Формы рифов: куполовидные, грибообразные. Массивные рифы - биогермы, слоистые - биостромы. Рифовые известняки обычно отличаются чистотой и повышенной способностью к перекристаллизации. Из-за этого кристаллическая структура рифов утрачивается и превращается в массивную. Иногда в массиве наблюдается грубая слоистость.
Рифы часто пористые и кавернозные. В некоторых случаях в погребенном состоянии они являются хорошим коллектором для воды, нефти, газа. Пример: в Предуральском прогибе в Ишимбаевском районе.
Рифы ? хороший эталон условий осадкообразования, поэтому изучение их важно для восстановления палеогеографических обстановок.
Взаимоотношения слоистых толщ. Трансгрессивное, регрессивное и ингрессивное залегание
При движениях земной коры происходит перераспределение суши и моря, а, следовательно, и перемещение береговых линий. По характеру связи между отдельными слоями и по отношению их к более древнему основанию выделяют 3 типа залегания: трансгрессивное, регрессивное и ингрессивное (миграционное).
Трансгрессивное залегание - залегание осадочных пород на размытой поверхности более древних пород, указывающее на наступление моря на сушу.
Трансгрессивное залегание формируется в результате накопления осадков в прогибе на фоне общего длительного опускания при последующем относительно быстром поднятии. Более молодые породы занимают большие площади.
При наступлении моря на сушу происходит перемещение осадочных фаций (обстановок осадконакопления) вслед за перемещением береговой линии. Разрез трансгрессивно залегающей толщи состоит из закономерно сменяющихся мелководных осадков на глубоководные. В основании трансгрессивной толщи накапливается базальный конгломерат.
Н. А. Головкиным в 1869 г были даны понятия стратиграфического и петрографического горизонта.
Стратиграфический горизонт - одновозрастная группа слоев различного состава, связанных постепенными переходами в горизонтальном направлении.
Петрографический горизонт - серия одинаковых по составу слоев, но разновозрастных по времени образования.
Регрессивное залегание - несогласное залегание пород, указывающее на отступание моря. Возникает при относительно быстром прогибании земной коры и при длительном последующем поднятии. Более молодые породы занимают меньшие площади.
Разрез регрессивно залегающих отложений характеризуется закономерным изменением фаций (обстановок осадконакопления) снизу вверх от глубоководных к мелководным. Регрессивный разрез сохраняется обычно хуже трансгрессивного. Верхняя часть разреза смывается отступающим морем.
Крупные вертикальные колебательные движения земной коры могут сопровождаться мелкими колебаниями небольшой амплитуды. В результате образуется сложная система соотношений литологических слоев.
Миграционное залегание указывает на перемещение фаций в одном направлении и устанавливается лишь при региональных исследованиях. Оно образуется при неодинаково направленных вертикальных движениях земной коры в крыльях прогибов. Слои отступают с одной стороны прогиба и трансгрессивно ложатся на основание другой стороны. Комплекс имеет асимметричное строение.
Химические изменения в составе вод озерных и морских бассейнов (t воды, РН) вызывают выпадение осадков или прекращение образования определенных отложений, изменения в окраске осадков и т.д.
Образования ритмических толщ. Ритмическое строение - закономерное повторение в вертикальном разрезе комплексов слоев, построенных по одному и тому же типу.
Флиш ? наиболее характерная ритмическая толща ? многочисленное повторение ритмов. Каждый ритм состоит из нескольких разновидностей слоев, отличающихся литологическими свойствами (песчаный, алевритовый, глинистый слои). Мощность ритма может быть различной. Каждый ритм в подошве и кровле отделяется от соседних по вертикали ритмов поверхностью явного или скрытого размыва. Флиш ? результат пульсирующего изменения физико-географических условий.
По соотношению скоростей прогибания и образования осадков осадконакопление может быть компенсированным и некомпенсированным.
