Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений
С. В. Обручев

ГЛАВА XVII
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

1. Введение. Геологические исследования при современной специализации геологического комплекса наук весьма сложны и требуют серьезного изучения соответствующих отделов геологии.

В сущности 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. XVIII и XIX ). Для наблюдений в области физической (динамической) геологи и необходимо уже предварительное знакомство с соответствующим, достаточно полным, учебником.

Изучение, с точки зрения физической геологии, процессов внешней и внутренней динамики, преобразующих лик земли, тесно переплетается с исследованиями физико-географическими и особенно геоморфологическими—и поэтом у методика этих исследований изложена отдельно в главах II — XVI и XX — XXII .

Что касается собственно геологической съемки—изучения горных пород и условий их залегания и преобразования, необходимого для того, чтобы выяснить картину строения данного участка земной поверхности и составить геологическую карту,—то эти работы могут производиться исследователями, которые не только знают геологию в объеме курса вуза, но и имели геологическую практику.

Поэтому настоящая глава представляет лишь своего рода памятку для людей, уже знакомых с геологией, —напоминающую о том, что надо изучить, и сводку практических указаний;мы даем также несколько справочных таблиц, необходимых для предварительного определения горных пород по внешним признакам и для ориентировки в возрасте изучаемых свит и тектонических явлений.

Рис. 1. Геологический мо лоток в поясной сумке, а—а—линия сгиба клапана.

Сложность геологических исследований, кроме большой специализации отраслей геологии, зависит также и от специфической неполноты наблюдаемых фактов: геолог, в особенности на равнинах, в лесной и степной зонах СССР, имеет дело с изолированными выходами (обнажениями) горных пород, и принужден по ним воосоздать иногда чрезвычайно сложные структуры. Во многих случаях эти отрывки структур допускают несколько весьма различных толкований. Поэтому только при достаточном опыте исследователя геологическая съемка может дать вполне надежные результаты и представить серьезную базу для научных и практических выводов. 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 эксплоатация месторождений полезных ископаемых, возведение плотин и дорожных сооружений (мосты, туннели и т. п.), водоснабжение подземными водами, возведение военных сооружений (окопов, крепостей), устройство аэродромов, ирригапия и осушение и т. д.

☀   ☀   ☀

2. Инструменты, снаряжение. Кроме обычного экспедиционного снаряжения и инструментов (см. т. I , гл. I ), геологу нужны Молоток геологический. Советские геологи употребляют обычно молоток златоустовского (фрейбергского) типа, с квадратным тупым бойком (обухом), слегка изогнутыми гранями и клинообразным лезвием, вытянутым в поперечном к рукоятке направлении (рис. 1). Для обычной работы размеры молотка: длина головки 11—12 см, ширина бойка 2,5—3 см, вес без рукоятки 500—600 г. Для отбивания более свежих образцов твердых пород иногда возят с собой более 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—ясень, кизил, дикая груша;березовые слабее, дубовые хрупки;хвойные деревья не пригодны. Насаживают молоток на сухую, хорошо выстроганную рукоятку;при достаточно широком отверстии рукоятка выстругивается так, чтобы она проходила через отверстие и задерживалась своим более широким верхним концом; менее надежно насаживанье головки на верхний конец рукоятки;при этом способе необходимы деревянные или железные клинья, которые при ударах постепенно выскакивают. Длина рукоятки среднего молотка 45—50 см;на ней полезно нанести через каждые били 10 см деления (тонкие насечки) Для измерения мощности пластов.

Молоток должен быть средней закалки;слишком мягкий расплющивается о твердые породы, от хрупкого отлетают при ударе осколки;испробовать молоток надо до выезда в поле. Даже при хорошем молотке на летний сезон следует иметь один запасный молоток и 1—2 запасных рукоятки. В сухую погоду следует время от времени ненадолго замачивать молотки, чтобы они не сваливались с рукоятки.

При верховых и пеших маршрутах молотки удобно носить на поясе в особой кожаной сумке(«молоточня») (рис. 1)—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; его назначение—мешать молотку вывалиться при посадке на седло и перелезания через препятствия.

Молоток Павлова—с оттянутым длинным острым четырехгранным концом, или молоток с длинным плоским концом употребляются для рыхлых пород. Для расчисток и вскрытия наносов пользуются каймой и саперной лопатой. При сборе окаменелостей и минералов нужно зубило среднего размера, которое носят в кожаном чехле на поясе.

Компас горный подробно описан в т. I , гл. XV , §83. Компас с диоптрами п буссоль для обычных геологических работ не употребляются ввиду их большей сложности. Для измерения падения пластов в более трудных случаях и для определения высоты утесов полезен эклиметр (см. т. I , гл. XV ).

Рулетки применяются маленькие, двухметровые, которые можно носить постоянпо с собой, и 10—20-метровые;стальные рулетки тяжелы и поэтому предпочтительны матерчатые.

Флакон с соляной кислотой, с притертой пробкой, в деревянном или пластмассовом футляре. Пользуются 10% раствором соляной кислоты или, при ее отсутствии, уксусной—для определения карбонатных пород.

Карманная лупа с увеличением около 5—для рассматривания горных пород и минералов.

Фар/)орон1я пластинка с неглазированной поверхностью для определения черты минералов (см. гл. XIX ).

Записная книжка в матерчатом, не линяющем от воды переплете, формата около 9—-10 см ширины и 12—14 см длины, с ушком для карандаша, или пикетажная продолговатая книжка несколько большего размера. На месяц надо от 1 до 2—3 книжек толщиной 1 см;карандаши—простые, черные №2, НВ или В;более мягкие хороши для записей во время дождя.

Этикетки (ярлыки) заказываются специально для данной работы или могут быть применены отрывные (квитанционные) книжки или просто листки бумаги (см. §10).

Мешочки плотные, крепкие, из тика, холста и т. п. размером 13x17 см, с пришитыми постоянными завязками из тесемок или очень крепкого шпагата. Нужны две серии разного цвета по 50 штук в каждой;на мешочках ближе к дну на одной или двух сторонах химическим карандашом или несмываемой темной краской надписывают номера от 1 до 50 (па каждой серии). Мешки эти служат для ежедневного сбора образцов и вечером опоражниваются (см. §10).

