Платформы - это относительно устойчивые участки земной коры. Возникают они на месте существовавших ранее складчатых сооружений высокой подвижности, образующихся при замыкании геосинклинальных систем, путём последовательного их превращения в тектонически стабильные участки.
Характерной чертой строения всех литосферных платформ Земли является их строение из двух ярусов или этажей.
Нижний структурный этаж называется также фундаментом. Сложен фундамент из сильно дислоцированных метаморфизованных и гранитизированных пород, пронизанных интрузиями и тектоническими разломами.
По времени образования фундамента платформы делятся на древние и молодые.
Древние платформы, составляющие к тому же ядра современных материков и называемые кратонами, имеют докембрийский возраст и сформировались в основном к началу позднего протерозоя. Древние платформы разделяются на 3 типа: лавразийский, гондванский и переходный.
К первому типу относятся Северо-Американская (Лавренция), Восточно-Европейская и Сибирская (Ангарида) платформы, образованные в результате распада суперконтинента Лавразия, который в свою очередь образовался после распада протоконтинента Пангея.
Ко второму: Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая. Антарктическая платформа до палеозойской эры была разделена на Западную и Восточную платформу, которые объединились лишь в палезойской эре. Африканская платформа в архее была разделена на протоплатформы Конго (Заир), Калахари (Южно-Африканская), Сомали (Восточно-Африканская), Мадагаскар, Аравия, Судан, Сахара. После распада суперконтинента Пангея африканские протоплатформы, за исключением Аравийской и Мадагаскарской, объединились. Окончательное объединение произошло в палеозойскую эру, когда Африканская платформа превратилась в Африкано-Аравийскую платформу в составе Гондваны.
К третьему промежуточному типу относятся платформы небольшого размера: Сино-Корейская (Хуанхэ) и Южно-Китайская (Янцзы), которые в разное время являлись как частью Лавразии, так и частью Гондваны.
Рис.2 Платформы и геосинклинальные пояса литосферы
В фундаменте древних платформ участвуют архейские и раннепротерозойские образования. В пределах Южно-Американской и Африканской платформ часть образований относится к верхнепротерозойскому времени. Образования глубокометаморфизованы (амфиболитовая и гранулитовая фации метаморфизма); главную роль среди них играют гнейсы и кристаллические сланцы, широко распространены граниты. Поэтому такой фундамент называют гранитогнейсовым или кристаллическим.
Молодые платформы сформировались в палеозойское или позднекембрийское время, они окаймляют древние платформы. Их площадь лишь 5% от всей площади континентов. Фундамент платформ сложен фанерозойскими осадочно-вулканическими породами, испытавшими слабый (зеленосланцевая фация) или даже только начальный метаморфизм. Встречаются блоки более глубокометаморфизованных древних, докембрийских, пород. Граниты и другие интрузивные образования, среди которых следует отметить офиолитовые пояса, играют подчиненную роль в составе. В отличие от фундамента древних платформ фундамент молодых именуется складчатым.
В зависимости от времени завершения деформаций фундамента разделение молодых платформ на эпибайкальские (наиболее древние), эпикаледонские и эпигерцинские.
К первому типу относятся Тимано-Печорская и Мизийская платформы Европейской России.
Ко второму типу относятся Западно-Сибирская и Восточно-Австралийская платформы.
К третьему: Урало-Сибирская, Среднеазиатская и Предкавказская платформы.
Между фундаментом и осадочным чехлом молодых платформ часто выделяется промежуточный слой, к которому относятся образования двух типов: осадочное, молассовое или молассово-вулканическое выполнение межгорных впадин последнего орогенного этапа развития подвижного пояса, предшествовавшего образованию платформы; обломочное и обломочно-вулканогенное выполнение грабенов, образованных на стадии перехода от орогенного этапа к раннеплатформенному
Верхний структурный этаж или платформенный чехол сложен неметаморфизованными осадочными породами: карбонатными и мелководными песчано-глинистыми в платформенных морях; озёрными, аллювиальными и болотными в условиях гумидного климата на месте бывших морей; эоловыми и лагунными в условиях аридного климата. Породы залегают горизонтально с размывами и несогласием в основании. Мощность осадочного чехла обычно 2-4 км.
