загрузка...

Геологические методы


Анализ буровых данных и материалов горных выработок (шурфов) применяется только при изучении погребённого рельефа. Часто он является исходным для других методов, поскольку даёт дополнительный материал и для них. Например, по данным бурения и горных выработок можно построить палеогипсометри- ческую карту. Изучение пород, вскрываемых скважинами и шурфами, может дать исходный материал для метода коррелятных отложений и т. д. В принципе этот метод (анализ данных бурения) можно было бы исключить из числа специальных палеогеоморфо- логических методов и считать его рабочим.
Петрографические исследования направлены на изучение состава пород фундамента и обломочного материала в аллювиальных, склоновых и др. отложениях, что позволяет определить направление течения древних рек, пути сноса иного обломочного материала и пр. Граниты, известняки и сланцы и др. породы ведут себя по-разному по отношению к агентам денудации. Так, кварциты, иногда и граниты, образуют положительные формы рельефа. Известняки, как правило, закарстованы, особенно чистые, не засорённые терригенными частицами. На контакте с некарстующимися породами закарстованность известняков особенно значительна.
При чередовании пород устойчивых и неустойчивых образуется своеобразный грядовый рельеф, а при пересечении его реками образуются своеобразные чётковидные долины.

Изверженные породы - граниты и особенно основные породы - хорошо картируются магнитометрией. Они дают положительные аномалии. Известняки дают отрицательные спокойные поля.
Кварциты, обладающие повышенным электросопротивлением, хорошо картируются электроразведочными методами. Зная состав пород фундамента, можно выяснить особенности погребённого рельефа: наличие останцов и отрицательных форм рельефа, участков закарстования. Останцы могли в прошлом служить источником полезных компонентов в рыхлых отложениях (циркон, ильменит, золото). Понижения контролировали заложение гидросети; на закарстованных участках могли формироваться залежи огнеупорных глин и бокситов, а в золотоносных районах карстовые трещины, воронки служили ловушками для металла.
Минералогическое изучение пород помогает решить следующие палеогеографические задачи: пути транспортировки материала, а отсюда реконструируется область сноса; по степени окатанности минералов можно судить о степени удалённости области питания обломочным материалом.
Обилие окатанных зёрен твёрдых минералов (кварц, турмалин и др.) свидетельствует о значительной удалённости области питания. И наоборот, плохая окатанность не только зёрен кварца, но и полевых шпатов, свидетельствует о близости источника сноса. А присутствие наряду с хорошо окатанными зёрнами кварца и неокатан ных позволяет говорить о разубоживании аллювия крупной реки местным склоновым материалом.
Анализ кор выветривания. Коры химического выветривания формируются в условиях тёплого (жаркого) и влажного (переменно-влажного) климата, выровненного рельефа и спокойной тектонической обстановки с тенденцией к медленному воздыманию, поднятию. Поэтому они позволяют восстановить условия папео- геоморфологические, климатические и тектонические. Коры выветривания маркируют древние поверхности выравнивания.
Кора выветривания - это комплекс горных пород, образовавшихся в континентальных субаэральных условиях в результате стадийного изменения пород верхней части литосферы, стремящихся к равновесному состоянию в поверхностных термодинамических условиях. Выветривание происходит под воздействием воды, богатой углекислым газом СО? или кислородом Ог, гумусовыми кислотами, реже - слабыми растворами серной кислоты. С повышением температуры процессы выветривания усиливаются. В тропиках за три года глыба гранита превращается в глину.
Мощность коры выветривания и степень химической переработки зависит от длительности процесса выветривания, типа климата, состава материнских пород, глубины залегания грунтовых вод. В зависимости от состава материнских пород различают: параэлювий - кора выветривания по осадочным литифицированным породам; ортоэлювий - кора выветривания по изверженным породам; неоэлювий - кора выветривания по рыхлым породам. Различают площадную кору выветривания и линейную. Мощность площадной коры - 15-20 м. Мощность линейной значительно больше. Иногда карманы выветривания достигают глубины 500 м (на Ча- добецком поднятии в правобережье Енисея).
Было принято считать, что развитию кор выветривания благоприятствует стабильная тектоническая обстановка, когда отсутствует разрушение (денудация). Однако сейчас предполагают, что более благоприятны обстановки медленных крупноблоковых сводовых поднятий. В этих условиях в сферу влияния экзогенных факторов корообразовния вводятся всё новые и новые массы пород. Принято было считать, что корообразование происходит только до уровня грунтовых вод (в зоне фильтрации активных вод с углекислотой или другими кислотами). Предполагалось, что уровень грунтовых вод контролирует глубину (мощность) коры выветривания, но появились данные о выветривании и в обводнённых породах, то есть ниже уровня грунтовых вод при соответствующем их режиме, а именно: хороший водообмен должен способствовать поступлению активных (агрессивных) вод, насыщенных углекислотой, кислородом, иногда серной кислотой. Поток таких вод на всю свою мощность разлагает минералы. Подобного рода потоки обычно приурочены к мощным зонам тектонических разломов в породах фундамента.
Выровненные поверхности (пенеплены) обычно соседствуют с крупными понижениями. Например Западно -Сибирскую тектоническую впадину (синеклизу) в меловое время окружали Алтайский, Казахский, Уральский и Среднесибирский пенеплены. Обилие крупных тектонических трещин при благоприятных климатических условиях (постоянная или сезонная влажность при высоких температурах) способствовало интенсивному линейному корооб- разованию, так как эти трещины служили мощными дренами. Здесь древние пенеплены являлись областями питания, а Западно- Сибирская впадина - областью разгрузки подземных вод. Большие скорости движения обеспечивали высокую активность (агрессивность) вод вследствие быстрого водообмена. В застойной же обстановке процессы выветривания протекают крайне слабо, так как подземные вбды достаточно быстро приходят в равновесное состояние с породами вследствие ионного обмена. О значительной активности вод в зонах разломов ниже уровня подземных вод свидетельствуют разнообразные минеральные новообразования. Таким образом, по характеру кор выветривания (площадной или линейной) можно судить о субтерральном или субаквальном (ниже уровня воды) выветривании. Мощная кора выветривания указывает на медленное воздымание региона, а также на относительную выравненность древнего рельефа (расчленённый рельеф не благоприятствует сохранению коры выветривания). Коры выветривания характерны для регионов, несколько приподнятых по отношению к окружающим территориям (впадинам, низменностям). Такими были плато, приподнятые (цокольные) равнины типа современного Казахского мелкосопочника. Хороший дренаж обеспечивал удаление подвижных соединений из коры выветривания (область питания подземных вод) в окружающей депрессии - области разгрузки. В областях разгрузки корам выветривания коррелятны (соответствуют) осадочные породы: каолиновые глины, кварцевые пески, бокситовые залежи, россыпи циркона и ильменита, месторождения шамозитовых железных руд (например, бакчарские железные руды в Томской области). По коррелятным отложениям можно судить о корах выветривания даже в тех случаях, когда сами коры выветривания уничтожены позднейшей денудацией. О сохранности коры выветривания можно судить по сохранности профиля коры выветривания. />Строение коры выветривания зонально, что обусловлено в основном различной длительностью и активностью процессов вы