Упаковочный материал. Для песков, глин и других рыхлых пород нужны мешочки из более тонкой материи и меньшего размера (около 7x12 см), без номеров. Для упаковки завернутых образцов удобны мешки из крепкой материи размером 17 <30 см, вмещающие от 2 до 3 кг камней, или более крупные. Число первых зависит от количества образцов рыхлых пород;вторые нужны только при вьючном транспорте, т. к. в других условиях можно укладывать образцы непосредственно в ящики. Оберточной бумаги необходимо приблизительно по одному листу 30 <40 см (четверть двойного газетного листа) на образец среднего размера, плюс 25—50% запаса. Для упаковки нежных образцов—вата, коробки, пробирки с пробками.

Сумки для компаса и записной книжки описаны в т. I , гл. I , §37. Для переноски собранных образцов употребляют или рюкзак, или боковую сумку на одном плечевом ремне, или специальные сетки, напоминающие охотничьи.

Для рассматривания отдаленных обнажений необходим бинокль (т. I , гл. I , | 37). для барометрического нивелирования, измерения мощности горизонтально лежащих свит, определения залегания водоносных горизонтов и т. п., нужны анероид и термометр-пращ (т. 1. гл. XVI ); фотоаппарат нужен при всякой геологической работе для документации обнажений и форм рельефа (т. I , гл. XII )

☀   ☀   ☀

3. Методы геологической съемки, а) Метод пересечений маршрутами вкрест простирания свит применяется при мелкомасштабных съемках (1 : 500 000 и 1 : \ 000 000) и для общего ознакомления с геологическим строением района. *

б) Метод прослеживания контактов (пограничных линий) гори зонтов и свит по простиранию их и контактов массивов магматических пород применяется при маршрутно-площадных и детальных съемках от 1 : 100000 и крупнее, при хорошей обнаженности;в лесной зоне большей частью неприменим.

в) Метод оконтуривания всех обнажений применяется при детальных площадных съемках крупного масштаба (1 : 50 000 и крупнее).

г) Геологическая аэрофотосъемка позволяет составить геологическую карту значительно быстрее и точнее. Кроме аэросъемочных работ необходимы наземные (см. Мирошниченко, 1946),

д) Геофизические методы применяются при геологической съемке для выяснения структур и для поисков полезных ископаемых: особенно важны на площадях, где изучаемая серия пород перекрыта более молодыми отложениями.

Применение того или иного вида и масштаба съемки обусловливается специальными заданиями исследований и степенью обнаженности;наиболее часто ведут съемку масштабов: 1 : 1 000 000;1 : 200 000;1 : 100 000;1 : 50 000;1 :10 000 и крупнее—до 1 : 1 000.

Обычно геолог ограничивается осмотром естественных обнажений, но при крупномасштабных съемках (1 : 50 000 и крупнее) в плохо обнаженных участках приходится прибегать к расчисткам, закопушкам, шурфам и канавам.

Геологическая съемка при отсутствии специальных заданий ведется как комплексная—изучают как обнажения коренных пород, так и рыхлые четвертичные отложения, выясняют вопросы гидрогеологии (определяют водоносные горизонты), изучают—насколько это возможно при данном масштабе работ—месторождения полезных ископаемых и собирают материалы для геоморфологического очерка. Полный отчет пс" геологической съемке заключает описание всех обнажений, сводные очерки по перечисленным отделам геологии и карты—геологическую, тектоническую, геоморфологическую (см. гл. XXI ), четвертичных отложений, полезных ископаемых и шлиховых проб (см. гл. XIX ).

Масштаб топографической основы для геологической съемки желателен вдвое крупнее, чем заданный масштаб съемки, и полевые геологические карты составляют в этом масштабе: напр., работа по съемке в масштабе 1 : 200 000 ведется яа основе l : 1 UU 000. Для съемок масштаба 1 : 100 000 и крупнее нужны карты с изображением рельефа в горизонталях;для более мелкомасштабных съемок можно пользоваться картами с штриховым изображением рельефа.

ТЕХНИКА ПОЛЕВОЙ РАБОТЫ

4. Записная книжка и дневник.Наиболее надежно и выгодно для последующей обработки все записанное за день в записной книжке переносить вечером в чистовой дневник—тетрадь обычного школьного формата, толщиной около 1 см, в плотной обложке. Это дает возможность днем не тратить много времени на записи, вести их сокращенно;особенно удобна такая система записи при дожде, ветре и морозе, когда записи в поле приходится поневоле сокращать. •

При невозможности ежедневно записывать наблюдения в дневник, записи в записной книжке должны быть четкими и полными;и этом случае следует писать только на правой стороне (нечетные страницы), оставляя левую для рисунков и дополнительных замечаний и выводов, которые могут быть сделаны вечером.

Основные записи в книжке и дневнике приурочены к обнажениям—естественным выходам горных пород. Каждое обнажение (точка наблюдения) имеет свой порядковый номер, причем, если работа продолжается несколько лет, удобно вести единую нумерацию. Ежедневная запись начинается с числа, дня недели и месяца, и с обозначения участка работ или исходной точки маршрута. Каждое описание обнажения начинается с его номера, подчеркнутого или обведенного кружком (рамкой), и вполне точного указания местоположения. Наблюдения между обнажениями присоединяются к предыдущему обнажению, или отделяются чертой. В дневнике после дневной записи обнажений записывают выводы и предварительные обобщения. Для геоморфологических наблюдений, как не связанных с обнажениями, следует выделить отдельный дневник.

☀   ☀   ☀

5. Карта и условные обозначения. Полевая рабочая геологическая карта—такой же основной материал работ, как и записная книжка, и ее нужно иметь с собой, изучая обнажение. Точки обнажений наносят на карту с большой тщательностью (при отсутствии приметных форм рельефа—засечками на ясные ориентиры или отсчетом шагов, а при очень крупных масштабах съемки—даже инструментально) и обозначают 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 и т. п.;особенно успешно это можно делать на аэроснимках, где уже воспроизведены многие черты структуры и даже большинство пластов и массивов (см. Мирошниченко, 1946).

