Главная >  Литература о туризме > "Карманная книга натуралиста и краеведа"

ГЛАВА VIII.     ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ С. В. Обручев Изучение обнажений         Сбор ископаемых остатков фауны и флоры       Изучение осадочных пород       Изучение магматических пород       Изучение дислокаций

Натуралист без геологической подготовки может с успехом заниматься только коллектированием минералов и ископаемых остатков фауны и флоры и самыми примитивными поисками полезных ископаемых (см. гл. IX).

Наблюдения над внешними процессами, преобразующими лик земли, которые принадлежат как физической географии, так и физической (динамической) геологии, могут производиться лицами, знакомыми с соответствующими учебниками. Методика наблюдений по некоторым отделам физической геологии изложена выше (главы IV—VII).

Геологическую съемку и, в частности, изучение горных пород, условий их залегания и изменения, а также составление геологической карты данной местности могут производить исследователи, не только знающие геологию в объеме курса вуза, но и имевшие геологическую практику.

Данные геологической съемки необходимы при очень разнообразных исследованиях — комплексных физико-географических, геоморфологических, почвенных, геоботанических, зоологических, археологических, не говоря уже о том, что без специальных геологических съемок невозможны изучение и разработка месторождений полезных ископаемых, возведение плотин и дорожных сооружений (мосты, туннели), организация водоснабжения подземными водами, ирригация и осушение.

Инструменты, снаряжение.
Кроме обычного экспедиционного снаряжения и инструментов, геологу нужны:
а) молоток геологический златоустовского (фрейбергского) типа с квадратным тупым бойком (обухом) и клинообразным лезвием, вытянутым в поперечном к рукоятке направлении. Если нет геологического молотка, его можно заменить слесарным. Для обычной работы молоток должен быть таких размеров: длина головки 11 —12 см, ширина бойка 2,5—3 см, вес без рукоятки 500—600 г. Чтобы отбивать более свежие образцы твердых пород, иногда с собой возят тяжелые запасные молотки весом до 1,5—2 кг или даже тяжелую балду в 3—4 кг. Рукоятка молотка должна быть без сучков, из твердого сухого дерева — ясеня, кизила, дикой груши; березовые слабее, дубовые хрупки; хвойные деревья непригодны. Насаживают молоток на сухую, хорошо выстроганную рукоятку. Если молоток имеет достаточно широкое отверстие, рукоятка выстругивается так, чтобы она проходила через отверстие и задерживалась своим более широким верхним концом. Менее надежно насаживание головки на верхний конец рукоятки; при этом способе необходимы деревянные или железные клинья (которые во время работы при ударах постепенно выскакивают). Длина рукоятки среднего молотка 45—50 см, на ней полезно нанести деления (тонкие насечки) для измерения мощности пластов (через каждые 5 или 10 см).

Молоток должен быть средней закалки; слишком мягкий расплющивается о твердые породы, от хрупкого при ударе отлетают осколки; испробовать его надо до выезда в поле. Даже при хорошем молотке на летний сезон следует иметь один запасной и запасные рукоятки. В сухую погоду молотки следует время от времени ненадолго замачивать, чтобы они не сваливались с рукояток.

При верховых и пеших маршрутах молоток удобно носить на поясе в особой кожаной сумке («молоточня») с горизонтальной нашивкой (перемычкой) для молотка и вертикальной на тыльной стороне для надевания на пояс. Клапан прикрывает молоток сверху и застегивается на круглую пуговицу или медный штифт, чтобы молоток не вываливался. Для расчистки и вскрытия наносов пользуются кайлой и саперной лопатой. При сборе окаменелостей и минералов нужно зубило среднего размера;

б) компас горный — подробно описан в гл. I (компасы с диоптрами и буссоль для обычных геологических работ не употребляются ввиду их сложности);

в) рулетки применяются маленькие, двухметровые, которые можно носить постоянно с собой, и 10—20-метровые;

г) соляная кислота в флаконе с притертой пробкой, который хранится в деревянном или пластмассовом футляре, нужна для определения карбонатных пород; пользуются 10%-ным раствором соляной кислоты или, если ее нет, уксусной;

д) карманная лупа с увеличением до пяти раз для рассматривания горных пород и минералов;

е) фарфоровая пластинка с неглазурованной поверхностью для определения черты минералов (см. гл. IX);

ж) записная книжка в матерчатом, не линяющем от воды переплете (с ушком для карандаша) около 9—10 см ширины и 12— 14 см длины или пикетажная продолговатая' книжка несколько большего размера. На месяц надо от 1 до 2—3 книжек толщиной 1 см. Карандаши — простые, черные, № 2 или мягкие (М). Более мягкие хороши для записей во время дождя;

з) этикетки (ярлыки) заказываются специально для данной работы; могут быть применены и отрывные (квитанционные) книжки или просто листки бумаги;

и) мешочки плотные (из тика или другой плотной ткани) размером 13 х 17 см с пришитыми постоянными завязками из тесемок или очень крепкого шпагата. Нужно две серии разного цвета по 50 штук в каждой; на мешочках ближе к концу на одной или двух сторонах химическим карандашом или несмываемой темной краской надписывают номера от 1 до 50 (на каждой серии). Мешки эти служат для ежедневного сбора образцов и вечером освобождаются;

к) упаковочный материал. Для песков, глин и других рыхлых пород нужны мешочки из более тонкой материи и меньшего размера (около 7 х 12 см), без номеров. Оберточной бумаги необходимо приблизительно по одному листу 30 х 40 см (четверть двойного газетного листа) на образец среднего размера и еще 25—50% запаса. Для упаковки нежных образцов нужны вата, коробки, пробирки с пробками (годятся коробки от консервов и от спичек). Собранные во время работы образцы носят в рюкзаке или сумке.

ИЗУЧЕНИЕ ОБНАЖЕНИЙ

Простейшая работа геолога состоит в изучении обнажений (выходов) горных пород, выступающих на равнинах обычно только по долинам рек, по оврагам, а в холмистых и горных областях также и на склонах, вершинах и водоразделах. В районах, где нет леса и травянистый покров несплошной, горные породы выступают почти всюду.

Различают породы, слагающие молодой рыхлый покров, образовавшийся в течение четвертичного периода, за последний миллион лет, и коренные породы, лежащие под ним. К четвертичным относятся отложения рек и озер — аллювий; наносы склонов, отложенные дождями,— делювий; оползни и осыпи; наносы, образовавшиеся при разрушении более древних пород на месте,— элювий; отложения ветра — эоловые.

Коренные породы дочетвертичные разделяются по происхождению на осадочные (из морских или наземных осадков), магматические (образовавшиеся при остывании магмы внутри земной коры или на поверхности или путем переплавления осадочных пород) и метаморфические (преобразованные породы первых двух групп). К коренным породам из четвертичных обычно относят магматические (например, покровы лав) и те из рыхлых отложений, которые сцементированы в крепкую породу позднейшими процессами.

При детальной геологической съемке изучают все обнажения снимаемой площади. Работая по определенной теме, выбирают те обнажения, которые могут дать ответ на поставленные вопросы. Обычно наиболее полные и свежие обнажения находятся в долинах рек и в оврагах.

Все наблюдения отмечают в записной книжке на месте, у обнажения. Записи должны быть четкими и полными; следует писать только на правой стороне, оставляя левую для рисунков, дополнительных замечаний и выводов, которые могут быть сделаны вечером.

Каждое обнажение (точка наблюдения) имеет свой порядковый номер. Ежедневная запись начинается с числа, дня недели и месяца и с обозначения участка работ или исходной точки маршрута. Приступая к описанию обнажения, помечают его номер, подчеркнутый или обведенный кружком (рамкой), и указывают местоположение. Полевую рабочую геологическую карту нужно иметь с собой. Точки обнажений наносятся на карту с большой тщательностью и обозначаются теми же номерами, что и в записной книжке.

