2.6.5. Формы залегания горных пород

Под геологическими телами понимают объемные тела горных пород, закономерно возникающие в ходе образования горной породы.

Основная масса осадочных образований накапливается в океанах и для большинства из них первичной формой залегания является горизонтальный слой или пласт. После образования, горные породы в земной коре подвергаются различным механическим и физико-химическим воздействиям, вследствие чего происходят изменения формы и расположения геологических тел. Такие изменения приводят к нарушениям первичного залегания горных пород. Нарушения могут быть тектоническими, если вызваны тектоническими движениями земной коры, и нетектоническими, если нарушения связаны с экзогенными геологическими процессами.

Различают три группы тектонических нарушений: складчатые, разрывные и инъективные. Складчатые (связные) нарушения образуются как следствие пластических деформаций; разрывные возникают при разрушении горных пород с образованием трещин, разломов и смещений по ним. Инъективные нарушения связаны с течением вещества и внедрением одних пород в другие.

Стратифицированные горные породы – осадочные, эффузивные и часть метаморфических – залегают в земной коре в виде слоев, иногда образуя разнообразные по форме линзовидные тела. На значительной части поверхности Земли сохраняются первичные, ненарушенные формы залегания таких пород. Меньшую площадь занимают вторичные, нарушенные формы залегания в виде складок и различных форм разорванных слоев. Слой представляет собой пластинообразное тело, которое характеризуется более или менее однородным литологическим составом и ограничено практически плоскими параллельными поверхностями, возникшими в процессе образования породы; они называются поверхностями наслоения. Нижняя поверхность называется подошвой слоя, верхняя – его кровлей. Кратчайшее расстояние между подошвой и кровлей называется мощностью слоя. Подошва, кровля и мощность – это элементы слоя.

Главным признаком, по которому выделяют слой, является смена пород на границе кровли и подошвы вышележащего слоя. Следует иметь в виду, что, чем выше расположен слой, тем он моложе. Слои обычно характеризуются большими протяженностью и площадями распространения, но бассейны осадконакопления не бесконечны и каждый слой рано или поздно выклинивается. Выклинивание может быть обусловлено приближением к границе бассейна осадконакопления, например, береговой линии (седиментационное выклинивание), или связано с более поздним размывом слоя (денудационное выклинивание). При небольшом распространении слоя, а это часто бывает в аллювиальных отложениях, слой в поперечном сечении становится похожим на линзу; его так и называют линзой.

В одном и том же слое могут встречаться породы разного состава: наблюдаться переходы от глин к пескам, от песков к галечникам и т.д. При этом изменяется и состав встречающихся в породе органических остатков. Такие изменения называют фациальными, а отдельные разновидности пород – фациями.

Огромное влияние на формирование слоев осадочных пород оказывает движение литосферных плит, вертикальные и горизонтальные. Движениями плит обусловлено изменение условий осадконакопления, благодаря чему наблюдаются перерывы в осадконакоплении, размыв более древних слоев, изменения фаций в отдельных слоях, различные несогласия.

Существует два основных типа соотношений слоистых толщ. Первый из них характеризуется непрерывным напластованием параллельных слоев без каких-либо перерывов в осадконакоплении. Такие соотношения называют согласным залеганием слоев.

При несогласном залегании непрерывная возрастная последовательность слоев нарушена, на границах слоев наблюдаются перерывы в накоплении осадков или следы их размыва. Различают два типа геологических процессов, создающих несогласия: седиментационные несогласия, возникающие в процессе осадконакопления, и тектонические, обязанные своим происхождением движениям земной коры по разрывам.

Седиментационные несогласия возникают в результате перерывов осадконакопления. По условиям образования, и прежде всего по длительности перерыва они подразделяются на стратиграфические и экзогенные. Стратиграфические несогласия связаны с длительными перерываами в накоплении осадков, обусловленными движениями земной коры и находящими отражение в нарушении стратиграфической последовательности слоев: слои, выпадающие из разреза, соответствуют времени перерыва. Стратиграфические несогласия по условиям образования подразделяются на параллельные, географические и угловые. Экзогенные несогласия связаны с действием сравнительно кратковременных экзогенных процессов, вызывающих перерыв в накоплении осадков или их размыв, например, в связи с возникновением сильного донного течения или в связи с кратковременным осушением бассейна.

Складчатыми формами залегания (пликативными дислокациями) называют различные изгибы слоев без нарушения их сплошности, возникающие в результате пластических деформаций. Различают моноклинали, флексуры и складки.

Моноклинали представляют собой толщи пластов горных пород, равномерно наклоненных в одну сторону на значительном протяжении (рис.2.6.24.).

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. Складки наиболее распространены в осадочных толщах, но иногда встречаются и в метаморфических и в магматических (эффузивных) породах. В складки могут быть смяты не только слои, но и любые плоские геологические тела.

Форма складок разнообразна, поэтому большое значение имеют их морфологическое изучение и классификация. Различают два рода складок:

1. Антиклинали (антиклинальные складки) отличаются тем, что во внутренних частях у них находятся более древние слои, и обычно это складки, обращенные выпуклостью вверх.

2. Синклинали (синклинальные складки) – это изгибы, во внутренних частях которых расположены более молодые слои, чем по периферии. Обычно это складки, обращенные выпуклостью вниз.

Элементы складок. В складке различают следующие элементы:

Крылья – боковые части складки, в пределах которых слои имеют односторонний наклон, наименее изогнутые или плоские.

Замок – место смыкания крыльев, зона перегиба слоев (в антиклинальных складках называется сводом, в синклинальных – днищем).

Ядро – внутренняя часть складки.

Рис.2.6.24.Деформации слоя:

А – антиклиналь; Б – синклиналь; В – флексура (1.- поднятое крыло, 2 – соединительное крыло, 3 – опущенное крыло). С₁,С₂,Р – возраст пород.

Угол складки – двугранный угол, образованный поверхностями крыльев, продолженными до пересечения. Осевая поверхность – поверхность, которая делит угол