В ряде мест осадочный слой в результате поднятия или размыва отсутствует и фундамент выходит на поверхность. Такие участки платформ называют щитами. На территории России известны Балтийский, Алданский и Анабарский щиты. В пределах щитов древних платформ выделяют три комплекса пород архейского и нижнепротерозойского возраста:
Зеленокаменные пояса, представленные мощными толщами закономерно перемежающихся пород от ультраосновных и основных вулканитов (от базальтов и андезитов к дацитам и риолитам) к гранитам. Их протяжённость до 1000 км при ширине до 200 км.
Комплексы орто- и пара- гнейсов, образующие в сочетании с гранитными массивами поля гранитогнейсов. Гнейсы отвечают по составу гранитам и обладают гнейсовидной текстурой.
Гранулитовые (гранулито-гнейсовые) пояса, под которыми понимаются метаморфические породы, сформировавшиеся в условиях средних давлений и высоких температур (750-1000° C) и содержащие кварц, полевой шпат и гранат.
Участки где фундамент перекрыт всюду мощным осадочным чехлом называют плитами. Большинство молодых платформ по этой причине называют иногда просто плитами.
Наиболее крупными элементами платформ являются синеклизы: обширные впадины или прогибы с углами наклона всего в несколько минут, что соотвествуют первым метрам на километр движения. В качестве примера синеклиз можно назвать Московскую с центром вблизи одноименного города и Прикаспийскую в пределах Прикаспийской низменности. В противоположность синеклизам крупные поднятия платформ называются антеклизами. На Европейской территории России известны Белорусская, Воронежская и Волго-Уральская антеклизы.
Крупными отрицательными элементом платформ являются также грабены или авлакогены: узкие протяжённые участки, линейно ориентированные и ограниченные глубинными разломами. Бывают простыми и сложными. В последнем случае наряду с прогибами в их состав входят поднятия - горсты. Вдоль авлакогенов развит эффузивный и интрузивный магматизм с которым связано формирование вулканических покровов и трубок взрыва. Все магматические породы в пределах платформ называются траппами.
Более мелкими элементами являются валы, купола и т.д.
Литосферные платформы испытывают вертикальные колебательные движения: поднимаются или опускаются. С подобными движениями связывают неоднократно происходившие в течении всей геологической истории Земли трансгрессии и регрессии моря.
В Центральной Азии с новейшими тектоническими движениями платформ связывают образование горных поясов Центральной Азии: Тянь-Шаня, Алтая, Саян и т.д. Подобные горы называют возрожденными (эпиплатформы или эпиплатформенные орогенные пояса или вторичные орогены). Они формируются в эпохи оррогенеза в районах примыкающих к геосинклинальным поясам.
Платформы – малоподвижные крупные изометрической формы глыбы земной коры или фундамент из магматических и метаморфических пород, осадочный чехол, характеризующиеся сравнительно низкой проницаемостью земной коры, низкой сейсмичностью и вулканизмом.
Платформы делятся на континентальные (кратоны) и океанические. Основное их различие состоит в:
1) разнородном составе второго слоя коры;
2) большой разнице послойной и суммарной мощности литосферы;
3) в неодинаковой внутренней структуре этих платформ;
Осадочный чехол платформ характеризуется горизонтальным или почти горизонтальным залеганием слоев, сравнительным постоянством их состава, выдержанностью мощностей и набором определенных платформенных формаций.
Континентальные платформы представляют собой как бы ядра материков и занимают большие части площади материков. Слагаются континентальные платформы типичной континентальной корой, мощностью 35-40км. В пределах платформ мощность литосферы достигает 150 – 200км, а в некоторых случаях 400км. Значительная часть платформ покрыта неметаморфизированным осадочным чехлом, мощностью 3 - 5км, а в перегибах и впадинах мощность может достигать 10 – 12км, а в некоторых случаях 25км. В состав осадочного чехла могут входить покровы платобазальтов, а иногда и более кислые вулканиты. Там, где платформы не покрыты чехлом, на поверхность выходит фундамент, сложенный метаморфическими породами разной степени метаморфизма, а также интрузивно-магматическими породами, в основном гранитами.