Раскраску заснятого за день участка производят обычно вечером, цветными карандашами, а границы обводят цветной тушью. Общепринятая раскраска свит по их возрасту приведена в табл. 15: но т. к. обычно приходится вводить более дробное деление свит, а возраст данной толщи может быть неизвестен, то на полевой карте применяют произвольную раскраску. Магматические породы обозначают греческими буквами и следующими красками.

Интрузивные породы

Кислые и средние

красный (кармин) сплошной

Основные

густой оливково-зеленый сплошной

Ультраосновные

густой темнофиолетовый сплошной

Щелочные

оранжевый сплошной

Кайнозойские эффузивы

Кислые

оранжево-красный сплошной

Основные

темпозеленый сплошной

Более древние эффузивы иногда выделяют особыми цветами

Порфириты, мелафиры

— сине-зелевый

Порфиры

— буро-красный

Трахиты, липариты

— оравжевый

Базальты

— тёмнокрасный

Андезиты

— фиолетовый

Но на мелкомасштабных обзорных картах эти древние эффузивы, а также туфы и туффиты обозначают цветом свиты соответствующего геологического возраста со значками, показанными на табл. 7 для эффузивов, или с какими-либо другими;на полевой карте все зти цвета можно заменить любыми, в зависимости от подбора карандашей и количества типов пород.

В некоторых случаях, в зависимости от тематического задания, показывают не возраст свит, а их лптологический состав любыми условными цветами. На одноцветных штриховых картах, колонках и разрезах горные породы показывают условной штриховкой, наиболее, распространенные типы которой приведены на табл. 1. Более детальное обозначение различных типов горных пород при-педено в специальной таблице, выпущенной Всес. Геол. институтом (Миронов, 1938), в статье Малютина (1931), у. Никшича (1948) и в «Методах» 1938 г.

Кроме раскраски по возрасту и литологическому составу, на полевых геологических картах возле точек обнажений показываются соответствующими знаками условия залегания и месторождения полезных ископаемых (см. табл. 7). При составлении окончательных карт данные залегания служат для вытягивания пластов, для нанесения границ свит, границ массивов и тектонических линий и для структурных обобщений.

☀   ☀   ☀

6. Определение элементов залегания производят горным компасом;способы работы с ним описаны в т. I , гл. XV , §83, где на рис. 350 показаны отсчеты различных азимутов. Начинающих обычно смущает обратное расположение стран света и делений на горном компасе;поэтому на рис. 2 мы даем пример отсчетов обычным и горным компасом;легко понять, что, пользуясь горным компасом, мы непосредственно получаем нужный азимут, в то время как отсчет обычного компаса требует еще дополнительных преобразований.

Полевые записи производятся в магнитных азимутах и только при нанесении элементов залегания на карту и при камеральной обработке вводятся поправки. Величину магнитного склонения для района работ можно установить по прилагаемой к этому тому справочника карте или определить во время полевых работ (т. I , гл. XIV , §1;там же см. о годичных поправках к карте).

Простираные пласта есть направление горизонтальной линии, проведенной в его плоскости (рис. 3);записывают азимут этой линии в северных румбах ( NO и NW ), которые на 180°отличаются от южных ( SW и SO ). Записи производят с точностью до 1—5°(например, NW 345°).

Падение пласта—направление и угол с горизонтальной плоскостью линии, проведенной в плоскости пласта перпендикулярно к линии простирания (рис. 3). Записывают обычно после записи простирания с указанием румба и угла падения (прост. NW 345°, пад . SW20 0 ). При другой системе записей—более краткой, но менее удобной для вытягивания пластов и других тектонических построений, —простирание не записывают, а отмечают азимут падения и его ^гол (напр., для того же отсчета—пад. SW 255/20°). 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. Угол падения определяют, поставив компас на ребро вдоль линии падения, и отсчет производят по отвесу. Т. к. по 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, ставя компас параллельно воображаемой линии, а падение—держа компас в вытянутой руке (рис. 4). Эти измерения надо производить с большой осторожностью, осмотрев все обнажение, т. к. видимое простирание в обрыве часто отличается от истинного.

Определение элементов залегания построением производится, когда угол падения настолько мал, что не может быть измерен отвесом компаса, или когда данные отдельных обнажений недостаточно ясны Если угол падения мал, то элементы залегания вычисляют по карте, нанеся на нее несколько точек выхода данного пласта с их относительными высотами (определенными барометрическим нивелированием или инструментально). Когда пласты вскрыты на двух вертикальных обрывах скал (или в шурфе, колодце и т. п.), определяют азимуты простирания обрывов (стенок) и видимые углы падения пласта на них. Эти задачи и им подобные решаются при помощи построения треугольников (см. т. I , табл. IX — XI ); номограммы и таблицы для вычислений—см. Вебер, 1933;Обручев, 1931.

Рис. 2. Разница в отсчетах но простому комнасу- (л) н по гориому ( J 3) при цитировании на точку (в) по магнитному азимуту NO 15'. СЮ —линия магнитного меридиана.
Рис. 3. Элементы залегания пласта, а—а—простирание, 6—6—падение.
Рис. 4. Определение падения пласта при помощи горного компаса, который держат в вытянутой руке.

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

Особенно сложно определение условий залегания при наличии ложной сланцеватости (кливажа), часто совершенно маскирующей плоскости напластования (см. §30).

☀   ☀   ☀

7. Определение мощности пластов осадочных пород, покровов эффузивных пород, пластовых интрузий и даек.

Непосредственное измерение производят рулеткой или ручкой молотка при горизонтальном залегании, вскрытом в вертикальном обрыве или при вертикальном залегании, когда дайки или поставленные на голову пласты срезаны горизонтальной поверхностью. В последнем случае мощность может быть измерена менее точно и шагами.-

Г оризонталъно лежащие пласты, обнаженные в обрыве, доступном для восхождения, измеряют различными способами: •

а) Определяя угол наклона склона возле каждого отдельно го пласта и видимую его мощность по этому наклону;мощность вычисляется из прямоугольного треугольника но гипотенузе и углу.