При хорошей обнаженности на карте могут быть, кроме точек обнажений, прочерчены пласты, или дайки, выступающие в виде грядок, контакты массивов магматических пород; особенно успешно это можно делать на аэроснимках.

Раскраска заснятого за день участка производится обычно вечером, цветными карандашами, а границы обводятся цветной тушью. Общепринятая раскраска свит по их возрасту приведена в хронологической таблице в конце статьи, но так как обычно приходится вводить более дробное деление свит и возраст данной толщины может быть не известен, то на полевой карте применяют произвольную раскраску. Магматические породы обозначают следующими красками:

Интрузивные породы (магматические, глубинные)
Кислые и средние — красной (кармин)
Основные — густой оливково-зеленой
Ультраосновные — густой темно-фиолетовой
Щелочные — оранжевой

Молодые третичные и четвертичные лавы
Кислые — оранжево-красной
Основные — темно-зеленой.

Более древние лавы и туфы обозначают цветом той геологической системы, к которой они принадлежат по времени излияния, добавляя особые значки (точки, галочки, треугольники и т. п.), нанесенные по всему полю, занятому этой породой.

Элементы залегания определяют горным компасом; способы работы с ним описаны в гл. 1. Пользуясь горным компасом, мы непосредственно получаем нужный азимут, а отсчет обычного компаса требует еще дополнительных преобразований (рис. 1, фиг. А и Б).

Полевые записи производятся в магнитных азимутах; только при нанесении элементов залегания на карту и при камеральной обработке вводятся поправки. Величину магнитного склонения в районе работ можно установить по карте склонений (см. гл. I).

Простирание пласта — это направление горизонтальной линии, проведенной в его плоскости (рис. 1, фиг. В); записывают азимут этой линии в северных румбах (NW и NO или СЗ и СВ), которые на 180° отличаются от южных (SO и SW или ЮВ и ЮЗ). Записи производятся с точностью до 1—5°.

Падение пласта — направление линии, проведенной в плоскости пласта перпендикулярно к линии простирания, и угол, образуемый ею с горизонтальной плоскостью (рис. 1, фиг. В). Записывают обычно после записи простирания с указанием румба и угла падения (например, простирание СЗ 345°, падение ЮЗ <200). При употребляющейся иногда другой системе записей, более краткой, но менее удобной, простирание не записывают, а отмечают азимут падения и его угол (например, для того же отсчета падение ЮЗ 255° <200). При вертикальном падении записывают обязательно азимут простирания; если пласты опрокинуты, то отмечают это рядом с записью.

Непосредственное измерение элементов залегания производят на пластах, где плоскости напластования хорошо видны и падение отчетливо. Для определения простирания длинную сторону компаса прикладывают к воображаемой горизонтальной линии пласта арретиром к себе, севером от себя и записывают показание северного конца стрелки. Падение определяют, поставив компас на ребро вдоль линии падения, и отсчет производят по отвесу. Так как поверхности пластов редко бывают ровные, то надо произвести несколько отсчетов и взять среднее. Во многих случаях к поверхности пласта компас приложить нельзя, и приходится определять простирание, располагая компас параллельно воображаемой линии, а падение — держа компас в вытянутой руке (рис. 1, фиг. Г). Эти измерения надо производить с большой осторожностью, осмотрев все обнажение, так как видимое простирание в обрыве часто отличается от истинного.

На поверхностях сбросов и надвигов, кроме простирания и падения самой их поверхности, определяют простирание штрихов и борозд скольжения (поставив на них вертикально записную книжку и измеряя ее азимут).

Особенно трудно определить условия залегания при ложной сланцеватости (кливаж), часто совершенно маскирующий плоскости напластования.

Определение мощности пластов осадочных пород, покровов эффузивных пород, пластовых интрузий и даек. Непосредственное измерение можно производить рулеткой или ручкой молотка, когда слои лежат горизонтально и вскрыты в обрыве; при вертикальном залегании пластов их мощность так же точно можно замерить рулеткой или (менее точно) шагами.

Горизонтально лежащие пласты, обнаженные в обрыве, доступном для восхождения, измеряют различными способами:

а) определяя угол наклона склона возле каждого отдельного пласта и видимую его мощность по этому наклону; мощность вычисляется из прямоугольного треугольника по гипотенузе и углу;

б) при помощи любого нивелира. Можно устроить самодельный карманный нивелир, состоящий из кольца, на котором подвешена короткая металлическая трубка (рис. 2, фиг. А). Наблюдатель, став у основания пласта, держит прибор за кольцо и визирует через трубку (устанавливающуюся приблизительно горизонтально) на точку склона, лежащую на высоте его глаза. Поднимаясь постепенно по склону (уровни I, 2, 3, 4 — рис. 2, фиг. Б), определяют мощность всей свиты и ее частей (по высоте глаза наблюдателя). Этим же прибором можно определить высоту террас, морен и т. п.;

в) барометрическим нивелированием. Этот способ дает ошибки до 2—5 м (см. гл. I).

Наклонные пласты. Их видимую мощность желательно измерять вкрест простирания; при других направлениях проложенной линии расчеты усложняются. Измерения можно производить:

а) при помощи эклиметра или (менее точно) отвеса горного компаса. Наблюдатель, как и в случае горизонтального залегания, поднимается по склону, но визирует последовательно точки не по горизонтальной линии, а по падению пласта (рис. 3, фиг. А). Мощность измеренных пачек (ав=бг) определяется из прямоугольного треугольника, в котором известны угол (падение) и гипотенуза;

б) при помощи шеста, равного высоте роста человека, к верхнему концу которого прикреплена перпендикулярно визирная линейка с двумя диоптрами по концам; к месту соединения линейки и шеста прикреплен отвес, грузик которого ходит по квадранту с делениями на 90°. Способ определения тот же, как и в предыдущем случае. Этот способ удобнее для пластов, падающих вниз по склону.

При разных наклонах поверхности и пласта, как это видно из рис. 3, мощность пласта равна видимой его мощности на поверхности, помноженной на синус угла падения, если поверхность горизонтальна и пласты наклонены; если пласт и поверхность падают в разные стороны (пласт падает в глубь горы) — видимой мощности, помноженной на синус суммы угла падения пласта и угла склона; если пласт и склон падают в одну сторону — видимой мощности, помноженной на синус разности углов падения пласта и склона.

В таких случаях и более сложных для определения глубины залегания пласта и т. п. существуют таблицы и номограммы, облегчающие вычисления (см. Обручев, 1932, т. 1).

Запись и зарисовка обнажений и разрезов. Наиболее ответственный этап в работе геолога, занимающегося съемкой,— точное описание каждого обнажения, составленное на основании детального его изучения и замеров. Надо внимательно изучить обнажения с хорошо видимой последовательностью пластов, с ясными соотношениями магматических и осадочных свит или с четкими структурными формами.

Обнажение сначала рассматривают издали и, если оно велико, мысленно разделяют на части по структурным формам или другим признакам. В мощной толще осадочных пластов полезно выделить несколько мелких групп пластов. Затем изучают каждую часть обнажения, причем обрыв обычно удобнее рассматривать, начиная снизу, постепенно поднимаясь от его подножия вверх.

Сначала надо отметить:

а) положение обнажения как на карте, так и в рельефе, по отношению к склону или гребню горы, дну долины или берегу моря;

б) размеры;

в) свежесть и характер выхода — скала, обрыв, осыпь; задернованность, залесенность;

г) наличие или возможность оползней, солифлюкции, тектонических смещений.

Для каждой зарисовки обнажения следует указать масштаб (для всего рисунка или его частей) и ориентировку разреза по странам света; буквы и номера на рисунке должны точно соответствовать описанию.