ветривания. Нередко наблюдаются лишь «корни» коры выветривания или её нижний горизонт (зона дезинтеграции), но, учитывая незначительную общую мощность такой коры выветривания (15- 20 м), даже эти «корни» свидетельствуют о некоторой перестройке рельефа. Эту особенность кор выветривания можно использовать для реконструкции палеорельефа. Рельеф, фиксированный корой выветривания, известен на Урале, в Кузнецком Алатау, на Салаир- ском кряже. В общих чертах он отражает рельеф местности в эпоху формирования кор (мезозой, гшеоген).
Кора выветривания помогает установить возраст древнего рельефа. Как это делается? Отложения, перекрывающие кору выветривания, дают верхний предел возраста, а возраст самых молодых отложений, подвергшихся выветриванию, даёт нижний предел возраста коры выветривания. Но иногда возрастной диапазон коры выветривания велик, например, на Салаире, где на кембрийских породах сформирована кора выветривания, перекрытая среднечетвертичными отложениями. Здесь сузить возраст коры выветривания позволяют коррелятные отложения. В окружающих Салаир- ский кряж впадинах есть позднемеловые, палеонтологически охарактеризованные кварцевые пески и каолиновые глины (иногда с бокситами), которые образовались за счёт древней коры выветривания. Следовательно, кора выветривания здесь более древняя, чем поздний мел.



