И взаимоотношения пластов горных пород
Земля – это активная динамическая система, и земная кора испытывает непрерывное движение. Одни ее участки поднимаются, другие – опускаются, и эти перемещения во времени и пространстве происходят с разной скоростью. Кроме вертикальных движений земная кора испытывает и горизонтальные перемещения, слои горных пород деформируются, сминаясь в складки, наползая друг на друга, образуя мощные горно-складчатые сооружения. Все эти тектонические движения оказывают прямое влияние на осадконакопление, образование полезных ископаемых, климат и т.д., поэтому реконструкция тектонических движений прошлого, запечатленных в горных породах и взаимоотношениях их слоев, является важной задачей.
Положительные и отрицательные тектонические движения хорошо выявляются по закономерному изменению разреза отложений. Так, если участок суши испытывает нисходящие движения, то постепенно море будет наступать на сушу, занимая все большие пространства. Подобное наступление моря на сушу называется трансгрессией и в вертикальном разрезе этот тип тектонических движений будет выражен сменой мелководных, прибрежных отложений более глубоководными. В случае восходящих движений море, наоборот, будет отступать и на разрезе отложений это скажется в смене относительно глубоководных образований более мелководными. Отступание моря вследствие поднятия его дна называется регрессией.
Продолжающееся воздымание территории приводит к подъему ранее накопившихся морских отложений выше уровня моря, и они разрушатся процессами эрозии. Так образуется поверхность размыва. В дальнейшем может вновь наступить опускание региона, море трансгрессирует и на размытой поверхности отложений начнут накапливаться более молодые морские осадки, которые будут отделены от подстилающих более древних пород поверхностью несогласия, строение которой играет важную роль в познании характера тектонических движений. Любое несогласие в залегании слоев горных пород свидетельствует о тектонических движениях, поэтому их изучение – это мощный метод познания подобных движений.
Различают несколько основных типов несогласий. Параллельное несогласие возникает в том случае, когда вышележащая и, соответственно, более молодая пачка пород залегает на нижней только с размывом, но углы наклона слоев не меняются и равны нулю, т.е. обе пачки были горизонтальны (в первичном залегании.
Угловое несогласие свидетельствует о более сложных тектонических движениях, во время которых нижняя толща пород подвергалась не только поднятию и размыву, но и наклону, например смятию в складки. Чем больше угол несогласия, тем более энергичные тектонические движения происходили в данном районе.
Очень небольшое угловое несогласие, наблюдающееся на платформах, называется географическим.
В зависимости от размеров площади проявления несогласия подразделяются на региональные и локальные, или местные. Последние проявляются, например, в сводах растущих складок, где уменьшается мощность слоев, изменяются фации, и может происходить размыв отложений.
Быстрое опускание расчлененного рельефа суши приводит к вторжению моря, к его ингрессии в понижения рельефа, в речные долины и т.д. Накапливающиеся здесь отложения прислоняются к склонам ущелий, бортам долин, образуя согласное или несогласное прилегание в зависимости от характера залегания пластов пород в коренных толщах берегов.
Толщи горных пород, отделенные друг от друга угловыми несогласиями и обладающие различным типом залегания пластов и структурой, называются структурными этажами или ярусами. Каждый структурный ярус характеризует вполне определенный этап развития земной коры в данном регионе.
Показателем тектонических движений геологического прошлого является мощность отложений, поэтому се анализ также является важным методом. Обычно составляются карты линий равных значений мощностей, так называемых изопахит, которые с некоторыми поправками отражают величину тектонического прогибания района или структуры. Это обстоятельство является следствием того, что после накопления некоторого объема отложений, например на шельфе, дальнейшее накопление невозможно без тектонического опускания дна бассейна. Однако в ряде случаев количество осадочного материала, поступающего в прогибающуюся впадину, столь мало, что последняя не может заполняться до профиля равновесия и во впадине увеличивается глубина. Такие прогибы называются некомпенсированными и для их фациального профиля характерна смена относительно мощных мелководных отложений, крайне маломощными, но глубоководными, как это происходило, например, в Предуральском передовом прогибе в раннепермскую эпоху, когда на западе формировались рифовые массивы, а восточнее – глубоководные кремнисто-глинистые отложения в некомпенсированном прогибе. Метод мощностей позволяет не только качественно, но и количественно оценить величину тектонического опускания. Существуют и осложняющие факторы, заставляющие вводить поправки, например, на уплотнение осадков, особенно глинистых, достигающее 50%. Во время деформации и смятия в складки пластичных пород - глин, ангидритов, мергелей, гипсов, солей, первичные мощности меняются очень сильно. Определенные поправки надо вносить и на размывы, так как часть ранее накопившихся отложений может быть уничтожена. Нередко формируются структуры бокового наращивания, как например, в дельтовых комплексах, фронтальная часть которых продвигается (проградирует) в сторону открытого моря. Наиболее успешно о тектонических движениях мы можем судить, если использовать все эти методы комплексно, включая изучение фаций, мощностей, анализируя несогласия, размывы и т.д.