Содержание курса
| Лабораторные занятия | Литература
Структурная геология и геологическое картирование.
Геологический факультет МГУ, кафедра исторической и региональной геологии, тел.939-49-72.
Автор √ доц. Милеев Владислав Сергеевич.
Курс читается в 4 и 5 семестрах для студентов специальности 011100 √ геология.
Объем курса - 124 часа, лекции - 56 часов, лабораторные занятия - 68 часов.
Форма контроля. Еженедельная приемка лабораторных работ, коллоквиум в середине каждого
семестра; экзамен в 4 и 5 семестрах.
Аннотация.
Часть 1. Вводный раздел. Геологическая карта. Материалы аэрокосмических съемов. Структурные координаты,
элементы залегания. Слой, слоистость и строение слоистых толщ. Несогласия. Основы представлений о деформациях
горных пород и геологических тел.
Часть 2. Деформационные (вторичные) структурные формы геологических тел. Горизонтальная, моноклинальная
и складчатая структуры. Разрывные нарушения. Мезомасштабные (малые) структурные формы. Структуры магматических
и метаморфических комплексов. Катакластические образования. Мегаструктурные парагенезы и ассоциации. Представления
о генезис мега- и макростуктурных форм. Основные структурные элементы континентальной земной коры.
Часть 3. Геологическая съемка. Виды и масштабы геологических съемок. Государственные геологические
съемки. Требования к геологической съемке. Этапность геологосъемочных работ.
Вверх
Содержание курса.
1. Вводный раздел.
Структурная геология - раздел геотектоники, изучающий морфологию, генезис и историю развития
разномасштабных структурных форм.
История становления структурной геологии и геологического картографирования. Геологическая съемка
и геологическая изученность территории России.
Методы структурной геологии: морфологические - геологическое картирование; генетические √ кинематический
и динамо-кинематический анализ (стрейн-анализ).
1.1. Геологическая карта (ГК). Геологическая съемка как главным методом региональных геологических
иссследований, а геологическая карта - основным элементом государственной геологической информационной системы.
Типы и масштабы ГК. Содержание и принципы составления ГК: раскраска - геологические индексы,
литологические крапы, знаки наложенных процессов, типы геологических границ и разрывов и др. знаки. Государственная
геологическая карта масштаба 1:200000, ее назначение, составные элементы и правила их оформления. Условные обозначения
и принципы их составления. Геологические разрезы и стратиграфическая колонка. Инструкция по составлению и подготовке
к изданию листов государственной геологической карты Российской федерации масштаба 1:200000 (М.:1995).
1.2. Материалы аэрокосмических съемок (МАКС). Аэрофотометод в комплексе геологической съемки.
Центральная проекция. Масштаб и искажения аэрофотоснимка. Материалы аэрофотосъемки. Стереоскопическая модель и
стереоскоп. Геологическое дешифрирование: задачи и геологические дешифрировочные признаки. Материалы других дистанционных
методов.
1.3. Структурные координаты и элементы залегания. Элементы залегания: линия простирания, линия
падения√восстания и их азимуты, угол падения. Структурные координаты a, b, c (x, y, z). Горный компас и магнитное
склонение. Определение элементов залегания поверхности по трем точкам с известными альтитудами; углов наклона
в сечениях неперпендикулярных к простиранию; угла падения по двум видимым в косых сечениях.
1.4. Слой, слоистость и строение слоистых толщ. Слой, его элементы и строение. Признаки прямого
и перевернутого залегания слоев. Слоистость и ее типы. Определение мощности слоя при различных соотношениях направлений
и углов наклона слоя и склона в разных сечениях. Первичные (литогенетические) структурные формы. Литификационные
изменения в строении и мощности в осадках разного состава. Строение и взаимоотношения слоистых толщ: трансгессивное
(ингрессивное), регрессивное и миграционное √ латерального наращивания.
1.5. Несогласия. Несогласие, его признаки и элементы. Стратиграфический и геохронологический
объемы несогласия. Классификации несогласий: по выраженности поверхности, по площади проявления, по геохронологическому
и стратиграфическому объему, по морфологии. Морфологическая классификация несогласий: классы несогласий √ облекание,
налегание, прилегание; типы несогласий √ географическое (параллельное), угловое, азимутальное. Структурное значение
разных типов и классов несогласий; структурные несогласия. Выражение несогласий на геологических картах и аэрофотоснимках.
1.6. Основы представлений о деформации горных пород и геологических тел. Силы в земной коре:
внешние и внутренние. Напряжения нормальные и касательные. Главные нормальные напряжения: максимальное (растяжение),
среднее, минимальное (сжатие). Трехосное напряженное состояние в земной коре. Литостатическое давление и девиатор.