Анализ литофацин используется для реконструкции типов и форм аккумулятивного рельефа озёрных и аллювиальных равнин, речных террас и ископаемых (погребённых) древних конусов выноса (дельт рек), предгорных делювиально-пролювиальных равнин и условий их формирования. При характеристике литофаций учитывается фациальная (генетическая) принадлежность пород, гранулометрический состав, что позволяет детально расшифровать условия формирования аккумулятивного рельефа.
Возможные трудности в использовании этого метода заключаются в следующем. Погребённые толщи рыхлых отложений не всегда надёжно датированы, поэтому ошибочно можно сопоставлять (и анализировать) их разновозрастные варианты. Ошибочными могут быть при этом и выводы.
Аллювиальные фации. По вещественному составу аллювиальных фаций можно выявить общую конфигурацию речных долин. В идеальном случае огрубение аллювиального материала уменьшается вниз по долине с удалением от верховий. При этом, чем дальше прослеживается грубый аллювий, тем, следовательно, река была не только весьма водообильной, но и область питания была гипсометрически высокой, что обеспечивало и мощную транспортирующую способность реки.



Причинами появления грубообломочного материала в составе мелкозернистых осадков являются следующие:
I) поступление обломков в результате размывания останца скальных пород в долине или антиклинальных структур, которые пересекает река (1);


в результате привнося грубого материала притоком с выхода скальных пород в стороне от долины (2);
возможно появление в аллювии грубого материала в результате переотложения (заимствования) грубого материала при размыве более древних отложений аллювиального типа (3, За);


вытаивание крупнообломочного материала, привнесённого на льдинах в местах палеозаторов. Заторы могут возникать на изгибах рек или при впадении притоков, рано вскрываемых, в реки, позднее вскрываемые весной ото льда.
Лучше восстанавливается конфигурация долин, выработанных в скальных породах, но погребённых с междуречьями под толщей рыхлых отложений (4, 5). В таком случае буровыми скважинами удаётся восстановить контуры древних долин. Всё это упрощается, если древние долины выражены в рельефе
Если аллювий выполняет долины, не выраженные в современном рельефе, картирование их крайне затруднительно. А значит, и реконструкция конфигурации гидросети не может быть достаточ-
палеорекам крупных тектони-



ческих депрессий, например, Западно-Сибирская низменность, где долины выполнены в аллювиальных отложениях более ранних се- диментационных циклов (6).



