14. СТРОЕНИЕ ПЛАТФОРМ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Выше отмечалось, что с окончанием геосинклинального режима складчатые области или их отдельные части превращаются в платформы, после чего их дальнейшее геологическое развитие идет по пути, свойственному платформенным областям.
Платформы характеризуются двухъярусным строением. Их фундаментом или цоколем служат в той или иной степени метаморфизованные и пронизанные интрузивными породами складчатые образования, возникшие при геосинклинальном развитии; верхний ярус составляет покров осадочных пород, накопившихся при платформенном режиме. Осадочный чехол отделен от фундамента резко выраженным несогласием, и слагающие его породы, как правило, неметаморфизованы и слабо нарушены, залегают горизонтально или почти горизонтально.
ФОРМАЦИИ
Наибольшим распространением в осадочном чехле платформ пользуются следующие ассоциации формаций:
1) карбонатные и глауконито-карбонатные, сложенные органогенными и хемогенными известняками, мергелями с примесью глауконита, доломитами и в подчиненном количестве глинистыми породами. Образуются в открытых морях и лагунах;
2) красноцветная и галогенная, состоящие из красноцветных песчаников, аргиллитов и конгломератов, фациально замещающихся солями, гипсами и доломитами;
3) морские обломочные, сложенные толщами мелкозернистых песков, песчаников, глин, реже конгломератов и мергелей. Для песков характерно присутствие глауконита;
4) континентальные, среди которых различаются формации влажных равнин, аридных равнин и комплекс ледниковых образований. Среди формаций влажных низких равнин наибольшее значение имеют угленосные толщи, аллювиальные отложения и кора выветривания;
5) трапповая, представленная сложным комплексом пластовых интрузий и залежей основного состава (долериты, порфириты, габбро) заключенных среди туфов, туффитов и осадочных пород. Траппы широко развиты в осадочном чехле Сибирской платформы, где имеют возраст от среднего карбона до нижней юры.
СТРУКТУРНОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ ПЛАТФОРМ
Наиболее последовательное и детальное расчленение платформ на отдельные структурные элементы предложено Н. С. Шатским. Им выделяется несколько групп структур. Наиболее крупные из них носят название щитов и плит. Среди них в свою очередь могут быть выделены подчиненные им структуры: синеклизы, антеклизы и авлакогены. К мелким структурам платформ относятся отдельные складки, валы, флексуры, разрывы и трещины. Особое место на платформах занимают глубинные разломы.
Щитами называются части платформ, складчатое основание которых отличается относительно высоким положением, благодаря чему на щитах часто отсутствует осадочный покров или он имеет незначительную мощность.
Плиты в противоположность щитам представляют собой отрицательные тектонические структуры (опущенные), вследствие чего их осадочный чехол достигает значительной мощности.
Синеклизы представляют собой чрезвычайно плоские прогибы, имеющие синклинальное строение с едва заметным падением слоев на крыльях (от долей метра до 2, реже 3-4 м на километр). Эти прогибы занимают всегда очень большую площадь и имеют различную форму.
Антеклизами , в отличие от синеклиз, называются положительные структуры, представляющие собой пологие поднятия, имеющие форму сводов. Антеклизы и синеклизы тесно связаны друг с другом; крылья синеклиз являются также крыльями соседних антеклиз.
Под названием «авлакогены » Н. С. Шатский выделил узкие, линейные впадины на платформах, ограниченные крупными разломами и сопровождающиеся опусканиями в фундаменте и глубокими прогибами в платформенном чехле.
МАГМАТИЗМ ПЛАТФОРМ
Магматическая деятельность в пределах платформ, как уже указывалось, проявляется в слабой степени.
Интрузии кислого и щелочного состава, известные на платформах, имеют незначительные размеры и сконцентрированы главным образом на их окраинах.
Значительно шире на платформах распространены магматические процессы, приводящие к образованию основных пород, получивших название «трапповой формации».
Начальные и средние фазы траппового магматизма, по А. П. Лебедеву, были главным образом эффузивными. В это время возникли покровы базальтов и долеритов и накопилось значительное количество туфов. Заключительная фаза выражена в образовании пластовых залежей (силлов), образующих многоэтажные внедрения и реже секущие тела в виде жил, даек, столбообразных штоков, трубок и иногда сети тонких неправильных жил (штокверков). Время образования трапповой формации на платформах связывается с периодами их общего растяжения.
Слабая интрузивная деятельность на платформах является основной чертой их развития, отличающей платформы от складчатых областей. Возможно, что переход из геосинклинальной стадии в платформенную вызывается главным образом прекращением образования кислой магмы.
15. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В СТРУКТУРНОЙ ГЕОЛОГИИ И ПРИ ГЕОЛОГИЧЕСКОМ КАРТИРОВАНИИ
Геофизические методы основаны на изучении на поверхности Земли или вблизи нее (в воздухе, горных выработках, скважинах, на поверхности воды или под водой) различных физических полей и явлений, распределение или характер протекания которых отражают влияние среды - горных пород, слагающих толщу земной коры на том или ином участке исследований. Возможности решения геологических задач геофизическими методами определяются тем, что горные породы в зависимости от состава и условий залегания характеризуются определенными физическими свойствами - плотностью, магнитностью, электропроводностью, упругостью, радиоактивностью и др., различаясь между собой численными значениями соответствующих физических констант. Одно и то же по своей физической сущности поле в зависимости от свойств той геологической среды, в которой оно наблюдается, будет различно по интенсивности и структуре. Таким образом, изучая физические поля и выявляя особенности их проявления на данном участке, мы получаем возможность установить характер влияния и особенности пространственного распределения пород и других геологических образований, различающихся по своим физическим свойствам.