б) При помощи любого нивелира;можно устроить самодельный карманный нивелир, состоящий из кольца, на котором подвешена короткая металлическая трубка. Наблюдатель, став на основание пласта, держит прибор за кольцо и визирует через трубку (устанавливающуюся приблизительно горизонтально) точку на склоне, лежащую на высоте его глаза. Поднимаясь постепенно по склону (уровни 1, 2, 3, 4—рис. 5), определяют мощность всей сняты и ее частей (но высоте глаза наблюдателя). Этим же прибором можно определить высоту террас, морей и т. п.

в) Барометрическим нивелированием;способ дает ошибки до 2--5 м (см. т. I , гл. XVI , а также Гринли, 1933, стр. 92—93).

Наклонные пласты: видимую мощность желательно измерять пкрест простирания;при других направлениях проложенной линии расчеты усложняются (см. Вебер, 1939; Обручев, 1931).

Измерения можно производить:

а) При помощи эклиметра или (менее точно) отвеса горного компаса; наблюдатель, как и в случае горизонтального пласта, поднимается по склону, но визирует последовательно точки не но горизонтальной линии, а по падению пласта (рис. 6). Мощность отдельных этапов (ав=бг) определяется из прямоугольного треугольника, в котором известны угол (падения) и гипотенуза f рост человека—от подошвы до глаз).

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.

При разных наклонах поверхности и пласта, как это видно из рис. 7, мощность пласта равна: а) если поверхность горизонтальна и пласты наклонены—видимой мощности пласта на поверхности, помноженной на синус угла падения;б) если пласт и поверхность падают в разные стороны (пласт падает в глубь горы)—видимой



Рис. 5. А—самодельный нивелир; Б—определение мощности пласта или высоты террасы. lt 2, 3 и 4—уровни стояния наблюдатели.

Рис. 6. Определение мощнестн пласта при помощи иклиметра или
горного компаса. (бг=ав=ед Cosa )

Рис. 7. Определение мощности пластов I , II и III при помощи геометрических
построений.

мощности, помноженной на синус суммы угла падения пласта и угла склона;в) если пласт и склон падают в одну сторону—видимой мощности, помноженной на синус разности углов падения пласта и склона. Для всех этих случаев и для более сложных, для определения глубины залегания пласта и т. п. существует ' ряд таблиц и номограмм, облегчающих вычисления (см. Вебер, 1933;Обручев. 1931, т. 1;Рааумовский, 1932; Грин-ли, 1933).

☀   ☀   ☀

8. Запись и зарисовка обнажений. Наиболее ответственный этап в работе геолога- съемщика—точное описание каждого обнажения, составленное на основании детального его изучения и замеров. Подробнее всего надо изучить обнажения с хорошо видимой последовательностью пластов, с ясными соотношениями изверженных и осадочных свит или ясными структурными формами. Хорошие обнажения обычно встречаются в берегах рек и оврагов, на поверхностях высоких гор, выше границы леса, а в южных безлесных областях—часто и на всей поверхности горной страны.

Рис. 8. Зарисовка разреза (обнажения) и построение {колонки на основании произведенных замеров (по В. Веберу).

Найдя обнажение, его рассматривают сначала издали, и, если оно велико, разделяют мысленно на части—по структурным формам или другим признакам. В мощной толще осадочных пластов полезно выделить несколько более мелких групп пластов, объединенных по какому-либо признаку. Затем изучают каждую часть обнажения, причем обрыв обычно удобнее изучать начиная снизу, постепенно поднимаясь от его подножия вверх.

В начале описания обнажения надо точно отметить: а) его положение—как на карте, так и в рельефе, по отношению к склону или гребню горы, дну долины или берегу моря и т. п., б) размеры, в) свежесть и характер выхода—скала, обрыв, осыпь;задернованность, залесенность и 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 латинского алфавита;группы пластов можно обозначить заглавными латинскими буквами или римскими цифрами. Определяют элементы залегания и записывают в книжке в начале описания;если они изменчивы, то для каждого пласта или участка обнажения вписывают их отдельно на рисунке или в тексте. Осадочную свиту описывают в порядке букв снизу вверх; мелкие прослои могут входить, как подразделения одной буквы (обозначенные значками пли вторыми буквами). Мощность намеряют. по указанным выше способам и обозначают на рисунке или в записи. Зарисовка спокойно лежащей осадочной свиты производится в виде простого разреза (рис. 8). Впоследствии эти данные послужат 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 позже окончательного рисунка, фотоснимок, снятый издали,"но обычно фотоснимок не может ясно передать всех необходимых структурных линий и взаимоотношений пород.

☀   ☀   ☀

9. Зарисовка рельефа. Для иллюстрации геологических взаимоотношений и особенно при геоморфологических наблюдениях часто полезно схематически зарисовать рельеф в виде рисунка «очерками». Хороший снимок точно передает основные черты рельефа, но многие детали и структурные линии, важные для геолога, могут быть выделены только на рисунке. В подобном рисунке можно сделать отбор всего, необходимого для данной концепции ландшафта, выбросить все ненужные детали, загромождающие передний план, подчеркнуть важнейшие структурные линии. Такие рисунки могут быть сделаны и на основе плохих фотоснимков.

Материалы: резинка, карандаш, кусок бумаги, прикрепленный к картону, доске или книге, масштабная линейка длиной в 20—30 см;линейка должна быть равна длинной стороне бумаги или вдвое превышать ее.

Порядок зарисовки. Определяют рамки рисунка, выбирают центр его. Проводят вертикальную линию, делящую поле рисунка пополам, и горизонтальную;последняя должна совпадать с горизонтом или с хорошо выраженной горизонтальной линией в ландшафте. Определяют масштаб. Для измерения отдельных элементов ландшафта держат в вытянутой руке масштабную линейку и смотрят на нее одним глазом;определенные таким образом отрезки откладывают с соответственным уменьшением на бумаге;при измерениях поворачивают не одну голову, но все тело, чтобы сохранить равное удаление линейки от глаза.

