книги / Структурная геология

При ингрессивном взаимоотношении слоев выделяют согласные контакты (рис. 2. 30 А) и (рис. 2.30 Б) несогласные контакты прислонения.

Рис. 2.30. А — согласный контакт прислонения; Б — несогласный контакт прислонения

2.8. СОГЛАСНОЕ И НЕСОГЛАСНОЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ СЛОЕВ

Рассмотренные ранее трансгрессивное, регрессивное, миграционное и ингрессивное взаимоотношения слоев характеризуют соотношения слоев определенной возрастной последовательности по площади их распространения (молодые или древние имеют большую площадь распространения) и по составу (какого возраста слои представлены мелкоили грубообломочным материалом, что указывает на глубинность их образования). Кроме такой характеристики взаимоотношений между слоями в слоистых толщах часто необходимо знать, выдерживается ли их временная последовательность, т. е. не отсутствуют ли в разрезе слои определенного возраста. Если слои в геологическом разрезе расположены в строгой возрастной последовательности, то говорят о согласном залегании слоев (рис. 2.31 А), если в разрезе отсутствует слой какого-то возраста, то говорят о несогласном залегании слоев (рис. 2.31 Б).

Если территория в течение длительного времени являлась морским или океаническим бассейном, то на ней непрерывно шло осадконакопление и формировались слои разного состава. При этом возрастная последовательность слоев не нарушалась. Для любого интервала времени можно найти соответствующие ему горные породы. Такое взаимоотношение, когда не прерывается возрастная последовательность слоев (другими словами, из разреза не выпадают слои какого-то возраста), называют согласным взаимоотношением, или согласным залеганием.

Если же в результате тектонических движений рассматриваемая область приподнялась и превратилась из морской акватории в сушу, то процесс осадконакопления сменяется процессами разрушения и выноса обломочного материала реками в океаны, моря и озера. В этом случае мы не обнаружим на территории слои того возраста, когда она (территория) была сушей. Если через некоторое время участок начнет опускаться и превратится в морское дно, то процессы осадконакопления возобновятся и вновь образованные слои лягут на более древние, те которые образовались до поднятия суши и уцелели, несмотря на эрозионные процессы. Такие взаимоотношения слоистых толщ, когда в разрезе отсутствуют слои определенного возраста, называют

несогласным залеганием. Два слоя или две группы слоев залегают несогласно, если между ними отсутствует слой или слои определенного возраста.

Рис. 2.31. Согласное (А) и несогласное (Б) взаимоотношение слоев

Поскольку определение возраста слоев, а следовательно, и установление их временной последовательности дело трудоемкое, особенно в случае «немых» (когда отсутствует фауна) толщ или когда нет руководящих форм, то для первоначального выявления несогласного залегания используют ряд признаков, к числу которых относятся следующие.

1.Наличие неровной, с карманами поверхности между несогласно залегающими толщами или слоями. Такой характер контакта указывает на то, что в промежутке между формированием нижнего и верхнего слоев был период эрозионной деятельности, когда осадки не накапливались. Значит, есть вероятность того, что слой определенного возраста выпал из разреза и имеет место несогласное залегание между слоями (рис. 2.32 А). Неровная поверхность с карманами хорошо видна между доломитизированными известняками мячковского горизонта московского яруса среднего карбона и глинами оксфордского яруса верхней юры (фото 2.12) в Подмосковье (село Никитское, окрестности г. Домодедово). В данном разрезе отсутствуют слои позднекарбонового, пермского, триасового, ранне- и среднеюрского возрастов.

2.Наличие между слоями коры выветривания (рис. 2.32 Б). Данный признак безошибочно указывает на выпадение из разреза слоев определенного возраста. Дело в том, что кора выветривания — это продукт химического выветривания, формируется в континентальных условиях в течение длительного времени. Ее наличие указывает на то, что был длительный перерыв в осадконакоплении между формированием нижнего и верхнего слоев. Примером может служить вышеописанное несогласие между доломитизированными известняками мячковского горизонта московского яруса среднего карбона

иглинами оксфордского яруса верхней юры в Подмосковье. На фото 2.13 дан общий вид обнажения, где между нижними светло-серыми известняками

ичерными глинами располагается кора выветривания ржаво-бурого цвета. На фото 2.14 контакт между слоями показан крупным планом. На границе известняков мячковского горизонта и оксфордских глин отмечается кора выветривания мощностью 30–50 см, ее возраст определен как среднеюрский

3.Резкое различие в степени метаморфизма между нижележащими и вышележащими породами. Так, например, в районе п. Былым (Приэльбрусье) на породах хасаутской свиты позднего протерозоя, метаморфизованных в зеленосланцевой фации, залегают неметаморфизованные песчано-глинис- тые породы хумаринской свиты нижнеюрского отдела. Различие в степени метаморфизма свидетельствует о том, что после накопления нижней толщи был перерыв в осадконакоплении. В этот промежуток времени породы нижней толщи (хасаутская свита) подверглись метаморфизму, и только после этого стала образовываться верхняя толща (хумаринская свита). В случае отсутствия перерыва между формированием нижней и верхней толщ они бы совместно подверглись метаморфизму, и тогда различий, тем более резких,

вих метаморфизме не было бы.

