Дислокации (Складки, их элементы, типы складок в разрезе и плане, элементы залегания слоя)

 

Задание 1: Дислокации (Складки, их элементы, типы складок в разрезе и плане, элементы залегания слоя).

Основной областью накопления осадков является дно морей и  океанов. Здесь осадки часто отлагаются в виде параллельных, практически  горизонтальных слоев. Однако в процессе геологического развития первоначальные формы залегания горных пород  обычно нарушаются под влиянием эндогенных процессов, главным образом тектонических  движений земной коры. Всякое нарушение  первоначального горизонтального  залегания горных пород называется дислокацией. Дислокации подразделяются на пликативные и дизъюнктивные.

Пликативные дислокации (складчатые нарушения). Это дислокации, которые происходят без разрыва сплошности пластов. Среди них различают следующие основные формы: моноклинали, флексуры и складки. Моноклинали представляют собой толщи пластов горных пород, равномерно наклоненных в одну сторону на значительном протяжении. 
Флексурами называются уступообразные нарушения горизонтально (или моноклинально) лежащих пластов. Флексуры обычно возникают при блоковых смещениях нижележащих пород. При смещениях небольшой амплитуды разрыва не происходит, но мощность пород в зоне сдвига часто бывает сокращенной. У флексур различают нижнее, соединительное и верхнее крылья. Соединительное крыло представляет собой участок, на котором пласты имеют Моноклинали представляют собой толщи пластов горных пород, равномерно наклоненных в одну сторону на значительном протяжении.

Флексурами называются уступообразные нарушения горизонтально (или моноклинально) лежащих пластов. Флексуры обычно возникают при блоковых смещениях нижележащих пород. При смещениях небольшой амплитуды разрыва не происходит, но мощность пород в зоне сдвига часто бывает сокращенной. У флексур различают нижнее, соединительное и верхнее крылья. Соединительное крыло представляет собой участок, на котором пласты имеют крутой наклон и сокращенную мощность.

Складкообразующие движения наглядно проявляются в образовании  пликативных дислокаций – складок. Складки – это изгибы слоев  горных пород без разрыва сплошности, под действием давления. Складки являются основной формой пликативных дислокаций. Они бывают двух основных видов — антиклинальные и синклинальные. Антиклинальными называются выпук­лые складки, в которых пласты падают в противоположные стороны, а в центральных частях залегают более древние породы, чем на периферии. Синклинальными называются вогнутые складки, в которых пласты падают навстречу друг другу, а в центральных частях располагаются более молодые породы, чем на периферии.

Антиклинальные и синклинальные  складки имеют следующие элементы: крылья, шарнир, замок, угол, осевую поверхность, ось; ядро характеризуется шириной, амплитудой и длиной.Крылья — боковые части складки. Шарнир — линия, проходящая через точки максимального перегиба любого из пластов, образующих складку. В продольном вертикальном разрезе шарнир нередко воздымается и погружается (ундулирует). Замок — участок складки в области шарнира, где происходит перегиб крыльев. Иногда замок антиклинальной складки называют сводом, а замок синклинали — мульдой. Угол складки — угол, заключенный между крыльями складки, мысленно продолженными до их пересечения. Осевая поверхность— воображаемая поверхность, проходящая через шарниры всех пластов складки. Ось складки (осевая линия складки в плане) — линия пересечения осевой поверхности складки с горизонтальной плоскостью. Ядро складки — толща горных пород, слагающих замок антиклинальных и синклинальных складок.

При наличии нескольких параллельных складок ширина складки определяется как расстояние между осевыми  поверхностями двух соседних антиклиналей или синклиналей. Амплитуда складки — вертикальное расстояние от перегиба антиклинали до перегиба сопряженной синклинали. Длина — расстояние в плане от одного периклинального окончания до другого. Замыкание антиклинальной складки называется периклиналью, а замыкание синклинальной складки — центриклиналью.

По особенности строения в поперечном разрезе складки  делятся на ряд типов. По положению  осевой поверхности и крыльев  выделяют прямые, наклонные, лежачие  и перевернутые складки. У прямых складок осевая поверхность вертикальная, а крылья располагаются симметрично. Осевая поверхность наклонных складок  наклонена, крылья падают в разные стороны . Разновидностью наклонных являются опрокинутые складки, оба крыла которых наклонены в одну сторону. У лежачих складок осевая поверхность находится в положении, близком к горизонтальному, крылья почти параллельны друг другу. Осевая поверхность перевернутых складок находится ниже горизонтальной плоскости, крылья развернуты.

Типы складок по положению  осевой поверхности:

а – прямая, б – наклонная, в – перевернутая

По характеру расположения крыльев и форме замка различают  складки нормальные (гребневидные), изоклинальные, веерообразные и  сундучные (коробчатые). У нормальных (гребневидных) складок крылья сходятся под острым углом, а замок имеет остроугольную форму. Изоклинальные складки имеют узкий замок и параллельные крылья. Веерообразные складки отличаются широким замком, веерообразно расходящимися крыльями и пережатым ядром. У сундучных (коробчатых) складок широкий замок и относительно крутые, почти вертикальные крылья.