Сначала отмечают на горизонтальной и вертикальной линиях расстояния важнейших опорных пунктов и наносят их точно на бумагу, затем наносят детали—идя от более крупных элементов к все более мелким; заполнять всю площадь подряд, начиная с одного края, пе следует—это приведет к искажениям. Наносят возможно меньше линий;характер их различен в зависимости от объекта;голые скалы показывают штрихами, лес обозначают зубчатой линией верхушек деревьев;можно вводить и несколько условное обозначение поверхности—напр., вспаханные поля, равнину с единичными деревьями и т. п.

Полезно некоторое преувеличение масштаба заднего плана—если объекты этого плана важны для цеди рисунка;увеличение это необходимо при зарисовке с высот;оно не нужно, если объекты Заднего плана не включаются в рисунок. Этот прием применяется в ландшафтной живописи и представляет одно из важных преимуществ рисунка по сравнению с фотоснимком.

Впечатление глубины пейзажа достигается кулисообразным расположением гор и увалов. Линии переднего плана делают более толстыми;деревья, дома и т. п. рисуют все более уменьшающимися вдаль, а зубчатую линию лесов—все более гладкой.

На рисунке можно вделать пояснительные надписи или поставить буквы, объясняемые в подписи. Вычерчивание в туши и раскрашивание можно делать позже (по отметкам-цветов на рисунке), даль делают слабосиней, постепенно усиливая тона к переднему плану.

☀   ☀   ☀

10. 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 6х9 см и толщиной от 1,5 до 3—4 см;для музейных коллекций выбивают образцы—9x12 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 от 2 до 4 штук. Выветрившиеся образцы непригодны для сравнений, для изучения , под микроскопом и для анализов, и поэтому обязательно брать свежий образец, хотя бы и менее совершенный по форме;из осыпи образцы брать не следует. Для музеев надо заготовлять образцы плоские, прямоугольной формы, с утончающимися краями;для этого плоский кусок нужного формата ставят на ребро и ударяют по противоположному ребру тупым бойком молотка;от ребра отлетают осколки (как при изготовлении каменных орудий палеолита).

Для всех пород, из которых предполагают изготовить шлифы, кроме основного образца берут совершенно свежий плоский осколок 3x3 см, толщиной около 2 см.

Образцы, иллюстрирующие различные особенности пластов, контакты, следы действия каких-либо внешних или внутренних геологических агентов (выветривание, кливаж, складки, работа ледников и пр.) могут иметь любой размер в зависимости от объекта и наличного транспорта. Об образцах полезных ископаемых и окаменелостей—см. гл XVIII и XIX . Взятие проб —см. Гл. XIX .

Нумерация и этикетки. Обнажения нумеруются последовательно арабскими цифрами, для каждого образца прибавляют к номеру обнажения латинскую букву (пропуская только букву е, *. к. опа может быть спутана—особенно при изготовлении шлифев—с буквами си/). При изучении свит осадочных пород было бы полезно, чтобы буква слоя соответствовала букве образца, но часто этого достичь не удается;обычно предпочитают образцам давать самостоятельную - буквенную нумерацию.

Рис. 9. Последовательные этапы завертывания образца в бумагу, а—образен; б—этикетка, завернутая в угол бумаги;в—сгибы.

По другой системе обозначений к букве пласта прибавляют Еще арабскую цифру, обозначающую образец (№ 359а1 и т. п.). При большом количестве образцов и пластов в одном обнажении, после исчерпания латинского алфавита дальнейшие пласты или образцы обозначают двойными буквами.

На этикетках пишут: год работы, фамилию исследователя, дату, номер образца (повторенный дважды в разных углах) и подробно—место взятия образца. На окончательных этикетках при камеральной обработке добавляют название породы и возраст свиты.

Кроме этикетки многие геологи считают необходимым, во избежание путаницы при разборке и обработке коллекции, на каждом камне написать его номер химическим карандашом или наклеить кусочек липкого пластыря (лейкопласта) или изоляционной ленты с номером.

Перевозка и упаковка. Образцы, собранные во время осмотра обнажения, вкладывают в номерные мешочки (см. §2), 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 кладутся в маленькие безномерные мешочки и затем уже в номерные. В течение пня образцы носят в рюкзаке или сумке, или возят в малых переметных сумах и кобурах седла, в мешке на лодке или в машине. Вечером, вынув образцы из номерных мешочков, раскладывают на последних, сравнивают их во время составления дневника друг с другом, выбрасывают лишние и уменьшают слишком большие и пишут для каждого образца чернилами постоянную этикетку. Маленькие образцы для шлифов можно снабдить сокращенной этикеткой с указанием только номера, фамилии и года;такую же краткую этикетку пишут для окаменелостей, собранных в большом количестве в одном слое, для галек конгломератов и т. п.

Образцы завертывают каждый отдельно в бумагу;один из лучших способов завертывания показан на рис. 9;на последнем этапе остающийся угол бумаги надо з аправить под предшествующий оборот, чтобы пакет не развернулся при перекладке коллекции, Полезно на каждом пакете написать снаружи номер образца химическим карандашом или чернилами, чтобы быстро найти нужный образец в случае частичной разборки коллекции. Об упаковке хрупких образцов см. в гл. XVIII .

Завернутые образцы укладывают в ящики рядами на ребро, очень плотно, так, чтобы они не могли двигаться. Вес ящика должен превышать 30—35 кг, и его внутренние размеры для обычных горных пород—около 50 < 25 х 25 см. Ящик делают из досок 2,0—2,5 см толщиной, с укрепляющими планками (с внешней стороны). Для перевозки в железнодорожных вагонах и на пароходах ящики оковывают по концам полосовым железом или проволокой.

При перевозке вьюком завернутые образцы укладывают очень плотно в небольшие мешки (см. §2), а последние вкладывают в брезентовые сумы или в брезентовые баулы, туго обвязанные веревками, так, чтобы метки не шевелились при перевозке. Такие тюки, весом около 30—35 кг каждый, представляют очень удобные боковики вьюка.