В осадочной или туфогенной свите выделяют пласты, обозначая их отдельными строчными буквами русского алфавита. Группы пластов можно обозначить заглавными буквами или римскими цифрами. Определяют элементы залегания и записывают в книжке в начале описания; если они изменчивы, то для каждого пласта обнажения или участка их вписывают отдельно на рисунке или в тексте. Осадочная свита описывается в порядке букв снизу вверх; мелкие прослои могут входить как подразделения одной буквы (обозначенные значками или вторыми буквами). Мощность измеряется указанными выше способами и обозначается на рисунке или в записи. Спокойно лежащую осадочную свиту зарисовывают в виде простого разреза (рис. 4). Позже эти данные потребуются для построения отдельной колонки (в дневнике или при камеральной обработке), а по сопоставлении с другими разрезами — для общей колонки свиты.

Тектонически сложное обнажение и сложные выходы магматических пород требуют более сложной записи, отражающей пространственное расположение всех элементов и их изменения. Необходимо зарисовать все обнажение целиком. Очень помогает соблюдению масштаба при составлении окончательного рисунка фотография, сделанная издали, но обычно фотоснимок не может четко передать необходимые структурные линии и взаимоотношение пород (о зарисовках см. гл. XIII).

Коллектирование производится с различными целями: для более детального изучения пород данного района и сравнения пород разных обнажений, для составления музейных коллекций и для различных тематических работ. При геологической съемке обязательно должна быть собрана систематическая коллекция, характеризующая основные разрезы и все изменения осадочных, метаморфических и магматических пород,

Отбивание образца. Обычный образец — плоский, размерами около 6 х 9 см и толщиной от 1,5 до 3—4 см; для музейных коллекций выбивают образцы 9 х 12 см и более, смотря по характеру экспозиции. Сначала отбивают плоский кусок от глыбы или утеса тупым бойком молотка, держа молоток за конец рукоятки, затем уменьшают образец до нужного размера, держа его в левой руке и отбивая лишние куски острым концом молотка. Правой рукой держат молоток за середину рукоятки, на левую руку (особенно при обработке твердых пород) полезно надеть грубую кожаную или брезентовую рукавицу; таких рукавиц на лето надо 2—4 штуки. Выветрившиеся образцы непригодны для сравнений, изучения под микроскопом и анализов, поэтому обязательно требуется свежий образец, хотя и менее совершенный по форме; из осыпи образцы брать не следует. Для музеев следует заготовлять образцы плоские, прямоугольной формы с тонкими краями. Для этого плоский кусок нужного формата ставят на ребро и ударяют по противоположному ребру тупым бойком молотка от ребра отлетают осколки.

Образцы, иллюстрирующие различные особенности пластов, контакты, следы действия каких-либо внешних или внутренних геологических агентов (выветривание, кливаж, складки, работа ледников), могут иметь любой размер в зависимости от объекта и наличного транспорта.

Нумерация и этикетки. Обнажения нумеруются последовательно арабскими цифрами, для каждого образца прибавляют к номеру обнажения русскую букву.

При большом количестве образцов и пластов в одном обнажении после исчерпания русского алфавита дальнейшие пласты или образцы обозначают двойными буквами.

На этикетках пишут год работы, фамилию исследователя, дату, номер образца и подробно место взятия образца. На окончательных этикетках при камеральной обработке добавляют название породы и возраст свиты. Кроме этикетки, полезно на каждом камне написать химическим карандашом его номер либо наклеить кусочек липкого пластыря (лейкопласта) или изоляционной ленты с номером.

Перевозка и упаковка. Образцы, собранные во время осмотра обнажения, вкладывают в номерные мешочки, отмечая в записной книжке (в записи или на рисунке), в каком мешочке лежит образец из данного слоя или точки; рыхлые породы сразу же на месте кладут в маленькие безномерные мешочки и затем уже в номерные. В течение дня образцы, уложенные в рюкзак, сумку или мешок, либо носят, либо возят в лодке, в телеге, на автомашине и т. п. Вечером, вынув образцы из номерных мешочков, раскладывают их, сравнивают, выбрасывают лишние, уменьшают слишком большие и пишут для каждого образца постоянную этикетку.

Образцы завертывают каждый отдельно в бумагу. Полезно снаружи на пакете писать номер образца химическим карандашом или чернилами, чтобы легче было найти нужный образец в случае частичной разборки коллекции.

Завернутые образцы укладывают в ящики рядами на ребро, очень плотно. Вес ящика с образцами не должен превышать 30 — 35 кг, его внутренние размеры для обычных горных пород — около 50 х 25 х 25 см. При перевозке вьюком завернутые образцы укладывают очень плотно в небольшие мешки, которые вкладывают в брезентовые сумы или баулы, туго стянутые веревками.

СБОР ИСКОПАЕМЫХ ОСТАТКОВ ФАУНЫ И ФЛОРЫ

Коллектируя ископаемые остатки растений и животных, человек, даже мало сведущий в геологии, может собрать очень ценные материалы для специалистов и музеев. Органические остатки, кроме своего палеобиологического значения (для изучения фаун и: флор прошедших эпох), имеют еще большое значение для определения относительного возраста как целых систем, так и отдельных горизонтов. Без такого определения невозможно решение многих вопросов гидрогеологии, инженерной геологии и полноценное изучение месторождений полезных ископаемых осадочного происхождения.

Способы сохранения остатков в горных породах очень различны.

Отпечатки — оттиски тела или, чаще, скелета (раковины) животного и стволов стеблей и листьев растений на поверхности породы.

Ядра — слепки внутренней полости раковин, получающиеся в результате заполнения породой; они нужны для определения прикрепления мускулов и изучения других деталей анатомии.,

Твердые части организмов — кости, зубы, чешуи, раковины, скелеты кораллов и губок, панцири иглокожих — большей частью сохраняются не в первоначальном виде, а с частичным или полным замещением первичного вещества вторичным — кальцитом, кремнеземом, сульфидами, гидроокислами железа. В благоприятных условиях сохраняются также хитиновые и роговые части.

Растения сохраняются или в виде отпечатков, или в обугленном состоянии; более твердые части (стебли, стволы) нередко замещаются кремнеземом, сульфидами, гидроокислами железа, кальцитом, доломитом, железным шпатом. Вблизи горячих источников, отлагающих кальцит или кремнезем, растения могут быть облечены в каменный футляр или же происходит замещение органического вещества минеральным.

Наиболее благоприятные для сохранения органических остатков горные породы — мергели, битуминозные и глинистые известняки, известковые и глауконитовые пески, иногда песчаники и глинистые сланцы. Чистые кварцевые песчаники и кварциты, особенно залегающие сплошными толщами, очень бедны окаменелостями. Чистые мощные толстослоистые однообразные известняки также бедны ими, но неправильные массы рифовых известняков и доломитов, иногда очень мощные и без ясной слоистости, большей частью заключают кораллы, мшанки, известковые водоросли и другие остатки животных, строящих рифы.

В песчаниках появление прослоев сланцеватых глин, известняков, мергелей увеличивает шансы на нахождение фауны. Пропластки и линзы углистых сланцев и глин содержат нежные отпечатки листьев, а слои песчаника — отпечатки стволов; последние встречаются даже в мощных слоях грубозернистых песчаников. Конкреции (стяжения) часто заключают скопления окаменелостей или отдельные экземпляры. Конгломераты, особенно грубые, содержат в небольшом количестве только наиболее крепкие части организмов — кости позвоночных, толстые раковины, стволы. Часто обильные окаменелости содержатся в тонких прослоях или коротких линзах. Морские отложения гораздо богаче органическими остатками, чем континентальные.

Сильно метаморфизованные породы содержат органические остатки только в крайне редких случаях и в очень плохом состоянии: при изменении и перекристаллизации породы скелеты исчезают или сливаются с массой породы.

Поиски окаменелостей производятся сначала в осыпях, так как в них легче всего найти ископаемые, выпавшие из слоев, теперь уже закрытых осыпью. Затем, тщательно осматривая обнажение вверх от найденных кусков, отыскивают коренной пласт (или пласты), из которых происходят эти окаменелости.

