Структурная Геология Учебник
Структурная геология: учебное пособие / С.К. Кныш; ТомҮ ский политехнический университет. - Томск: ИздҮво. Томского политехнического. Милосердова Л.В, Мацера А.В. Структурная геология. Конспект лекций. Тевелев Ал.В. Структурная геология и геологическое.
КАЗАНСКИЙ ИМ. УЛЬЯНОВА – ЛЕНИНА Кафедра региональной геологии и полезных ископаемых СТРУКТУРНАЯ ГЕОЛОГИЯ СЛОЖНОДИСЛОЦИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ Учебно-методическое пособие по курсу «Структурная геология» КАЗАНЬ 2010 УДК 551.243’252 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «Казанский государственный университет им. Ульянова-Ленина» методической комиссии геологического факультета Протокол № 9 от 26 марта 2010 г. Заседания кафедры региональной геологии и полезных ископаемых Протокол №5 от 19 февраля 2010 г. Автор-составитель канд. В.С.Полянин Рецензент: кандидат геол.-мин. Наук, доцент А.М. Ануфриев Структурная геология сложнодислоцированных комплексов: Учебно-методическое пособие / В.С.Полянин.
– Казань: Казанский государственный университет, 2010. В учебном пособии приведена характеристика основных типов деформационных структур, определяющих строение сложнодислоцированных геологических комплексов: упорядоченных ориентированных структур, будинаж-структур, гранито-гнейсовых куполов, тектонических покровов и трещиноватости, а также методические подходы и приемы тектонофизической их интерпретации и реконструировании тектонических полей напряжений, ответственных за формирование названных типов структурных элементов.
Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов геологических специальностей, изучающих курс «Структурная геология». © Казанский государственный университет, 2010 г. Введение Настоящее учебное пособие посвящено характеристике основных типов деформационных структур, определяющих строение и слагающих сложнодислоцированные геологические комплексы фундамента древних платформ и складчатых областей неогея.
Автор пособия постарался не только дать характеристику деформационных структур, но и описать методику и основные приемы реконструкции (восстановления) тектонических условий их формирования. При этом автором использованы не только литературные данные, но также и некоторые собственные разработки. Основой учебного пособия являются лекции, читаемые автором студентам специальности «Геология» и «Геология нефти и газа» по второй части курса «Структурная геология», носящей название «Структурная геология сложнодислоцированных комплексов». При составлении учебно-методического пособия кроме авторских данных использованы следующие работы: - Михайлов А.Е. Структурная геология.
М.: Недра, 1984. Геологическая съемка сложнодислоцированных комплексов / Вознесенский В.Д., Горлов Н.В., Доливо-Добровольский А.В. Л.: Недра, 1980. Гзовский М.В. Основы тектонофизики.
М.: Наука, 1975. Тохтуев Г.В. Закономерности деформаций в неоднородно-слоистых геологических средах. Ажгирей Г.Д. Структурная геология. М.: МГУ, 1966. Определение положения в пространстве линий и плоскостей. При проведении полевых работ, а затем камеральных исследований геологу постоянно приходится определять и выносить на карту ориентировку различных линий (линия хода маршрута, линия буровых скважин, линия погружения шарнира складки и др.) и плоскостей (контакты слоев – слоистость, поверхности тектонических трещин, плоскостей контактов различных по составу пород и др.). Ориентировка (азимут простирания, падения, погружения и т.д.) линий в пространстве определяется величиной правого векторного угла, образованного направлением на север и искомой линией (если линия горизонтальна) или её проекцией на горизонтальную плоскость (если линия наклонна) (рис.1).
Пространственное положение (ориентировка) любой плоскости в пространстве определяется тремя характеристиками: ориентировкой (азимутом) линии простирания, ориентировкой (азимутом) линии падения и величиной угла падения. Линия простирания – это линия пересечения изучаемой плоскости с любой горизонтальной плоскостью. Азимут простирания этой линии – это правый векторный угол между направлением на север и линией простирания.
