Кольцевые структуры

Рифтогенные сруктуры

Рифты –крупные планетарные системы разломов земной коры. Это узкие линейные пояса, образующиеся в результате раздвига (спрединга) земной коры. Они развиты в пределах океанов и континентов. Условия их образования разные.

Континентальные рифты имеют большую протяженность (сотни и тысячи км) и линейную направленность. Ширина их от первых километров до десятков и даже сотен км. По мере развития ширина рифта увеличивается.

Рифты возникают в условиях растяжения земной коры. Иногда происходит полный разрыв гранитно-метаморфического и даже базальтового слоя.

В современном рельефе рифты хорошо выражены понижениями и ограничены хребтами. Под рифтами поверхность Мохо приподнята, верхняя мантия разуплотнена.

Наиболее древние рифты известны в протерозое. Палеозойские рифты распространены шире. Примеры палеозойских – Днепрово-Донецкая впадина, Вилюйская впадина.

Кайнозойские рифты – Красного моря, Байкальский, система Восточно-Африканских рифтов.

Байкальский рифтовый пояс расположен в осевой части сводового поднятия земной коры. Он имеет более 100 км в длину и до 60 км в ширину. Наибольшая глубина озера 1650 м. На северо-востоке и юго-западе Байкальский рифт продолжается в виде системы грабенов. Развитие рифта происходит в настоящее время со скоростью 0,6 см/год. Толщина земной коры под Байкалом тоньше, чем на соседних территориях и составляет 30–35 км. Под Байкальским рифтом расположена положительная гравитационная аномалия. В рифтовых зонах происходит растяжение континентальной земной коры. Оно сопровождается образованием окаймляющих их глубоких разломов. Развитие рифтов сопровождается вулканизмом. Жерла вулканов могут находиться не только в самих рифтах, но часто в их бортах. Происходит растяжение гранитно-метаморфического слоя, растяжение и уплотнение базальтового слоя, подъем поверхности Мохо. Под рифтами появляются очаги разуплотненной мантии, которая перемещается вверх.

 

Кольцевые структуры стали внимательно изучать после использования в геологии космофотоснимков.

Многие геологические образования и элементы строения поверхности Земли имеют хорошо выраженную округлую или овальную форму. Это гранитогнейсовые купола, действующие и потухшие вулканы, соляные купола, озера и др.

На поверхности Земли установлены круглые кратеры ударного происхождения. Они вызваны палением метеоритов и взрывами космических тел. Многие впадины на земной поверхности имеют округлую форму – Прикаспийская и др.

Для всех этих форм принят обобщающий термин «кольцевые структуры».

В настоящее время существует генетический подход к изучению кольцевых структур. Составлены космогеологические карты их распространения.

Среди кольцевых структур размером до 90 км в диаметре выделяют магматогенные, инверсионно-гравитационные и ударного происхождения.

1) Магматогенные – вулканические постройки и элементы рельефа вокруг центров извержения; их также создают близко расположенные к поверхности земли, но не вскрытые денудацией гранитные плутоны.

2) Инверсионно-гравитационные возникают в областях погружения земной коры и связаны с солевыми куполами (Арало-Каспийский район); в складчатых областях они возникают при всплывании крупных гранитных массивов.

3)Ударного происхождения − метеоритные кратеры − астроблемы.

Астроблемы (звездные раны) – структурные формы, возникшие при ударе метеорита о Землю, но утратившие морфологические свойства кратеров.

 

Геологическое картирование на платформах. Структурные карты

Платформы характеризуются наличием жесткого кристаллического или складчатого фундамента и осадочного чехла. Породы чехла имеют спокойное залегание (синеклизы и антеклизы, осложненные складками более высоких порядков). Обычная геологическая карта не лает полного представления о форме залегания пород, поэтому в платформенных областях применяют структурно-геологическую съемку. Ее цель – составление структурной карты. Существуют разные способы построения структурной карты.

1. Съемка проводится по одному маркирующему горизонту. Это возможно при пологом залегании пород и при глубокорасчлененном рельефе. При падении пород в 1⁰ пласт погружается на 17 м на каждый километр. Замеры компасом не производятся, т.к. точность замеров составляет 1−2⁰. Привязка инструментальная с помощью геодезических инструментов.

2. Съемка по нескольким маркирующим горизонтам при углах падения более 5⁰. Замеры производятся компасом.

Процесс составления структурной карты напоминает изображение рельефа земной поверхности с помощью горизонталей. Три метода построения структурной карты: метод интерполяций; метод карт схождения; метод профилей

Интерпретация структурных карт: анализируется характер изменения абсолютных отметок изогипс и форма изогипс.

1. Все изогипсы представляют собой прямые незамкнутые линии, заложение примерно одинаковое на всем участке, абсолютные отметки уменьшаются или увеличиваются в одном направлении. Вывод: на карте изображена наклонно (моноклинально) залегающая поверхность напластования.