Эллипсоид напряжений. Диаграмма Мора.
Деформации. Деформации однородные и неоднородные. Трехосная деформация в земной коре, эллипсоид
деформации. Виды деформации √ упругая, пластическая, разрушение. Пределы упругости, текучести и прочности. Упругая
деформация и ее модули. Пластическая деформация. Вязкость, ползучесть, релаксация. Механизмы пластической деформации.
Разрушение хрупкое и вязкое. Теории прочности. Прочностные типы горных пород. Изменчивость свойств горных пород
в различных условиях в зависимости от температуры, всестороннего давления, нормального и касательного напряжений,
скорости деформации и присутствия флюидов. Особенности тектонических деформаций в земной коре. Тектонофизика и
ее значение в структурной геологии.
2. Деформационные (вторичные) структурные формы залегания геологических тел.
Масштабы структурных форм: мега-, макро-, мезо- и микроструктуры.
2.1. Горизонтальная структура. Распространение горизонтально залегающих комплексов в природе
и их признаки. Особенности отражения горизонтальнозалегающих комплексов на геологической карте и на аэрофотоснимках.
Правила построения разрезов. Методы картирования горизонтальной структуры.
2.2. Моноклинальная структура. Наклонное залегание слоев, их распространение и условия возникновения.
Выражение моноклиналей на геологической карте и аэрофотоснимках √ зависимость конфигурации и ориентировки пластовых
фигур слоев от направления и угла наклона пласта и склона (правило пластовой фигуры). Правила построения разрезов
моноклинально залегающих комплексов. Флексуры, их элементы и типы. Структурные террасы, носы и впадины. Методика
картирования моноклинально залегающих комплексов.
2.3. Складчатая структура. Складки и их элементы. Синформы и антиформы, синклинали и антиклинали.
Идеальные (цилиндрические, конические) и реальные складки: ундуляции шарниров, виргация и вергентность. Параметры
складок. Частные и общие параметрические коэффициенты.
Основные свойства складчатой структуры: 1)сопряженность син √ и антиформ, 2) чередование зон
син √ и антиформных складок, 3) пространственная параллельность шарниров в син √ и антиформных зонах, 4) эшелонированное
(кулисообразное) расположение в пространстве ядер син√ и антиформ.
Характеристика складки при полевом описании.
Морфологические классификации складок: по положению в пространстве осевой поверхности, по степени
симметрии, по углу складки, по форме замка, по отношению высоты к ширине и длины к ширине, по выдержанности мощности
в разных элементах складки. Осложняющие каскадные и дисгармоничные складки. Дисгармония и ее причины. Постседиментационные
и конседиментационные складки. Правила построения разрезов складчатой структуры.
Морфологическая классификация складчатостей В.В.Белоусова: полная, прерывистая, промежуточная.
Интерференционная складчатость. Диапировая складчатость, условия и причины проявления. Соляные диапиры, их типы,
внутреннее строение и меж √ и надкупольные структуры. Глиняные и угольные диапиры.
Длительность складкообразования. Определение возраста складчатости. Фазы складчатости.
Складчатые системы и их строение. Зеркало складчатости. Антиклинории и синклинории, их типы;
моноклинории. Поперечная структурная зональность.
Методика картирования складчатой структуры.
2.4. Разрывные нарушения и их проявление в природе. Условия возникновения разрывных нарушений.
Элементы разрывных нарушений. Амплитуда смещения и ее составляющие. Трещины и разрывы (разломы).
Тектоническая трещиноватость, распространение, особенности проявления и значение ее изучения.
Типы и системы трещин. Методы изучения трещиноватости и диаграммы трещиноватости.
Разрывы (разломы). Сместитель, его строение, зона динамического влияния разлома. Выражение разрыва
в разрезе, на геологической карте и на аэрофотоснимках. Морфологическая и кинематическая классификации разломов.
Разломы смешанных типов. Хрупкие и вязкие разломы. Тектонические послойные срывы (детачменты, деколлементы) и
по границам структурных комплексов (пассивные тектонические контакты). Роль флюидов в разрывообразовании. Разрывы
постседиментационные и конседиментационные; доскладчатые, соскладчатые и постскладчатые. Возраст разломов, полихронные
разломы. Методы изучения разломов.
2.5. Мезомасштабные (малые) структурные формы. Зеркала и борозды скольжения на сместителях. Кливаж,
сланцеватость и их типы. Альпийские жилы. Зоны излома, плойчатость и шевронные складки. Птигматитовые складки.
Линейность и ее типы. Муллион √ и роддинг √ структуры. Будинаж. Соскладчатые и соразрывные малые структурные формы.
