Основы структурной геологии

Предисловие

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное агентство по образованию

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

 

учебно-методическое пособие по дисциплине «Почвоведение»

для студентов лесохозяйственного факультета по направлению 656200

«Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»

 

Лицензия НД № 14185 от 6.03.2001г.

Формат 60х941/16. Тираж 150 экз. Печ. л. – 3,6.

Брянская государственная инженерно-технологическая академия.

241037, г. Брянск, пр. Станке-Димитрова, 3, редакционно-издательский

отдел. Подразделение оперативной печати

Подписано к печати ___ ______________ ______г.

 

 

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

С.К. Кныш, Н.В. Гумерова, А.К. Полиенко

 

ОСНОВЫ СТРУКТУРНОЙ, ИСТОРИЧЕСКОЙ

И РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ

 

Часть I. Структурная геология

 

Учебное пособие

 

 

 

 

Издательство ТПУ

 

Томск 2005

 

 

ББК 26.3 я73+26.324я73

УДК 551.1/4

К 53

 

Кныш С.К., Гумерова Н.В., Полиенко А.К.

К 53 Основы структурной, исторической и региональной геологии: Часть I. Структурная геология: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 116 с.

 

 

В учебном пособии приводятся общие сведения о геологических картах, формах залегания осадочных, магматических и метаморфических горных пород, складчатых и разрывных нарушений. Кратко охарактеризованы главные тектонические структуры литосферы. Изложены основы палеонтологии, важнейшие этапы геологической истории развития Земли. Дана характеристика геологического строения территории России.

Пособие предназначено для студентов специальности 130201 «Геофизические методы поисков и разведки полезных ископаемых», 130202 «Геофизические методы исследования скважин» и 130203 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых».

 

 

ББК 26.3 я73+26.324я73

УДК 551.1/4

 

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом

Томского политехнического университета

 

Рецензенты

Кандидат геолого-минералогических наук, доцент ТГУ

Н.А. Макаренко

Заведующий лабораторией ТомскНИПИнефть

Ю.Я. Ненахов

 

© Томский политехнический университет, 2005

© Оформление. Издательство ТПУ, 2005


Учебное пособие – Основы структурной, исторической и региональной геологии – подготовлено на кафедре геологии, минералогии и разведки месторождений полезных ископаемых Института геологии и нефтегазового дела ТПУ. При его написании использованы материалы лекционных курсов преподавателей кафедры, а также все известные учебные издания как отечественных, так и зарубежных авторов.

Предметом нашего рассмотрения будут три самостоятельные части геологии: структурная геология, историческая геология с элементами палеонтологии и региональная геология России, которые являются базовыми в общей геологической подготовке бакалавров и инженеров-геологов.

Структурная геология является частью геотектоники – науки о строении, движении и развитии земной коры. Объектом изучения структурной геологии являются формы залегания горных пород в земной коре.

Историческая геология характеризует историю и закономерности развития земной коры от момента ее возникновения до наших дней.

Региональная геология рассматривает геологическое строение и развитие отдельных материков, стран или государств. В частности, региональная геология России освещает особенности геологического строения и развития территории России и опирается на данные исторической геологии, структурной геологии.

Учитывая ограниченный объем пособия, авторами изложены только теоретические основы выше названных разделов геологии. При написании пособия использованы последние достижения геологической науки, учтены новые отечественные данные по геологии Мирового океана, изучения земных недр из космоса, бурение сверхглубоких скважин. В основу объяснения глобальных тектонических событий положена концепция тектоники литосферных плит. С позиции мобилизма освещены проблемы развития Земли и литосферы.

Предлагаемый список литературы включает основные источники, которыми пользовались авторы, эта же литература позволит студентам самостоятельно ознакомиться с решением многих практических задач по структурной и исторической геологии и более детально ознакомиться с геологическим строением территории России. Учебное пособие предназначено для студентов специальности 130201 «Геофизические методы поисков и разведки МПИ»; 130203 «Технология и техника разведки МПИ»; 130202 «Геофизические методы исследования скважин», а также может быть полезно студентам других специальностей.


 

Структурная геология, изучающая формы залегания горных пород в земной коре и причины образования этих форм, опирается на общую и историческую геологию, палеонтологию, минералогию и петрографию. В свою очередь, ее результаты служат основой для составления геологических карт, разработки методов поисков и разведки полезных ископаемых.

Без знания структурной геологии невозможно изучение таких дисциплин, как геотектоника, региональная геология, гидрогеология и инженерная геология, а также освоение материала учебных и производственных полевых геологических практик.

 

1.1. Содержание и методы

 

В структурной геологии используют различные методы научного анализа. Наибольшее значение имеют сравнительный, сравнительно-исторический, актуалистический, математический методы, метод дистанционного изучения и геологического картирования.

Сравнительный метод устанавливает сходство и различие объектов исследования.

Сравнительно-исторический метод предполагает изучение всех объектов в природе с позиций их тесной связи, взаимодействия с окружающей средой и исторической последовательности с выяснением их происхождения и последующего развития.

Актуалистический метод на основании изучения современных явлений позволяет создать представление о геологических процессах прошлого, что в определенной степени может заменить эксперимент и моделирование.

Математический метод получил широкое распространение в последнее время в связи с усиливающимися тенденциями формализации и математизации в геологии. С его помощью с большей точностью и высокой производительностью можно исследовать количественную сторону природных явлений.

Метод дистанционного изучения заключается в исследовании свойств нашей планеты с летательных аппаратов, самолетов, спутников и станций, находящихся в атмосфере и космическом пространстве. Основная роль отводится фотографированию земной поверхности, а также изучению магнитных и других свойств горных пород.