Правильная расшифровка таких аномальных изменений в строении аллювия позволяет дать достоверную реконструкцию общих черт строения эрозионного рельефа бассейна, а также выявить некоторые детали рельефа (останцы), тектоники (антецедентные участки долин -- антиклинали), режим рек (заторы), наличие более древних долин и пр..
Иногда в верховьях папеорек аллювий имеет иное аномальное отклонение. Среди преобладающего грубообломочного материала (в плане и не в одном разрезе, а в разных местах) появляются более тонкозернистые породы (пески, глина). Это бывает в том случае, если в крупную реку впадал небольшой приток, который транспортировал мелкозёмистый аллювий. Этот аллювий накапливается в приустьевой части притока, но уже в пределах главной долины.
Включение в состав галечника неокатанных глыб местных пород, как правило, указывает на интенсивное физическое выветривание (осыпи), овражные выносы (то есть овражное расчленение склонов). Если такие глыбы залегают вдали от склонов, то объяснить их появление здесь можно плавающими льдинами в половодье или плавающими деревьями, в корнях которой транспортировались глыбы.
Присутствие линз старичного аллювия (в основном в тонкозернистых отложениях) указывает на меандирование рек и своеобразный мезорельеф аллювиальной равнины.
Итак, литологических разновидностей аллювиальной (речной) фации позволяет установить: направление наклона аллювиальной равнины, наличие мезорельефа (старица); морфологию склонов (крутизна, овражное расчленение) и другие детали гидрологического порядка.
Озёрные фации. Озёрные аккумулятивные равнины реконструируются по нелинейному распространению соответствующих отложений. Последние имеют обычно мелкопесчаный состав, чередующийся с глинистым. Слоистость горизонтальная, иногда встречаются ископаемые береговые дюны. Дюны отличаются от песчаных отложений низким содержанием (менее 1%) глинистых частиц (менее 0,05 мм), в то время как озёрные могут содержать до 20-30% глинистых частиц. Нередко аккумулятивная равнина может быть отнесена к разряду озёрно-речной. Аллювий такой системы имеет более сложный состав, но здесь, как правило, грубый материал отсутствует, существенно песчаный состав отвечает русловым отложениям рек, а песчано-глинистый - озёрным. Грубый материал (щебень и неокатанные глыбы) фиксирует близость скалистого берега. Примером озёрно-речной аккумулятивной равнины, местами заболоченной, может служить Западно-Сибирская низменность в неогене и в верхнем олигоцене.
Погребённые конусы выноса, делювиально-пролювиальные шлейфы, наклонные предгорные равнины (также в погребённом состоянии) реконструируются по соответствующим фациальнолитологическим типам отложений. Это щебнистые суглинки, нередко с линзами хорошо промытого гравия или песка. Щебень местных пород образует как единичные включения, так и линзовидные скопления. Область сноса и направление сноса обломочного материала реконструируется по закономерному уменьшению размерности обломков. Вблизи источников сноса он грубее, чем в периферийной части шлейфа или конуса выноса. Исходя из этого, можно реконструировать направление наклона предгорной равнины. Если ископаемые предгорные равнины ныне потеряли связь с горными сооружениями (подножья которых они оформляли), реконструкция возможна только на основе изучения литологии их отложений.
Изучены современные шлейфы предгорий (наклонные равнины) в Фергане. В ископаемом состоянии они встречены там же, а также в предгорьях Алтая, в крупных тектонических депрессиях юрского времени. Если область сноса (питания) морфологически хорошо сохранилась, то по степени расчленения уступа гор можно судить о размерах шлейфов (наклонных равнин).
Формационный анализ. Формация - это комплекс горных пород, совместное образование которых обусловлено определёнными геологическими условиями, одним из главнейших является тектонический режим и климат. Обычно представляют собой геологические тела значительной мощности, возникшие в определённой структурно-фациальной зоне.
Тектоническая предопределённость формаций позволяет использовать их и для целей палеогеоморфологии. Отмечаются следующие закономерности в развитии формаций: формации могут взаимно переходить одна в другую. Наблюдения над взаимопереходами одновозрастных формаций позволяют выявить разнообразие морфологии областей седиментации; изменение характера формаций происходит периодично, что обусловливает появление формационных циклов, сложенных близкими комплексами формаций.
Рассмотрим некоторые континентальные формации.
Формации кор выветривания. Они характерны для слегка приподнятых и выровненных стран (цокольные равнины, пенеплены), развившихся вследствие денудации горных сооружений (складчатых или глыбовых). Тектонические движения ослаблены, структуры имеют тенденцию к воздыманию. Нередко в корах выветривания можно обнаружить следы более поздних проявлений геохимических процессов. В результате наложения этих процессов возникают минеральные новообразования. Например, стяжения сидерита (FeCOj) при перекрытии каолиновой коры рыхлыми обводнёнными отложениями с обильным растительным материалом. Такие коры выветривания формируются в различных геохимических условиях: каолинитовые коры в кислородной среде, а вторичный сидерит - в бескислородной. Такое строение разнотипных кор выветривания (разорванных во времени) свидетельствует о нестабильности морфологического и тектонического облика территорий. Можно зафиксировать неоэлювий, когда процессы химического выветривания проявляются в рыхлых отложениях.

Возраст кор выветривания позволяет определить и возраст страны как цокольной равнины (пенеплена). Смена геохимических условий чаще всего происходит при изменении морфотектонического облика этой страны: тенденция к воздыманию сменяется тенденцией к погружению.



Нижняя возрастная граница коры выветривания определяется возрастом наиболее молодых пород, подвергнутых выветриванию. О верхней возрастной границе можно судить по самым древним отложениям, перекрывающим кору выветривания. На рисунке вариант 1 определяет возраст в более узком диапвзоне (неоген - юра), вариант 2 даёт более широкий интервал: девон - четвертичный период.
Точнее определяется возраст коры выветривания по коррелятным отложениям, которые сопрягаются с корой выветривания или образовались за счёт её денудации.
Наличие коррелятных отложений позволяет пространственно разграничить области корообразования и области седиментации (осадкообразование). Возраст коррелятных отложений позволяет определить верхнюю возрастную границу эпохи корообразования, если эти отложения формировались (хотя бы частично) за счёт смыва коры выветривания.
Погребённые почвы - это своеобразные коры выветривания. Они фиксируют собой рельеф местности при прекращении или замедлении темпов осадконакопления без проявления денудационных процессов. Почвы фиксируют различного рода депрессии, например, суффозионные, старичные, а также склоны долин.
Лёссовая формация. Под лёссом обычно понимается порода эолового происхождения и своеобразного состава и структуры. Это палево-жёлтый пылеватый суглинок, карбонатный (вскипает с соляной кислотой), однородный, неслоистый. Карбонат кальция с
течением времени концентрируется в виде желваков (конкреций) различной формы, пропластков (редко) или же инкрустирует стенки многочисленные пор, следов корневой системы растений.