Малые структурные формы в кинематическом и динамо √ кинематическом анализе (стрейн √ анализ).
Мезоструктурные парагенезы, синхронные структурные ансамбли и полихронные ассоциации. Тектонофации и тектонофациальный
анализ.
2.6. Структуры магматических образований. Магматические плоскоскостные и линейные текстуры и
их структурное значение.
Формы залегания интрузивных тел. Интрузивный контакт, эндо √ и экзоконтактные зоны. Структуры
жидкой и твердой фазы. Фации, фазы и комплексы интрузивов. Согласные, полусогласные и несогласные интрузивы, их
состав и форма. Комплекс параллельных даек. Определение возраста интрузивов. До-, со- и постскладчатые интрузивы.
Формы залегания вулканических тел. Структурные формы покровных, жерловых и субвулканических тел.
Вулкано-тектонические поднятия и депрессии.
Проблемные образования. Серпентинитовые протрузии, их строение, проблемы экзоконтактов и механизма
внедрения. Криптовулканические структуры или астроблемы. состав.
Построение разрезов магматических образований. Методы картирования магматических тел и роль аэрофотоснимков
и геофизических материалов при их изучении.
2.7. Структуры метаморфических комплексов. Метаморфические текстуры: полосчатость, сланцеватость,
линейность - и их генерации. Структура и метаморфизм. Супраструктура: одноактная простая складчатость; одно√ и
многоактная интерференционная складчатость. Инфрасруктура: гнейсовые и гранито √ гнейсовые купола и валы; окаймленные
купола и диапиризм. Мигматиты. Основы методов картирования метаморфических комплексов.
2.8. Катакластические образования и меланжи. Условия образования катакластических и стресс-метаморфических
образований (тектонитов). Текстуры и типы тектонитов. Тектонические меланжи, их признаки и типы (автокластический
и аллокластический). Состав блоков, обломков и матрикса.
2.9. Мегаструктурные парагенезы и ассоциации, их значение для понимания региональных структур.
Простейшие мегаструктурные парагенезы. Сбросы, взбосы и флексуры, грабены, горсты, коробчатые,
гребневидные и килевидные складки. Соляные диапиры, сбросы, структура битой тарелки, центральные грабены. Вергентные
складки, надвиги и сдвиги.
Сложные мегаструктурные парагенезы. Шарьяжи (тектонические покровы) и их элементы. Роль комплексов
и поверхностей срыва (детачментов, деколлементов). Синшарьяжные образования: олистостомы, меланжи. Принцип дивертикуляции,
ретрошарьяжи, тектоническое сближение фаций. Типы шарьяжей. Доскладчатые и соскладчатые покровы.
Региональные сдвиги и мегапарагенезы зон сжатия, растяжения и их взаимное расположение. Трансформные
разломы и спрединг.
Зоны смятия, их признаки, свойства и генезис. Зоны глубинных разломов, их признаки, особенности
и выражение в земной коре.
2.10. Представления о генезисе мега- и макроструктурных форм. Состояние проблемы. Примеры генетических
классификаций складчатости (Г.Штилле, В.В.Белоусов, В.Е.Хаин и др.). Механическая классификация складчатости.
Роль флюидов при складчатых и разрывных деформациях.
Концепции складкообразования и их критическое рассмотрение.
2.11. Основные структурные элементы континентальной земной коры. Структурные комплексы, этажи
и ярусы. Платформы, их фундамент и чехол, щиты и плиты. Авлакогены, синеклизы и антеклизы, перикратонные прогибы,
плакантиклинали (валы) и плакосинклинали, области соляного диапиризма и платформенного магматизма. Древние платформы
и молодые плиты.
Складчатые пояса, области и системы. Складчатые системы, их поперечная и продольная зональность,
проявление магматизма, разломы, их типы и значение, формы сочленения с платформами (краевые швы, прогибы, вулкано-плутонические
пояса), срединные и краевые массивы. Основные эпохи складчатости.
Орогенные и субсеквентные вулканические структуры. Рифты.
Цикл Вилсона. Принципы составления тектонических карт.
3. Геологическая съемка и ее организация.