Глыбы и обломки с окаменелостями, лежащие у подножия обрыва на берегу реки, могут быть принесены водой или льдом издалека, и поэтому, не обнаружив в обнажении соответствующий пласт, надо весьма осторожно делать выводы о происхождении подобных глыб.

Ни в каком случае нельзя смешивать фауну (флору) из одного слоя с фауной из другого; фауна из осыпей и из галек также должна быть этикетирована отдельно. Даже те образцы из осыпи, которые по внешнему виду и по составу похожи на образцы коренного пласта, не следует присоединять к окаменелостям последнего; их надо нумеровать с прибавлением особой буквы.

Выбивание окаменелостей производится с большой осторожностью: нельзя бить по ним молотком или ставить на них для удара зубила. Глыбы и крупные обломки отделяют от скалы при помощи зубила, введенного в трещины; ударяя по нему молотком, постепенно расширяют трещину. Чтобы добыть окаменелости из тонкого прослоя, надо убрать вышележащую породу. Окаменелости из ровной поверхности утеса или камня отделяют, предварительно пробив зубилом и молотком вокруг нее на расстоянии 2— 5 см глубокую борозду, затем отбивают кусок косым ударом.

Связь породы с ископаемым обычно слабее, чем в других частях куска, и расколы нередко вскрывают поверхность окаменелости или рассекают ее вкось, даже в массивных известняках и песчаниках. Слоистые породы при ударе обычно раскалываются по пластам, содержащим наибольшее количество окаменелостей.

Из очень мягких пород — лёсса, суглинков, глин, песка — хрупкие раковины вырезают вместе с породой; очень рыхлую породу можно пропитать предварительно гуммиарабиком, политурой или столярным клеем. Разломавшиеся окаменелости на месте склеивают синдетиконом или делают отметки химическим карандашом и заворачивают осколки сначала отдельно, а затем в общий пакет.

На месте нужно облегчить куски от пустой породы, но не следует выбивать окаменелости начисто, так как препаровка требует большой осторожности и навыка и в поле можно повредить их.

Отбор окаменелостей. Если транспорта достаточно, то окаменелости надо собирать в неограниченном количестве. Только большая и разнообразная коллекция может дать представление о составе фауны (флоры) и позволит более или менее точно определить возраст. Особенно богатые коллекции должны быть в районах, где сборы производятся впервые, так как здесь могут быть в большом числе представлены новые формы, не позволяющие точно определить возраст свиты. Нужно собрать в достаточном количестве не только редкие виды, но и широко распространенные. В дневнике следует отметить относительное количество отдельных видов, встречающихся в каждом слое.

При ограниченности транспорта необходимо взять по нескольку экземпляров всех видов. Так как в поле плохо отпрепарированные окаменелости определить трудно, то мелкие формы по возможности следует брать все, а из крупных и тяжелых (устрицы, аммониты и т. п.) — лучшие, наиболее целые экземпляры разных видов.

Для определения позвоночных важнее всего зубы, череп, кости конечностей, для растений — листья; стволы представляют интерес в том случае, когда при их минерализации сохранилась структура ткани.

Этикетировка и упаковка. Этикетки пишутся как указано выше; каждое обнажение имеет свой номер, каждый слой — свою букву; образцы из осыпи обозначаются отдельными буквами. Образцы с нежными отпечатками нельзя класть непосредственно в номерные мешочки даже на короткое время: их надо сначала завернуть в бумагу; если в мешочек кладут несколько окаменелостей — каждая должна быть завернута отдельно. Особой осторожности требуют нежные отпечатки листьев — их следует сразу же, в поле, покрыть ватой или бумагой и плотно упаковать. Очень хрупкие окаменелости надо на месте уложить в коробочки с ватой.

Вечером окаменелости вынимают из мешочков и пакетов и завертывают окончательно, все нежные поверхности покрывают ватой; мелкие или хрупкие экземпляры укладывают в коробки и жестянки (например, от консервов), чередуя со слоями ваты. Можно соединять очень маленькие пакеты в один большого размера (так как отдельные тонкие плитки легко ломаются) и, завернув, обвязать шпагатом; снаружи следует надписать номер образца. Для перевозок с места работ на зимнюю базу окаменелости укладываются в отдельные ящики (с обозначением снаружи).

Собирать кости позвоночных очень трудно; сохранить их можно различными способами в зависимости от того, в каких условиях находились они в породе (температура, влажность), от состава породы и возраста фауны (встречаются кости начиная от чрезвычайно хрупких до очень сильно минерализованных и крепких). Чаще всего кости более хрупки, нежели вмещающая порода, и требуют особых предосторожностей при их извлечении. Если исследователь не имеет опыта в этом деле, или нет необходимых материалов для пропитки костей и упаковки, или нет достаточно мощного транспорта для перевозки костей вместе со слоем вмещающей породы, то следует отметить место находки (затесами, гуриями и т. п.)' и предоставить их извлечение специальной экспедиции.

В некоторых случаях сбор костей можно производить без особого снаряжения. Например, в речных обрывах или на бечевниках рек часто можно видеть вымытые водой довольно крепкие кости четвертичных млекопитающих, которые необходимо собирать, тщательно отмечая место находок (слои обрыва или бечевник); каждая точка находки получает особый номер. В породах более древних вместе с другой фауной встречаются зубы, чешуи, отпечатки рыб, в отложениях девона и силура — панцири рыб и т.п.

Остатки растений известны во всех геологических системах, кроме архея. В морских осадках, начиная с протерозоя, можно найти известковые водоросли в отдельных экземплярах (шары, эллипсоиды, конусы) и в колониях, слагающих мощные линзы и пласты (рифы) до 10 м толщиной и более; часто встречаются отпечатки водорослей. Наземные растения наблюдаются преимущественно в континентальных отложениях, а в перемещенном состоянии — и в морских. В грубозернистых песчаниках, грубых вулканических туфах и лавах обычно мало растений. Они обильны в углистых сланцах и глинах; довольно много остатков в буром угле и торфе, но очень мало в каменном угле.

Обычно растительные остатки встречаются лишь в определенных слоях, иногда очень тонких, и обугленные стебли и листья видны в разрезах в виде тонких углистых полосок. Пласт легко раскалывается по этим полоскам, и из глыб, лежащих у самого пласта (если они без колебаний могут быть отнесены к последнему), можно получить хорошие образцы. В некоторых случаях, чтобы получить большие плиты с хорошими отпечатками, надо снять кровлю пласта и вскрыть часть его поверхности. Глинистые породы при высыхании часто сами растрескиваются по растениеносным поверхностям. Хрупкие остатки растений можно пропитывать спиртовой политурой.

Отпечатки растений упаковываются особенно тщательно, так как они легко могут быть повреждены. Нежные поверхности покрывается ватой; расколотые плитки нельзя прикладывать одну к другой обнаженными поверхностями, а надо завернуть каждую отдельно. Этикетки для влажных кусков угля и торфа лучше писать на плотной пергаментной бумаге простым карандашом. Мелкие семена и плоды на месте сбора следует класть в коробочки или пробирки с ватой.

ИЗУЧЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Каждая большая группа горных пород имеет много особенностей, зависящих от условий образования и дальнейшей жизни в глубине земной коры и на поверхности.

Внимательное изучение состава, строения и залегания горной породы дает большой материал для выяснения геологической истории данного участка земной коры и для определения того, какие полезные ископаемые могут быть найдены здесь. Наблюдения эти требуют соответственной подготовки и опыта, но кое-что может быть сделано и неспециалистом.

Условия залегания и характер толщи. Когда исследователь еще не ознакомился со стратиграфией осадочных свит района, не выяснил их последовательности и не составил общего разреза, обнажения нужно описывать и изучать особенно тщательно. Толщи пород следует расчленить по возможности более дробно, выделить пачки различного состава, разделить их на отдельные пласты, изучить подробно состав и строение пачек и пластов. Пачки выделяют по различным литологическим признакам — цвету, составу, характеру напластования и по содержащейся в них фауне и флоре.