Если величина заложения изогипс на каких-либо участках резко меняется, то это говорит об осложняющих моноклиналь структурных формах. Структурная терраса и структурный нос – выпуклые выступы на фоне моноклинального залегания, терраса вытянута по простиранию, структурный нос – по падению пород.

2. Изогипсы представляют собой замкнутые или полузамкнутые линии. Вывод: на карте изображены складчатые структуры. Складка антиклинальная, если абсолютные отметки возрастают к центру структуры и синклинальная, если отметки возрастают от центра к крыльям.

Использование структурных карт

1. Структурная карта, наложенная на карту с горизонталями, дает возможность в любой точке определить глубину залегания данной поверхности. Это необходимо при определении глубины проектных скважин.

2. Структурная карта может заменить геологическую в случае отсутствия обнажений, большой мощности четвертичных отложений, густого лесного покрова и т.д. Она помогает проверить правильность выводов, сделанных на основании геологической карты. Анализ мощностей пород в складчатых структурах позволяет выявить историю развития данной структуры. Например, выклинивание (уменьшение) пластов к своду, уменьшение углов падения по мере появления молодых отложений говорит о том, что структура образуется в процессе осадконакопления – седиментационная структура.

3. Структурная карта помогает разобраться в положении залежей полезных ископаемых в зависимости от тектонических условий (нефть, газ).

4. По структурной карте можно определить элементы залегания на глубине в любом пункте.

5. Карта может быть использована для построения поперечного разреза месторождения.

6. Структурная карта широко используется для установления контура нефтеносности – подземной горизонтали, разделяющей продуктивную часть пласта от водоносной.

 

Аэрокосмические методы и материалы

Аэрокосмические методы − часть дистанционного геологического зондирования. Это комплекс методов изучения земной поверхности с самолетов и космических аппаратов, выполняемых визуально или с помощью различных приборов с дальнейшим анализом полученных данных. Использование аэрокосмических методов позволяет повысить точность составляемых геологических карт, выявить детали геологического строения, не улавливаемые при наземной геологической съемке.

Применяемые в геологии аэро- и космические съемки делятся на три вида:

1. Аэро- и космовизуальные методы. Они связаны с непосредственным наблюдением природных объектов человеком с борта самолета или космического аппарата.

2. Аэро- и космофотографические методы. Они основаны на регистрации с помощью светочувствительных фотоматериалов отраженного от поверхности Земли солнечного излучения. Работа ведется в инфракрасном диапазоне электромагнитных волн.

3. Аэро- и фотоэлектронные методы. Основаны на использовании более широкого диапазона электромагнитных волн, фиксируется не только отраженное солнечное излучение, но и собственное излучение Земли (тепловые съемки) и искусственное излучение.

При аэрофотосъмке в геологических работах используются аэрофотоматериалы. Они состоят из аэроснимков, схемы накидного монтажа, фотосхемы и иногда фотоплана. Для аэрофотоматериалов используется та же номенклатура, что и для карт.

Аэрофотоснимок представляет собой контактную печать с аэронегативов (1:1) с размером кадра 18Х18, 24х24 или 30х30 см. Фотоаппарат устанавливается в люке самолета, он работает автоматически. Экспозиция производится через определенный промежуток времени в зависимости от скорости и высоты полета. Каждый последующий снимок перекрывает предыдущий на 60% (продольное перекрытие). Смежные маршруты дают перекрытие 30–40% (продольное перекрытие).

Стереопара – пара смежных снимков, дающих под стереоскопом стереомеодель.

На АФС показывают:

1) в углах – уровень, показывающий, в горизонтальном ли положении была фотокамера;

2) время экспозиции;

3) иногда высотомером на специальной пленке записывается высота фотографирования;

4) На середине сторон засвечивают координатные метки. Линии, проведенные через них, дают центральную точку АФС.

Минимальное искажение изображения находится в центре снимка.

Репродукция накидного монтажа – карта, изображающая местоположение всех АФС. Она представляет собой уменьшенную фотографию перекрывающихся АФС так, чтобы была видна номенклатура каждого снимка. Репродукция накидного монтажа служит для ориентировки и быстрого нахождения нужного контактного снимка, а также для определения перекрытия маршрутов съемки.

Фотосхема – монтаж (мозайка) – фотография смонтированных и пригнанных друг к другу центральных частей АФС, несущих минимальное искажение. Они составляют единое изображение заснятой территории. На фотосхеме указываются населенные пункты, реки. Фотосхема имеет неточности, т.к. АФС часто не увязываются в изображении.

Фотоплан − фотографическое изображение местности с точным масштабом, приведенное к определенной системе координат и лишенное искажений. На основе фотопланов могут быть составлены топокарты (с горизонталями). Фотопланы являются точным и ценным документом.