Карбонатные конкреции


Лёссовидные суглинки или другие лёссотипные породы отличаются от типичных лёссов слоистой текстурой и неоднородной структурой. Происхождение их делювиальное, пролювиальное (при размыве лёссов), иногда с участием аллювиального материала. Различие условий формирования лёссов и различных типов лёссовидных пород позволяет использовать лёссовую формацию для палеогеографии вообще и палеогеоморфологии в частности.
Типичный лёсс выпадает на поверхность в виде более или менее равномерной толщи и по лёссовому рельефу можно судить в какой-то мере и о погребённом рельефе - долёссовом, но без деталей. Различная степень сохранности лёссового покрова позволяет реконструировать и направленность денудационных процессов в период накопления лёссов и позже.
Уменьшение мощности лёссов на участках с расчленённым рельефом свидетельствует о проявлении делювиального смыва.
Неодинаковая интенсивность последнего можно обусловливает различную сохранность лёссовой толщи в пределах одного типа рельефа, но на различных его элементах. Так, на склонах южной и западной экспозиции мощность лёссов наименьшая: сказалась инсоляция склонов. Что такое инсоляция? Склоны южной и западной экспозиции лучше обогреваются солнцем, снеготаяние здесь происходит энергично, талые воды смывают часть лёссового покрова. Вследствие этого мощность лёссовой толщи здесь уменьшается. Это происходит в послелёссовое время, а в период лёссонакопле- ния западные и южные ветры уносят лёсс, который накапливается в заветрии, на северных и восточных склонах, где лёссовый покров сохраняется полностью.
Лёссовидные породы делювиального или пролювиального типов позволяют реконструировать особенности былого (ископаемого) рельефа, а также размеры вертикального и горизонтального расчленения склонов гор.
Нередко (на Украине, в Западной Сибири и др.) в одном разрезе намечается три и более лёссовых толщ, раздёлённых погребёнными почвами. Это свидетельствует о прерывистости накопления лёссовой формации. В период прекращения или ослабления лёс- сонакопления происходило формирование почв, которые затем погребались последующей толщей эолового материала. Аллювиальные отложения иногда настолько обогащались лёссовой пылью, что приобретали желтовато-бурый цвет, повышенную карбо- натность, столь свойственные типичным лёссам.
Прослеживание лёссовых толщ (и субаэральных лёссовидных суглинков) по простиранию позволяет установить переход их в субаквальные формации (речные или озёрные) и наметить, таким образом, наиболее пониженные участки рельефа - озёрные котловины, речные долины региона.
Субаквальные формации. Один из примеров - речные отложения. Распространение аллювиальных отложений позволяют реконструировать конфигурацию речных долин, положение областей питания, путей транспортировки материала. По составу отложений можно судить о величине вертикального расчленения (глубина вреза долины). Изучение аллювиальных формаций позволяет в ряде случаев реконструировать направленность в развитии рельефа, обусловленную тектоническими причинами. Особенно хорошо это проявляется в тех случаях, когда река пересекала тектонический разлом, по которому сопрягаются области поднятия и опускания. Здесь создаётся резкий перегиб, ниже которого формируются так называемые «наземные» (внутренние) дельты. Последние сложены аллювиальными породами с присущими им сортирован- ностью, косослоистостью и другими признаками.
Аккумулятивно-эрозионные процессы чутко реагируют на тектонические движения. Изменения планового положения вызываются: перемещением тектонической границы зон относительного опускания и поднятия, что вызывает отмирание и миграцию наземных (внутренних) дельт; развитие локальных поднятий или прогибов в пределах дельты вызывает частичные её изменения.
Диализ перерывов н несогласий. Перерывы в осад ко накоплении могут выражаться формированием коры выветривания, ископаемых почв, размывом ранее накопившихся толщ. Несогласие возникает в том случае, когда под воздействием тектонических усилий участок земной коры сначала выводится из зоны осадкона- копления и может подвергаться процессам денудации, а затем опускается и на нём накапливаются более молодые осадки. Различают несогласия стратиграфические, угловые, местные и пр.
