Сводная стратиграфическая колонка Иркутского региона
Методика работ
Учебно-геологическая практика заключалась в проведении геолого-съемочных работ. Все эти работы проводились в районе ПГТ Большой Луг, п. Ханчин, п. Рассоха, ст. Олха , ст. Садовая и ст. Летняя.
Геологическая съемка заключалась в проведении наблюдений по заранее выбранному маршруту. Пройдено 5 маршрутов, с точками наблюдения через каждые 250 метров. Длина маршрутов различалась и зависела от расстояния между выбранной начальной и конечной точки маршрута.
Проводилось изучение пород, их детальное описание, отслеживались контактовые области. Точки наблюдения заносились бригадами в полевой журнал.
Геологическое строение района
Магматизм
Магма - это вещество Земли в расплавленном жидком состоянии. Она образуется в Земной коре и верхней мантии в интервалах глубин 10-400 км.
По составу - это силикатный расплав + атомы растворенных металлов и растворенные газы.
Из магматического очага магма движется к поверхности Земли. 11ри этом ее внутреннее давление и температура понижаются, начинается процесс кристаллизации и переход из жидкого в твердое состояние. Образуются магматические горные породы. Это общая схема магматического процесса. В свою очередь в нем выделяют два типа (или две ветви).
I. Интрузивный магматизм - процесс внедрения магмы в вышележащие
толщи и ее кристаллизация в земной коре не достигая поверхности на разных
глубинах. Для этого процесса характерно медленное снижение температуры
и давления, кристаллизация в замкнутом пространстве. Магматические
породы состоят из полностью раскристаллизованных зернистых агрегатов
породообразующих минералов. Такие магматические породы называются
интрузивными .
II. Эффузивный магматизм или вулканизм - процесс проникновения
магмы в земную кору и выход ее в жидком расплавленном состоянии на
поверхность Земли. 11ри этом , происходит резкое снижение t и Р в расплаве
и от него отделяются растворенные газы. И уже такой расплав называют
лавой. При резком снижении t и Р происходит быстрое остывание лавы и переход ее в твердое состояние. При этом кристаллизоваться успевают немногие минералы и образуются породы неполнокристаллические эффузивные.
Разделение магмы на составные части по химическому составу или дифференциация магмы происходит различными путями.
Считается возможным разделение магмы разного состава - ультраосновной, основной и кислой.
При движении магмы от магматического очага к месту кристаллизации часто происходит захват и переплавление магмой встречаемых ею пород. Это явление называется ассимиляцией , и оно тоже может стать причиной дифференциации магмы.
При снижении температуры и кристаллизации магмы от нее отделяются растворенные в расплаве минерализованные газы (флюиды) и растворы, которые определяют постмагматические процессы, среди которых кратко рассмотрим:
1. Пегматитовый - отделение остаточного расплава и газов-
минерализаторов. Их кристаллизация происходит после остывания и
кристаллизации основной части магмы на периферии интрузивного тела или
даже за его пределами. В результате образуется своеобразная горная порода,
в которой породообразующие минералы достигают больших размеров, часто
образуют хорошо ограненные кристаллы и друзы кристаллов.
2. Пневматолитовый процесс-воздействие отделившихся от магмы газов
(пневма) на окружающие породы. В результате этого воздействия
происходит образование новых минералов, в том числе рудных. Так
образуются месторождения вольфрамита и касситерита в породах при
воздействии на них термальных газов гранитной интрузии.
3. Гидротермальный процесс - отделение минерализованных газов и
растворов от остывающего интрузивного тела и перемещение их по
трещинам в окружающие породы. При этом происходит снижение давления
и температуры гидротермальных растворов и отложение из них минералов по
трещинам с образованием жил. Гидротермальные жилы могут
формироваться на разном удалении от интрузивного тела, как вблизи
контакта, так и на несколько км от него. Минеральный состав жил очень
разнообразен и при достаточной концентрации в них полезных компонентов
они рассматриваются как месторождения полезных ископаемых на золото,
серебро, ртуть, олово и др.
Образующиеся при остывании магмы интрузивные тела разделяются по глубинам образования и по форме.
Батолиты - глубинные, наиболее крупные тела (размеры достигают сотен км).
Шток - отличается от батолита меньшими размерами и часто образуется как ответвление от батолита или на некотором удалении от него.
Интрузивные тела меньших размеров разделяются по условиям залегания во вмещающих породах на согласные и секущие. Согласные тела формируются между пластами пород - это силлы, лакколиты и лополиты.
