Дешифрирование магматических пород

Почти все магматические породы дешифрируются уверенно - как интрузивные, так эффузивные и жильные.

Интрузивные породы.

Интрузивные породы дешифрируются по отсутствию слоистости, по ровному фототону, а на крупномасштабных снимках иногда по сетчатому рисунку, вызванному системой трещин. Система трещин, используемая эрозией, придает бороздам стока и мелким долинам типичную угловатость и прямолинейность.

Интрузивные породы отличаются высокой крепостью, поэтому в климатических условиях России в областях высокой неотектонической активности образуют резкие положительные формы рельефа. В условиях же слабых положительных движений – более мягкие, сглаженные формы типа куполов, увалов или почти плоские поверхности. Границы интрузивных тел часто имеют с вмещающими породами секущий характер.

Гранитоиды и другие породы кислого состава.

Они слагают различные по величине и форме тела: крупные – типа батолитов и более мелкие – штоки, лакколиты и др.

Для гранитоидов чаще всего свойствен светлый ровный фототон. Некоторые тела лейкократовых гранитов, перекрытые четвертичными образованиями, как бы «просвечивают» сквозь них и хорошо дешифрируются. Причиной этого «просвечивания», вероятно, кроется в насыщенности перекрывающих интрузии пород дресвой гранитоидов. Их поверхность испещрена сетью тонких прямых и изогнутых трещин, среди которых намечается определенная ориентировка, особенно для крутопадающих. Трещины, если они существуют, дешифрируются на крупно- и среднемасштабных аэрофотоснимках. Поля развития гранитоидов различной зернистости могут отличаться по фототону: более светлые – крупнозернистые. Скалистые останцы в рельефе чаще сложены мелкозернистыми разностями. На крупно- и среднезернистых разностях гранитоидов любят расти сосновые леса.

Для гранитоидов характерно образование крупноглыбовых россыпей и осыпей, которые хорошо дешифрируются на крупно- и среднемасштабных аэрофотоснимках и которые могут служить дополнительным дешифрировочным признаком этих пород.

Массивы основного и ультроосновного составов дешифрируются довольно сложно. Их темная окраска не всегда четко выделяется на фоне также темных вулканических или кремнистых пород. В зонах выветривания по гипербазитам развивается светлая или пестроцветная кора выветривания, что еще больше затрудняет выявление интрузий. Тела последних часто бывают мелкими и приурочены к глубинным разломам. Для ультрабазитов характерен бугристый рельеф, вызванный разной степенью серпенитизации пород, а также слабый растительный покров или отсутствие его.

В платформенных областях (Восточная Сибирь) основные породы – диабазы, долериты образуют крупные пластовые интрузии – силлы. Эти породы обладают высокой крепостью, поэтому их выходы на поверхность часто отпрепарированы процессами денудации и образуют широкие плоские возвышенности с крупнобугристым рельефом, отражающих систему трещин, разбивающих массив на отдельные блоки. Реки прорезают силы глубокими каньонами, на склонах которых часто видна столбчатая отдельность.

Жильные образования

Жильные образования дешифрируются на крупномасштабных аэроснимках (1:15 000 и крупнее). Для них характерна линейно вытянутая форма, часто иной фототон по сравнению с вмещающими породами, а также по своей выразительности в формах мезо- и микрорельефа. Жильные тела крепких пород прослеживаются в виде скалистых гряд или останцовых скалистых цепочек. Реже встречаются жилы, разрушающиеся быстрее вмещающих пород, в таких случаях в рельефе образуются узкие, линейно вытянутые борозды.

О составе жильных пород можно судить по фототону. Например, кварцевые, аплитовые и пегматитовые жилы, а также дайки светлых порфиров имеют светлый фототон. Дайки диабазов и диабазовых порфиритов имеют темный фототон.

Сопоставление условий залегания их по отношению к вмещающим породам позволяет выяснить – имеем ли мы дело с пластовыми или секущими жилами, приурочены ли жилы к каким-либо тектоническим нарушениям и т.д.

Эффузивные породы.