Линия падения – это проекция на горизонтальную плоскость линии максимального уклона измеряемой плоскости, перпендикулярная линии простирания. Азимут линии падения (азимут падения) плоскости – это правый векторный угол между направлением на север и вектором линии падения. Угол падения – угол, образованный горизонтальной и измеряемой плоскостями. Для определения и измерения ориентировки линий в пространстве используется геологический компас. Все замеры производятся по северной стрелке компаса в положении, когда север (нуль на лимбе) компаса ориентирован по измеряемому направлению. 2 приведены используемые в практике проведения исследований обозначения основных структурных элементов на геологических и структурно-тектонических картах. Ориентированные (упорядоченные) Метаморфические комплексы подвижных поясов и фундамента древних платформ характеризуются наличием в них ориентированных (упорядоченных) структур, сложнопостроенных складчатых структур, разрывных нарушений разного типа и трещиноватости.
К типу ориентированных (упорядоченных) деформационных структур относятся: сланцеватость (гнейсовидность), полосчатость и линейность. Сланцеватость – это ориентированное расположение пластинчатых, чешуйчатых и листоватых минералов в метаморфической горной породе. Минералы названных габитусов в складках обычно ориентированы параллельно их осевым поверхностям. Интенсивное развитие сланцеватости затушевывает первичные осадочные текстуры пород (слоистость, слоеватость и др.) вплоть до полного их «уничтожения» (когда они становятся «нечитаемыми»). Полосчатость – полосчатое (близпараллельно - полосчатое) расположение пород (минеральных агрегатов), отличающихся по минеральному составу, структуре и текстуре, в составе метаморфических комплексов.
Скачай Влад Соколовский Не потерять себя в тебе (Acoustic Version) (Русские новинки 2018) и Инфинити Трек (Русские новинки 2018). Скачайте Русский поп музыку в mp3 бесплатно - Алиса Вокс - Рукавами Русский поп и Alekseev - Сберегу, и других популярных исполнителей жанра.
Полосчатость обычно ориентирована параллельно сланцеватости, но может занимать и секущее положение, являясь более ранним образованием (структурным элементом). Полосчатость (отдельные «полосы», линзы) обычно не прослеживается на большие расстояния. Линейность – ориентированное расположение зерен агрегатов линейно вытянутых (длинно-пластинчатых, игольчатых) минералов в составе метаморфических пород. Линейность фиксирует направление наибольшего удлинения геологического тела (складчатой структуры, сланцевого комплекса и др.) и, как мы увидим позднее, совпадает (фиксирует) с ориентировкой оси σ 1 (ось «растяжения») деформируемого метаморфического комплекса. На ранних этапах (1940-1950 гг.) изучения геологии раннедокембрийских метаморфических комплексов (в это время преобладал чисто петрографический подход к их изучению) сложилось представление о достаточно простой их структуре. Считалось, что метаморфические породы образуют простые формы: пологие (или крутые) тупые складки, моноклинали и др.
В, что нередко наблюдаемые мелкие сложные складки представляют собой незначительные и локальные осложнения крупных относительно простых по строению структур. В основе этих представлений лежало положение о том, что сланцеватость и полосчатость метаморфитов наследует первичную слоистость осадочных и вулканогенно-осадочных пород, за счет преобразования которых они сформированы.
Позднее (при проведении детальных и крупномасштабных геологических съемок) выявилось значительно более сложное строение этих, как считалось, ранее, простых складчатых форм древних метаморфитов). В результате проведения полевых структурных и экспериментальных исследований была обоснована модель перестройки первичных слоистых текстур в полосчатые и сланцеватые (рис.3). Как показывает анализ этой модели, слоистость и полосчатость – это, как говорят в Одессе, «две большие разницы». Иначе говоря, названные структуры представляют собой результат проявления разновременных и генетически разнотипных геологических процессов.
Складчатые структуры Складки – это волнообразные изгибы тел первоначально пластообразной (слоистой), пластинообразной формы и упорядоченных параллельных структур (сланцеватость и др.). В складки могут быть смяты слои, пласты осадочных и вулканогенных пород, дайки, жилы, полосчатость и линейность. Складки в осадочных толщах по положению выпуклости подразделяются на антиклинальные и синклинальные. В метаморфических толщах, где стратиграфическая последовательность обычно неясна, выделяют синформные и антиформные складки. Основными элементами складок являются: крылья, замок, шарнир, левая поверхность, зеркало Михайлов, 1984.