☀   ☀   ☀

11. Наблюдения между обнажениями. Для полного изучения геологического строения и для составления геологической карты данного участка, кроме изучения обнажений, необходимо собрать .материал, характеризующий промежуточные пространства, чтобы можно было с достаточной точностью нанести на карту границы свит, тела магматических пород, вытянуть отдельные пласты и дать полное изображение тектонических структур.

В безлесных, хорошо обнаженных районах, иногда можно проследить все нужные границы и свиты почти без перерывов. Но в большинстве случаев приходится прибегать к интерполяции по косвенным данным.

Продукты выветривания и почвы тесно связаны с коренными породами (см. гл. II и XXIII ), и изучив их, можно по их распределению судить в общих чертах о площадях тех или иных горных пород. Овраги, канавы, рытвины, выбросы из нор, искори (корни поваленных деревьев) позволяют установить состав элювия и делювия.

Растительность обнаруживает часто ясную зависимость от состава горных пород;нередко какой-либо вид растения встречается только на определенных породах. В некоторых случаях культурные растения дают лучшие урожаи также на определенных породах.

Рельеф в значительной степени связан с составом горных пород, их сопротивлением выветриванию и их структурами (см. гл. II п XXI ); поэтому геоморфологические исследования являются обязательными при всякой геологической съемке. Интрузивные тела магматических пород, более крепкие пласты осадочных и туфовулканогенных свит, выделяются большей частью в виде положительных форм, а более мягкие или растворимые водой породы—как отрицательные.

Водоносность пород может служить признаком для определения геологических границ;обилие источников, более богатая или водолюбивая -растительность, карстовые явления—все это поможет нанести на карту определенные горизонты (см. гл. IV ).

Речные наносы, в особенности галечники, при недостатке обнажений надо внимательно изучить, чтобы по распределению и окатанностй перенесенного материала установить источники сноса и площади развития горных пород. Но в областях древнего оледенения анализ речных наносов надо производить, учитывая работу ледника. Ледниковые наносы в областях горного оледенения отчасти также могут служить для определения границ площади коренных пород,

ИЗУЧЕНИЕ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

12. Условия залегания в характер толщи. Записав данные об обнажении (§8), приступают к его детальному изучению. В начале работ, когда исследователь еще не ознакомился со стратиграфией осадочных свит района и не составил нормального разреза (колонки), изучение и описание обнажений надо производить особенно тщательно и подробно, независимо от масштаба съемки. Толщи пород следует расчленять возможно более дробно, выделить характерные литологические пачки, разделить их на отдельные пласты, изучить подробно состав, структуру и текстуру пачек и пластов (см. §§ 13—16). Пачки выделяют по различным литологическим признакам— цвету, составу, характеру напластования—и по составу фауны и флоры;особенно трудно это сделать в мощных однородных или неяснослоистых толщах, которые приходится иногда расчленять . уже на основании камерального изучения образцов. -

Описание каждой пачки и пласта должно быть составлено с такой полнотой и объективностью в оценке фактов, чтобы и другой исследователь впоследствии мог по описанию опознать пласт или пачку. Особенно важно выделить и описать маркирующие гори зонты—пласты или пачки, которые чем-либо выделяются в свите и легко могут быть опознаны в других обнажениях. '

Мощность пластов определяют по способам, изложенным в §7, с точностью до 5—10%;т. е. при измерении пласта в 1 м достаточна точность до 5—10 см, а для толщи в 1 000 м—до 50—100 м. При колебании мощности—выклинивании пласта (уменьшение мощности до нуля), раздувах, линзообразном залегании—надо отдельно измерить длину и мощность этих частей и нормальную мощность пласта.

Условия залегания определяют путем измерения простирания и падения (§6) и зарисовки складок и разрывов. Часто в известняках определение залегания затруднено отсутствием ясных слоев, в сланцах нередко плоскости напластования неясны, но резко выступают трещины кливажа (см. §30);в том и в другом случае надо найти прослои, отличающиеся по цвету, составу, крупности зерна, и, установив постоянство их залегания, измерить падение и простирание по этим прослоям.

☀   ☀   ☀

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

Отмечают характер границы—прямолинейная, равноволнистая, резко неровная; наличие карманов, выступов, корневидных ходов, стилолитов;изучают различные особенности текстуры поверхности (см. §§16 и 22).

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



Рис. 10. Различные случаи несогласною залегания. А—угловое несогласие; Б—скрытое несогласие;В—параллельное несогласное з алегание; Г —несогласное прилегание; Д—параллельное прилегание; Е—тектонинеский контакт (механическое или дислокационное залегание)- а—песчаник, б—гранит.

Породы, отлагающиеся после перерыва, лежат на подстилающих несогласно. Выделяют следующие типы несогласного залегания (по В. А. Обручеву, 1931, т. I ):

а) Угловое несогласие—наиболее ясное;падение, а нередко и простирание свит различны (рис. 10 А). После отложения нижней свиты она была дислоцирована, размыта и перекрыта новыми отложениями. Изучение контакта свит устанавливает условия размыва и трансгрессии.

б) Скрытое несогласие—переход от одной породы к другой постепенный;напр.;молодая свита лежит на поверхности магматической породы, которая вследствие выветривания разрушена превращена в дресву и незаметно переходит в отложенную на ней осадочную породу (рис. 10 В).

в) Параллельное несогласное налегание—обе свиты кажутся залегающими согласно, имеют одинаковое падение и простирание, но внимательное изучение обнаруживает границу перерыва—разрушенную, размытую или разъеденную поверхность с карманами (впадинами), заполненными обломками нижней свиты или продуктами выветривания (рис. 10 В). Можно установить иногда и разницу петрографического состава верхней и нижней свит.

г) Несогласное прилегание—молодая свита залегает рядом с более древней, падение и простирание их различны (рис. 10 Г). Изучение контакта устанавливает условия размыва древней свиты и отложения молодой (ингрессия).