Тела эффузивов сложены как породами одного состава (например, базальтами), так и переслаивающимися с эффузивно-осадочными (туфами, туфобрекчиями), а иногда и с осадочными породами. Поэтому по дешифровочным признакам эффузивы в одних случаях могут напоминать интрузивные породы, в других – слоистые осадочные толщи.

При дешифрировании вулканических пород часто можно выявить некоторые структурно-текстурные особенности, расположение центров вулканической деятельности, а в ряде случаев определить фациальные разновидности вулканогенных образований и их замещение осадочными породами. Фототон зависит от состава пород – более темный для основных и средних, и светлый – для кислых. При чередовании эффузивов различного состава, а также при наличии среди них горизонтов туфов или осадочных пород на снимках появляется полосчатость, соответствующая простиранию. Более устойчивые к выветриванию эффузивы при горизонтальном или пологом залегании среди менее крепких осадочных пород прослеживаются в виде скалистых уступов или карнизов на склонах, или образуют плоские площадки на водоразделах, залегая на осадочных породах в виде бронирующего покрова.

В складчатых моноклинальных структурах выходы эффузивов ведут к образованию куэстовых форм рельефа, образуя крутые скалистые уступы.

Наилучшие условия дешифрирования имеются в районах развития молодых вулканических пород, связанных с четвертичной вулканической деятельностью. Например, покровы базальтов, залегающие на более древних породах.

Особенно детально на аэроснимках могут быть оконтурены лововые потоки и лавовые поля, связанные с деятельностью современных вулканов, располагающиеся на склонах вулканических сооружений и у их подножья, например, лавовые потоки на Камчатке или в Армении.

Существенным дешифрировочным признаком является четкая, часто закономерно ориентированная трещиноватость. Отдельные направления трещин могут быть сильно расширенны и разработаны процессами выветривания, поэтому могут быть приняты за разрывы со смещениями. Древние вулканы и некки дешифрируются по характерным вытянутым овальным или «звездчатым» формам эруптивных тел, имеющим преимущественно более темную окраску по сравнению с окружающими породами. В рельефе они образуют повышенные или пониженные участки в виде отдельных гор, холмов или впадин. Трубки взрыва (эруптивные тела), заполненные относительно мягкими брекчиями магматических пород, в рельефе выражаются плоскими понижениями, на которых отсутствует или почти отсутствует древесная растительность.

Разрушенные древние вулканические постройки дешифрируются по кольцевому плану расположения отдельных положительных форм рельефа или речной сети, аномальному рисунку элементов рельефа, выделяющегося из общего плана и т.д.

Эффузивы кислого и среднего состава. Лавы кислого и среднего составов характеризуются значительной вязкостью и образуют тела небольшой протяженности, но значительной мощности, напоминающие по форме насыпи или дамбы с крутыми откосами. Поверхность таких эффузивных тел трещиноватая, бугристая, часто покрыта глыбовыми россыпями. Иногда кислые лавы образуют купола.

Эффузивные породы основного состава являются продуктами жидких лав, обладающих большой текучестью, поэтому они образуют потоки и покровы небольшой мощности, нередко занимающие огромные площади. Поверхность таких тел достаточно ровная, иногда со следами текучести лавы, часто с четко выраженной системой трещин. Фототон темный. В эффузивах основного состава лучше, чем в других излившихся породах, заметна слоистость, обусловленная присутствием прослоев светлых туфов и миндалекаменных диабазов.

ДЕШИФРИРОВАНИЕ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД

Метаморфические породы по степени дешифрируемости резко отличаются друг от друга, что определяется стойкостью их к процессам выветривания, окраской и приуроченностью к тем или иным тектоническим структурам, где одни и те же породы образуют разные формы рельефа. Так, в пределах древних щитов на платформах для них характерен уплощенный, сглаженный рельеф. В складчатых областях те же породы создают резкие положительные формы – гребни, уступы, гряды и т.д.

Кристаллические сланцы распознаются в обнаженных районах по тонкополосчатому рисунку изображения. Полосчатость обычно соответствует первичной слоистости. На крупномасштабных аэрокосмоснимках метаморфические сланцы часто образуют сетчатый рисунок, образованный первичной слоистостью отдельных пластов и кливажом.