Крыло – часть складки, где слои имеют односторонний наклон и одинаковые углы падения. Крылья смежных антиклиналей и синклиналей являются общими. Замок – место (область) перегиба слоев горных пород в складке, которое разделяет её боковые части – крылья. Шарнир – это линия перегиба складки. Пространственное положение шарнира (азимут погружения и угол погружения) может быть замерено и вынесено на геологическую карту. Осевая поверхность – плоскость, проходящая через шарниры, проведенные по всем слоям, смятым в складку. Осевые поверхности складок обычно параллельны сланцеватости пород.
Пространственное положение (азимут падения и угол падения) осевых поверхностей складок может быть замерено с помощью геологического компаса и вынесено на карту. Зеркало складок – это поверхность (плоскость), соединяющая шарниры группы складок по одной стратиграфической поверхности. Ориентировка зеркал складок также может быть замерена в поле и вынесена на геологическую карту.
Знаки, используемые для обозначения элементов складок и примеры их выделения на карту (план) приведены на рис.2. Каждая складка может быть классифицирована по ряду признаков. По положению осевой поверхности выделяют складки симметричные и асимметричные.
Симметричные складки характеризуются вертикальным положением осевой поверхности. Асимметричные складки (складки с наклонной осевой поверхностью) подразделяются на следующие виды Михайлов, 1984:, опрокинутые, лежачие и ныряющие. По величине угла между крыльями среди складок выделяют: тупые, острые и сундучные. По форме замка складки подразделяются на округлые, килевидные и с острым замком. По соотношению между крыльями выделяют складки: нормальные, изоклинальные и веерообразные.
По соотношению между длиной и шириной выделяют складки: линейные, брахиформные и куполовидные. По соотношению мощности деформируемого слоя в крыльях и замке складки выделяют складки: - подобные – складки не сохраняющие одинаковую мощность в замке и крыльях; складки этого типа (а среди них - изоклинальные) наиболее развиты в метаморфических комплексах; - концентрические – складки, в которых мощность деформируемого слоя остается примерно одинаковой в их крыльях и замках. Размеры изменяются в широких пределах.
Нередко складки наблюдаются при изучении петрографических шлифов метаморфических пород: ширина их может составлять доли – первые миллиметры. И в то же время известны складчатые структуры шириной во многие десятки километров.
Разнопорядковые складчатые структуры. Складки в метаморфических комплексах закономерно организованы. Обычно в складчатых структурах выделяются одновозрастные складки нескольких порядков (разного масштаба и размера). Осевые поверхности разнопорядковых одновозрастных складок близпараллельны. Положение зеркала мелких складок (складки более высокого порядка) маркирует залегание поверхности крыла и свода следующей по масштабу (более крупной) складки – складки более низкого порядка (рис.4.).
Дисгармоничные структуры в складках наблюдаются в направлении, нормальном (перпендикулярном) их зеркалу и крыльям: здесь нередко происходит угасание одних типов складок и появление на них месте других. Наложенные складчатые структуры. В метаморфических комплексах нередко наблюдаются следы процессов наложения разновозрастных складчатых деформаций. Эти структуры опознаются и картируются только в тех случаях, когда проводятся детальные буровые работы.
Так изображенная на рис.5 лежачая складка, смятая в складки более высокого порядка до проведения глубокого бурения (были углублены скважины 1-6) интерпретировалась как «простая» складчатая структура, состоящая из серии тупых складок, возникших при смятии горизонтально залегающих слоев. И лишь дополнительное бурение (углубка скважин 1-6 и бурение скважины 7) позволило определить истинную морфологию и условия формирования этой структуры.