Если магма застывает в трещинах пересекающих напластование пород, то образуются секущие тела - это жилы и дайки. Для них характерна небольшая мощность (несколько м) и значительная длина (до нескольких км). Пример - Материнская дайка в Южной Африке.
Результаты процессов магматизма мы наблюдали при прохождении маршрута №1 в т.н. 1 и т.н. 2, представленные коренными выходами гранитов. В т.н. 8 (+166м) наблюдается выход магматических пород, представленных гранитами и гранодиаритами, сложенными в многослойные складки изоклинального типа.
Гранит - групповое название для полнокристаллических равномерно зернистых или порфировидных пород, состоящих из кварца и существенно преобладающего полевого шпата, с содержанием (до 10-15%) цветных минералов (биотит, мусковит, роговая обманка, пироксен).
Рис.4 Проявления магматизма на станции Рассоха
Мигматит - сложная горная порода, образовавшаяся из неоднородной смеси магмы и постороннего твёрдого материала. Возникает за счёт инъекций и пронизывании магмой боковых горных пород или за счёт частичного их расплавления.
Метаморфизм
Метаморфизм - изменения горных пород под воздействием высоких температур и давлений. В зависимости от тех или иных факторов различают три типа метаморфизма:
Контактовый метаморфизм - процесс изменения минеральной состава, структуры и текстуры горных пород в результате прогрева со стороны магматического расплава и постмагматических флюидов.
Проявляется вблизи интрузивных массивов, кристализовавшихся на малых и средних глубинах (до 10 — 12 км), которые внедряются в осадочные или ранее существующие изверженные породы и вносят в земную кору избыточное тепло (термометаморфизм). На больших глубинах контактовые ореолы сливаются с полями регионально-метаморфических пород и не фиксируются.
Контактовому метаморфизму подвергаются также ксенолиты захваченные магматическим расплавом. Мощность контактовых ореолов составляет обычно несколько десятков, реже - сотен метров, и даже вблизи крупных гранитных батолитов не превышает 2 — 3 км.
В результате воздействия алюмосиликатных расплавов на близкие по составу, силикатные или алюмосиликатные осадочные породы (песчаники алевролиты, аргиллиты, кремнистые сланцы) образуются контактовые роговики. От пород регионального метаморфизма роговики отличаются, прежде всего, своим геологическим положением — приуроченностью интрузивным массивом. Если обнаженность территории хорошая, удается наблюдать постепенный переход от контактовых роговиков к го неизмененным аналогам — песчаникам и алевролитам. Кроме того преобразования, которым подвергается порода при контактовом метаморфизме, связаны главным образом с прогревом, приводящем отжигу, поэтому для пород контактового метаморфизма характерны однородные массивные текстуры, отсутствие сланцеватости, идиоморфизм зерен и отсутствие внутризерновых дислокаций.
Давление при контактовом метаморфизме изменяется в пределах 0-3 Кбар, температура 300—1200° С. Экстремально высокие температуры (900—1200° С) достигаются только при метаморфизме ксенолитов, со всех сторон окруженных магматическим расплавом.
Очень важную роль играет постмагматический флюид. Наличие значительных контактовых ореолов характерно для интрузий кислого состава, хотя температура кристаллизации у кислых магм существенно ниже, чем у основных. Однако основные магмы бедны флюидом, а при чисто кондуктивном переносе тепла от контакта, метаморфизму подвергается только узкая (до нескольких метров мощностью) зона.
Контактовые ореолы могут служить признаком близости невскрытого интрузивного тела.
Региональный метаморфизм - совокупность изменений горных пород под воздействием глубинных трансмагматических растворов (флюидов), ориентированного (одностороннего) и гидростатического (всестороннего) давления и температуры. Р. м. выражается в глубоких преобразованиях структуры и минерального состава горных пород в пределах обширных регионов в связи с развитием складчатости горных пород и орогенезом. Односторонним давлением обусловливаются сланцевые и гнейсовые текстуры горных пород. Гидростатическое давление определяется глубиной; возрастание его вызывает метаморфические реакции между минералами, ведущие к уменьшению объёма горных пород. По отношению к гидростатическому давлению выделяются фации глубинности метаморфических пород. По ним можно судить о глубине эрозии региональнометаморфизованных структур (складчатых поясов, массивов, щитов). По температуре различаются высокая, средняя и низкая степени Р. м. Продукты Р. м. (амфиболиты, филлиты, гнейсы, мигматиты) выходят на поверхность земли в пределах древних щитов и кристаллических массивов. На больших глубинах Р. м. обычно однороден (степень метаморфизма выдерживается на значительных пространствах). На меньших глубинах наблюдаются различные степени метаморфизма, выделяется неоднородный Р. м. Последовательное понижение степени метаморфизма прослеживается в антиклинориях, гранито-гнейсовых куполах и др. геологических структурах, где отмечается зональное распределение продуктов Р. м., различающихся минералогическими и структурными признаками (зональный метаморфизм). С уменьшением объёма метаморфических проявлений Р. м. переходит в локальный метаморфизм, который контролируется местными структурами -контактами с интрузивными массивами (контактный метаморфизм),разломами (приразломный метаморфизм) и др.