Рельеф погребённый и экспонированный. Поверхность несогласия (чаще всего это поверхность размыва) изучается в разрезах осадочных и вулканогенных толщ. Это древняя топографическая поверхность, или поверхность палеорельефа, которая перекрыта толщей позднейших отложений. По времени своего образования поверхности несогласия отвечают перерывом в осадконакоплении. В зависимости от продолжительности и территориального распространения различают региональные и локальные поверхности несогласия. Из курса геологии известны несогласия угловое и стратиграфическое (параллельное). Им можно дать следующее палео- геоморфологическое толкование.
Угловое несогласие образуется в ходе разрушения складчатых горных сооружений, интенсивного проявления денудационных (эрозионных) процессов, реже - абразии. Абразионные процессы наиболее эффективно проявлялись в геосинклинальных областях при переходе от субаэрального (наземного) развития к подводному (субаквальному). По такому пути шло выравнивание первичноскладчатых и глыбовых горных систем. Так завершилось развитие Западной Сибири, входившей в палеозое в Урало-Тянь-Шаньскую складчатую зону. На месте складчатых гор возникла выровненная страна (в северной части с абразионной поверхностью, погребённой морскими отложениями). В южных районах эта поверхность является денудационной, созданной эрозионными процессами, перекрыта она континентальными отложениями.
Условия захоронения оказывали большое влияние на сохранность форм древнего рельефа. В начале морской трансгрессии рельеф подвергался значительному абразионному выравниванию. Формы эрозионного рельефа в таких условиях глубокого среза не сохранялись.
В платформенных условиях рельеф захоронялся с самыми мелкими его деталями. Так, в подмосковном бассейне в палеозое были захоронены площадки террас, береговые валы, а на Сибирской платформе - раннетриасовые эрозионные ложбины, денудационные останцы палеогенового рельефа.
Но сохранившиеся формы чаще всего отвечают лишь некоторому заключительному этапу развития палеорельефа. Необходимо большое искусство, чтобы по немногим, часто косвенным, признакам уловить черты ещё более архаичного рельефа, предшествовавшего изучаемому. Так, на Салаире есть останцы раннеюрского рельефа (кварцитовые сопки, устоявшие против агентов денудации). Между останцами поверхность слегка холмистая, она была сформирована в заключительную фазу развития рельефа в юрское время. А что было в начальную фазу? Салаир сопрягается с Кузнецкой котловиной по глубинному разлому, который, кстати, живёт и в наши дни (здесь нередко происходят землетрясения). На границы триаса и юры в древнекеммерийскую тектоническую фазу по этому разлому произошли перемещения, и на месте Салаира была сформирована высокая (на 1000 м выше, чем ныне) страна, которая стала интенсивно разрушаться. Денудацию осуществили реки; об этом свидетельствуют сохранившиеся у подножья Салаира юрские отложения (формация подножий) мощностью свыше 1 км. Литофации, слагающие формацию, характеризуются резким огрубением материала с приближением к Салаиру (валуны до 1 м в диаметре). Сортировка довольно плохая. Рельеф Салаира в юрское время реконструируется как горный сильно расчленённый со многими тектоническими котловинами.
Угловые несогласия фиксируют собой склоны погребённых форм рельефа, например, причленение аллювия к скальному склону древней долины или к останцу в долине. Они позволяют реконструировать крутизну склона, глубину вреза долины. По характеру склонов (выпуклый и вогнутый), по-видимому, можно судить и об общей направленности тектонических движений и соотношений тектонических процессов с денудационными. Изучаются также контакты при разбуривании поперечных профилей через долины.
Параллельное (скрытое) несогласие свойственно только осадочным породам и является следствием перерыва в осадконакоп- лении. Как, например, прерывистое накопление эоловых лёссов, накопление новой пачки аллювия на пойме реки после длительного перерыва, всегда в таких случаях скрытое несогласие проходит по поверхности ископаемой почвы. Но иногда - в аллювиальных формациях - несогласие проходит по поверхности размыва. Поверхность размыва косо срезает наслоение пород, а в основании молодой пачки обычно видно огрубение материала (грубозернистый песок, гальки). Нередко контакт двух разновозрастных толщ строго параллелен нижележащей толще, а при сходном составе отложений такой контакт распознать очень трудно (см. с. 14, 6 на рисунке). Это можно сделать по следующим признакам: по палеонтологическим данным; по резкой смене вещественного состава (например, минералогического); по переотложенным (перемытым, то есть заимствованным из нижележащих пород) конкрециям, галечнику, глинистым окатышам; при наличии - по грубозернистому, иногда с гальками, базальному горизонту.