Особенно важно описать маркирующие горизонты — пласты или пачки, которые чем-либо выделяются в свите и легко могут быть опознаны в других обнажениях.

Мощность пластов определяют способами, изложенными выше, с точностью до 5—10%, то есть при измерении пласта в 1 м достаточна точность до 5—10 см. При выклинивании пласта (уменьшение мощности до нуля), раздувах, линзообразном залегании надо отдельно измерить длину, мощность этих частей и нормальную мощность пласта.

Условия залегания определяются путем измерения простирания и падения пластов, а также зарисовкой складок и разрывов.

Взаимоотношение с соседними породами. Характер верхней или нижней границы пласта, пачки и целой толщи надо изучить тщательно, чтобы выяснить условия отложения породы. Плавность перехода говорит об отсутствии колебаний в условиях осаждения, а его резкость свидетельствует о перерыве или резких изменениях.

При наличии перерыва в отложении тщательно изучают как подстилающие, так и покрывающие породы. В подстилающих устанавливают следы выветривания, механической обработки, размыва, разъедания. В покрывающих породах важно найти обломки и гальку подстилающих пород и изучить изменение состава их вверх от контакта.

Породы, отлагающиеся после перерыва, лежат на подстилающих несогласно. Важнейшие типы несогласного залегания:

а) угловое несогласие — наиболее ясное; падение, а нередко и простирание свит — различны. После отложения нижней свиты она была дислоцирована, размыта и перекрыта новыми отложениями. Изучение контакта свит устанавливает условия размыва и трансгрессии;

б) стратиграфическое (параллельное) — обе свиты кажутся залегающими согласно, имеют одинаковое падение и простирание, но, внимательно изучив их, можно обнаружить границу перерыва — разрушенную, размытую или расчлененную поверхность с карманами (впадинами), заполненными обломками нижней свиты или продуктами выветривания. Можно установить иногда и разницу петрографического состава верхней и нижней свит;

в) структурное (тектоническое) — получается в результате разрывных передвижений; на поверхности контакта можно иногда обнаружить штрихи или зеркало скольжения, концы пластов загнуты, вдоль контакта лежит брекчия трения.

Структура и текстура осадочных пород. Структура — это те элементы строения породы, которые определяются формой и величиной ее составных частей; текстура породы определяется их расположением. Структура и текстура видны в каждом маленьком кусочке породы простым глазом, в лупу или под микроскопом. Кроме того, следует различать макротекстуру (строение свиты) — особенности строения целых пластов или пачек пластов.

Структура обломочных и глинистых пород. По величине зерна различают следующие структуры:

Часто встречаются породы смешанной структуры с зернами разной величины (морена, вулканические туфы и т. п.).

Текстуры осадочных пород устанавливают отчасти уже при осмотру обнажений. Наиболее распространены беспорядочная, характерная для песков и псефитов, микрослоистая — в глинистых, алевритово-глинистых, химических и редко в песчаных породах, и флюидальная — в породах микрослоистых, позже смятых оползнями, волнением и т п. Записывают цвет породы, состав заметных на глаз включений и выделений, их форму, количество остатков животных и растений, пористость пород, характер излома.

Строение свиты (макроструктура). Слоистость — наиболее заметный и важный структурный признак. Термин «слой» иногда применяют для обозначения границы между поверхностями напластования; нередко эту отчетливую поверхность раздела называют пластовой отдельностью.

Разбить толщу на слои иногда довольно трудно из-за неясности или неточности границ или из-за полного отсутствия слоистости. Разделение производится по любым ясным признакам слоистости — по переслаиванию разных по вещественному составу, цвету, структуре и текстуре пластов, по наличию в неслоистой массе тонких прослоев другого материала, полос с отпечатками растений и животных, поверхностей с листочками слюды или другими минералами. Слоистость надо проследить по простиранию и выяснить — выдерживается ли она или изменяется при том же составе пласта или при фациальном его изменении. Например, яснослоистая толща известняков может перейти в рифовый известняк — не яснослоистый или с другим характером слоистости.

Описывая слоистость, надо зафиксировать те особенности, которые важны для определения ее генезиса и как диагностические признаки: характер проявления слоистости и границ между слоями (отчетливые, неясные), выдержанность типа слоистости в разных горизонтах, абсолютную и относительную мощность слоев.

При описании абсолютной мощности можно пользоваться следующей шкалой:

Пластовая отдельность и поверхности напластования. Толща осадочных пород большей частью распадается на слои, отделенные один от другого поверхностями, которые образуются вследствие давления вышележащих пород и проявляются в верхних частях земной коры в результате деятельности подземных вод и поверхностного выветривания. Надо определить положение и направление пластовых отдельностей, расстояние между ними, отношение к слоистости (совпадают ли они, или не каждый слой отделен от другого пластовой отдельностью), выдержанность по простиранию и по мощности; зависимость от структуры и текстуры породы; характер поверхности напластования — ровная, неровная, волнообразная; со следами ряби; различные текстурные особенности поверхности, обусловленные физическими агентами, животными и растениями.

Конкреции (стяжения, желваки) более крепкой породы, закономерно расположенные. Описывают форму, размеры, цвет, состав, внутреннюю структуру (органическое и неорганическое ядро, пустоты, полосчатость, радиальное, пузырчатое или плотное строение); границы с вмещающей породой, отношение поверхностей напластования к конкрециям; распределение конкреций в породе, окаменелости в них.

Отдельность. Описывают форму ее (плитчатая, параллелепипедальная, столбчатая, шаровая, неправильная), размеры, связь формы с различными особенностями состава, структуры и текстуры породы, с трещиноватостью. Изменение отдельности с глубиной и с переходом в иные по составу толщи.

Косая слоистость (диагональная, перекрещивающаяся) — первичная слоистость, для которой наряду с горизонтальными слоями характерны слои с наклоном до 45° в разные стороны. Часто встречается в отложениях эоловых, речных, периодических потоков, ледниково-речных, дельтовых и прибрежно-морских и образуется вследствие изменения силы и направления ветра, течения или прибоя, разницы их на разных уровнях и завихрения потока под уступом. Изучение косой слоистости может дать материалы для выяснения фациальных условий, при которых отлагалась толща, а также позволит определить направление ветра, речного русла или линию морского берега.

Изучение косой слоистости дает очень интересные материалы для палеогеографических построений, и систематические исследования этих образований имеют большой научный и практический интерес.

Для определения господствующего направления ветра, среднего направления долины реки и потока или линии морского берега измеряют большое количество наклонов косых серий. Записывают данные о характере и последовательности слоев, их текстуре; зарисовывают и фотографируют обнажение.

Знаки ряби — общее название для гребешков, образующихся на поверхности песков или на дне рек и водоемов вследствие волнового движения воздуха и воды. В ископаемом состоянии эти знаки часто сохраняются на поверхности пластов, и изучение их может выяснить условия образования, направление потока (воздуха или воды) и линии берега. Нередко знаки ряби называют волно-прибойными, но это название следует относить только к редко встречающимся в ископаемом состоянии разносклонным гребешкам, образующимся на плоском берегу бассейна.

Изучение знаков ряби производится путем фотографирования (с масштабом), зарисовки плана гребешков и измерения и вычерчивания их поперечного профиля. Измеряют высоту или амплитуду волны (гребня) и ее длину (расстояние между гребнями или серединами желобов).

Конгломераты, галечники и брекчии — интереснейшие объекты наблюдения и дают много материала для выяснения условий отложения свиты. Так как эти породы нередко содержат различные полезные ископаемые, то подробное исследование их имеет также большое практическое значение.

Изучение конгломератов позволяет выяснить среду, в которой они образовались (море, дельта реки, равнинная или горная река, временные потоки). Определяется источник материала — какие породы размывались, какой их геологический возраст, откуда они принесены; можно выяснить также направление течения реки или береговой линии моря. Для этого изучают расположение гальки, ее состав и форму, состав цемента. Для изучения конгломератов, галечников и брекчий есть специальные инструкции.