При компенсированном осадконакоплении скорость прогибания земной коры соответствует скорости осадконакопления. При этом уровень дна бассейна остается более или менее постоянным. В результате могут образоваться мощные толщи осадков одной формации. Пример - угленосная формация Донбасса. Каменноугольные отложения здесь имеют мощность более 10 км, состоят из песчаников, чередующихся с аргиллитами, известняками с остатками морской фауны и каменноугольными углями. Пласты каменного угля (их более 200) образовались в прибрежных и континентальных условиях. Следовательно, территория Донбасса была то сушей, то морем. Отсутствие в разрезе глубоководных образований говорит о том, что поверхность накопления осадков испытывала незначительные колебания, оказываясь то выше, то ниже уровня моря. Очевидно, что 10-километровое прогибание земной коры было компенсировано осадочным материалом.
Другой пример - соленакопление в заливе Кара-Богаз-Гол. Для поддержания непрерывного процесса выпадения солей (их более сотни метров) необходимо полное соответствие между мощностью выпавшего осадка и величиной прогибания залива. Доступ морской воды в залив должен компенсировать количество влаги, испаряющейся в заливе.
При некомпенсированном осадконакоплении возникают открытые глубокие водоемы.
При положительных вертикальных движениях образуются поднятия, являющиеся областями сноса обломочного материала. Таким образом, движения земной коры обусловливают распределение в пространстве областей сноса и осадконакопления, а также фаций осадочных образований и их мощностей.
Наклонное (моноклинальное) залегание горных пород
Моноклинальное залегание пород является вторичной формой залегания. Слои на обширных пространствах наклонены в одном направлении. Моноклинальное залегание пород можно наблюдать, например, в верхнеюрских, меловых и палеогеновых отложениях Крыма и Северного Кавказа, углы падения достигают 300.
Моноклинальное залегание представляет собой простейший случай наклонного залегания и характеризуется одинаковым наклоном и одинаковым углом падения в пределах участка. Углы падения измеряются от первых градусов до 900.
Моноклинальное залегание характеризуется (определяется) элементами залегания.
Линия простирания - линия пересечения поверхности напластования с горизонтальной плоскостью. Это любая горизонтальная линия, лежащая на поверхности слоя.
Линия падения - перпендикуляр к линии простирания, проведенный вниз по уклону наклонной поверхности.
Линия восстания - перпендикуляр к линии простирания, проведенный вверх по уклону наклонной поверхности.
Угол падения - вертикальный угол между линией падения и её проекцией на горизонтальную плоскость. Он может принимать значения от 00 до 900.
Азимут простирания - правый векториальный угол на горизонтальной плоскости между линией простирания и меридианом (направлением на север).
Вертикальное залегание характеризуется только азимутом простирания и углом паления 900;
Горизонтальное залегание - углом 00.
Элементы залегания измеряются прямым способом (горным компасом); графическим способом или по формулам.
Мощности наклонно залегающего пласта:
истинная, произвольная (в том числе вертикальная и горизонтальная), видимая (замеренная в обнажении).
Ширина выхода наклонно залегающего слоя зависит:
1) от истинной мощности (прямая зависимость);
2) от угла падения (обратная зависимость);
3) от соотношения падения склона и слоя (меньше при падении в разные стороны).
Нанесение полного выхода наклонного пласта на геологическую карту
На геологической карте наклонные пласты изображаются в виде полос, границы которых - проекции выходов кровли и подошвы на горизонтальную плоскость. Полосы расположены под углом к горизонталям. Форма и ширина полос зависит от рельефа и угла наклона пласта.
Наиболее простой способ построения выхода пласта состоит в использовании изогипс поверхностей напластования.
Изогипса - линия простирания поверхности напластования с определенной абсолютной отметкой. Изогипса - это линия, соединяющая точки поверхности с одинаковыми абсолютными отметками.
Величина заложения - проекция на горизонтальную плоскость расстояния между двумя соседними изогипсами. Величина заложения (а) зависит от угла падения пласта и от сечения изогипс.
Для построения линии выхода по известным элементам залегания, замеренным в какой-либо точке, нужно:
1. Отложить в этой точке азимут падения;
2. От полученной линии падения в любую сторону построить угол падения;
3. Перпендикулярно линии падения в данной точке провести через всю карту линию простирания.
4. Параллельно линии простирания проводятся изогипсы. Расстояние между изогипсами равно величине заложения, определенной по формуле или графически.