Особенности строения складок  в плане также позволяют выделить ряд типов. По соотношению длины  и ширины различают линейные и  прерывистые складки. Линейные образуются при интенсивном смятии пород и имеют узкую вытянутую в плане форму. Отношение длины к ширине у таких складок составляет 10¸1¸20¸1 и более. В периклиналях и центриклиналях пласты залегают более полого, чем на крыльях.

 

 

 Типы складок по  положению крыльев:

а – нормальная, б - изоклинальные, в – веерообразные, г – перевернутая

Линейные складки в  плане бывают прямолинейными, дугообразно  изогнутыми, ветвящимися, виргирующими, кулисообразными и сигмовидными. Часто по простиранию один тип линейных складок сменяется другим.

 Типы складок в плане:  а – прямолинейные, б –дугообразно изогнутые, в – ветвящиеся, г – виргирующие, д – кулисообразные, е – сигмовидная

Прерывистые складки характерны для областей спокойного геологического развития. В плане их длина незначительно  превышает ширину. Среди прерывистых  складок выделяют брахискладки, валы, купола и диапиры. У брахискладок отношение длины к ширине изменяется в пределах 2:1—5:1. Среди них различают брахиантиклинали и брахисинклинали. Купола представляют собой антиклинали, у которых отношение длинной оси к короткой меньше 2:1. В плане они имеют округлые изометричные очертания. Синклинальный аналог куполов — мульды. Крупные вытянутые антиклинальные поднятия, состоящие из брахиантиклиналей и куполов, называют валами. Они протягиваются на десятки и сотни километров. Нередко амплитуды валообразных поднятий достигают 200—300 м. Углы падения пластов на крыльях валов невелики и обычно не превышают 3—5°.

Своеобразной формой куполовидных прерывистых складок являются диапиры (купола с ядром протыкания). Характерные особенности диапиров — наличие пластичных пород (соль, гипс, глины и др.) в ядре и закономерное увеличение угла наклона пластов от крыльев к ядру складки. Если ядра сложены каменной солью, складки называются соляными куполами. Диапиры образуются при выдавливании высокопластичных пород ядра складки (соль, гипс, глина) вверх, в область пониженного горного давления. В результате диапировые ядра приобретают различные формы — линз, штоков, грибов. Разрывные дислокации - это дислокации, сопровождающиеся разрывом сплошности пластов горных пород. Они возникают в результате ударного нарастания нагрузки, на которую горные породы реагируют как хрупкие тела. Различают два вида разрывов: Трещины – разрывы без заметного смещения пород друг относительно друга.Совокупность трещин называется трещиноватостью. Дизъюнктивы – это разрывы с заметным смещением пород друг относительно друга. Они проявляются в виде трещин или зон дробления, по которым происходит смещения пластов. Плоскость разрыва, по которой происходит относительное перемещение пластов горных пород, называется сместителем. Примыкающие к этой плоскости участки горных пород называются крыльями (или блоками). При наклонном сместителе различают висячее и лежачее крылья. Величина относительного перемещения пластов по сместителю называется амплитудой разрыва. Различают амплитуды: истинную (наклонную) — расстояние в плоскости сместителя между кровлей или подошвой одного и того же пласта в висячем и лежачем крыльях; вертикальную — проекция истинной амплитуды на вертикальную плоскость; горизонтальную — проекция истинной амплитуды на гори­зонтальную плоскость; стратиграфическую — расстояние по нормали между кровлей или подошвой одного и того же пласта в висячем и лежачем крыльях.

По характеру, величине, направлению  и углу относительного перемещения  крыльев разрывы подразделяются на сбросы, взбросы, надвиги и сдвиги. Сбросы представляют собой разрывные нарушения, у которых сместитель наклонен в сторону опущенного крыла, а висячее крыло смещено вниз по отношению к лежачему. Угол наклона сместителя к горизонтальной плоскости составляет 40— 60°. При вертикальном положении сместителя сбросы называются вертикальными. Взбросы представляют собой разрывные дислокации, у которых сместитель наклонен в сторону поднятого крыла, а висячее (поднятое) крыло по отношению к лежачему (опущенному) крылу смещено вверх по круто падающему сместителю (более 60°). Надвиги — разрывные дислокации типа взброса, висячее, крыло которых надвинуто на лежачее по пологому (менее 60°) сместителю. Пологие надвиги большой горизонтальной амплитуды при малом угле наклона сместителя называются шарьяжами, или тектоническими покровами. Горизонтальная амплитуда их может достигать 30—40 км. Сдвиги представляют собой разрывные дислокации, крылья которых смещаются преимущественно в горизонтальном направлении, параллельно простиранию сместителя. Они нередко сочетаются со сбросами, взбросами и надвигами (сбросо-сдвиги и т. д.).