Прочие особенности текстуры пласта и его поверхности. Наиболее интересны для палеогеографических выводов, кроме косой слоистости, знаков ряби и конгломератов следующие особенности пласта:

а) ориентировка органических остатков, преимущественно удлиненных — обломков древесины и стеблей, листьев, фузулин, ортоцератитов, тентакулитов, граптолитов, гастропод, костей позвоночных и т. п. Замеры производят на поверхностях напластования в обнажениях или, что требует меньше времени, на ориентированных образцах (плитках) при камеральной обработке;

б) знаки на поверхности слоев: многоугольники и трещины высыхания, следы от дождевых капель и града. Знаки, образующиеся в зоне прилива и отлива — линия прибоя в виде плоского валика, струйчатые желобки и впадины различной формы, образующиеся при сбегании воды обратно, следы от растущих растений, от бегания и ползания животных, борозды, которые оставляют плавающие предметы, знаки от ледяных кристаллов и пузырьков газа. Все это дает много материала для суждения об условиях отложения свиты, о биоценозах и древнем климате;

в) подводные оползни довольно широко распространены в современных и древних морских осадках и происходят при уклонах в 10—15°, а иногда и меньше — до 1—3°. Большие оползни захватывают толщи в сотни метров и перемещают породы на десятки километров, сминая в складки уже отложившиеся пласты осадков, приводя к сложному, удвоенному, перевернутому залеганию, вызывая смещение фаций, местные несогласия, образуя брекчии трения и т. п. Очень часто в обнажениях можно наблюдать и мелкие подводные оползни, захватывающие пласты в несколько дециметров или метров мощностью. Характерные складки оползней резко отличаются от тектонических: они опрокинуты в одну сторону, лежат на ровной поверхности пласта и сверху срезаны ровным пластом. Нанеся направление гребней этих складок и их падения на карту, можно определить направление уклона дна в данном месте и в большинстве случаев направление береговой линии.

Изучение современных отложений. Многие особенности условий отложения морских и континентальных осадков удалось выяснить при изучении современных геологических процессов. При внимательном исследовании работы современных рек, озер и морей можно получить много интересных данных, освещающих структуру древних толщ и палеогеографическую обстановку. В особенности ценные результаты дает исследование галечников и косослоистых серий рек и озер, а также процессов образования современного морского побережья.

ИЗУЧЕНИЕ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД

Исследование магматических и метаморфических пород требует обязательного последующего изучения шлифов под микроскопом. Но лишь внимательные и детальные полевые исследования могут дать материал для выяснения формы и макроструктуры магматических тел, их взаимоотношений между собой и с другими породами, их тектонической истории, условий залегания и тектоники метаморфических толщ. Сопоставление полевых данных с материалами камеральной обработки может дать полное и правильное представление о генезисе изучаемой породы. Сложность проблем современной петрологии требует высокой техники и детальности полевых работ, поэтому для их выполнения необходимы исследователи со специальной подготовкой. Исследователю с общегеологическими познаниями приходится ограничиваться изучением морфологии магматических тел.

Условия залегания. Надо подробно описать условия залегания, взаимоотношения магматических тел между собой и с осадочными или метаморфическими породами, их вмещающими; зарисовать форму выхода тела; для слоистых толщ — определить характер слоистости и элементы падения и простирания, отдельность.

При изучении смены двух пород надо точно описать границу между ними — постепенность или резкость перехода, минералогический состав, структуру и текстуру переходной зоны — все это поможет установить генетические и возрастные взаимоотношения пород.

Отдельность. Описать тип отдельности — параллелепипедальная, пластовая (плитообразная), столбчатая, шаровая; видоизменения в связи с выветриванием (переход пластовой в матрацевидную, параллелепипедальной в бочкообразную, столбчатой в шаровую), элементы залегания трещин отдельности, их систем, величину тел отдельности.

Описание пород. Типы магматических и метаморфических пород описаны подробно в любом учебнике петрографии и обшей геологии. Для каждой части магматического тела надо записать цвет и величину зерна породы, руководствуясь следующей классификацией:

Если зернистость видна только под микроскопом — породу называют микрозернистой.

Определить текстуру — массивная, сланцеватая, флюидальная, полосчатая, шаровая — и структуру, если ее можно наблюдать невооруженным глазом или в лупу. При описании пород самых крупнозернистых — пегматитов — следует указать размеры кристаллов и определить их минералогический состав.

Описать характер и степень выветривания и зависимость его от особенностей структуры, текстуры, отдельности и трещин. Продукты выветривания — щебень, дресва, супеси, суглинки, железистые (охристые) массы, глины (каолин и др.).

Образцы. В поле трудно определить магматические и метаморфические породы, поэтому необходимо собирать возможно больше образцов (хотя бы меньших размеров), характеризующих все типы пород и все стадии их изменения как внутри магматического тела или пласта, так, особенно, на его границе с другой породой. Всякое изменение в цвете, текстуре и структуре породы должно быть документировано образцом. При каждом образце необходимо взять осколок для шлифа (по возможности из того же куска) величиной около 3 х 3 см.

Магматические тела. Классификация магматических тел очень разнообразна; для полевых работ достаточно применять их простейшее разделение по величине и форме.

а) Тела, ограниченные на большом протяжении двумя параллельными поверхностями и залегающие согласно среди осадочных или метаморфических пород. При большой мощности и протяжении — это интрузивные залежи (силл); при небольших размерах — пластовые жилы.

б) Такие же тела, но залегающие несогласно среди различных пород и рвущие (секущие) их. При крутом падении и ровных поверхностях контактов обычно называются дайками, при неровных поверхностях или пологом падении — жилами. Жилами называют также трещины, заполненные немагматическими породами (рудные жилы, жилы минералов).

в) Цилиндрические тела, образующиеся в результате выполнения магмой каналов вулканов и трубок взрыва — некки.

г) Огромное количество интрузивных тел разнообразной формы и размеров, остывших как на большой глубине, так и на малой глубине, и которые в зависимости от формы носят самые различные названия. При полевых работах их можно называть просто массивами или разделять по величине на более крупные массивы и мелкие штоки.

Необходимо определить площадь массива и по возможности его форму, нанести на карту его контуры, изучить отношение к окружающим породам. В пределах массива надо проследить изменение минералогического состава, структуры и текстуры породы в различных его частях, в особенности от центра к периферии, и взять точно локализованные образцы всех видоизменений. В зависимости от глубины эрозионного среза массив может на современной поверхности занимать различную площадь или быть разобщенным на отдельные штоки.

Внутри массива и вокруг него надо изучить все жилы (дайки), которые его пересекают, последовательность, состав и ориентировку отдельных их генераций. Кроме того, внутри тела могут быть обнаружены ксенолиты — более или менее измененные и оплавленные включения окружающих пород; надо установить их состав, форму и расположение. В массе однородной породы нередко выделяются шлиры — округлые и удлиненные скопления темных, более основных, или, в редких случаях, более кислых, светлых минералов; надо описать их состав, форму, структуру, текстуру, переходы в окружающую породу.

Изучение контакта (пограничной зоны) массива. Подробно исследуют как эндоконтакт — метаморфические изменения самой магматической породы, так и экзоконтакт — изменения вмещающей породы.

В эндоконтактовой зоне изучают изменение состава, структуры и текстуры породы от центральных частей к контакту, берут образцы для характеристики изменений; отмечают появление ксенолитов, их состав, ориентировку и метаморфизм.

Для самой поверхности контакта устанавливают, является ли он активным (интрузивным), образовавшимся в результате внедрения магматической породы в более древнюю, осадочную, метаморфическую и магматическую, или же он пассивный (аркозовый), возникший в таких условиях, когда более древнее тело магматической породы было размыто и разрушено перед отложением более молодой осадочной свиты. В первом случае в магматической породе наблюдаются ксенолиты и вмещающая порода метаморфизована, во втором случае осадочная порода содержит обломки или гальку изверженной породы и не метаморфизована. Иногда мелкие обломки — продукты размыва — можно обнаружить лишь под микроскопом.

