Тема 1. 4. Залегание горных пород и методы определения их возраста

1. Формы и варианты залегания горных пород.

Условия образования горных пород и особенности развития литосферы в течение геологической истории Земли определяют формы залегания.

Формы залегания горных пород можно разделить на:

1) Первичные – которые соответствуют тому пространственному положению, которое горные породы заняли в литосфере при их образовании.

Для горных пород характерной первичной формой залегания является горизонтально лежащий слой или пласт. Чередование различных слоёв называется слоистостью. Горизонтальное залегание слоёв связано с отложением осадков в условиях выровненных участков морского дна, низменных континентальных равнин (Прикаспийская, Амазонская низменности и др.) и вулканических плоскогорий (Среднесибирское, Бразильское плоскогорья и др.). Если же осадки откладываются на наклонной поверхности, то тогда первичное залегание слоёв осадочных пород будет наклонным.

2) Вторичные – которые возникают при перемещении горных пород в другие места.

При наличии в литосфере различных по возрасту слоёв горных пород возможны следующие варианты их залегания:

1) Стратиграфическое согласное залегание – характеризуется постепенной сменой слоёв горных пород, залегающих друг над другом.

2) Стратиграфическое несогласное залегание – проявляется тогда, когда в толще залегающих слоёв горных пород отсутствует один или несколько из них.

3) Структурное угловое залегание – проявляется тогда, когданижние и верхние слои горных пород имеют различные углы наклона и в зоне контакта сминаются в складки.

2. Основные разновидности и виды складок.

Складками называют волнообразные изгибы слоистых горных пород, которые образуются в результате пластических деформаций их под воздействием внутренних сил Земли. Совокупность складок называется складчатостью.

Основными разновидностями складок являются:

1) Антиклинали – это складки, обращённые выпуклостью вверх.

2) Синклинали – это складки, обращённые выпуклостью вниз.

В каждой складке выделяют её ось и крылья, по положению которых складки бывают следующих основных видов:

1) Прямая – характеризуется вертикальной осью и одинаковыми углами наклона крыльев.

2) Косая – характеризуется наклоненной осью, с одинаковыми или разными углами наклона крыльев.

3) Лежачая – характеризуется горизонтальным расположением оси с одинаковыми или разными углами наклона крыльев.

4) Флексура – это переходная форма от складки к разрывным нарушениям.

Складкообразование, наиболее полно проявляющееся в подвижных зонах земной коры – геосинклинальных областях, обычно сопровождается разрывными нарушениями, интрузивным и эффузивным вулканизмом. Все эти процессы усложняют структуру складчатых областей и проявление складчатых структур в рельефе.

3. Основные формы разрывных нарушений залегания горных пород.

Разрывные нарушения – это различные тектонические нарушения непрерывности залегания горных пород, часто сопровождающееся перемещением разорванных частей геологических тел относительно друг друга. Простейшим видом разрывов являются единичные более или менее глубокие трещины.

Разрывы со смещением блоков горных пород отличаются большим разнообразием формы трещин и их взаимного расположения. Здесь выделяют: сдвиги, сбросы, надвиги, грабены, горсты и некоторые другие образования.

1. Сдвиг – это смещение масс горных пород вдоль разломов по горизонтали.

2. Сброс – это смещение масс горных пород вдоль разлома по вертикали.

3. Надвиг – это надвигание одних масс горных пород на другие по наклонной плоскости.

4. Грабен – это система двух трещин, между которыми массы горных пород опустились вниз.

5. Горст – это система двух трещин, между которыми массы горных пород поднялись вверх.

Кроме отмеченных разрывных нарушений, в толщах земной коры наблюдаются также разрывы, которые называются глубинными разломами. Они достигают в длину сотен, иногда и тысяч километров и уходят в глубь земли на десятки километров.

Обычно разрывные дислокации приурочены к тектонически активным районам земного шара, где многочисленные разломы разбивают толщи горных пород на отдельные глыбы, имеющие разную степень подвижности. Поэтому разрывные нарушения часто имеют сложный, ступенчатый характер.

4. Системы геологического летоисчисления определения возраста горных пород и их методы.

Для правильного понимания структур земной коры и в целях выявления рационального направления поисков полезных ископаемых очень важно определить время образования горных пород и минералов, слагающих пласты земной коры.

В геологии существуют две системы геологического летоисчисления возраста горных пород – относительная и абсолютная.

Относительная система геологического летоисчисления определяет возраст горных пород по расположению слоёв и наличия органических остатков. Наиболее распространёнными являются два метода: стратиграфический и палеонтологический.

1) Стратиграфический метод определения возраста горных пород заключается в изучении последовательности расположения слоёв горных пород, исходя из того, что каждый нижележащий слой старше вышележащего.

2) Палеонтологический метод определения возраста горных пород базируется на изучении находящихся в слоях горных пород оканемевших остатков вымерших животных и растений. Поэтому чем более примитивные организмы встречаются в слоях горных пород, тем они старше.

Абсолютная система определяет возраст горных пород по содержанию в них продуктов распада радиоактивных химических элементов. Наиболее распространёнными являются три метода: свинцовый, аргоновый и углеродный.

1) Свинцовый метод основан на определении содержания в горных породах радиогенного свинца, который является конечным продуктом распада радиоактивных элементов урана и тория. Зная скорость распада урана и тория и их процентное отношение к свинцу, можно установить возраст слоёв.

2) Аргоновый метод основан на определении содержания в горных породах радиогенного аргона, который является конечным продуктом распада радиоактивного изотопа калия с атомным весом 40. Зная скорость распада изотопа калия 40 и его процентное отношение к аргону, можно установить возраст слоёв.

3) Углеродный метод основан на определении содержания в горных породах радиогенного изотопа углерода с атомным весом 14, который находясь в атмосфере сначала усваивается растениями и накапливается в них, а затем при их отмирании попадает в почву, где его количество постепенно уменьшается вследствие распада. Зная скорость распада углерода-14 и наличие его количества в окаменелостях растительных организмов, можно определить возраст слоёв.