Несогласия региональные и стратиграфические. Первые вызываются тектоническими причинами, например, погружением страны, когда на размытой поверхности смятых в складки древних породах залегают более молодые. Вторые - это нарушение возрастной последовательности залегание слоёв, обусловленное выпадением из разреза, сопровождаемое залеганием их на размытой поверхности сходных пород. Например, в половодье на пойме локализуются струи воды, которые вымывают борозды, заполненные позже пойменным аллювием. Синонимы: несогласие параллельное, несогласие скрытое, несогласие эрозионное.
Анализ мощностей. Мощности отложений рассматриваются как показатели некоторых особенностей рельефа (например, вертикальное расчленение) и как показатели тектонических движений вообще. Используются различные методы анализа.
Метод динамической палеогеографии (термин предложен А.В. Хабаковым в 1948 г., не всеми поддержан) позволяет реконструировать отдельные элементы рельефа древней суши - расположение области сноса, конфигурация долин, режим рек. Включает наблюдение за слоистостью горных пород и ориентировкой обломочного материала.
Анализ заиеров падения косой слоистости. Наибольшие значения замеры косой слоистости имеют в речных отложениях. Господствующее направление падения слоистости в них совпадает со средним направлением течения рек, однако при наличии нескольких местных областей сноса картина может быть истолкована неверно. Возможность неправильных выводов тем вероятнее, чем меньше число замеров. Особенно трудно использовать этот метод при анализе замеров слоистости прибрежно-морских отложений, где господствуют приливно-отливные течения. Важно производить замеры в одновозрастных породах, лучше всего — в одном слое. Однако в речных отложениях это не всегда возможно.
Анализ ориентировки обломочных частиц (например, галек). Метод незаменим в тех случаях, когда требуется детально выяснить вековые изменения в направлении сноса не вообще для данной области, а для определённых пунктов и пластов (при выяснении условий формирования россыпей, выявлении источников сноса рудных валунов, условия образования пластов каменного угля). Суть метода заключается в тщательных и массовых измерениях в пунктах по одному стратиграфическому горизонту. Точки измерения должны быть равномерно расположены, замеры достаточно производить геологическим компасом, азимуты и падения удлинённых и уплощённых галек замеряются в плане и в разрезе.
Но более экономно во времени и более надёжно это можно производить при помощи маркировки галек в коренных выходах. Достаточно определить (и записать в дневнике и на этикетках) азимут стенки изучаемого пласта, затем карандашом намечают на каждой гальке при помощи отвеса компаса прямоугольный знак в виде буквы Г. Одна линия должна быть строго горизонтальна, а вторая - строго вертикальна. Маркировать нужно 100 галек подряд, невзирая на их размер и состав. Гальки осторожно изымаются из породы, а линии (буква Г) закрепляются фломастером или любым другим способом. В камеральных условиях измеряется ориентировка галек, маркированных в коренном залегании (in situ). Для этого необходимо установить (при помощи пластилина) гальку так, как она располагалась в поле (буква Г строго вертикально, азимут - согласно полевой записи). После этого компасом измеряют азимут длинной оси гальки и углы наклона гальки (угол падения). Чем гальки крупнее, чем они лучше окатаны и уплощены, тем легче их замерять.
Для каждого пункта наблюдений и для каждого пласта отдельно составляются диаграммы частоты направлений (чаще всего в полярной круговой диаграмме).
При интерпретации следует исходить из того, что гальки в потоке располагаются поперек последнего и наклонены против течения (угол падения по течению). Иногда при резко выраженной че- репитчатостью можно в поле без производства массовых замеров достаточно точно определить направление сноса грубообломочного материала. Установлено, что гальки располагаются поперёк русла только по середине реки. Ближе к береговой линии они образуют угол.
Метод коррелятаых отложений. В геологии при стратиграфических исследованиях - это сопоставление горных пород или отдельных частей разрезов, как близких, так и отдалённых территорий с целью выяснения одновозрастности соответствующих отложений.