При геологическом картировании и структурно-геологических исследованиях наблюдения ведутся таким образом, чтобы выявлять особенности полей (так называемые аномалии), обусловленные контактами, разломами, складчатыми структурами, интрузиями и т. д., т. е. теми геологическими объектами, обнаружение и нанесение которых на карту и является важнейшим этапом изучения геологического строения исследуемых территорий.
Геофизические методы обладают рядом специфических особенностей, без понимания и учета которых невозможно эффективно и полноценно использовать полученные с их помощью данные.
Прежде всего следует иметь в виду, что четкость и интенсивность проявления наблюдаемых аномальных эффектов прямым образом зависит от того, в какой мере порода, слагающая отдельное геологическое тело или пласт, отличается по физическим свойствам от пород, слагающих вмещающую толщу или смежные пласты. Эти различия могут проявляться в самых разных соотношениях и, как правило, в различной степени. Поэтому для более всестороннего изучения района применяется чаще не один, а комплекс геофизических методов, хотя это и осложняет и удорожает проведение геофизических работ.
Общие закономерности в распределении физических свойств пород уже достаточно хорошо изучены. Так, плотность горных пород определяется главным образом их минеральным составом и пористостью. Поэтому более плотными являются магматические и сильно метаморфизованные породы, менее плотными - рыхлые осадочные породы; среди магматических пород плотность возрастает от кислых разностей (гранитов) к ультраосновным.
Удельное сопротивление пород почти не зависит от минерального состава и определяется их пористостью, влажностью, а также минерализацией содержащейся в порах породы воды. Поэтому магматические и метаморфические породы, как правило, имеют более высокое сопротивление, чем осадочные. Среди осадочных пород более высоким сопротивлением обладают карбонатные и хемогенные отложения, а более низким - терригенные. В последней группе пород сопротивление уменьшается по мере возрастания содержания глинистых частиц и увеличения пористости. Лишь небольшая группа рудных минералов (главным образом сульфидных), в том числе и графит, обладают высокой электропроводностью, благодаря чему рудные тела и жилы могут в ряде случаев выявляться электроразведочными методами как естественные проводники.
Магнитные свойства пород в основном определяются наличием в них ферромагнитных минералов - магнетита, ильменита, гематита, пирротина, которые, как правило, не являются породообразующими и присутствуют в породах в виде акцессориев. Наиболее магнитными породами среди магматических являются ультраосновные, а среди метаморфических - железистые кварциты. Осадочные породы в целом менее магнитны, чем породы двух предыдущих групп, но среди них относительно более магнитны песчаные отложения и наименее магнитны известняки, мергели, каменные соли.
Радиоактивность пород целиком зависит от присутствия в них минералов радиоактивных элементов (и радиоактивных изотопов). Радиоактивность магматических пород возрастает от ультраосновных разностей к кислым, среди осадочных пород - от карбонатных отложений к глинистым.
Упругие свойства пород зависят от механических связей между частицами породы и возрастают от рыхлых разностей осадочных образований в сторону магматических пород, среди которых наибольшей упругостью обладают ультраосновные разности.
Четкость и интенсивность наблюдаемых геофизических полей и аномалий прямым образом зависит и от геометрических факторов - размеров и глубины залегания создающих их геологических объектов.
Разные по геологической природе (по составу пород и происхождению), как и разные по размеру и глубине залегания геологические объекты могут создавать одинаковые геофизические поля; следовательно, одна и та же наблюденная геофизическая аномалия может быть объяснена наличием разных как по геологической природе, так и по размеру и глубине залегания тел.
По характеру получаемых результатов интерпретацию геофизических наблюдений принято подразделять на качественную и количественную. Качественная интерпретация отвечает на вопросы о наличии или отсутствии того или иного искомого геологического тела, оценки его общей конфигурации, состава пород, слагающих отдельные тела и пласты, т. е. на вопросы установления природы выявленных аномалий. Количественная интерпретация предусматривает получение количественных показателей - местоположения (координат) объекта, его размеров или мощности, глубины, элементов залегания и т. д.
При качественной интерпретации неоднозначность более всего проявляется при определении геологической природы аномалеобразующих тел; при количественной интерпретации в определении глубины и размеров объектов.
Сложность реальных геологических условий зачастую столь велика, что в ряде случаев они не поддаются количественному учету из-за математических трудностей. В этих случаях геологическую обстановку схематизируют, заменяя реальные, сложные по форме и строению геологические тела телами более простой геометрической формы с однородным распределением физических параметров (пласты и жилы представляют - аппроксимируют - в виде параллелепипедов или призм, рудные тела и интрузивы - цилиндров, эллипсоидов, сфер и т. д.).
В практике геофизических съемок преобладают случаи, когда наблюдаемые геофизические поля отражают наличие в геологическом разрезе не одиночных, а нескольких геологических объектов.
Для правильного использования материалов геофизических исследований следует строго придерживаться единых способов графического изображения геофизических наблюдений. Их представляют в виде графиков и карт, построение которых выполняется по общим для всех геофизических методов правилам.
Наблюдения по отдельному профилю изображаются в виде графика, по горизонтальной оси которого откладывают точки наблюдений, а по вертикальной - значение наблюденной величины.
Для построения геофизической карты на план наносят профили и точки наблюдений, выписывают около каждой значение наблюденной или вычисленной в результате интерпретации величины и в полученном таким образом числовом поле проводят линии равных значений последних, так называемые изолинии.
Геофизические методы при геологическом картировании и структурно-геологических исследованиях, проводящихся в неразрывной связи с прогнозированием и поисками полезных ископаемых, позволяют от картирования поверхности коренных пород переходить к картированию объемному. Они дают представление о глубинном строении изучаемых участков в пределах глубин, часто недоступных бурению, или во всяком случае позволяют более рационально определить места заложения глубоких структурных или поисковых скважин. В закрытых районах они значительно облегчают проведение съемок, а целесообразное сочетание сети геофизических наблюдений с сетью картировочных выработок и скважин позволяет существенно повысить эффективность и экономичность работ. Наконец, во всех случаях геофизические методы, вовлекая в сферу исследований геофизические поля и физические свойства пород, позволяют более всесторонне изучать строение земной коры и увеличивают тот суммарный объем информации, на основании которой геолог приходит к окончательным выводам, представляемым им в виде геологических карт и прогнозно-поисковых оценок.