Динамометаморфизм - (от динамо... и греч. metamorphosis превращение), изменение горных пород под действием давления, развивающегося в земной коре в зонах смятия, дробления при процессах складчатости. Д. вызывает механическое разрушение пород с образованием милонитов, а также перекристаллизацию первичных составных частей породы с возникновением сланцеватости.
В маршрутах, пройденных от п. Рассоха до п. Олха. мы наблюдали региональный метаморфизм и динамометаморфизм. В т.н. 8 (+166м), по маршруту №1, наблюдалось обнажение высотой около 40-50 метров, представленное древним комплексом пород, сложенных метаморфизированными и грантизированными гнейсами, кристалличесикими сланцами. Степень метаморфизма достигает амфиболитовой фации.
Амфиболитовая фация представлена:
- Гнейсы - метаморфические горные породы, состоящие из полевого шпата и кварца, а также присутствует один или несколько цветных минералов - слюда, амфибол и пироксен. Гнейсы обладают полосатой и очковой текстурой. Т.н.8+166м., маршрут №1.
- Амфиболиты - массивные крепкие породы сланцеватой или волокнистой структур, от темно-серого до черного цвета. Они состоят из роговой обманки и плагиоклаза. Т.н.9+160м, маршрут №1.
-Мигматиты - серые, темно-серые с многочисленными прожилками гранитного вещества. Деформированные мигматиты осложнены разрывами типа сколов или сдвигов со смещением. Т.н.9, маршрут №1.
Динамометаморфизм возникает в результате воздействия температуры и одностороннего давления. В зоне динамометаморфизма хорошо выделяются:
-Брекчии - сцементированная горная порода, состоящая из остроугольных неокатаных обломков (глыб, щебня, дресвы).
-Милониты - породы из мелко перетертого материала первичных пород.
Текстура их сланцеватая. Тонкосланцеватая и очковая.
В архейских породах первично динамометаморфизованные породы перекристаллизуются в процессе регионального метаморфизма и превращены в гнейсы, кристаллические сланцы и мигматиты.
Тектоника
Надвиговый пояс прослеживается узкой полосой в мезозойских, нижнепалеозойских, рифейско-вендских отложениях предгорной части вдоль покровно-надвигового обрамления. Так, на юго-западном фланге Сибирской платформы в поле развития кембрийских пород (от истоков р. Ангары до г. Тайшета) наблюдается серия сопряженных линейных асимметричных структур протяженностью 20-40 км при ширине 8-15 км. Складки имеют выдержанное северо-западное простирание, их оси по отношению к шарыжалгайскому блоку ориентированы под острым углом. Эти структуры являются приразломными и, вероятно, созданы за счет тангенциального сжатия при встречном горизонтальном перемещении Сибирского кратона и Саяно-Байкальской складчатой области, путем косого левостороннего пододвигания Сибирской платформы под шарыжалской краевой блок. Наиболее показательной и хорошо изученной из интересующих нас структур является Кук-Юртовская антиклиналь.
Кук-Юртовская антиклиналь прослеживается в северо-западном направлении от верховий р. Шинихты до левобережья р. Олхи. Ее размеры 8x22 км. В ядерной части антиклинали вскрываются породы олхинской и ушаковской свит, на крыльях красноцветные алевролиты, песчаники мотской свиты и доломиты, известняки усольской, бельской свит нижнего кембрия. В 1956 г. трестом «ВостСибнефтегеология» в своде антиклинали была пробурена поисковая скважина глубиной немногим более 450 м, которая с интервала 449 м вскрыла кристаллические породы докембрия, слагающие одну из чешуи шарыжалгайского блока, который, в свою, очередь, представляет крупную тектоническую пластину - выкол из краевого выступа фундамента. При бурении скважины наблюдался интенсивный приток горючего газа. В настоящее время происходит выделение хлоридно-натриевых вод и углеводородного газа по обсадной трубе и затрубью. Заслуживающим внимания является тот факт, что в анализах ежегодно с 1978 г., обнаружен гелий в количестве 3,45-6,14%. По-видимому, гелий имеет радиогенное происхождение и выделяется из пород фундамента. Северное крыло антиклинали характеризуется полным стратиграфическим разрезом и относительно простым строением. Южное крыло осложнено флексурой с крутыми подворотами пластов и частично срезано серией надвигов архейских кристаллических пород шарыжалгайского комплекса.