3.1. Геологическая съемка (ГС) как основной метод региональных геологических исследований. ⌠Региональное
геологическое изучение недр проводится с целью получения комплексной геологической информации, составляющей фундаментальную
основу системного геологического изучения территории страны и прогноза полезных ископаемых в недрах.■ (Концепция
регионального геологического изучения недр РФ - постановление коллегии Роскомнедра ╧ 4 от 29.3.94). Государственные
геологические съемки, их масштабы и виды. Общие обязательные требования к ГС: выделение местных стратиграфических
подразделений, детальность расчленения стратифицированных и интрузивных образований, точность, достоверность и
обоснованность выделенных подразделений, использование МАКС, комплексность работ, опережающие и сопровождающие
геофизические работы, использование материалов предшествующих исследований. Государственная геологическая карта
(ГГК) масштаба 1:200000 как основной источник информации для обоснования прогнозных ресурсов всех видов полезных
ископаемых и решения крупных федеральных и региональных проблем развития минерально-сырьевой базы, экологии и
др. аспектов хозяйственной деятельности и регулирования пользования недрами на суше и прилегающих акваториях.
Комплекс материалов ГГК. Содержание и принципы составления ГГК: способы отражения возраста, состава, генезиса
геологических образований, наложенных процессов, структурных элементов и других знаков. Правила оформления геологических
карт и зарамочных элементов. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов государственной геологической
карты Российской федерации масштаба 1:200000 (М.:1995).
3.2. Этапность проведения геологосъемочных работ
3.2.1. Подготовительный период и его задачи. Сбор и изучение литературных, фондовых и коллекционных
материалов. Подбор топографических карт и МАКС. Предварительное дешифрирование МАКС и интерпретация геофизических
материалов. Выбор точек для скважин структурно-параметрического бурения.
3.2.1. Полевой период. Полевая партия, состав, оснащение, транспорт. Организация работы. Маршрутные
наблюдения вкрест простирания и по простиранию, изучение замыканий и их задачи. Изучение стратифицированных, рвущих
образований, структурных форм и общие поиски. Геоэкологические исследования. Работа с МАКС, геофизическими и геохимическими
материалами в маршруте. Формы документации и опробование. Горные и буровые работы и их назначение. Текущая полевая
обработка материала. Карта фактического материала и полевая геологическая карта. Особенности проведения ГС на
платформе и в складчатых областях. Природоохранные мероприятия при ГС. Правила техники безопасности.
3.2.3. Камеральный период. Систематизация, аналитическая обработка и изучение коллекционного
материала. Интерпретация всех геофизических материалов. Составление обязательной и иллюстрирующей графики. Содержание
отчета по ГС. Порядок апробации, защиты и передачи в фонды отчетов. Подготовка к изданию и издание ГГК.
Вверх
Лабораторные занятия.
На лабораторных занятиях ведется анализ геологического строения по картам, результаты которого
отражаются на геологических разрезах, составляются структурные и тектоническая карты; проводится геологическое
дешифрирование аэрофотоснимков, строятся диаграммы трещиноватости, определяется положение осей палеотектонических
напряжений и решаются задачи по определению элементов залегания и мощностей, а также осваиваются правила оформления
геологической графики.
Отдельные аспекты курса более углубленно рассматриваются в последующих спецкурсах, образующих
единый цикл: ⌠Методы картирования магматических пород■, ⌠Методы картирования сложнодислоцированных комплексов■,
⌠Дистанционные методы исследований■, ⌠Интерпретация геофизических материалов■, ⌠Физические основы тектонических
деформаций■, ⌠Структурные парагенезы■ и в ряде спецкурсов, изучающихся на альтернотивной основе по выбору.
Вверх
Литература.
Основная:
- Атлас учебных геологических карт. 2-е изд. /Ред. М.М.Москвин, Ю.А.Зайцев. 1972. 3-е изд. / Ред. Ю.А.Зайцев,
В.В.Козлов, М.М.Москвин. М., 1987.
- Атлас схематических геологических и бланковых карт./ Ред. М.М.Москвин. М., МГУ, 1976.
- Белоусов В.В. Структурная геология. М., МГУ, 1986.
- Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской федерации
масштаба 1:200000. М., Роскомнедра, 1995.
- Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование. М., Недра, 1984.
- Михайлов А.Е., Рамм Н.С. Аэрометоды при геологических исследованиях. М., Недра, 1975.
- Пертусевич М.Н., Казик Л.И. Практическое руководство по аэрогеологии. М., МГУ, 1977.
Дополнительная:
- Земля(Дж.Ферхуген, Ф.Тернер, Л.Вейс, К.Вархафтиг, У.Файф). Т.2. М., Мир, 1974.
- Николя А. Основы деформации горных пород. М., Мир-Эльф Акитен, 1992.
- Очерки структурной геологии сложнодислоцированных комплексов. / Ред. В.В.Белоусов, В.В.Эз. М., Недра, 1977.
- Спенсер Э.У. Введение в структурную геологию. Л., Недра, 1981.
- Уилсон Дж. Геологические структуры малых форм. М., Недра, 1981.
Вверх | Содержание курса
| Лабораторные занятия | Литература
|