Основными признаками наложения разновозрастных складчатостей являются: - непосредственно наблюдаемое смятие складок в новые складки; - разное направление осевых поверхностей и шарниров мелких складок в соседних обнажениях; - развитие складок с вертикальными шарнирами; - разное направление осевых поверхностей складок разных порядков. Тектонофизическая деформационных и складчатых структур. Складки продольного сжатия возникают в результате воздействия на слоистую толщу сжимающих тектонических усилий, направленных параллельно (продольно) по отношению к ориентировке слоев. Будем сжимать тело слоистого строения в направлении, параллельном слоистости. В результате тело будет деформироваться (укорачиваться в одном и удлиняться в других направлениях) и приобретет складчатую структуру (возникнут складки разной морфологии и типа). Ось, по которой происходит максимальное укорочение деформируемого тела, называется осью алгебраически минимальных главных нормальных напряжений тектонического поля, или осью сжатия тектонического поля.
На картах и разрезах эта ось обозначается как σ 3. Осью, по которой деформированное тело увеличивает свои размеры (происходит максимальное удлинение деформируемого тела) называется осью растяжения тектонического поля (осью алгебраически максимальных главных нормальных напряжений) и обозначается индексом σ 1. Ось, по которой изменения размеров деформированного тела не происходит (или их величина занимает промежуточное положение между максимальными и минимальными деформациями) называется средней осью тектонического поля и обозначается σ 2. Оси σ 1, σ 2 и σ 3 тектонического поля напряжений ориентированы закономерно по отношению к элементам складок и упорядоченных деформационных структур (рис. Ось сжатия σ 3 ориентирована: - перпендикулярно осевым поверхностям складок; - перпендикулярно сланцеватости (гнейсовидности) и линейности пород, слагающих метаморфические комплексы. Оси σ 1 и σ 2 находятся в плоскости осевой поверхности складок и сланцеватости.
При этом ось σ 1 направлена в общем случае примерно в направлении падения осевой поверхности складок и параллельно направлению линейности, а ось σ 2 ориентирована по простиранию осевой поверхности складок и перпендикулярно линейности. Изучение и реконструирование типа и тектонических условий формирования крупных складчатых структур Геолог проводит наблюдения в обнажениях, канавах, шурфах, керне скважин.
Объектами его изучения являются фрагменты крупных, сланцеватость, линейность, зеркала мелких складок и др. Структурные элементы, являющиеся составными частями более крупных и региональных складчатых и разрывно-складчатых структур.
Одной из задач геолога при проведении геолого-съемочных и поисковых работ и является расшифровка (реконструирование) и определение типа и тектонических условий формирования развитых в районе складчатых структур. Необходимо отметить, что крупные складчатые структуры закономерно организованы (рис. 4): - осевые поверхности складок разного порядка параллельны (при условии, что сформированы они одновременно); - положение зеркала мелких складок фиксирует залегание крыльев и свода более крупных (более низкого порядка) складок. Определение принадлежности крупной складчатой структуры к определенному типу и восстановление тектонических условий ее формирования проводится исходя из положений изложенных в разделе «Тектонофизическая интерпретация упорядоченных деформационных и складчатых структур» (см. Будинаж-структуры и складки волочения Будинаж-структуры (структуры разлинзования) образуются в сложнодислоцированных комплексах в процессах деформации неоднородных по составу и физико-механическим свойствам пород. Будинаж (разлинзование) – это явление залегания отдельных осадочных слоев и пластов, даек и жил хрупких пород в виде разобщенных линз, блоков (называемых будинами) различной формы, погруженных в более пластичную основу (матрикс).
В качестве хрупкой составляющей обычно выступают кварцевые, кварц-полевошпатовые породы, слои, дайки. Пластичная матрица сложена слюдистыми, глинистыми и др. В сечении блоки-будины могут иметь самую разнообразную в поперечном сечении форму (табл.1): линзовидную, овальную, полуокруглую, боченковидную, квадратную, параллелограмовидную, ромбовидную, трапецевидную и др. По степени разобщенности будин можно судить (и количественно оценить) о степени деформации (степени удлинения) подвергшихся разлинзованию геологических тел. По механизму формирования будинаж-структуры относятся к структурам поперечного и косого сжатия.