В палеогеографии используется при изучении реконструируемого (ныне не существующего) рельефа. Метод исходит из того, что процесс седиментации тесно связан с процессом денудации и отражает его характер. А по характеру денудации мы можем судить и о морфологии области питания (области денудации). Для разъяснения приводим следующие примеры. Грубообломочный материал из плохо окатанных и плохо сортированных (обломки разного размера) обломков пёстрого (разнообразного) петрографического состава и большой мощности (толщины, но геологи так не говорят) свидетельствует о высокогорном глубоко расчленённом рельефе, близком положении области питания и развитии крупных рек. Если и в верхней части разреза аллювиальных отложений облик пород не меняется в сторону мелкозернистости, то в области литания проявлялись восходящие тектонические движения, которые вводили в сферу денудации всё новые и новые массы горных пород. Если же грубые осадки постепенно сменяются мелкозернистыми, то это указывает на стабильную тектоническую обстановку и постепенное выравнивание рельефа; Тонкие осадки (пески, супеси) хорошо сортированные, сравнительно небольшой мощности свидетельствуют о невысоком, выровненном, слабо расчленённом рельефе области питания.
Возможные причины неправильной интерпретации коррелят- ных отложений: при размыве более древних отложений заимствован грубообломочный материал, который проектировался на более низкие гипсометрические отметки (перлювий); в аллювий главной реки грубообломочный, обычно слабо окатанный материал приносится притоками, которые размывают выходы горных пород (в р. Обь у города Камень-на-Оби небольшие притоки выносят с Салаирского кряжа более грубый материал, чем собственно обской).
Биостратиграфический метод используется для определения возраста рельефа. Примеры: фундамент Барнаульско-Кулундиской впадины перекрывается, судя по микрофауне в морских отложениях, верхнемеловыми отложениями, что и определяет время её заложения; на осевой части Салаирского кряжа в древней карстовой впадине, выполненной красноцветными глинами, в линзе болотных отложений обнаружена древесина, по которой определён позднемеловой возраст карстообразующих процессов. возраст самой древней речной террасы, определённый на основе палеонтологических методов, в свою очередь определяет время заложения долины.
Палеоструктуриый метод. Предполагает реконструкции отрицательных и положительных форм рельефа, обусловленных тектоникой. В основе метода лежит принцип анализа древних тектонических структур фундамента, так как априорно предполагается унаследованность молодыми структурами более древних. Антиклинали сохраняют тенденцию к воздыманию, синклинали - к погружению. По глубинным долгоживущим разломам происходит блоковое перемещение участков литосферы (об этом свидетельствуют землетрясения).
По деформации отложений, выполняющих тектонические депрессии или перекрывающих антиклинали, можно судить о направленности и степени деформированности перекрывающих отложений. В первом случае мощность пород увеличивается, во втором уменьшается.
Поверхностные формы рельефа также могут подтверждать тектоническую природу погребённых отрицательных или положительных форм рельефа. Например, положительные тектонические движения фиксируются сужением долин, спрямлением русла и увеличением скорости речных вод, увеличением падения реки, появлением цоколей у надпойменных террас. На участках с отрицательными движениями тектонических структур ширина речных долин увеличивается, русла меандрируют, разбивается на протоки, скорости речных вод уменьшаются, террасы аккумулятивные. 
<< | >>
Источник: Малолетко А.М.. МЕТОДЫ ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Курс лекций. 2010

Еще по теме Геологические методы:

  1. Часть I МЕТОДЫ ИСТОРИКО ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
  2. § 5. ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ
  3. ПЕРИОДИЗАЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ
  4. Рельеф и геологические структуры
  5. § 4. СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
  6. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ процессы в восточном СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ
  7. МАКСИМАЛЬНАЯ СИЛА ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАТАСТРОФЫ
  8. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЬДА
  9. Часть II геологическая ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ
  10. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ АТМОСФЕРНЫХ АГЕНТОВ