Несогласия.
При изучении и картировании несогласий геофизические методы применяются широко. Однако следует иметь в виду, что ими отмечаются только те несогласия, которые одновременно являются и геофизическими границами, т. е. поверхностями раздела пород, различающихся по тем или иным физическим свойствам. Таким образом, несогласия в общем случае фиксируются как контакты разнородных пород. Является ли этот контакт нормальным, отвечающим согласному залеганию пород, или несогласием, установить по одним только геофизическим данным, как правило, невозможно.
Изучение поверхностей несогласия, которые разделяют структурные этажи платформенных участков земной коры, может осуществляться гравиразведкой, методами ВЭЗ, теллурических токов, частотных зондирований, сейсмическими методами и в некоторых случаях аэромагнитной съемкой. Наиболее детальное изучение осуществляется сейсморазведкой.
Первоочередной задачей при этом является изучение рельефа и глубины залегания поверхности кристаллического или складчатого фундамента под осадочным чехлом платформ или в отдельных межгорных депрессиях. Исследования такого рода обычно совмещают с изучением строения толщи фундамента с целью выявления отдельных литологических комплексов, интрузивных образований и разрывных нарушений, по которым фундамент разбит на отдельные тектонические блоки.
Горизонтально залегающие слои.
При горизонтальном залегании слоев с помощью геофизических методов обычно решаются следующие задачи:
1) расчленение толщи слоев на отдельные горизонты и определение их мощности;
2) выявление и прослеживание фациальных изменений слоев. Для решения этих задач в первую очередь можно привлекать методы ВЭЗ и сейсморазведки, а для оценки суммарной мощности горизонтальнослоистой толщи при средне- и мелкомасштабных съемках - методы зондирования становлением поля и теллурического поля.
Фациальные изменения отдельных слоев устанавливаются обычно по изменению удельного сопротивления, граничных и пластовых скоростей в горизонтальном направлении (от точки к точке наблюдений).
В тех случаях, когда литологические границы в разрезе изучаемого района, которым отвечают геоэлектрические и сейсмические границы, прослеживаемые электрическими зондированиями и сейсморазведкой, не совпадают со стратиграфическими, на картах и разрезах их показывают как некоторые условные горизонты. Последующим анализом или сопоставлением с данными структурного бурения устанавливается геологическая приуроченность этих условных границ горизонтов.
В помощь прослеживанию отдельных горизонтов, обнажающихся на склонах долин, оврагов, но перекрытых делювиальными отложениями, можно привлекать симметричное или дипольное профилирование, магнитометрию, при небольшой мощности делювия гамма-съемку, а в случае наличия в разрезе битуминизированных и графитизированных прослоев или пластов углей - метод естественного поля.
Наклонно залегающие слои.
При небольших углах наклона слоев задачи, решаемые геофизическими методами, аналогичны тем, которые выдвигаются при изучении горизонтальных напластований, и решаются они тем же комплексом методов по той же методике. Несмотря на то, что интерпретация кривых ВЭЗ проводится по палеткам теоретических кривых, рассчитанных для горизонтально залегающих слоев, применение их при углах наклона пластов до 5-10° не вызывает сколько-нибудь заметных ошибок. При дальнейшем же возрастании углов наклона условия применения электроразведочных методов существенно меняются; соответственно меняется и комплекс привлекаемых частных методов. Ведущим методом становится электропрофилирование, создаются благоприятные возможности для применения метода индукции (дипольно-индуктивного профилирования), метода радиокип.
При сейсмических же наблюдениях наклонное залегание пластов изменяет только геометрию путей распространения сейсмических волн, что автоматически отражается в изменении значений регистрируемых кажущихся скоростей и соответственно формы годографов. В программу интерпретации последних уже заложено определение углов наклона пластов, и поэтому на получаемом сейсмогеологическом разрезе сейсмогеологические границы отражают истинную картину залегания пород. Однако в отличие от электроразведки, эффективность применения которой растет вместе с ростом угла падения пластов вплоть до вертикального залегания, сейсмические методы удается применять при углах наклона пород не свыше 30-40°.
При наклонном залегании пластов возможно применять и такие методы, как магниторазведку, гамма-съемку (при небольшой мощности четвертичных отложений).
По мере укрупнения масштаба съемок и увеличения детальности расчленения разреза предпочтение среди методов электроразведки следует отдавать электрическому профилированию с дипольными установками.
Для определения элементов залегания пластов, перекрытых четвертичными отложениями, рекомендуется применять методику кругового профилирования с дипольными установками.
Складчатые формы залегания.
Изучение складчатых структур относится к числу основных задач структурной геофизики. На их решение направлены ее основные глубинные методы - вертикального электрического зондирования, зондирования становлением поля, теллурического поля, преломленных и отраженных волн, гравиразведки, магниторазведки.
При изучении складчатых районов применяют понятие о так называемых опорных горизонтах. Под опорным горизонтом понимают хорошо выделяющийся по тому или иному физическому свойству пласт или толщу пород, который обладает также достаточной мощностью для четкого проявления в соответствующем физическом поле. Этот горизонт должен занимать определенное стратиграфическое положение в разрезе, быть выдержанным по простиранию (по площади исследований) и принимать участие в строении изучаемых структур с тем, чтобы на основании данных того или иного метода по поведению этого горизонта можно было бы судить об исследуемых структурах. Особенно широко этим понятием пользуются при электрических зондированиях. Наилучшими опорными электрическими горизонтами среди терригенных пород являются глины, отличающиеся низким удельным сопротивлением; среди карбонатных пород - горизонты гипсов, ангидритов, а также массивных известняков, обладающие весьма высоким сопротивлением. За опорный горизонт принимают также и поверхность кристаллического фундамента.