Первый тип структур будинаж формировался в условиях действия на геологическое тело, сложенное хрупкими породами тектонического поля с осью ориентированной поперечно (перпендикулярно) ему (рис. В этом случае ограничения будин будут рассечены ориентированными перпендикулярно оси σ 3 трещинами сплющивания, а в межбудинном пространстве и самих будинах получат, плоскости которых ориентированы параллельно оси σ 3. Второй тип структур будинаж образуется при воздействии на геологическое тело тектонического поля с осью σ 3, ориентированной косо к его простиранию. Трещины, ограничивающие и обрамляющие Будины, будут принадлежать трещинам скола. Тектоническая интерпретация будинаж-структур описанных типов приведена на рис.7. Складки волочения (течения) ─ мелкие складки, формирующиеся обычно внутри пластичных слоев, заключенных между более жесткими.
Они образуются в результате межслоевого проскальзывания, которое приводит к «волочению» материала слоев более пластичных пород за перемещающимся слоем более жесткой. К типу складок волочения относятся, в частности, следующие системы микроскладок: - связанные с перемещением пластов по разрывным нарушениям; - возникшие синхронно с формированием глубинных складок продольного изгиба (рис.
8А.); - связанные с формированием складок поперечного изгиба, локализованных в обрамлении соляных куполов и магматических интрузий (рис. 8Б.); - связанные с метаморфическими процессами высоких ступеней, когда вещество находится в полурасплавленном состоянии (например, формирование птигматитовых складок). Направление длинных крыльев складок волочения, указывающее на движение вещества в, направлено в сторону антиформ (складчатость продольного изгиба) и синформ (складчатость поперечного изгиба) (рис. Это явление используется при проведении картирования складчатых структур и определении положения ядерных частей анти- и синформных структур и поисках минеральных месторождений.
Структурная Геология Учебник Корсаков
Гранито-гнейсовые купола (ГГК). Гранито-гнейсовые купола (валы) – это куполовидные (или вытянутые) в плане антиформные складки, в состав которых входят граниты, гранито-гнейсы и мигматиты. Обрамлением (рамой) ГГК являются гнейсово-амфиболитовые и гнейсовые комплексы различного состава и возраста.
Структурная Геология Учебник
Наиболее широко описываемые структуры развиты среди раннедокембрийских отложений: ГГК локализованны в основном в пределах щитов древних платформ и кристаллических массивов (срединные массивы или палеомикроконтиненты) складчатых подвижных поясов неогея. Граниты – интрузивные породы кислого состава; среди минералов, слагающих граниты, ведущее положение занимают полевые шпаты (плагиоклазы и/или калиевые полевые шпаты), кварц и, в качестве второстепенных, отмечаются слюды, амфиболы и др. Гранито-гнейсы по составу отвечают гранитам, но характеризуются в отличие от них метаморфическими ориентированными структурами (гнейсовидность, сланцеватость, реже – линейность). Гранито-гнейсы образуются за счет метасоматической переработки первично осадочных и магматических пород в результате привноса Na и K. Процесс формирования этих пород идет при высоких стрессовых напряжениях без расплавления вещества. Мигматиты – это гнейсы различного состава, в большей или меньшей степени пронизанные сеткой или параллельными полосами магматических инъекций кварц-полевошпатового состава. В соответствии с этим выделяют сетчатые (агматиты) и полосчатые мигматиты.
Мигматиты представляют собой как бы переходные между гранитами и гранито-гнейсами породы. Гнейсы – это метаморфические, возникшие в результате изменения осадочных и магматических пород в условиях амфиболитовой и гранулитовой фаций (t о 650 о). Схема строения гранито-гнейсового купола в плане и разрезе приведена на рис. Как следует из анализа рис. 9 ГГК построены закономерно и характеризуются концентрически-зональным строением. Отметим, что по периферии структур типа ГГК гнейсы нередко смяты в тесно сжатые прямые или наклонные складки, осевые поверхности которых на крыльях огибают контуры ГГК, а в центральной (осевой) части – субгоризонтальны.
Основными особенностями структуры ГГК и их обрамления являются следующие: - преимущественная приуроченность ГГК к антиформным (брахиформным или линейным, называемым соответственно куполами или валами) структурам в гнейсовых комплексах.