д) Параллельное прилегание отличается от предыдущего случая тем, что обе свиты залегают согласно (рис. 10 Д);древняя свита не была дислоцирована до отложения более молодой.

е) Тектонический контакт (механическое или дислокационное несогласие)—получается в результате разрывных передвижений (рис. 10 Е);на поверхности контакта можно иногда обнаружить штрихи или зеркало скольжения, концы пластов загнуты, вдоль контакта лежит брекчия трения (см. §29).

☀   ☀   ☀

14. 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 (Швецов, 1948).

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


Величина зерна

Псефитовая (грубообломочная)

Псаммитовая (песчаная)

Алевритовая (иловатая)

Пелитовая (глинистая)

больше 2 мм

от 0,1 до 2,0 мм

от 0,001 до 0,1 мм

меньше 0,001 мм

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

В некоторых классификациях к алевритам относят породы с зерном от 0,01 до 0,05 мм, к псаммитам —от 0,05 до 1,00 мм.

Различных, классификаций обломочных осадков по величине обломков существует в настоящее время больше десятка. В табл. 1 мы приводим наиболее распространенные у нас классификации Всесоюзного Геологического института и Океанографического института;геологи чаще пользуются первой, а вторая применяется для современных морских осадков. Вместо терминов «пыль», «ил»и «сильт»—фракцию от 0,001 до 0,1 мм принято называть алевритом (термин А. Н. Заварицкого). В гл. III приведена несколько измененная классификация. Другие классификации см. Батурин, J 947; Кленова, 1949;Малютин, 1931;Швецов, 1946,

Таблица I

Классификация обломочных осадков

Диаметр зерен,в мм

Всесоюзный Геологический институт

Океанографический институт

Свыше 300

Крупные валуны

Валуны

От 100 до 300

Мелкие валуны

»

От 50 до 100

Галька (щебень)

Галька (щебень) крупная

От 20 до 50

» »

Галька (щебень) средняя

От 10 до 20

» »

Галька (щебень) мелкая

От 5 до 10

Гравий

Гравий крупный

От 2 до 5

»•>

» средний

От 1 до 2

Песок грубый

»мелкий

От 0,50 до 1

»крупный

Песок крупный

От 0,25 до 0,50

»средний

» средний

От 0,10 до 0,25

»мелкий

» мелкий

От 0,05 до 0,10

Пыль крупная

Сильт крупный

От 0,01 до 0,05

» мелкая

»мелкий

От 0,001 до 0,01

Ил

Пелит

Меньше 0,001

Глина

»мелкий

В осадочных породах величину зерна определяют ориентировочно в грубых пределах в поле и окончательно в шлифе или при механическом анализе. Для определения рыхлых пород, распадающихся на зерна, для фракций крупнее 0,05 мм служит прилагаемая к справочнику таблица М. М. Васильевского. В соответствии с табл. I мы заменили в ней для фракции от 0,05 до 0,1 название автора «тонкозернистый песок»на «крупный алеврит».

Для смешанных пород тонких фракций, Океанографический институт предложил следующую номенклатуру.

Количество частиц менее 0,01 мм

Ископаемые осадки

Современные осадки

Менее5%
3-10%
10- 30%
30-50%
более 50%

Песок
Глинистый песок
Супесь
Суглинок
Глина

Песок
Глинистый песок
Песчанистый ил
Ил
Глинистый ил

По В. Батурину пески разного зерна и алеврит должны содержать соответственно не менее 50% зерен крупнее указанного для данной породы нижнего предела (см. табл. 1), а более тонкие фракции должны заключать зерна крупнее 0,01 мм:

Песок глинистый .... менее 50%
Глина песчаная .... более 50%
Глина более 75%

По форме в обломочных породах различают зерна резко острореберные, угловатые, полуокатанные, окатанное,;регенерированные (новообразование или нарастание—с-хорошо образованными гранями) и корродированные (с изъеденной поверхностью). Определение формы зерен тонких фракций можно делать только под сильной луной или микроскопом.

Надо проследить изменение величины и формы зерен по простиранию и по мощности.

Изучение конгломератов—см. §21;изучение песков^—см. гл. III .

Структуры химических пород. По величине зерен различают следующие типы структур, аналогичных обломочным породам.

Типы структур

Размер зерен в мм

Грубозернистая
Крупнозернистая
Среднезернистан
Мелкозернистая
Микрозернистая (афанитовая)
Коллоидальная
Смешанная разнозернистая
Порфировая

более 1 мм
1—0,5
0,5—0,1
0,1—0,01
0,01—0,001
менее 0,001
различен
с отдельными крупными кристаллами

По форме зерен различают структуры полнокристаллическую (идиоморфную) и неполнокристаллические (гипидиоморфную и аллотриоморфную—в последней большая часть зерен неправильной формы);структуры замещения, разъедания, перекристаллизации, оолитовую и псевдооолитовую.

Текстуры осадочных пород устанавливают отчасти уже при осмотре 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.

В химических породах н породах, сложенных скелетными остатками организмов, различают еще ряд специальных текстур (см. Швецов, 1948).

Структуры и текстуры цемента. По взаимоотношению зерен и цемента и по строению самого цемента различают большое количество структур и текстур, которые в большинстве случаев в поле определить трудно (см. Швецов, 1948). Но нужно в поле определить наличие или отсутствие цемента, его состав, количество (по отношению к объему породы), изменение по простиранию и мощности и т. п.

Об изучении цемента конгломератов—см. §21.

☀   ☀   ☀

15. Состав и цвет пород. Полное изучение минералогического состава пород может быть произведено лишь в лаборатории, но в поле следует произвести предварительное определение состава, особенно для средне- и крупнозернистых пород. Надо указать состав зерен и цемента, преобладающие и редко встречающиеся зерна, соотношение количества цемента и зерен. Пользуясь слабой соляной кислотой, грубо определяют количество карбонатных компонентов. Определение твердости пород производится по шкале Мооса (см. гл. XIX ); но обычно довольствуются простейшими эталонами—ножом и ногтем, что вполне достаточно для различения ряда пород (см. табл. 5).