Немаловажную роль играет характер самих складчатых структур.
Для сейсморазведки благоприятны структуры с углами наклона крыльев от 2 до 15°, и, во всяком случае, не свыше 35-40°. Для электрических зондирований доступны только пологие структуры с углами падения крыльев не более 5-10°. Для гравиразведки и магниторазведки благоприятен более резко выраженный структурный рельеф. В этих же условиях на смену электроразведке методом ВЭЗ приходит электропрофилирование. Поэтому электроразведка методами зондирований и сейсморазведка при изучении складчатых структур применяются на платформенных участках, в предгорных и межгорных прогибах, во внутренних зонах крупных депрессий. Гравиразведка, магниторазведка применяются как в платформенных условиях, так и в складчатых областях.
Следует иметь в виду, что изучение складчатых структур посредством геофизических методов в практике современных геофизических работ проводят в большинстве случаев неразрывно с изучением несогласий между структурными этажами и в первую очередь совместно с исследованием рельефа кристаллического или складчатого фундамента.
Трещины.
Изучение трещин в горных породах относится к числу детальных геолого-геофизических исследований. Но если геологические методы изучения трещиноватости требуют наблюдений на обнаженной поверхности пород, то геофизические методы позволяют выявлять основные закономерности пространственного распределения трещин и количественно оценивать степень трещиноватости пород, даже в случае залегания их на глубине нескольких десятков метров под четвертичными отложениями или пластами других коренных пород. Конечно, детальность и точность количественных оценок с глубиной уменьшается.
Основными геофизическими методами изучения трещиноватости являются круговое профилирование, круговые ВЭЗ и микромагнитная съемка.
Круговое профилирование и круговые ВЭЗ могут применяться на участках с горизонтально- или пологозалегающими осадочными породами или же для исследования отдельных массивов изверженных и эффузивных пород. Их применение обусловлено возникновением у пород анизотропии по удельному сопротивлению за счет трещиноватости в том случае, когда трещины в трещиноватой породе пространственно ориентированы преимущественно в одном или нескольких направлениях. Эта анизотропия может быть выявлена, если, не меняя положения центра измерительной установки, располагать линию разносов последней под разными азимутами.
Разрывные нарушения.
Разрывные нарушения обычно отмечаются как контакты и несогласия, так как часто по их линиям приведены в соприкосновения разные комплексы пород с различными физическими свойствами.
Часто разрывные нарушения могут быть зафиксированы либо понижением сопротивления пород в зоне дробления, либо благодаря образовавшейся по линии разрыва жиле или дайке, отличающейся по физическим свойствам от окружающих пород. Выявление таких нарушений обычно проводится посредством электропрофилирования симметричным методом или дипольными установками, методом радиокип, магнитной съемкой, а при малой мощности четвертичных отложений и гамма-съемкой. Зоны дробления могут картироваться методом эманационной съемки, так как они в ряде случаев служат путями вывода радиоактивных эманаций с глубины. Достоинством эманационной съемки является ее большая глубинность в сравнении с гамма-съемкой.
Благодаря совершенствованию электронной измерительной техники появилась возможность применения метода теллурических токов в закрытых районах с развитием мощных толщ четвертичных отложений и коры выветривания для картирования тектонических нарушений. Последние в результате дробления и увлажнения пород часто представляют собой линейно вытянутые проводящие зоны.
Изучение формы и внутреннего строения грабенов и горстов может проводиться широким комплексом методов. Определение общего характера самой структуры и ее оконтуривание обычно производится гравиметрической съемкой, а при относительно небольших размерах - электропрофилированием. Детализация строения прибортовых частей выполняется электропрофилированием, магнитной съемкой, методом индукции, гамма-съемкой, что позволяет выявить и закартировать зоны разломов, обрамляющих структуру, а также изучить строение самого складчатого обрамления.
Эффузивные породы.
Ведущим геофизическим методом изучения условий и форм залегания эффузивных горных пород является магниторазведка. Объясняется это тем, что эффузивы, как правило, отличаются повышенной магнитностью, особенно эффузивы основного состава.
Расчленению эффузивов, выявленных магнитной съемкой, может помочь электропрофилирование, а иногда и гамма-съемка, так как с возрастанием основности эффузивов значительно уменьшается их гамма-активность.
Мощность эффузивных покровов может определяться методом ВЭЗ, а также сейсморазведкой.
Микромагнитная съемка широко применяется и при изучении отдельных массивов эффузивных пород. По характеру «роз направлений» удается выделить отдельные текстурные зоны в пределах одного массива, различать эффузивы, принадлежащие к разным фазам магматического процесса.
Интрузивные породы.
При изучении интрузивных пород геофизическими методами обычно решаются следующие задачи: 1) выявление и оконтуривание отдельных интрузивных массивов; 2) определение формы подземного продолжения массивов; 3) изучение особенностей их внутреннего строения.
Выявление и оконтуривание интрузивных массивов проводится преимущественно посредством магниторазведки (воздушной или наземной, в зависимости от размеров искомых интрузивов и масштаба съемок) и гравиразведки.
Все способы установления формы интрузивных тел являются в конечном счете приближенными, так как основаны на аппроксимации интрузивов телами простейших геометрических форм с гладкими (плоскими или криволинейными) боковыми поверхностями - цилиндрами, усеченными конусами, призмами.
Имеется ряд попыток изучать форму боковых поверхностей интрузивных тел посредством сейсморазведки, по аналогии с соляными куполами. Однако менее благоприятные соотношения скоростей и резкая дислоцированность и неоднородность вмещающих пород не благоприятствуют применению сейсмических наблюдений.