В горных районах с аридным климатом для сланцев характерны сглаженные выпуклые водоразделы и сравнительно пологие склоны, изрезанные густой сетью мелких эрозионных ложбин, разделенные узкими округлыми или островерхими гребнями. Гидрогеографическая сеть, развитая в площади выхода метаморфических сланцев, приурочена к мелким долинам, наложенным на элементы разрывной тектоники и имеет угловатый рисунок.

Кварциты, залегающие слоями среди метаморфических сланцев, выделяются в рельефе положительными формами в виде гребней, гряд, резких перегибов на склонах. Направление гряд и перегибов соответствует простиранию пород и отчетливо описывает форму складок. Светлоокрашенные кварциты имеют светлый фототон.

Грядовый рельеф древних кварцитов позволяет отличить их от вторичных кварцитов, характеризующихся изометричной или неправильной формой тел.

Гнейсы на аэроснимках по дешифрируемости занимают промежуточное положение между метаморфическими сланцами и гранитами.

Полосчатые гнейсы, сложенные пачками слоев разного состава по выразительности в рельефе и изображению на аэроснимках мало чем отличаются от метаморфических сланцев. Массивные однородные гнейсы ни в рельефе, ни по другим признакам не отличаются от интрузивных пород. В горных районах гнейсы, как и граниты, образуют резкие скалистые формы, или, наоборот, образуют мягкие гольцовые формы, сопровождаясь крупноглыбровыми россыпями.

Мраморы имеют на аэрофотоснимках светлый фототон. В горных районах они образуют резкие формы рельефа с ассиметричными водоразделами, крутыми и обрывистыми склонами. При переслаивании с другими метаморфическими породами оказываются более устойчивыми к процессам денудации и образуют наиболее возвышенные участки рельефа в виде островерхних гребней, при горизонтальном или наклонном залегании слагают плато, куэсты и другие формы.

Метаморфические толщи вулканогенно-кремнистого состава характеризуется темным фототоном и бугристым неориентированным рельефом.

Если древние толщи обнажены в пределах высокогорья, их дешифрируемость резко ухудшается, т.к. истинная слоистость в них маскируется трещинами, разрывами и линейными элементами рельефа.

ДЕШИФРИРОВАНИЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

1. Пески.

Выходы на земную поверхность песков (кроме пустынных ландшафтов) довольно редки. Они образуют пологие и сглаженные водоразделы и склоны долин. В условиях хорошей обнаженности пески и галечники выделяются светлым фототоном. Пласты песков среди более крепких пород образуют пологие участки склонов, в отличие от крутых скалистых. Крутизна склонов, сложенных песками, определяется углами естественных откосов и не превышает 30-40⁰. Склоны обычно обнажены. В связи с высокой водопроницаемостью песков эрозионная сеть развита слабо. Развивающиеся здесь овраги обычно широкие, с пологими склонами и чашеобразными верховьями, они имеют небольшую протяженность и слабо разветвлены. На поверхностях сглаженных водоразделов, сложенных песками, иногда наблюдаются следы эолового перевевания. На песках часто размещаются сосновые боры, а на севере лишайниковые тундры. Отсутствуют болота и следы поверхностного смыва.

2. Глины.

Склоны, сложенные глинами, также относительно пологие, но лучше задернованы, чем песчаные.

Глинистые осадки на расчлененных водоразделах в аридных условиях образуют сложную сеть крутосклонных оврагов и мелких промоин, составляющих в целом своеобразный струйчатый рисунок поверхности, хорошо дешифрируемый на аэроснимках. В складчатых районах, где пласты, сложенные глинами, переслаиваются с более крепкими осадочными породами, глинистые породы, как более легко размываемые, образуют отрицательные формы рельефа и являются местами заложения речных долин, ориентированных по простиранию толщи. Если речные долины пересекают толщу пород, где наряду с крепкими породами имеются глины, наблюдается выполаживание обоих склонов долины в зоне развития глин.

В северных районах плоские сглаженные водоразделы, сложенные глинами, обычно сильно заболочены.