4.Резкое изменение характера ископаемой флоры и фауны нижележащих и вышележащих толщ, что хорошо видно в разрезе Домодедовского карьера стройматериалов. В доломитизированных известняках мячковского горизонта среднего карбона присутствуют остатки кораллов, брахиопод, морских ежей, а в глинах оксфордского яруса верхней юры — аммониты, белемниты. Такие различия говорят о том, что в период между формированием верхней и нижней толщ был промежуток времени, в течение которого органический мир претерпел значительные изменения. В случае непрерывного формирования слоев наблюдается постепенная эволюция органического мира, которая прослеживается через весь разрез.

5.Изменение элементов залегания между нижележащими и вышележащими слоями (см. рис. 2.32 В). Так, в районе п. Былым (Приэлбрусье) отложения хасаутской свиты имеют наклонное залегание, а юрские отложения субгоризонтальны (фото 2.17). В районе села Прохладного Бахчисарайского района Крыма на отложениях таврической серии юрской системы, которые смяты в складки, залегают субгоризонтально (близко к горизонтальному) известняки мелового возраста (фото 2.18). Различия в элементах залегания слоев указывают на наличие промежутка времени, когда сформировавшаяся нижняя толща подверглась тектоническим деформациям. Только после этого на деформированную нижнюю толщу легли вышележащие слои. Часто поверхность между двумя толщами выравнена, что свидетельствует о наличии кроме периода деформаций еще и периода выравнивания (сглаживания в результате эрозионных процессов). После такого перерыва территория вновь прогибалась и превращалась в область осадконакопления для формирования верхней, часто недеформированной толщи.

6.Наличие в основании несогласно залегающей толщи горизонта базальных конгломератов (см. рис. 2.32 Г). Последние представляют собой конгломераты, галька которых сложена подстилающими (нижележащими) породами. Их наличие свидетельствует о том, что между образованием нижележащей и вышележащей толщ был перерыв, в течение которого породы нижней толщи разрушались с образованием крупных обломков, которые

7. Резкий переход от морских отложений к континентальным и наоборот может свидетельствовать о перерыве в осадконакоплении или размыве слоев определенного возраста, что все равно приводит к несогласию.

Перечисленные признаки указывают на наличие несогласий. Однако их отсутствие еще не говорит о том, что несогласий в разрезе нет. Встречаются случаи, когда поверхность несогласия не проявлена и о ее наличии можно только догадываться.

Наличие несогласий (нарушения нормальной временной последовательности залегания слоев) может быть обусловлено двумя причинами.

1.Перерывом в осадконакоплении, когда слои не образовывались, а только разрушались. Такие несогласия стали называть стратиграфическими. Механизм их образования показан на рис. 2.33.

2.Тектоническими движениями, которые надвигают блоки горных пород друг на друга и существовавшая ранее временная последовательность слоев нарушается. Такие несогласия назвали тектоническими. Условия их образования приведены чуть ниже.

Рис. 2.33. Механизм образования стратиграфических несогласий:

А — прогибание территории, превращение ее в морской бассейн и образование слоев; Б — поднятие территории, превращение ее в сушу; В — в условиях суши разрушение ранее образовавшихся слоев; Г — прогибание территории, наступление моря, возобновление осадконакопления; Д — снова превращение территории в сушу, доступную для изучения возникшего стратиграфического несогласия между отложениями девона и юры

Как уже было отмечено, стратиграфические несогласия вызваны перерывами в осадконакоплении, т. е. их образование обусловлено вертикальными тектоническими движениями, что приводит к поднятию территорий до уровня суши и, как следствие, прекращению накопления осадков. В этом

случае в разрезе отсутствую слои, образовавшиеся в тот период, когда территория представляла собой сушу. При интенсивных эрозионных процессах могут быть уничтожены слои, образовавшиеся еще до поднятия территории. В этой связи отсутствие в разрезе слоев определенного возраста не всегда свидетельствует о том, что в это время территория являлась сушей. Перерыв в осадконакоплении мог быть значительно меньшим, чем это следует из анализа отсутствующих в разрезе слоев. Так, из рис. 2.33 Д следует, что начиная с каменноугольного по меловой период территория являлась сушей (в разрезе отсутствуют слои, образовавшиеся в эти периоды). На самом деле, как следует из рис. 2.33 А, процессы осадконакопления происходили в каменноугольном и пермском периодах, только в течение триасового и мелового периодов породы этих систем были уничтожены эрозией.

Рис. 2.34. Параллельные стратиграфические несогласия при горизонтальном (А), наклонном (Б), складчатом (В) залегании горных пород:

1 — известняки; 2 — пески; 3 — поверхность несогласия

По взаимному расположению несогласно залегающих слоев выделяют три вида стратиграфических несогласий: параллельное, угловое, азимутальное (структурное).

1. При параллельном несогласии слои выше и ниже поверхности несогласия располагаются параллельно друг другу (кровли и подошвы несогласно залегающих слоев параллельны). Элементы залегания нижележащих и вышележащих слоев будут одинаковы. При этом их положение может быть горизонтальным (рис. 2.34 А), наклонным (рис. 2.34 Б), складчатым (рис. 2.34 В). Этот вид несогласий наиболее трудно диагностируется в ходе геологического картирования. Достоверными признаками такого вида несогласий являются коры выветривания, так как их трудно пропустить при полевом изучении геологического разреза; наличие базального горизонта в основании несогласно залегающего слоя: резкое различие в характере фауны. При параллельном несогласии редко бывает резкое различие в степени метаморфизма. Примером являются взаимоотношения разновозрастных слоев в районе г. Москвы (рис. 2.35). Из рисунка видно, что выделяются три поверхности несогласия между: известняками мячковского горизонта среднего карбона (C2mz) и глинами оксфордского яруса верхней юры (J3o);