Платформы обладают равнинным рельефом (низменным или плоскогорным). Некоторые участки платформ могут быть покрыты мелким эпиконтинентальным морем (Белое и Азовское моря). Для платформ характерна низкая современных вертикальных движений, очень слабая сейсмичность, отсутствие вулканической деятельности и пониженный тепловой поток (по сравнению со среднеземным).
Континентальные платформы делятся на древние и молодые .
Древние являются наиболее типичными платформами с докембрийским, в основном раннедокембрийским фундаментом и составляют древнейшие центральные части материков. К древним платформам относятся Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская. Эти платформы составляют северный ряд платформ. Далее идут Южно-Американская, Африканская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая, которые занимают южный ряд . В отдельную группу входит Южно-Китайская платформа, которую японские геологи называют Янцзы. В фундаменте этих платформ преобладают архейские образования. За ними идут раннепротерозойские, среднепротерозойские и верхнепротерозойские.
Древние платформы имеют полигональное очертание и отделены от смежных сдвигово-надвиговых сооружений передовыми прогибами. Эти прогибы налагаются на опущенные края платформ, либо непосредственно тектонически перекрыты их надвинутыми периферическими зонами. По периферии Восточно-Европейской платформы наблюдаются оба типа таких отношений.
Т.о. основными признаками древних континентальных платформ являются:
1) двухэтажное строение (фундамент сложен докембрийскими породами и осадочным чехлом);
2) большое распространение осадочного чехла выдержанной мощности и одинакового состава;
3) складчатость прерывистого типа;
4) отсутствие прямой унаследованной связи между структурами чехла и складчатостью фундамента.
Молодые континентальные платформы занимают значительно меньшую площадь материков (около 5%) и располагаются в основном по периферии континентов либо между древними платформами.
К молодым платформам относятся Среднеевропейская и Западноевропейская, Восточноавстралийская, Патагонская платформы. Они находятся на окраинах континентов. Западносибирская платформа относится к платформам, расположенным между древними платформами.
Фундамент молодых платформ сложен в основном осадочно-вулканическими породами фанерозойского возраста, которые слабо метаморфизированы. Граниты и другие интрузивные образования играют подчиненную роль в составе фундамента и поэтому фундамент молодых платформ именуется не кристаллическим, а складчатым. Поэтому фундамент молодых платформ отличается от фундамента осадочного чехла только высокой дислоцированностью. В связи с этим, в зависимости от возраста завершающей складчатости фундамента молодых платформ, все платормы или их части подразделяются на эпикаледонские, эпигерцинские, эпикиммерийские.
Осадочный чехол молодых платформ сложен юрскими или мел-четвертичными отложениями. Так, на эпигерцинских платформах чехол начинается с верхней перьми, а на эпикаледонских - с верхнего дэвона. В связи с тем, что молодые платформы в большей степени покрыты осадочным чехлом, чем древние, в литературе их часто называют плитами.
Т.о. молодые платформы характеризуются следующими признаками:
1) трехэтажное строение: фундамент, промежуточный комплекс и осадочный чехол;
2) располагаются молодые платформы на периферии геосинклинальных поясов и на стыке древних платформ;
3) частичная унаследованность структурного плана и типа складчатости основания в осадочном чехле;
4) наличие как прерывистого, так и линейного типа складчатости.
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, ...
Выделяются следующие структурные элементы:
1. Геосинклинальные области (или зоны складчатости). Название структуры происходит от греческих слов: geo - Земля и sinklino - наклоняюсь. Это тектонически подвижные обширные участки земной коры, вытянутые на десятки, сотни и тысячи километров. Процесс формирования геосинклинальных областей начинается с длинного прогиба глубокого дна океана между материками или вдоль стыка океанического дна с материком. Под тяжестью накопления морских осадков прогиб приближается к верхней мантии (астеносфере). Это сопровождается образованием трещин и разломов, по которым из мантии внедряется в земную кору прогиба. Эти внедрения способствуют преобразованию в земной коре прогиба, их метаморфизации и образованию рудных . Затем начинается складкообразовательный процесс, сопровождающийся подъемом отдельных участков прогиба. Подъем приводит к формированию ряда . Завершается процесс образованием мощных складчатых областей. В геосинклинальным областям соответствуют горные страны. Таким образом, первоначальные прогибы преобразуются в складчатые горные сооружения. Земная кора в них становится особо мощной и сложно расчлененной.