Линию контакта на поверхности прослеживают, изучают и наносят на карту, оконтуривая, таким образом, массив.

У больших массивов зона экзоконтактовых изменений может достигать нескольких километров ширины. Она должна быть внимательно исследована и документирована образцами. При интенсивном контактовом метаморфизме обломочные породы вблизи контакта превращаются в контактовые роговики (биотитовые, андалузитовые и др.), которые дальше от контакта переходят в сланцеватые роговики и еще дальше — в пятнистые и узловатые, слюдистые и другие сланцы; известняки в контактовой зоне превращаются в мраморы.

Интрузивные залежи, жилы, дайки. Интрузивные залежи (силлы) — пластообразные магматические тела, залегающие согласно в слоистой толще и образующие иногда ряд этажей. Большей частью сложены основными породами, имеют значительные размеры — мощность от нескольких метров до сотен метров и длину в десятки и сотни километров. Надо проследить изменение состава, структуры и текстуры породы в каждой отдельной залежи от одного контакта до другого и вдоль по простиранию и падению; изучить эндо- и экзоконтактовые зоны. Описывают форму каждой залежи: мощность и ее изменение, протяжение в разрезах, переходы из одного этажа в другой, отходящие от залежи пластовые и секущие жилы.

Пластовая жила — залежь небольшой мощности, изучают ее так же, как и интрузивную.

Дайки и жилы залегают несогласно (рассекают пласты), они бывают различных размеров; мощность — от нескольких сантиметров до сотен метров, длина — от нескольких метров до сотен километров.

Надо исследовать состав, структуру, текстуру самого тела и контактовые зоны. Жилы и дайки надо проследить на поверхности, где они часто выделяются в виде гребней вследствие своей большей устойчивости по отношению к выветриванию, и в обнажениях и нанести на крупномасштабную карту.

Вулканические аппараты докайнозойских извержений большей частью настолько разрушены, что от них сохраняется лишь основание конуса или подводящий канал, заполненный магмой (некк, или диатрема). Некки заполнены слоистым или несортированным туфом или туфобрекчией (агломератом), с бомбами и обломками лавы, или одной лавой. Принадлежность туфолавовых отложений к конусу вулкана устанавливается по их тектонике и по наличию бомб, размерам и расположению последних.

Покровы и потоки лавы. Очень часто древние покровы можно смешать с пластовыми залежами и пластовыми жилами, с которыми они сходны по форме. Их главное отличие — характер контактов: эндоконтактовые изменения вблизи контакта почти незаметны, иногда эффузивная порода в покрове не переходит так ясно вблизи контакта в более мелкозернистую, как это характерно для интрузивных тел. В покровах нередко верхняя зона (а иногда и нижняя) имеет шлаковый характер и окрашена в красные цвета. Так как газы скопляются в верхней части потока, то ей свойственна пористая (миндалекаменная) структура, но и в дайках и залежах нередко наблюдаются миндалекаменные зоны вблизи зальбандов (краев) и в центральной части. Характерно также отсутствие экзоконтактовых изменений: только почва потока бывает очень слабо изменена термальным воздействием лавы.

Туфы в древних свитах значительно метаморфизованы, и при их исследовании надо выяснить изменения, связанные с фумарольными эманациями и с позднейшими диагенезом и метаморфизмом. Некоторые измененные туфы представляют сырье для цементной промышленности.

Метаморфические породы — это магматические и осадочные породы, измененные в результате воздействия магматических масс при высокой температуре и давлении. Их разделяют на контактово-мегаморфические, образующиеся в контактах интрузивных тел, и регионально-метаморфические или кристаллические сланцы и гнейсы. Изучение их очень сложно и не может производится без специальной подготовки (см. Методическое руководство под ред. В. А. Николаева, 1957).

Для общей ориентировки в геологии района можно изучать условия их залегания, руководствуясь указаниями, приведенными выше для осадочных пород и ниже, в параграфе об изучении дислокаций.

ИЗУЧЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ

Исследователю с небольшим полевым стажем можно рекомендовать изучать лишь дислокации (нарушения) в пределах одного обнажения или небольшой хорошо обнаженной площади, то есть заниматься главным образом структурной геологией.

Основное правило при расшифровке структур — сначала попробовать применить простейшую схему (простая складка, простой сброс) и только, если она не согласуется с фактами, переходить к более сложным, Очень важным материалом для воссоздания тектонической истории являются не только данные структурной геологии, но и литология осадочных толщ, проявления магматической деятельности.

Складчатые дислокации. При нарушениях складчатых (пликативных) пласты в простейших случаях изогнуты без видимого разрыва сплошности, но часто складчатые структуры осложнены одновременными или более поздними разрывами.

Форма складок. Элементы складки показаны на рис. 5, фиг. А, а главные типы простых складок — фиг. Б. Складки сильно сжатые с параллельными крыльями называются изоклинальными. Моноклинальное падение — такое залегание, когда пласты на большой площади падают под одним углом в одном направлении; обычно это лишь часть большой складки. Сложные складки состоят из основных складок с дополнительными разной величины. Системы складок, соединенных в одну сложную структуру, образуют антиклинории — крупные антиклинали, и синклинории — крупные синклинали, состоящие из большого количества более мелких складок второго и третьего порядка; они могут слагать значительные полосы складчатых зон земной коры.

Форма перегиба складки бывает плавная или острая. При изгибании слоев происходит не только изменение их внешней формы, но и передвижение масс внутри пласта, приводящее обычно к утолщению его в области перегибов; седел антиклиналей и мульд синклиналей.

Складки изучают, наблюдая непосредственно в обнажениях, и путем построения их в разрезах и на карте. В обнажениях надо зарисовать складку, определить падение и простирание каждого ее крыла, а также оси, в особенности если последняя не горизонтальна. В сложных складках при разрывных дислокациях и в однообразных толщах работа эта довольно трудная. Необходимо выделить маркирующие горизонты, которые можно было бы проследить в соседних складках. Полезно определять элементы залегания осевых поверхностей.

Антиклинали в плане обычно не имеют формы правильного вала с параллельными склонами, так как их оси погружаются или вздымаются и на горизонтальном срезе маркирующие горизонты то сближаются, то расходятся. Складки, которые замыкаются в виде вытянутых овалов с отношением осей от 2:1 до 5:1, называют брахискладками, а с отношением осей от 1:1 до 2:1 — куполами.

Простирание свиты в целом определяют по среднему простиранию осей складок в данном месте, так как простирание пластов в крыльях в зависимости от погружения оси может быть весьма различным. Карта с нанесенными на ней элементами залегания осадочных свит (условными знаками или в виде вытянутых линий маркирующих пластов) и линиями разрывных дислокаций называется структурной; на основании ее можно построить различные разрезы через складчатую область. В этих разрезах вертикальный и горизонтальный масштабы должны быть одинаковы, ибо преувеличение вертикального масштаба ведет к искажению углов падения пластов. Складки в плане могут соединяться в группы, или системы, располагаться или параллельно, или в виде гирлянды, пучка, разветвляться или соединяться по типу виргации.

Складчатые структуры часто отражены в рельефе — например в виде гребней, куполов более устойчивых пород или в виде впадин вдоль менее устойчивых. Антиклинали и синклинали в зависимости от состава пород могут дать формы, согласные с их структурой или обратные.

В складчатых областях с опрокинутыми, лежачими и перевернутыми складками, если в обнажении видно только одно крыло складки или серия изоклинальных складок, падающих в одну сторону, необходимо определить, где находится верх пласта и где его нижняя часть. При маркирующих горизонтах и возможности восстановить всю структуру по замерам вопрос этот разрешается по структурной карте. В более сложных случаях надо пользоваться всеми особенностями каждого пласта и свиты в целом.