При установлении контактов между пластами глин и другими породами следует обращать внимание на выходы в кровле глин грунтовых вод, дешифрируемых на аэроснимках наличием особой, часто болотной растительности, а также развитием оползней в перекрывающих глины породах.

В лесной зоне к глинам приурочены еловые или мелколиственно-еловые леса, а в южной ее части широколиственные.

Тон изображения увлажненных поверхностей, сложенных глинами, на аэроснимках зависит от степени их увлажнения. Сильно увлажненные поверхности имеют темный фототон (районы с влажным климатом), слабо увлажненные – светлый фототон (пустыни и другие районы с засушливым климатом).

3. Глинистые сланцы и аргиллиты.

Отличаются от глин более высокой прочностью, т.е. более высокой сопротивляемостью процессам выветривания. Они слагают участки с сильно расчлененным рельефом. На них возникают узкие водоразделы с крутыми склонами. Строение эрозионной сети определяется уклоном поверхности земли, условиями залегания пород и трещиноватостью. При переслаивании глинистых сланцев с конгломератами, песчаниками и карбонатными породами, они образуют отрицательные формы рельефа, к которым часто приурочен речной сток. Мелкая трещиноватость приводит к образованию щебня, слагающего мощные шлейфы осыпей у подножья склонов.

4. Конгломераты, песчаники и алевролиты,

Эти породы имеют близкие дешифровочные признаки, поэтому рассматриваются здесь совместно. В каждом отдельном случае имеются свои специфические признаки на аэроснимках. Породы, окрашенные в яркие цвета, хорошо оконтуриваются на снимках по интенсивности фототона переслаивающихся пластов. Физические свойства этих пород зависят от состава цемента. По особенностям цементации они могут изменяться от почти несцементированных разностей до очень крепких пород. Крепкие их разности в складчатых областях обычно образуют резкие формы рельефа – остроугольные вершины, узкие гребни, обрывистые склоны. При горизонтальном или слабонаклонном залегании они бронируют рельеф, формируя столовые горы, куэсты, останцы и структурные плато с выровненными поверхностями и крутыми склонами. Слабые по крепости разности образуют в рельефе более мягкие положительные формы – плоские, волнистые или увалисто-холмистые поверхности с различными по крутизне склонами. Породы обычно разделены трещинами на блоки. Трещиноватость наследуется эрозионной сетью – речными долинами, оврагами с характерными прямолинейными отрезками, угловатостью и параллельностью боковых притоков, образующими в совокупности ортогональный или ортогонально-перистый рисунок.

При переслаивании песчаников с менее крепкими породами по первым образуются карнизы, уступы, гряды. Часто направление этих элементов подчеркивается растительностью.

Конгломераты в районах сильно расчлененного рельефа часто образуют причудливые по форме скалистые обнажения и цепочки останцов.

В целом конгломераты, песчаники и алевролиты довольно уверенно дешифрируются на аэроснимках – без подразделения на отдельные разности, но в ряде случаев их трудно отличить от известняков и доломитов, обладающих трещиноватостью и слагающие сходные формы рельефа.

5. Известняки, доломиты и мергели

На аэроснимках отчетливо выделяются светлым фототоном (если не имеют природной темной окраски и не покрыты лишайниками). Эти породы плохо выветриваются, поэтому образуют узкие водоразделы и отвесные склоны. Речные долины, выработанные в известняках и доломитах, обычно имеют форму каньонов. Горизонтально и полого залегающие карбонатные породы могут бронировать рельеф, образуя столовые горы, куэсты и структурные плато с крутыми обрывистыми склонами. На площадях распространения карбонатных пород часто образуются округлые и овальные формы поверхностного карста. Характерны блоковые оползни. Речная сеть обычно имеет ортогональный рисунок и соответствует направлению трещиноватости. На склонах, сложенных переслаивающимися породами разного состава, карбонаты выделяются светлым тоном и часто служат маркирующими горизонтами.