При угасании горообразования горная страна под воздействием экзогенных процессов постепенно разрушается и превращается сначала в пенеплен (почти ), а затем и в равнину. Со временем геосинклинальные области превращаются в платформу.
2.Платформы (франц. plate-forme - плоская форма). Это обширные, малоподвижные участки земной коры (совершают только ). Платформы создают твердый каркас земной коры. Они имеют двухъярусное строение. Верхний ярус (чехол) сложен спокойно залегающими осадочными породами, горизонтально залегающими или смятыми в пологие складки последующими движениями земной коры. Эти осадочные породы могут быть морского и континентального типа, что свидетельствует о медленных вертикальных колебаниях, которые совершает платформа. Мощность осадочного чехла сравнительно небольшая - 3-4 км.
Под чехлом располагается нижний ярус платформы, называемый фундаментом. Он сильно смят в складки в предыдущие геологические периоды, имеет различные вкрапления магмы и состоит из складчатых метаморфизо-ванных пород. Фундамент платформы - остаток геосинклинальной области. Иногда часть фундамента платформы поднимается на уровень осадочных пород чехла платформы или выше этих рыхлых отложений. Такая структура платформы называется щитом (Южно-Американская (Бразильская), Китайская, Индокитайская, Африкано-Аравийская, ;
б) молодые платформы . У этих платформ в складки смяты не только докембрийские, но и палеозойские породы (результат каледонской и герцинской складчатостей) - платформа.
в) Есть платформы, еще не оформившиеся окончательно и представляющие переход от стадии геосинклинальной к платформенной. У них поверх складчатого фундамента еще не успел образоваться платформенный чехол. Такие платформы называют просто областями мезозойской складчатости .
Обширные участки платформ, покрытые мощной толщей (от 10 до 16 км) осадочных пород, называются плитами. Например, Западно-Сибирская плита, Польско-Германская плита. Плиты в геологической истории образовались позже древних платформ. В рельефе платформам и соответствуют равнины.
Поверхность фундамента платформы не всегда бывает ровной, она образует пологие прогибы () и поднятия (). Прогибы и поднятия покрыты осадочным чехлом, разным по мощности.
3. Краевые прогибы .
Между геосинклиналями и платформами нередко располагаются краевые прогибы. Они образовались в результате подъема гор на границе с платформой. Краевые прогибы сложны по строению, достигают 15-17 км в глубину, а длина их часто равна длине горного сооружения. Они обычно заполнены осадочными породами, накапливающимися здесь в результате . Эти породы скатываются по склонам гор и скапливаются в краевом прогибе. Так, например, в краевом прогибе, расположенном между и , добывают (Восточно-Уральское месторождение), калийные соли (Соликамск - самое крупное месторождение калийных солей в России).
Модель строения и развития платформенных структур з.к.
Платформы – консолидированные складчатостью, метаморфизмом и интрузиями крупные блоки литосферы. Различают древние и молодые платформы (плиты).
Древние платформы развиваются на докембрийском фундаменте. Они составляют ядра современных материков и обрамляются более молодыми платформами или складчатыми сооружениями. От смежных молодых платформ древние отделены субвертикальными глубинными разломами, а от складчатых сооружений – либо краевыми прогибами, либо надвигами, по которым эти сооружения тектонически перекрывают края платформы.
Древним платформам присуща высокая степень метаморфизма пород фундамента, длительный перерыв между фундаментом и плитным чехлом, различие структурных планов чехла и фундамента, ассиметричность и низкий тепловой поток.
Примеры древних платформ: Восточно-Европейская, молодых: Западно-Сибирская, Туранская.
Фундамент молодых платформ обладает меньшей кристалличностью, породы менее метаморфизованы, содержат меньше гранитов и отличается от осадочного чехла интенсивной дислоцированностью. В рельефе они выражены обычно равнинами или низменностями. Структура осадочного чехла обнаруживает большую степень преемственности от структуры фундамента.
Строение платформ
В вертикальном строении платформа состоит из следующих элементов:
1) кристаллический фундамент (нижний структурный этаж) –AR+PR1.