Непосредственно контакт надвига наблюдался за пос. Ханчинском в 2,5 км на правом берегу р.Олхи, где архейские гнейсограниты надвинуты на рифейские известняки олхинской свиты. Кристаллические породы представляют собой тонкополосчатые бластомилониты. Гнейсовидность, трещины отдельностей, зеркала скольжения имеют ориентировку согласно плоскости тектонического контакта. Азимут падения надвига - юго-запад 200°, угол падения 55°. С этим же направлением совпадает ориентировка будин. Весьма характерны мелкие складки волочения с размахом крыльев от первых до 10-15 см, их осевые поверхности опрокинуты на северо-восток с азимутом падения 190- 200°, угол падения 50-60°.
Аналогичная ориентировка осевых плоскостей складок отмечается в доломитах мотской свиты на южном крыле Кук-Юртовской антиклинали. Здесь в 1,3 км от надвига вниз по течению р. Олхи в правом борту наблюдались складки с размахом крыльев от 0,5 до 2,0 м. Азимут падения осевых плоскостей 180-190°, угол падения 60-65°. Складки асимметричные с пологими южными и крутыми северными крыльями. Замки складок, широкие сводообразные, реже встречаются остроугольные, килевидные.
Таким образом, установлено полное соответствие ориентировки осевых плоскостей складок в осадочных толщах венда, рифея и в кристаллических породах докембрия, а также самой плоскости надвига, что свидетельствует о тангенциальном давлении с юго-запада на северо-восток. Характерно общее опрокидывание складок в северных румбах. Следует заметить, что к юго-востоку от бассейна р. Олхи до истоков Ангары контакт докембрия с осадочными породами, прослеженный буровыми скважинами, является тектоническим и представляет собой северо-западное ответвление Ангарского надвига. Здесь в бассейне р. Шинихты вдоль фронта надвига встречаются крутые залегания пластов олхинской и ушаковской свит, вплоть до опрокидывания. Обращает на себя внимание возрастание угла падения поверхности Ангарского надвига в северо-западном направлении. Так, падение надвига в бассейне Ангары пологое, приближающееся к горизонтальному, в бассейне Олхи 35-55°, а в районе Лыткино (северо-западу от р. Иркут) уже достигает 80°. В целом северо-восточный фланг полосы кембрийских пород образует резкий изгиб слоев типа крупной флексуры северо-западного простирания с падение на северо-восток 45-50°, сочленяясь с юрскими осадками Иркутской впадины. В рельефе это сочленение выражено резким гипсометрическим уступом. Ось флексуры совпадает с простиранием контакта пород.
Как известно, Иркутский прогиб имеет асимметричное строение с крутым Присаянским юго-западным крылом и & пологим северо-восточным. Максимальные мощности также приурочены к юго-западному флангу. На общем фоне пологого залегания юрских отложений отмечается усложнение складчатости в непосредственном сочленении с кембрийскими образованиями. На карте изогипс фундамента юрских отложений юго-западный фланг Иркутского прогиба характеризуется прямолинейными протяженными участками. На том же фланге изогипсы группируются в линейные протяженные структуры северо-западного простирания, которые по мере удаления во внутренние части прогиба становятся изометричными. И наконец, по линии контакта кембрия и юры наблюдается соприкосновение с разновозрастными толщами юры, начиная от самых древних (заларинская свита) до молодых (присаянская свита); это происходит на весьма близких расстояниях и потому вряд ли может быть объяснено фациальной изменчивостью.
Идея о сложном чешуйчато-надвиговом строении автохтона на юго-восточной окраине Иркутского бассейна принадлежит М.М.Тетяеву. Он выделял здесь три фации юры - иркутскую, дабатскую и байкальскую, трактуя их в качестве крупных тектонических чешуи, последовательно надвинутых одна на другую. В представлении М.М.Тетяева, эти чешуи являются элементами единой покровной структуры в сочетании с Ангарским: надвигом, где аллохтоном служат кристаллические породы докембрия. Предположения М.М. Тетяева о чешуйчато-надвигомом строении юрских отложений в истоках Ангары полностью подтверждается полевыми наблюдениями геологов.