Разрывные дислокации (дизъюнктивы, разломы). В обнажении разрывную дислокацию можно опознать по трещине разрыва и смещению рассекаемых ею пластов или магматических тел. Формы разрывов разнообразны, и существуют различные их классификации.

Послойные передвижения — наиболее простые, мало заметные, но широко распространенные при складчатых дислокациях; наблюдаются смещения масс от самых ничтожных до очень значительных. Перемещение совершается по плоскостям напластования и частью по плоскостям, идущим под очень острым углом к последним. Обнаружить их можно по полировке поверхностей, штрихам, зонам брекчий. Установить величину перемещения обычно трудно.

Взбросы характеризуются перемещением висячего крыла вверх по разрыву (сместителю).

Надвиги — смещение масс по поверхностям разрыва, пересекающим структуру под пологим углом. Типы надвигов показаны на рис. 6, фиг. А, Б, В, Г, Д, Е.

Шарьяжи, или покровы,— надвиги, перемещенные на значительное расстояние по очень пологой поверхности (поверхность волочения).

Сдвиги — перемещение масс в горизонтальном направлении по более или менее крутым сместителям.

Сбросы (радиальные дизъюнктивы) — перемещение висячего крыла вниз по сместителю, связанное с увеличением литосферы. Сбросы часто образуют сложные системы, приводящие к поднятию или опусканию пластов (рис. 6, фиг. Ж, 3, И, К). Комбинация их со сдвигами дает сбрососдвиги, в которых масса перемещается в косом направлении. При системах сбросов возникают обратные сбросы, сходные с взбросами, но представляющие компенсационные образования.

Изучение разрывов. В обнажении разрывные дислокации надо зарисовать, замерить простирание и падение поверхности разрыва (сбрасыватель, сместитель) и видимую, высоту смещения, вычислить стратиграфическую его высоту. Поверхность сбрасывателя нередко отполирована (зеркало трения) или покрыта штрихами, замер которых позволит выяснить направление передвижения. Высоту смещения определяют по каким-либо маркирующим пластам свиты. В однообразной толще бывает трудно установить не только величину, но и направление смещения. Для этого служат следующие признаки: концы пластов возле сбрасывателя иногда загнуты в сторону движения; неровности сбрасывателя также помогают определить направление: в сторону движения поверхность его более гладкая, чем навстречу, движению, и маленькие уступы высотой в доли сантиметра обрываются в сторону движения.

Все разрывные дислокации наносят на структурную карту условными знаками и прослеживают между обнажениями. Нередко они оказывают влияние на формирование рельефа и могут быть картированы на большом протяжении. В зависимости от состава пород и их устойчивости опущенное или поднятое крыло будет отпрепарировано в виде возвышенности с крутым уступом. Грабены и горсты (рис. 6, фиг. К) чаще дают формы, соответствующие их структуре, иногда и обратные. Переломы (перепады) в профиле речек, пересекающих сброс, минеральные и термальные источники и выходы эффузивных пород часто располагаются по линиям тектонических разрывов.

Установить пологие надвиги и покровы значительных размеров можно только при детальной геологической съемке больших площадей; без достаточного количества точных данных не следует прибегать к подобным гипотезам.

Сочетание разрывных и складчатых дислокаций. Интенсивная складчатость большей частью сопровождается одновременными разрывными смещениями, нередко происходит послойное смещение. Косые, опрокинутые и лежачие складки, у которых сильно сплющивается и затем пережимается крыло, лежащее снизу («среднее»), вследствие его разрыва превращаются в складки-взбросы или перебросы. При дальнейшем движении масс в том же направлении возникают чешуйчатые складки и надвиги. Косые и опрокинутые складки с одним длинным крылом, разрываясь в коротком и крутом крыле, могут переходить в надвиги (рис. 6, фиг. А, Б, В, Г, Д, Е). Флексуры (рис. 5, фиг. Ж) при растяжении среднего крыла переходят в сбросы.

В различных складках в неподатливых пластах нередко образуются взбросы и сбросы.

Определить возраст разрывных дислокаций можно на основании возраста тех структур, которые они пересекают, состава брекчий трения, характера минерализации или соотношения с жильной фацией магматических пород.

Хронологическая таблица геологических периодов

ЛИТЕРАТУРА

Общие руководства
Давиташвили Л. Ш. Краткий курс палеонтологии, 1958.
Заварицкий А. Н. Изверженные горные породы, 1955.
Зубков В. В. Краткий курс общей петрографии. 2-е изд., 1952.
Критский В. В. и Четвериков С. Д. Краткий курс минералогии и петрографии с начальными сведениями по кристаллографии. 7-е изд., 1956.
Криштофович А. Н. Курс палеоботаники, 1945.
Кузнецов Е. А. Петрография магматических и метаморфических пород, 1956.
Кузнецов С. С. Геология (динамическая геология), 1956.
Миловский А.В. Минералогия и петрография, 1958.
Музафаров В. Г. Минералогия и петрография, 1955.
Обручев В. А. Основы геологии. 3-е изд., 1956.
Смольянинов II. Д. Практическое руководство по минералогии, 1948.
Страхов Н. М. Основы исторической геологии, т. I и II, 1948.
Торопов Н. А. и Булак Л. Н. Курс минералогии и петрографии с основами геологии, 1953.
Чарыгин М. М. Общая геология, 2-е изд. 1958.
Швецов М. С. Петрография осадочных пород. 3-е изд., 1958.
Яковлев С. А. Общая геология. 9-е изд., 1948.

Инструкции и руководства по полевой геологии и картированию
Апродов В. А. Геологическое картирование. М., 1952.
Барабанов В. Ф. Как собирать минералы и горные породы. М.—Л., 1952.
Бодылевский В. И. Малый атлас руководящих ископаемых. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. Л.—М., 1951.
Буялов И. И. Практическое руководство по структурной геологии и геологическому картированию. М., 1955.
Верещагин И. К. и Громов И. М. Сбор остатков высших позвоночных четвертичного периода. М.—Л., 1953.
Высоцкий И. В. Полевая и структурная геология. М.—Л., 1945.
Косая слоистость и ее геологическая интерпретация, под ред. Ю. А. Жемчужникова. М.—Л., .1940.
Краткая инструкция по геологической съемке четвертичных отложений. М.—Л., 1940.
Криштофович А. Н. Как собирать ископаемые растения. М.—Л., 1953.
Крымгольц Г. Я. Методика сбора и обработки палеонтолого-стратиграфического материала. Л., 1954.
Кузнецов С. С. и Моисеенко В. С. Геохронологическая таблица и малый атлас руководящих форм. Л.—М., 1949.
Лодочников В. Н. Краткая петрология без микроскопа (для неспециалистов). Л., 1934.
Методическое руководство по геологической съемке и поискам. Под общ. рук. С. А. Музылева. М., 1954.
Методическое руководство по геологическому картированию метаморфических комплексов, под ред. В. А. Николаева. М., 1957.
Михайлов А. Е. Основы структурной геологии и геологического картирования. М., 1958.
Обручев В. А. Полевая геология, т. I и II. Изд. 4-е. М.—Л., 1932.
Синегуб Е. С. Как собирать горные породы и минералы. Изд. 2-е. М., 1959.
Смольянинов Н. А. Как определять минералы по внешним признакам М., 1951.
Спутник полевого геолога нефтяника, под ред. Н. Г. Вассоевича, т. 1—2. Изд. 2-е, исправленное и дополненное. Л., 1954.
Ставровский А. Е. Определитель минералов и горных пород. М., 1949.
Хабаков А. В. Краткая инструкция для полевого исследования конгломератов. Л.-М., 1933.
Яковлев С. А. и др. Методическое руководство по изучению и геологической съемке четвертичных отложений. Общая часть. М., 1954.

Оглавление