2) протоплатформенный чехол (верхний PR, R1-3 до V1)
3) плитный чехол (верхний структурный этаж V2-KZ)
1. кристаллический фундамент – в архейской части разреза выделяют 2 типа структур:
Гранито-гнейсовые купола - изометричные или овальные серогнейсовые комплексы, сложенные наиболее древней раннеархейской корой.
Зеленокаменные прогибы (пояса) (AR1+AR2) – сложенные относительно слабометаморфизованными, преимущественно основными, зеленокаменными вулканитами и отчасти осадочными породами.
Второй тип подвижных поясов, свойственный позднему архею, раннему протерозою – это протогеосинклинали.
2. формирование проточехла охватывает период от R1 до первой половины венда. В этот период архейско-раннепротерозойская кора испытывала локальное растяжение деструкцию и заложение рифтогенно-авлакогенных впадин.
3. верхний этаж платформы представлен структурными элементами разного порядка. Структуры первого порядка – щиты, плиты, зоны перикратоных опусканий; второго порядка – антеклизы, синеклизы, авлакогены; третьего порядка – своды, впадины, валы, локальные поднятия.
Крист. Щиты – представляют собой выходы крист.фундамента на поверхность. Они лишены осадочного чехла или содержат его в редуцированном виде.
Плиты – пространство между крист.щитами, заполненное осадочным чехлом.
Зоны перикратонных опусканий – краевые, погруженные участки платформы, переходные к геосинклинальным зонам.
Антеклизы – участки приподнятого фундамента, сложенные чехлом сокращенной мощности с многочисленными перерывами и более грубым составом осадков.
Синеклизы – соответствуют участкам относительного опускания фундамента, характеризующиеся большей мощностью, полнотой разреза.
Авлакогены – крупные линейные прогибы в теле платформы, ограниченные разломами (сбросами) и выполненные мощными толщами осадочных пород. Иногда также представлены вулканическими породами.
Поверхность фундамента платформ отвечает срезанной денудацией поверхности складчатого пояса – орогена. Таким образом, платформы следуют за орогенами в эволюционном ряду крупных элементов земной коры и литосферы. Однако настоящий платформенный режим устанавливается на площади былого подвижного пояса не сразу, а с наступлением стадии накопления плитного чехла. А перед этим в течение «доплитного» этапа платформы проходят 2 подготовительные стадии, на которых они отличаются еще повышенной подвижностью – стадию кратонизации и авлакогенную стадию.
1. стадия кратонизации на большей части площади древних платформ отвечает по времени первой половине среднего протерозоя, т.е. раннему рифею. Происходит интенсивный магматизм, внедряются расслоенные плутоны. Платформа испытывает поднятие, имеет высокий тепловой поток, испытывает складчатость и метаморфизм. В результате проявления магматизма и складчатости происходит утолщение первичной коры от 8 до 35 км. На этой стадии платформы формируют свой нижний структурный этаж.
2. следующая, авлакогенная стадия на большинстве древних платформ соответствует среднему и позднему рифею и может захватывать и ранний венд. Проявилась в обстановке локального растяжения, связанного с поднятием фундамента платформ. Закладываются грабены, прогибы и авлакогены, в которых накапливается терригенно-осадочные породы. Проявляется трапповый магматизм. На этой стадии платформа формирует протоплатформенный чехол.
На молодых платформах доплитный этап сильно сокращен по времени, стадия кратонизации не выражена, а авлакогенная стадия проявлена образованием рифтов, непосредственно наложенных на отмирающие орогены в согласии с их простиранием.
3. плитная стадия. Начинается с венда и охватывает весь фанерозой. На этой стадии формируется осадочный чехол. Платформа развивается в режиме пассивного гравитационного опускания. Процесс осадконакопления регулируется развитием прилегающих к платформе геосинклинальных поясов. Согласно правилу Карпинского, трансгрессивное накопление осадков на платформе совпадает с режимом прогибания прилегающей к платформе геосинклинали. А регрессивный тип осадконакопления совпадает с воздыманием прилегающей к платформе геосинклинали.
4. стадия тектоно-магматической активизации. Проявляется в момент или после накопления осадочного чехла. Связана с проявлением активной разломной тектоники и магматизма. Показателем проявления этой стадии является наличие рифтовых структур. Эта стадия характерна не для всех платформ. А те платформы, на которых она проявлена получили название активизированных. м