Изучение особенностей строения самих массивов выполняется обычно методами электропрофилирования, магнитной и микромагнитной съемкой, гравиразведкой, гамма- и эманационной съемками. Этими методами можно выделять зоны разломов (электропрофилирование, магниторазведка, эманационная съемка), дайки аплитов, гранит-порфиров, лампрофиров и других пород (гамма-съемка, магнитная съемка, дипольное профилирование), зоны грейзенизации (гравиразведка, магнитная съемка, эманационная и гамма-съемка), зоны гидротермального изменения пород массива (магниторазведка, электропрофилирование). Посредством магнитной съемки отчетливо выделяются зоны развития скарнов, обогащенные магнетитом. Микромагнитная съемка в приконтактной области интрузивов позволяет в отдельных случаях выявлять флюидальные структуры, установление которых может помочь изучению процессов формирования массива и оценить величину современного эрозионного среза.
Детальная высокоточная магнитная съемка в ряде случаев позволяет по ослаблению магнитного поля выявлять неглубоколежащие пегматитовые тела. С этой же целью не без успеха начали применять сейсмоэлектрический метод.
Посредством детальной высокоточной магнитной съемки в сочетании с гамма-съемкой в некоторых случаях в пределах одного массива удается выделять отдельные его части, относящиеся к разным фазам общего тектоно-магматического цикла, так как зачастую эти фазы характеризуются разным составом акцессорных минералов и различиями в соотношениях породообразующих минералов. А это в результате приводит к различиям в намагничении и гамма-активности массива в разных его частях.
Метаморфические породы.
Картирование и изучение структур и форм залегания метаморфических пород проводится теми же геофизическими методами и на той же принципиальной основе, что и структур, образуемых осадочными и магматическими породами.
Но при этом геофизические методы позволяют решать и некоторые специфические задачи. Так, при мелко- и среднемасштабных съемках данные об изменении в горизонтальном направлении (по площади) тех или иных физических параметров - плотности, удельного сопротивления, пластовых скоростей и т.д., устанавливаемые геофизическими наблюдениями, позволяют судить о характере и особенностях проявления регионального метаморфизма.
При крупномасштабных работах посредством магнитной съемки и электропрофилирования устанавливаются проявления контактового метаморфизма, ожелезнения пород. Методы круговых исследований и микромагнитной съемки помогают изучению слоистости и сланцеватости метаморфических толщ.
Магнитной и гравиметрической съемкой успешно картируются площади развития железистых кварцитов, как, например, в районах Курской магнитной аномалии, в Тургайском прогибе.
В зависимости от условий залегания метаморфизованных пород комплексом различных методов их можно расчленить на отдельные горизонты, отличающиеся по физическим свойствам и, следовательно, по литолого-петрографическим характеристикам. Так, например, в районах развития разнообразных сланцев удается выделять свиты кремнистых, известковистых, железистых, глинистых сланцев на основании их различной плотности, магнитности, удельного сопротивления или гамма-активности. Эти задачи решаются посредством крупномасштабных детальных съемок методами дипольного профилирования, радиокип, магнитометрии, гамма-съемки.
16. ПОЛЕВЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевой период делится на три последовательных этапа. В первый из них, охватывающий по продолжительности 2-3 недели, производится знакомство с районом работ и его общий обзор. Во второй этап выполняется основной объем полевых работ. В третий, заключительный этап производится увязка всего полевого материала, составляются дополнительные описания разрезов и по возможности осуществляется детальное изучение наиболее перспективных из выявленных рудоносных участков.
ВИДЫ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СЪЕМОК
В зависимости от масштаба, целей и условий работ геологическую съемку проводят различными методами. Наибольшим распространением пользуются следующие съемки: маршрутная, площадная и инструментальная.
Маршрутная съемка применяется при картировании в масштабах 1: 1 000 000 и 1: 500 000. Она заключается в пересечении района работ маршрутами, большая часть которых располагается вкрест простирания пород или складчатых комплексов. При картировании интрузивных образований маршруты должны пересекать как краевые, так и центральные части массивов.
Наблюдения, проделанные в маршруте, наносятся на топографическую основу, а при наличии аэрофотоснимков и на них.
Геологическое строение пространств, заключенных между маршрутами, устанавливается путем интерполяции данных смежных маршрутов; значительную помощь при этом может оказать дешифрирование аэрофотоматериалов.
Маршрутными исследованиями пользуются также при составлении опорных стратиграфических разрезов, изучении четвертичных отложений и геоморфологических наблюдениях. Ими с успехом можно пользоваться и при сравнительном анализе тектонического строения отдельных районов как для решения общих вопросов, так и при изучении складок, разрезов, трещин и т. п.
Площадная съемка производится при детальном геологическом картировании в масштабах 1: 200 000 - 1: 25 000. Точками наблюдения покрывается вся территория съемки, густота которых зависит от степени сложности геологического строения, условий обнаженности, проходимости, фотогеничности. Наблюдения ведутся также по маршрутам, которые заранее намечаются исходя из строения района и условий обнаженности.
Геологические границы при площадной съемке могут быть точно установлены на местности или их положение определено приближенно. Для выявления точного положения границ используются прямые геологические наблюдения, горные выработки и буровые скважины или аэрофотоснимки. Также тщательно привязываются к местным ориентирам и закрепляются на местности места находок полезных ископаемых и пункты отбора проб с повышенным содержанием полезных ископаемых.
Точность установления границ при геологической съемке масштаба 1: 50 000 не должна быть менее 200 м и для карт масштаба 1: 25 000 не менее 100 м. В зависимости от обоснованности геологические границы делят на достоверные и предполагаемые.