Слоистость осадочных пород на снимках передается чередованием тонов различной плотности и четкость ее зависит от естественной окраски пород, их физических свойств, рельефа и растительности. При равнинном рельефе на значительной площади может быть обнажен один и тот же слой. На снимках в таких случаях отмечаются монотонные поля, лишенные слоистости. При расчлененном рельефе границы между слоями будут иметь сложный рисунок, очерчивающий основные формы рельефа. Выходы карбонатных пород, перекрытые лишь почвенным слоем или маломощными супесями и суглинками на аэроснимках фиксируются белесыми пятнами, т.к. лежащие на поверхности четвертичные образования насыщены щебнем и глыбами карбонатных пород. В залесенных и степных районах растительность тесно связана с составом коренных пород. На сильно известковистых почвах древесная и травянистая растительность становится редкой или исчезает совсем, ее место занимают кустарники, придающие изображению карбонатных пород на снимках полосовидную и пятнистую текстуру. Контакты карбонатных пород с другими менее проницаемыми породами часто фиксируется выходами грунтовых вод, отчетливо наблюдаемых на снимках по присутствию заболоченных участков и изменению растительного покрова.

Мергели дешифрируются наиболее трудно. Известковистые разности мергелей напоминают по дешифровочным признакам плитчатые известняки, глинистые разности-аргиллиты и глинистые сланцы.

ДЕШИФРИРОВАНИЕ НОВЕЙШЕГО КОНТИНЕТАЛЬНОГО

ПОКРОВА.

Осадочные породы молодого (главным образом четвертичного) возраста тесно связаны с особенностями современного рельефа. Поэтому их дешифрирование требует определенных знаний геоморфологии, особенно относящихся к формам рельефа и их генезису.

Элювий.

На водоразделах, где основным рельефообразующим фактором является денудация горных пород под влиянием физического или химического выветривания при незначительном проявлении водно-эрозионных процессов, на аэрофотоснимках оконтуриваются площади, занятые элювием. Накопление элювия имеет место на поверхности слабо расчлененных водоразделов главным образом пустынной и полупустынной зон, а также в горных районах.

Водоразделы хорошо дешифрируются в морфологическом отношении, но не всегда можно обнаружить и оконтурить элювиальные образования. Рыхлый мелкозернистый или глинистый элювий дешифрируется лишь в условиях отличной обнаженности, т.е. в пустынном и полупустынном климате. В большинстве же остальных районов элювий, будучи скрыт почвенным и растительным покровом, иногда дешифрируется с помощью косвенных признаков – а именно особых форм микрорельефа или приуроченности к элювию определенной растительности. Ярко окрашенные коры химического выветривания дешифрируются по неправильной мелкопятнистой текстуре. В горных районах на плоских водоразделах путем морозного выветривания образуются поля глыбовых и щебенчатых россыпей, достаточно хорошо дешифрируемых на аэроснимках по неровной пятнистой и точечной текстуре.

В таежной зоне глыбовые элювиальные россыпи выделяются среди растительности светлым фототоном благодаря белым лишайникам, покрывающим россыпи.

В условиях Крайнего Севера на коренных породах, покрытых элювием образуется своеобразные образования – каменные многоугольники, кольца, венки на грубом элювии и пятна-медальоны на более мелкообломочном материале. Фрагменты растительности расположены по границам таких фигур. В связи с небольшими размерами (2-3 м) даже на крупномасштабных аэроснимках отдельные фигуры не проявляются, но их неравномерное распределение придает изображению своеобразный мелкопятнистый рисунок.

В лесной зоне элювиальные отложения перекрыты почвенным и растительным покровом и обнажаются только в пределах эрозионных врезов. Исключением являются щебнистые и глыбовые россыпи, которые чаще всего обнажены или покрыты лишайниками, редким древостоем и на снимках изображаются пятнами светлого тона, иногда с зернистой текстурой.

Хорошо дешифрируются элювиальные образования в степной и лесостепной зонах, где они перекрыты различным по мощности почвенно-растительным покровом. Глыбовый и щебнистый элювий, на котором почва почти отсутствует, а растительный покров редкий, на снимках имеют очень светлый фототон. Более мелкообломочный песчано-глинистый элювий перекрыт довольно мощным гумусированным почвенным слоем и плотным травянистым покровом на снимках имеет более темный фототон.