5. Для построения линии выхода пласта (кровли или подошвы) находим точки пересечения одноименных горизонталей и изогипс.
6. Соединяем точки пересечения плавной линией. Правило: эту линию нельзя проводить не через точки пересечения; этой линией нельзя пересекать в отдельности ни горизонталь, ни изогипсу.
7. Для проведения линии выхода другой поверхности пласта (кровли или подошвы) используем эти же изогипсы, но с абсолютными отметками, отличающимися на величину вертикальной мощности пласта.
Способ построения выхода пласта по замеру элементов залегания в одной точке в практической работе используется редко: если отдельные участки местности заболочены, залесны или покрыты мощными Q отложениями при условии моноклинального залегания пород.
Определение глубины залегания пласта в данной точке
Если отметки изогипс больше отметок рельефа - пласт размыт.
Если отметки изогипс меньше отметок рельефа - пласт находится на глубине. Для определения глубины залегания пласта из отметки горизонтали вычитаем отметку изогипсы в этой точке.
Н = Арельефа - Аизогипсы
При равенстве отметок изогипс и горизонталей пласт выходит на поверхность ? это обнажение.
При нанесении выхода поверхности напластования с изменяющимися элементами залегания применяют два способа: 1) метод сглаженных линий; 2) метод прямых отрезков. Предпочтение отдается плавным кривым линиям.
Определение мощности пласта по карте с горизонталями
На линии выхода кровли или подошвы пласта отыскиваем две точки с одинаковыми абсолютными отметками. Соединяя эти точки, получаем изогипсу - линию с равными отметками. Продолжаем изогипсу до пресечения линией выхода другой поверхности пласта (кровли или подошвы). Разница в отметках кровли и подошвы дает вертикальную мощность пласта.
Определение направления падения плата по карте без построения изогипс
Нормально залегающие моноклинальные пласты всегда падают в сторону более молодых пород.
Понятие о пластовых треугольниках (пластовых фигурах)
В местах перегиба (расчленения) рельефа линии выхода пласта делают изгиб с резко выраженным углом, напоминающим треугольник или трапецию. Пластовые фигуры (треугольники или трапеции) позволяют легко определить направление падения пласта и угол падения слоев.
Правило пластовых треугольников: Слой падает в ту сторону, куда направлена вершина угла в самой низкой точке рельефа (в долине реки). В самой высокой точке рельефа (на водоразделе) направление падения пласта противоположно направлению вершины угла треугольника.
Исключение составляет случай, когда слой и пласт падают в одну сторону и угол падения пласта меньше угла падения склона. В этом случае правило действует наоборот.
Величина и форма привершинного угла, указывающего направление падения в пластовых треугольниках, зависит от наклона слоев и формы рельефа. При вертикальном падении слой выходит на поверхность в виде прямой линии. При крутом залегании угол треугольника окажется тупым. При уменьшении угла наклона пласта угол станет острым. Однако необходимо помнить, что пластовыми треугольниками можно пользоваться при углах падения слоя больше падения угла склона. Если угол падения плата меньше угла падения склона, то пластовые треугольники будут показывать обратную картину.
Осложненное наклонное залегание
Моноклинальное залегание слоев может быть осложнено флексурами, структурными террасами и структурными носами.
Структурный нос - короткий по простиранию и узкий по падению выпуклый выступ на склоне моноклинали. То же, но вогнутой формы - структурная впадина.
Структурная терраса (ступень) - ступенчатый изгиб слоев на моноклинали, характеризующийся большой протяженность по простиранию и узкий по падению.
Флексура - тектоническая форма залегания в виде коленообразного изгиба пластов с резким уменьшением их мощности и увеличением углов падения пород в этом месте без разрыва сплошности пласта. По характеру изгиба (залегания пород на крыльях) могут быть выделены:
1) нормальная или вертикальная флексура;
2) горизонтальная флексура (изгиб выражен на горизонтальной плоскости).
Флексуры могут быть согласными и несогласными. Они широко развиты в осадочном чехле платформ. Длина их может достигать десятков километров, а вертикальная амплитуда - десятков и сотен метров.