Основным методом структурной геологии, обеспечивающим решение практических задач, является геологическое картирование (геологическая съемка). Цель геологического картирования – составление геологической карты какого-либо участка земной поверхности в том или ином масштабе.

При геологическом картировании детально изучаются естественные и искусственные обнажения (выходы на поверхность) горных пород с целью определения их состава, возраста, происхождения, форм залегания и изображения их распространения на топографической основе.

Для более полного изучения свойств горных пород, условий ихзалегания, а также выяснения глубинного строения геологическое картирование сопровождается проходкой шурфов, канав, бурением скважин, изучением материалов аэро- и космосъемок земной поверхности, комплексом геофизических наблюдений (электроразведка, радио-, грави-, магнито- и сейсмометрия).

При определении состава и происхождения горных пород используют минералогический, петрофизический, химический и другие методы изучения, а также палеогеографический и палеонтологический анализы. Для определения возраста горных пород применяют стратиграфический, палеонтологический методы и методы абсолютной геохронологии.

Геологическое картирование лежит в основе многих направлений геологических исследований. С его помощью можно увязывать все геологические объекты в пространстве, выяснять их взаимные связи и генезис. Одновременно устанавливается и перспективность закартированной территории в отношении полезных ископаемых, расположенных как на поверхности, так и на глубине.

 

1.2. Геологическая карта

 

геологическая карта – это графическое изображение на топографической основе в определенном масштабе геологического строения какого-либо участка земной коры.

Среди карт принято выделять обязательные и специальные. К обязательным относятся карты: фактического материала, геологическая, закономерностей размещения полезных ископаемых; к специальным – тектоническая, геоморфологическая, гидрогеологическая, четвертичных отложений, геохимическая и др.

Специальные карты имеют более узкое назначение по сравнению с основной геологической картой и отражают лишь отдельные черты геологического строения района. Они составляются после проведения специальных съемок, использующих различные методы и технические средства.

Геологическая карта – основная в серии обязательных карт. В комплексе с остальными обязательными картами она служит основой для следующего:

1) изображения геологического строения земной поверхности в заданном масштабе;

2) установления закономерностей распространения и прогноза полезных ископаемых;

3) рационального выбора площадей под геологическую съемку и поисков полезных ископаемых в более крупных масштабах;

4) разработки вопросов региональной и инженерной геологии, гидрогеологии и почвоведения;

5) составления сводных геологических карт и карт полезных ископаемых более мелких масштабов;

6) создания специальных карт (тектонических, металлогенических, гидрогеологических и т. п.).

На геологической карте с помощью специальных условных знаков изображают:

1) поля распространения осадочных, магматических и метаморфических пород, расчлененных по возрасту и составу;

2) измененные породы;

3) основные тела полезных ископаемых, а также вмещающие породы, благоприятные для их локализации;

4) границы между геологическими объектами, разделенные по степени их достоверности;

5) разрывные нарушения, выделенные по значимости, степени достоверности;

6) площади распространения кор выветривания с указанием их возраста и генетического типа;

7) площади распространения техногенных пород;

8) наиболее важные буровые скважины и горные выработки;

9) места выходов ископаемых органических остатков и пункты, для которых имеются определения изотопного возраста пород или минералов.

Геологические карты классифицируются также по масштабу.Поэтому признаку различают следующие виды карт.

1. Обзорные карты (мельче 1:1000 000), дающие общие представления о геологическом строении больших территорий – материков, государств (например, геологическая карта РФ). Эти карты составляются на географической основе.

2. Мелкомасштабные карты (1: 1 000 000 и 1: 500 000), отражающие в общих чертах геологическое строение крупных регионов (например, геологическая карта Донбасса). Карты этого масштаба служат для определения направления дальнейших более детальных геолого-съемочных работ и предварительной оценки перспектив районов для постановки поисков полезных ископаемых.

3. Среднемасштабные карты (1:200 000 и 1:100 000) с большой степенью детальности характеризуют основные стороны геологического строения средних по площади территорий. Они являются основным видом геологических карт, на базе которых планируются и производятся поиски полезных ископаемых.

4. Крупномасштабные карты (1: 50 000 и 1: 25 000) детально освещают геологическое строение сравнительно небольших по площади территорий. Эти карты становятся основными картами, используемыми для решения прикладных задач.

5. Детальные карты (1:10 000, 1:5 000, 1:2 000 и крупнее) дают подробную геологическую характеристику территорий месторождений полезных ископаемых и рудопроявлений или отражают условия залегания тел полезных ископаемых на действующих горных предприятиях (например, погоризонтные карты-планы рудника или шахты).

 

1.2.1. Общие требования к оформлению геологических карт

 

Технические условия по составлению и оформлению геологических карт изложены в инструкциях и методических указаниях по организации и производству геолого-съемочных работ и составлению геологических карт различного масштаба.

Общепринятые условные обозначения являются своеобразной азбукой различных символов, знание которых обязательно для геологов. С помощью этих символов (условных обозначений) однотипные геологические объекты и процессы независимо от территории и специалиста, составляющего карту, изображаются на геологических картах одинаково, что позволяет «читать» карту любому геологу.

К обязательным элементам геологической карты относятся системы условных обозначений, геологические разрезы, стратиграфические колонки. Эти элементы расположены на полях карты и составляют так называемое зарамочное оформление. В левом поле карты находится стратиграфическая колонка, в правом – условные обозначения, внизу под картой – геологические разрезы.