Разрывные нарушения обычно встречаются группами, образуя сложные  дизъюнктивы: ступенчатые сбросы, грабены и горсты. Ступенчатые сбросы представляют собой систему сбросов, в которой каждое последующее крыло опущено относительно предыдущего (рис.д). Грабены — это система ступенчатых сбросов, в которой центральная часть опущена относительно периферийных блоков. Горсты — система взбросов, в котором центральная часть приподнята по отношению к периферийным блокам.

 

 

Задание 2: Происхождение минералов. 

Общая характеристика процессов  минералообразования: 

  По источнику энергии процессы минералообразования делятся на 2 группы:  

     - эндогенные, связаны с внутренней энергией Земли и кристаллизацией магмы; к ним относятся магматический, пегматитовый, гидротермальный, пневматолитовый процессы. 

     - экзогенный, связаны с энергией Солнца и протекают на поверхности Земли. К ним относятся процессы выветривания и осадочные процессы.

   Метаморфические процессы минералообразования - совокупность физико-химических процессов преобразования минералов любого происхождения.

 Эндогенные процессы:  

а) магматический процесс - процесс образования минералов в результате кристаллизации магмы в недрах Земли или при ее излиянии на поверхность. Магма - огненно-жидкий силикатный расплав, который содержит практически все химические элементы, в том числе и газы.  При остывании магмы возникают центры кристаллизации, из которых образуются различный минералы, которые называются магматическими. 

 б) пегматитовый процесс - гигантозернистые и крупнозернистые породы, которые образуются из остаточного силикатного расплава. Они пространственно и генетически связаны с магматическими породами того же сотава, но отличаются от них наличием редкоземельных минералов. Пегматиты образуются на больших глубинах и давлениях, в трещинах и разломах, в которые выдавливаются остаточный силикатный расплав.  

 в) пневматолитовый процесс  

      Пневматолис (возгонка, сублимация) - процесс образования из газов, которые отделяются от магматического очага. В результате образуются продукты этого процесса - пневматолиты. Они могут быть глубинными и вулканическими. Газы перемещаются по трещинам  в породах и выносят из них минеральное вещество. В недрах Земли образуются глубинные пневматолиты, а на стенках кратеров вулканов - вулканические пневматолиты.  

  г) гидротермальный процесс  

       Гидротермы - растворы, которые отделяются от магматического очага или образуются в результате сжижения газов. Растворы перемещаются по трещинам в породах, выносят из них минеральное вещество. А после насыщается в благоприятных условиях отлагают его в виде минералов. Причиной перемещения растворов является разность давлений, по мере перемещения температура растворов падает, поэтому различают высокотемпературный гидротермальный процесс, среднетемпературный гидротермальный процесс, низкотемпературный гидротермальный процесс.

 Экзогенные процессы 

  а) процессы выветривания  

       Выветривание - совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и минералов. Выветривание может быть физическим и химическим. 

       Физическое выветривание - процесс механического разрушения горных пород и минералов, факторами которого являются: колебание температуры, замерзание воды, кристаллизация солей, жизнедеятельность организмов. 

       Химическое выветривание - процесс химического разложения пород и минералов, факторами которого являются: вода, кислород, углекислый газ, гумусовые кислоты.  

   В результате физического выветривания новые минералы не образуются. В результате химического выветривания разрушаются неустойчивые минералы и образуются новые минералы, устойчивые в условиях поверхности Земли. Процессы выветривания, которые протекают в подводных условиях называют гальмиролиз.  

  б) Осадочные и биохимические процессы 

   Продукты физического выветривания могут отлагаться в понижениях рельефа, в реках, озерах, морях. В результате образуются механические осадки (галька, гравий, пески, ил). Среди них большое значение имеют россыпи - пески, которые состоят или содержат в большом количестве полезные ископаемые (золото, магнетит, ильменит). Из продуктов выветривания в результате химических реакций в водоемах образуются минералы глин, солей и некоторых других минералов.  Минералы биохимического происхождения образуются в связи с жизнедеятельностью организмов, так как некоторые животные могут концентрировать в своих скелетах минеральные вещества (кальцит, кремнезем).

 Метаморфические процессы    

Метаморфизм - совокупность физико-химических процессов преобразования горных пород и минералов любого генезиса. Факторами метаморфизма являются высокие температуры, давление, постмагматические растворы и газы, состав исходных минералов. В зависимости от преобладающих факторов различают 3 типа метаморфизма: 

    а) региональный метаморфизм - охватывает обширные территории, протекает на больших глубинах при участии высоких температур и давлений постмагматических растворов и газов. Образуются разнообразные минералы. 

    б) контактовый метаморфизм - протекает на контакте осадочных вмещающих пород и магматических внедряющих интрузий.  

        Контактово-метасоматический метаморфизм (КМС) - протекает при участии высоких температур, постмагматических растворов и газов. Растворы и газы привносят и выносят различные химические элементы, что приводит к образованию  новых минералов и горных пород. Характерными породами являются скарны и грейзены.  

    в) дислокационный метаморфизм (динамометаморфизм) - протекает при очень высоких давлениях, новые минералы не образуются.