Инструментальная съемка применяется при геологическом картировании, начиная от масштаба 1: 10 000 и крупнее. Она представляет собой площадную съемку, при которой нанесение геологических объектов на топографическую основу производится интрументально. Способы проведения инструментальной съемки весьма различны.
При инструментальной съемке необходимо иметь достаточную сеть естественных обнажении или горных выработок, вскрывающих коренные породы. Контуры последних должны быть совершенно точно указаны на топографической карте. Следует тщательно изучить аэрофотоснимки, найти и отметить реперами все отдешифрированные объекты на местности.
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Геологосъемочным работам должен предшествовать комплекс наземных геофизических исследований, а также аэромагнитная и аэродиометрическая съемка в масштабе геологосъемочных работ и гравиметрическая съемка масштаба 1: 200 000.
Кроме того,для решения конкретных геологических задач и детализации ранее известных геофизических аномалий до или в процессе полевых работ на отдельных участках могут быть проведены сейсморазведочные, гравиразведочные, электроразведочные и другие виды работ, выполняемые раздельно или в различных сочетаниях.
ИЗУЧЕНИЕ И ОПИСАНИЕ ОБНАЖЕНИЙ
Обнажение представляет собой ту часть горных пород, находящихся в естественных условиях, которая изучается геологом. К этому понятию в равной мере относятся выходы на дневную поверхность горных пород различного происхождения и возраста, включая образования четвертичного периода. Даже при сплошной обнаженности для изучения горных пород необходимо выбирать наиболее характерные участки.
При описании осадочных горных пород устанавливается состав, отражающийся в определении названия породы; указываются цвет, текстура, включения, мощность, трещиноватость, характеристика выветрелых и свежих поверхностей, переход к вышележащим и подстилающим слоям. Определяются мощности каждого из слоев и их общая мощность в обнажении. Устанавливаются элементы залегания пород, направление наиболее резко выраженных трещин.
К отбору образцов из описываемых пород следует относиться с большой внимательностью. Каждый взятый образец должен быть достаточно представительным со свежими поверхностями. Средний размер образца не должен превышать площади ладони.
Обнажения магматических пород описываются несколько иначе. Наблюдения следует вести от контактов интрузивного тела к его центральным частям, внимательно следя за изменениями состава, структуры и текстуры пород. Очень важно установить ориентировку поверхностей интрузивных тел. Во многом в этом может помочь изучение трещин. Контакты магматических тел с вмещающими породами могут быть либо интрузивными, либо трансгрессивными. При интрузивных контактах во вмещающих породах наблюдаются приконтактовые изменения, вызванные воздействием магмы; при трансгрессивном контакте интрузивные породы несут следы выветривания и разрушения, а налегающие на их размытую поверхность осадочные отложения в нижнем базальном слое заключают обломки подстилающих интрузивных образований.
Образцы из интрузивных пород подбираются так, чтобы они давали представление о строении как основной части интрузивных тел, так и о строении их эндо- и экзоконтактовых зон. При описании интрузивных массивов должны быть указаны их размеры, а для жил и даек - мощность, направления простирания и падения.
Описание эффузивных образований - застывших лав и туфов - близко к порядку описания осадочных пород. При характеристике застывших лав особое внимание должно быть обращено на характеристику структуры и текстуры и форму отдельности.
При изучении складок рекомендуется начинать с характеристики пород, в которых они развиты; далее описываются: строение замка и крыльев с указанием углов их наклона, измеряется простирание оси и направление погружения шарниров. Определяется морфологический тип складки, ее высота и размер крыльев.
При описании разрывов со смещениями приводятся элементы залегания сместителя; состав пород и условия их залегания на крыльях. Для определения направления движения крыльев разрыва тщательно изучают строение сместителя: борозды и зеркала трения, тектонические брекчии, деформации пород, примыкающих к сместителю.
Следует стремиться установить амплитуды смещения вдоль сместителя, а также тип разрыва. Следует отметить, что сместители разрывов с перемещениями в сотни метров могут иметь брекчии трения мощностью в десятки и более метров. Среди перетертых обломков нередко могут встретиться и крупные блоки - отторженцы от пород, слагающих крылья разрыва.
По результатам геолого-съемочных работ составляются геологический отчет и комплект геологических карт, включающий карту фактического материала, геологическую карту с геологическими разрезами и стратиграфической колонкой, карты полезных ископаемых, тектоническую, геоморфологическую, гидрогеологическую карты, карту четвертичных отложений.
ЛИТЕРАТУРА
Ажгирей Г. Д. Структурная геология. Изд. МГУ, 1966.
Белоусов В. В. Структурная геология. Изд. МГУ, 1971.
Буялов Н. И. Практическое руководство по структурной геологии и геологическому картированию. Гостоптехиздат, 1955.
Карта района, учебник «Структурная геология и геологическое картирование », соответствующий том...
Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 05. 04. 01 Геология Программа обсуждена на заседании кафедры
ПрограммаА.Е. Структурная геология и геокартирование. – М.: Недра, 1991. Лощинин В. П., Галянина Н. П. Структурная геология и геологическое картирование : учеб... 2000. 238 с. Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование . – М.: Недра, 1993. ...
Томский государственный университет
Рабочая программаВажнейшее значение имеют: «Геология месторождений полезных ископаемых», «Структурная геология и геологическое картирование », «Физика». Компетенции... полей и месторождений. Структурно -геологические представления на заре зарождения геологии в XVI – XVIII ...
Важнейшими инструментами познания современной структуры и истории формирования и развития геологической среды являются, помимо геологических бурение, геологич
Документ... (электроника, автоматика, кибернетика, космонавтика) и геологическими (геология , планетология, геохимия, геотектоника и др.) науками... районировании, геологическом картировании , изучении глубинного строения земной коры, решении таких структурных задач, ...
Образование можно рассматривать как:
1. процесс – это освоение в различных образовательных учреждениях и в результате самообразования системы знаний, умений, навыков, опыта познавательной и практической деятельности, ценностных ориентаций и отношений.
