыва, выветривания магматических пород: трещиноватость, выщелачивание, каолинитизация, кора выветривания;

3) наличие на контакте базальных грубообломочных пород - песчаников, гравелитов, конгломераторов перекрывающей толщи;

4) более древний возраст интрузивных пород по сравнению с возрастом перекрывающих толщ.

По типу контактов определяется возраст интрузивных пород: интрузив моложе тех пород, которые он прорывает и древнее тех пород, которые перекрывают его стратиграфически (с размывом). Для определения абсолютного возраста от гранитов отбираются пробы и отправляются в лабораторию

Дайковые системы и жильный комплекс. Внимание геологов они привлекают прежде всего тем, что развиты группами, образуя системы, и определяют ослабленные зоны земной коры, т.е. зоны проникновения по трещинам магматических расплавов и растворов, образующих рудные тела. Мощность даек измеряется обычно десятками сантиметров, метрами и редко – десятками и сотнями метров. Чем больше мощность дайки, тем больше её протяженность (длина). Дайки классифицируются по петрографическому составу: аплитовые (гранитные), порфиритовые, базальтовые и др. Различают три типа дайковых систем:

1) радиальная, 2) кольцевая (коническая), 3) дайковые пояса.

Радиальные и кольцевые системы даек образуются вокруг магматических очагов (штоков, некков – жерл вулканов) при заполнении магмой радиальных и концентрических трещин растяжения (контракции). Дайковые пояса имеют протяженность сотни и первые тысячи километров, образуются вдоль глобальных и региональных раздвигов, сбросов, сдвигов, зон смятия.

По отношению к интрузивным массивам дайки имеют секущее положение. Петрографический состав пород, из которых состоят дайки, значительно отличается от состава пород интрузивных массивов. Обычно различают дайки нескольких генераций, пересекающихся друг с другом. Дайки ранних генераций, как правило, сложены аплитами, поздних генераций – порфиритами.

При картировании даек производятся замеры их элементов залегания и мощности. Простирание даек успешно замеривается и по аэрофотоснимкам. Массовые замеры элементов залегания даек обрабатываются методом построения роз–диаграмм простираний подобно тому, как это делается при исследовании трещиноватости горных пород. По ориентировке в пространстве обычно различают дайки и дайковые пояса четырех систем: широтная, меридианальная, северо–восточная, северо–западная. Каждая из этих систем отличается по времени образования и генетической значимости при поисках рудных месторождений.

Внутри интрузивных массивов и в приконтактовой зоне наравне с дайками широко развит жильный комплекс. Жила представляет собой геологическое тело, состоящее из минералов – полевого шпата, кварца, кальцита, пирита, халькопирита, галенита, сфалерита и др. Формы и размеры жилы зависят от формы и размера трещины, которую она выполняет. Классификация жил производится по минеральному составу: кварцевые, кварц–полевошпатовые, кальцитовые, галенитовые, халько-пиритовые и т.д. Обычно различают жилы нескольких генераций: высокотемпературные, среднетемпературные, низкотемпературные. По отношению к дайковому комплексу жилы занимают секущее положение, поскольку они являются (кроме пегматитовых жил) наиболее поздними генерациями магматического очага, образуются из гидротермальных растворов. Жилы часто имеют зональное строение: вблизи стенок зернистость минеральных агрегатов мелкая, ближе к центру – средняя, крупная, а если сохранилась полость трещины – на её стенках образуются друзы хорошо ограненных кристаллов. Жильный комплекс является предметом наиболее тщательного геологического изучения при полевых работах, поскольку он часто содержит рудные минералы или драгоценные камни. Жилы вскрываются канавами, шурфами, скважинами, от них отбираются пробы на химический анализ даже в тех случаях, когда макроскопически не видно включений рудных минералов (к примеру, некоторые разновидности кварца содержат макроскопически невидимое золото). Выявляются системы трещин, к которым приурочены рудные жилы. Для этого производится трещинный анализ с построением диаграмм трещиноватости. Устанавливается генетическая природа таких трещин и контроль их тектоническими элементами региональных масштабов (дайковыми поясами, глубинными разломами, флексурами, антиклинальными перегибами и др.). В районах отсутствия лесного покрова и рыхлых отложений для целей трещинного анализа и поисков рудных жил успешно могут быть использованы аэрофотоснимки.

Вулканогенные (эффузивные) породы занимают значительную часть земной поверхности. Среди них преобладают базальты, диабазовые порфириты, т.е. продукты излияния магмы основного состава. Образуются при внедрении магмы по трещинам, каналам и излиянии её на дневную поверхность или на дно морей и океанов. Форма образующихся при этом геологических тел зависит от типа извержения и формы рельефа земной поверхности, на которую изливается магма (лава). При центральном типе извержения, когда магма поднимается по каналу (жерлу вулкана) и изливается во все стороны равномерно, образуется конусовидная вершина наподобие Ключевской сопки на Камчатке или горы Казбек на Кавказе. Такие геологические тела называются вулканическими конусами. Если магма течет в одном направлении, заполняя собой овраги и речную долину, то образуется геологическое тело удлиненной формы, которые называется лавовым потоком. При трещинном типе извержения, когда магма поднимается на огромных пространствах земной или подводной поверхности, образуется геологическое тело пластообразной формы, которое называется лавовым покровом. Лавовые покровы большой мощности и региональных размеров называются траппами. Примером их являются траппы Тунгусской синеклизы, образовавшиеся в триасовом периоде при раскалывании фундамента Сибирской платформы.

Извержение магмы происходит периодически (циклично), поэтому вулканогенные породы по разрезу часто переслаиваются с осадочными и туфогенными породами, образуя осадочно–вулканогенную формацию. При повторном излиянии магма претерпевает иногда существенные изменения по составу: от основных к кислым или наоборот. Отдельные покровы отличаются высокой щелочностью.

Пластообразность формы залегания вулканогенных тел, чередование с осадочными породами позволяет относить эффузивные породы к стратифицированным толщам и показывать их на геологических картах цветом возраста согласно геохронологической таблице. Для отличия их от осадочных пород на цветовой фон наносятся штриховые знаки в соответствии с их петрофизическими свойствами.

С вулканогенными процессами генетически связаны образования различных месторождений вкрапленного и жильного типов: железа, никеля, меди, полиметаллов, алмазов и др. К эффективным методам поисков рудных месторождений в областях развития эффузивных пород относятся геохимические, геофизические методы, трещинный анализ.