Элювий карбонатных пород (известняков, доломитов, мергелей и др.) на снимках характеризуются очень светлым фототоном. Когда на толще элювия сформированы дерново-карбонатные образования или карбонатно-черноземные толщи, то они отмечаются более темным тоном.

Изображение на снимках поверхностей, покрытых элювием, зависит также от залегания коренных пород. При горизонтальном залегании оно имеет в большинстве случаев монотонную или пятнистую текстуру, а при наклонном или нарушенном различными дислокациями –полосчатую. Полосчатость определяется не только различным цветом пород, но и их крепостью. Крепкие породы образуют своеобразные микроформы рельефа типа гребней, а слабые – ложбинки, в которых скапливается мелкообломочный материал, они сильнее увлажнены, на них более богатая растительность, поэтому для них характерен более темный фототон, чем на гребнях.

Делювий.

Дешифрирование делювиальных отложений следует производить, исходя из генетических условий его образования (плоскостного смыва). Важно установить соотношение между процессом выветривания и эрозией.

Если вынос разрушенного материала происходит интенсивнее, чем выветривание, возникают скалистые склоны. При нормальном соотношении склон стремится принять устойчивый профиль денудации –выпуклый вверху и вогнутый внизу – с небольшим прямолинейным участком посредине. В нижних частях выпуклого склона скорость движения делювия небольшая, в результате уменьшается его мощность. На вогнутых склонах скорость движения делювия убывает сверху вниз и мощность отложений значительно больше, чем на выпуклом и прямолинейном участках склона. Склоны, покрытые делювием, не могут быть круче угла естественного откоса, который, в зависимости от ряда условий, не превышает 25-35⁰. Этот угол тем больше, чем крупнее и более угловаты частицы сносимого обломочного материала.

Форму склона необходимо учитывать при оконтуривании делювия. Следует заметить, что у подножия склона, где мощность отложений наибольшая, фототон темнее, чем в нижних участках выпуклой части склона, где мощность делювия небольшая. Фототон изображений зависит от степени развития почвенно-растительного покрова и колеблется в широких пределах – от светлого до темного.

Пролювий.

Пролювиальные отложения образуются в результате смыва со склонов элювиальных и делювиальных образований временными потоками.

Часто в нижних частях склонов бывает трудно отделить пролювиальные отложения от делювиальных (как в полевых условиях, так и при дешифрировании), поэтому их описывают как делювиально-пролювиальные.

Пролювиальный материал выносится за пределы склона, образуя характерные шлейфы пород, постепенно распространяющиеся все дальше от подножия склона и перекрывающие долинные отложения.

На размываемых временными потоками склонах, сложенных слабыми породами, развиваются овраги и балки, формируя различные типы овражно-балочной сети.

В периоды сильных дождей и снеготаяния, возникающие потоки достигают огромной силы и выносят большое количество не только мелкого, но и крупнообломочного материала – валуны и глыбы.

Такой поток при выходе на равнину или в крупную речную долину быстро теряет свою силу и отлагает весь переносимый материал у самого устья в виде широкого конуса. Размеры конусов могут быть от нескольких десятков метров до нескольких километров в поперечнике.

Различают действующие, или активные пролювиальные конусы, процесс нарастания которых продолжается, и конусы установившиеся, рост которых прекратился. Контуры пролювиальных конусов на снимке имеют вид секторов, спускающихся в долины основных рек из боковых притоков, с радиальным переплетающимся расположением высохших или обводненных русел с ровной матовой поверхностью остальной площади конуса. Древесная растительность на поверхности такого конуса развита очень слабо или отсутствует. Постоянного тальвега ниже конуса не наблюдается.

Установившиеся конусы (более древние) не имеют следов нарастания. Русло водотока по выходе к основанию склона располагается в нормальном эрозионном тальвеге в стороне от конуса, или, врезавшись в него, выходит за его пределы, соединяясь с более крупным водотоком. Поверхность установившихся конусов обычно покрыта лесом или травой. Контуры таких конусов выражены не всегда четко.