2. результат – достигнутый уровень в освоении знаний, умений, навыков, опыта деятельности и отношений.
3. система – это совокупность преемственных образовательных программ и ГОСов, сеть реализующих их образовательных учреждений и органов управления образования.
Образование включает в себя 3 основополагающих понятия – обучение; воспитание; развитие.
Системообразующей характеристикой образования является его цель. Её реализация – достигается решением конкретных задач обучения, воспитания и развития личности человека по различным направлениям.
Образование – это целенаправленный процесс обучения, воспитания и развития в интересах личности, общества и государства. Образование – как процесс отражает этапы и специфику развития образовательной системы, изменение её состояния за конкретный временной период.
Образовательный процесс отражает свойства , характерные для обучения, воспитания и развития:
двусторонность взаимодействия педагога и учащегося;
направленность всего процесса на всестороннее и гармоничное развитие личности;
взаимосвязь всех структурных элементов: цели – содержания образования и средств достижения образовательных задач – результата образования ;
реализацию 3-х функций: развития, обучения, воспитания человека.
Образование – это процесс , управляемый со стороны государства, общества, администрации, педагогов конкретной образовательной системы, со стороны родителей. Но способы и формы управления образовательным процессом у них – разные
Основными тенденциями образования являются – непрерывность, интегративность, регионализация, стандартизация, демократизация, плюрализация. Все эти тенденции взаимосвязаны. Доминирование каждой из них обусловлено конкретными задачами , стоящими перед каждым из звеньев системы образования, их уровнем развития и адаптации к процессам идущим в обществе.
1. Непрерывность образования.
Впервые концепция непрерывного образования (НО) была представлена на форуме ЮНЕСКО (1965г.) П. Ленграндом.
В её основе лежит гуманистическая идея , которая ставит в центр всех образовательных начал человека, которому следует создать условия для обучения и развития на протяжении всей жизни: «Образование через всю жизнь». Ранее доминировала концепция: «Образование на всю жизнь». Человеку следует создать условия для развития его способностей на протяжении всей жизни: «Образование через всю жизнь».
Существует более 25 принципов непрерывного образования. Основой для теоретического, а затем практического развития концепции НО, явилось исследование Р. Даве. Он сформулировал более 25 принципов непрерывного образования. В нашем, современном российском образовании их усовершенствовал академик РАО академик А.М. Новиков. Важнейшими из них являются: преемственность, демократизм, многоуровневость, временнАя непрерывность, взаимодополнительность, координация, мотивация, гибкость, вариантность и т.д.
Непрерывность образования означает не раз и навсегда полученное знание, на всю жизнь, а процесс постоянного образования человека в течение всей жизни в связи с быстро меняющимися условиями жизни в современном обществе.
Образовательная система функционирует и развивается в образовательном процессе обучения и воспитания человека.
Образовательный процесс представляет собой специально организованное, целенаправленное взаимодействие обучающих и обучаемых, направленное на решение развивающих и образовательных задач.
Главными компонентами образовательного процесса являются педагоги и воспитанники. Их взаимодействие в этом процессе (точнее, обмен деятельностями) своей конечной целью имеет овладение воспитанниками опытом, накопленным человечеством во всем его многообразии. Педагоги же осуществляют передачу этого опыта в виде определенной системы знаний, традиций, нравственных норм и принципов, обеспечивающих возможность нормальной жизни и деятельности человека в данном обществе. Поэтому образовательный процесс представляет собой сложную совокупность этих взаимодействий с учетом социальных требований к профессиональной компетенции и личностным качествам специалистов и других факторов, как это показано на рис. 22.
Образование как процесс отражает этапы и специфику развития образовательной системы, другими словами, качественное изменение ее состояния за конкретный временной период. Эта динамическая характеристика образования, как это показано на рис. 22, непосредственно связана с процессом достижения цели, способами получения желаемого результата, с затраченными при этом усилиями и ресурсами, а также с условиями и формами организации образования.
Рис. 22. Общая структура взаимодейсвий
между компонентами образовательного процесса
Динамизм современного образовательного процесса характерен тем, что он развивается одновременно в различных направлениях. Поэтому его характеризуют такие свойства и тенденции, как гуманизация и гуманитаризация образования, его дифференциация и диверсификация, стандартизация и многовариантность, многоуровневость, а также усиление фундаментализации, компьютеризация и информатизация, индивидуализация обучения, непрерывность образования в течение всей активной трудовой жизни человека.
Поскольку образовательный процесс имеет диалектический характер, его развитие возможно как через разрешение неизбежно возникающих противоречий, так и эволюционным путем, то есть через совершенствование сложившейся образовательной системы.
Основным противоречием образовательного процесса является противоречие между социальным требованием к образованности человека, с одной стороны, и качеством, типом и уровнем его образования - с другой. Еще одно существенное противоречие состоит в том, что образование всегда базируется на некотором достигнутом уровне науки, техники и технологии, в то время как они сами непрерывно развиваются. Наконец, третье противоречие заключается в определенном несовпадении общественных целей и интересов с целями, стремлениями и интересами личности обучающегося.
Сущность образовательного процесса с внутренней стороны заключается в саморазвитии человека как личности в процессе его обучения. Образование как процесс не прекращается до конца сознательной жизни человека. Оно лишь непрерывно видоизменяется по целям, содержанию, форме.
Какой же базовый процесс необходимо формировать в системе образования для обеспечения необходимой адекватности и соответствия уровня подготовки квалифицированных специалистов развитию общественного производства и динамике его инновационной сферы?