Из тектонических движений могут быть реконструированы горизонтальные (надвиг), вертикальные (перемещение тектонических блоков по долине реки Олха) и складкообразование.
Надвиг — разрывное нарушение обычно с пологим (до 45° или не более 60°) наклоном сместителя, по которому висячий блок поднят относительно лежачего и надвинут на него. Надвиги обычно сопутствуют линейным складкам, развиваясь в зонах интенсивного сжатия с пластическим перераспределением материала и его выжиманием с крыльев в замки складок. Пластические деформации на определенной стадии процесса переходят в разрывные и в скалывание, развивающиеся вдоль пережатых и утонченных крыльев складок. В связи с этим более древние слои ядер антиклиналей надвигаются на более молодые слои замков синклиналей. Поверхность надвигов с глубиной выполаживается, а кверху, наоборот, становится круче, что связано с уменьшением пластичности слоев в этом направлении.
Надвиг в т.н.8 (+166м.) представляет собой зону смятия. Видимая мощность около 30м.
Разлом крупное тектоническое нарушение в земной коре, сопровождаемое перемещением разорванных частей геологических частей тел друг относительно друга, распространяющиеся на большую глубину и имеющее значительную длину и ширину. Разломы происходят обычно между разнородными тектоническими структурами и развивающиеся длительное время, в течение которого подвижки то усиливаются, то ослабевают. Складки (складчатые деформации) структурные формы земной коры любых порядков, как глубинные, так и приповерхностные, ограниченные плавными контурами. Образуется без нарушения сплошности составляющих их горных пород. Форма и положение в пространстве складок наряду с измерениями длины и ширины определяется их частями или элементами, представляющими воображаемые линии и поверхности.
Антиклиналь - форма залегания пород, представляющая собой выпуклый изгиб последовательно напластованных слоев, при котором внутренняя часть складки (ядро) сложена более древними породами, а внешняя более молодыми.
Изоклинальные складки – складки с взаимно параллельными или почти параллельными крыльями и осевыми поверхностями.
В т.н. 8 (+166м.) обнажена система смежных изоклинальных складок с пологим погружением шарниров на северо-запад 350о под углом 15о. Складки осложнены преимущественно инъекциями гранитов и мелкими прожилками мигматитов. Гранитные инъекции часто образуют раздувы в замках и на крыльях складок. Выклиниваясь, они нередко разрываются на куски.
Полезные ископаемые
Иркутская область очень богата разнообразными полезными ископаемыми. В таблице представлены:
Прогнозные ресурсы и балансовые запасы некоторых полезных ископаемых Иркутской области.
| Полезные ископаемые | Прогнозные ресурсы | Балансовые запасы |
| Железная руда, млрд. т Марганец, млн. т Свинец, млн. т Цинк, млн. т Уголь, млрд. т Горючий газ, млрд. м3 Нефть (включая конденсат), млн. т Алмазы, млн. карат Цеолиты, млн. т Слюда – мусковит, млн. т Соль калийная, млрд. т Соль поваренная, млрд. т Кварц, млн. т Магнезит, млн. т Фосфатная руда, млн. т Гипс, млрд. т Формовочные пески, млн. т | 1,9 10,9 9400(7600*) 7650(2600*) 400-450 900-950 >100 >10000 - 1317,9 - - | 2,2 3,6 - - 14,3 1162,4 - - 23,5 5,2 2154,9 3,7 1759,5 |
*Извлекаемые
Особенно богата наша область топливно-энергетическими ресурсами. Обширные угольные проявления: Канско-Ачинский и Тунгусский угольные бассейны.
Нефтегазоконденсатные, газоконденсатные и нефтяные месторождения: Верхнечонское и Ковыктинское .
Заключение
В результате прохождения учебной геолого-съёмочной практики мы научились:
1. Ориентироваться на местности с помощью горного компаса.
2. Брать замеры элементов залегания горных пород.
3. Описывать обнажения горных пород.
4. Рассмотрели условия и формы образования осадочных пород на примере отложений мотской, усольской и бельской свит.
5. По результатам геолого-съёмочных работ была составлена геологическая карта масштаба 1:25000 (приложение 1), карта фактического материала масштаба 1:25000 (приложение 2), геологический разрез по профилю 1(приложение 1).
6. Был написан отчёт.
Список литературы
1. Покатилов А.Г. Полевая геологическая практика в окрестностях г. Иркутска. Учебное пособие. – Иркутск, ИрГТУ. 2000, с.54
2. Отчёт по геолого-съёмочной практике за 2009 г. группы РГ-07-1.
3. Отчёт по геолого-геодезической практике за 2010 г. группы РТ-09-1.