Основным навыком человека настоящего и последующих десятилетий должна стать его способность постоянно переобучаться, саморазвиваться, изменять старые шаблоны и стереотипы мышления и деятельности, искать и использовать новые. Система образования направлена на формирование и развитие человека. Она должна закладывать в нем эту способность к постоянному саморазвитию с тем, чтобы он был всегда востребованным и конкурентоспособным на рынке труда. Для этого система образования должна четко представлять, какие специалисты окажутся затребованными не сегодня, а завтра и послезавтра, и, следовательно, готовить специалистов под будущие запросы. В этой связи ей необходимо формировать новые подходы, разрабатывать новые методики и новые педагогические технологии, создавать новые институты, которые бы обеспечивали реальные возможности для постоянного развития человека.
Образование выступает одновременно как индивидуальный и как коллективный (совокупный) результат . Этот результат предполагает развитие каждой личности как наивысшей ценности общества, развитие умственных ее способностей, высоких нравственных качеств, формирование активного гражданина, способного к сознательному общественному выбору, и обогащение на этой основе интеллектуального, духовного и культурного потенциала всего народа, повышение его образовательного уровня, обеспечение народного хозяйства квалифицированными кадрами.
Результатом образования является образованность членов общества, которая может быть общей и профессионально-содержательной. Так, средняя школа формирует общую образованность выпускника. Выпускник же любого высшего учебного заведения на этой основе характеризуется специальным, то есть профессиональным образованием.
Образованным принято называть человека, который овладел определенным объемом систематизированных знаний и, кроме того, привык логически, четко выделяя причины и следствия, мыслить. Главным критерием образованности человека выступают системность знаний и системность мышления, проявляющиеся в его способности самостоятельно восстанавливать недостающие звенья в системе знаний с помощью логических рассуждений, способности устанавливать причинно-следственные связи. Образованность предполагает также одновременно и воспитанность человека.
Термин “образованный человек” представляет собой понятие культурно-историческое, так как в разные эпохи и в разных цивилизациях в него вкладывали конкретное содержание. В современных условиях глобализации и интенсивной коммуникации между странами, в условиях интеграции мирового образовательного пространства формируется единое понимание сущности образованного человека для всех стран и континентов.
С момента образования Земли - 4,6 млрд лет назад - облик её поверхности многократно менялся: материки и океаны приобретали разные размеры и очертания. Современное географическое положение материков и океанов, особенности их - это результат длительного .
Летоисчисление Земли
Люди измеряют время минутами, часами и годами. Но наша жизнь слишком коротка по сравнению со временем существования Земли. Протяжённость основных временных подразделений геологической истории Земли - эр - сотни миллионов и даже миллиарды лет. Внутри эр, начиная с палеозойской, выделяют меньшие отрезки времени - периоды.
О более древних эрах истории Земли известно меньше, чем о недавнем геологическом прошлом, поэтому они представлены более продолжительными отрезками времени.
В названиях эр отражены этапы развития жизни на Земле. Архей - время древнейшей жизни (от греч. «археос» - древнейший, архаичный), протерозой - время ранней жизни («протерос» - первичный), палеозой, мезозой и кайнозой - эры древней, средней и новой жизни.
Остатки живых организмов в виде окаменелостей содержатся в накопившихся за определённые промежутки времени осадочных горных породах. На основе знаний об эволюции живых организмов по их остаткам можно определить возраст горных пород.
Остатки живых организмов и историю жизни на Земле изучает биологическая наука - палеонтология.
Палеонтологические методы помогают определить возраст горных пород.
Формирование земной коры материков
Считается, что сначала на Земле образовалась древняя кора океанического типа. Позднее стала формироваться континентальная кора. По мере развития Земли происходило постепенное увеличение её площади. При сближении и столкновении древних возникали складчатые горы суши, а океаническая кора при этом превращалась в континентальную с её «гранитным» слоем.
Складчатые горы формировались во все эры, присоединяясь к более древним частям материков. Всё время формирования континентальной разделяют на циклы, называемые эпохами складчатости.
Образование платформ
Под действием внешних сил горы любой высоты выравнивались. На их месте возникали платформы с равнинным рельефом. Их основанием - фундаментом - служат разрушенные горы. Из-за медленных опусканий отдельные участки фундамента платформ затапливались морями. На их дне горизонтальными слоями накапливались новые горные породы - осадочный чехол. Части платформ с осадочным чехлом называются плитами, а без осадочного чехла - щитами. В областях древнейших складчатостей сформировались древние платформы, во всех остальных - молодые. Сейчас на Земле существует 11 крупных древних платформ.
Разломы земной коры и смещение её участков приводят к преобразованию платформенных равнин и формированию в их пределах глыбовых гор.
Горообразование
Древние и молодые платформы находятся вдали от границ современных . Поэтому они - устойчивые, спокойные участки земной коры, как правило, без землетрясений и . На границах же схождения литосферных плит образуются горы: складчатые в областях кайнозойской складчатости и глыбовые в областях всех более древних складчатостей. К глыбовым горам относятся Скандинавские горы, Урал, Куньлунь и Тянь-Шань в Евразии; Аппалачи в ; Большой Водораздельный хребет в Австралии. Образование гор связано с подвижками в земной коре, часто сопровождающимися и вулканизмом.
Современные материки и океаны
Современные материки до начала мезозойской эры были частями огромного материка - Пангеи. Она протягивалась в меридиональном направлении от полярных широт Северного полушария до Южного полюса.
Около 200 млн лет назад Пангея начала раскалываться и распалась сначала на два континента: Лавразию и Гондвану. Дальнейшие расколы разделили Лавразию на Северную Америку и , а Гондвану - на южные материки. Из-за расхождения литосферных плит материки отодвигались друг от друга и заняли в конце концов современное положение. Между материками расширялись впадины Атлантического, Индийского и .
Принадлежность южных материков к Гондване, а северных - к Лавразии отражается в строении земной коры, рельефе и некоторых других особенностях их природы.
Формирование рельефа Земли
Особенности рельефа Земли