Следует по возможности установить, первичный состав породы и вторичные ее изменения;последние особенно заметны по изменению цвета и структуры породы.

Включения и выделения: минералогический состав заметных на глаз включений и выделений, их размер и форма (конкреции, желваки, жеоды, септарии, натеки, корочки, жилки, выцветы и пр.), цвет, распределение в породе (случайное, правильное), границы с вмещающими породами (резкие, постепенные) (см. также §16). Органические остатки: характер и количество каждой группы ископаемых по отношению к неорганической части породы;признаки окатывания и вторичного залегания, условия сохранности, обломки, частичное растворение, распределение в соответствии с характером слоев;ориентировка (см. гл. XVIII ).

Пористость. Определяют уплотнение породы и стенень ее пористости, которая очень важна для решения вопросов инженерной 11 нефтяной геологии и гидрогеологии. Различают следующие типы пород: плотные, в которых поры не заметны на глаз;мелкопористые: крупнопористые (поры от 0,5 до 2,5 мм), и кавернозные—с пустотами Солее 2,5 мм. Пористость определяется в процентах от общего объема породы.

Пористость осадочных пород (в %)

Кровельный сланец от 1,16 до 4,93
Песчаник » 4,00 » 27,00
Доломит » 1,50 » 22,00
Известняк »1,00 » 17,00
Лёсс » 41,00 » 46,00
Песок » 24,00 »42,00
Глина »30,00 »50,00

Цвет породы—важный признак для опознавания пород и выяснения их генезиса. Цвет надо определять в поле по свежему образцу, т. к. выветривание сильно изменяет цвет породы;даже при хранении коллекций в закрытых шкафах через некоторое время поверхность образца меняет окраску. При описании цвета надо указывать не только тон окраски, но и ее интенсивность (бледный, яркий). 'Гак как чистые тона пород встречаются редко, то надо давать двухчленные определения: первое слово обозначает наименее заметный оттенок, последнее—основной цвет (напр., буровато-красный). Нужно придерживаться единой системы обозначений при всех 1-поих работах, согласной с общепринятыми стандартами, и не вводить субъективных п импрессионистических оценок.

Влажность породы, характер освещения, свежесть излома и его характер сильно изменяют впечатление о цвете.

Белый и светлые цвета свойственны многим чистым карбонатным 11 кварцевым породам, а также многим цветным породам, обесцвеченным при выветривании. Желтый и бурый цвета получаются при разложении и гидратизации минералов, содержащих железо;особенно часто встречаются ржавые пятна от разложения серного колчедана в более древних породах и охристые зоны в рыхлых породах. Красный цвет обычен для многих отложений континентальных и прибрежных и получается в результате окисления и дегидратизации железа. Зеленый цвет зависит от присутствия глауконита или хлорита;часто он свойственен глинистым породам, в которых восстановлено окисное железо. Черные и серые цвета зависят чаще всего от мелкорассеянной примеси органических соединений;реже черный цвет связан с примесью солей марганца, серый —с некоторыми соединениями железа.

Излом породы бывает по форме раковистый, занозистый, неровный, поверхность излома—зернистая, матовая, жирная, глянцевитая, восковидная, землистая. Характеристика излома важна для опознавания породы и для предварительного определения ее структуры.

Запах и вкус. Запах породы свидетельствует о ее составе (битуминозный, сероводородный); надо отметить, присущ ли он породе всегда, или появляется при ударе. Вкус важен для характеристики глин и выцветов соли (каменная соль, калийные и т. п.).

Прочие признаки. При полевом описании породы следует отметить вес признаки, которые характерны для нее и могут помочь при ее опознавании—плотность, рыхлость, твердость, мягкость;пластичность, хрупкость, сыпучесть, водопоглощаемость и влажность всего пласта и его частей, способность размокать в воде;удельный вес (для особенно легких или тяжелых пород)—определяемый взвешиванием в руке.

☀   ☀   ☀

16. Строение свиты (макроструктура). Слоистость—наиболее заметный и важный структурный признак. Термин «слой»—понятие геометрическое и применяется для обозначения как границы, но которой сменяется состав породы, так нередко и резкой поверхности раздела;но последнюю лучше называть пластовой отдельностью (см. ниже).

Разбить толщу на слои иногда довольно трудно из-за неясности или неточности границ, или из-за полного отсутствия слоистости Разделение на слои производится но 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 других минералов и т. п. Слоистость надо проследить по простирании) и выяснить—выдерживается ли она или изменяется при том же составе пласта, или при фациальном его изменении. Напр., ясно-слоистая толща известняков может перейти в рифовый известняк—неяснослоистый, или с другим характером слоистости (см. рис. 11).

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

При описании абсолютной мощности можно пользоваться следующей шкалой (составленной по шкалам Вассоевича, 1948;Малютина, 1931, и С. Обручева, 1931):

Слои

Мощность в см

Листоватые
Тонкослоистые
Умеренноелопстые
Среднсслоистые
Толстоелоистые
Массивнослоистые

Тоньше 0 2
0.2—2
2—10
10—50
50—100
более 100



При описании относительной мощности следует характеризовать слои по величине отношения средней мощности толстых слоев к тонким:

Отношение

Рис. 11. Различные случаи взаимоотношения
рифа (а) и вмещающей свиты.
А и Б—неслоистые рифы;В—слоистый риф.

Равномернослоистые . от 1 до 2

Умеренно неравно
мерпослоистые ... от 2 до 5

Весьма неравномерно
- слоистые более 5

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 при действии подземных вод и поверхностного выветривания.

Надо определить положение и направление пластовых отдельностей, их расстояние одна от другой, 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 (см. §20);различные текстурные особенности поверхности, обусловленные физическими агентами, животными и растениями (см. §22 и гл. XVIII ).

Периодическая или ритмическая слоистость, зависящая от правильной смены различных явлений—сезонных, климатических тектонических и др.,—бывает редкая, с большим периодом, или очень частая (напр., ленточные глины—см. гл. XII ). Надо изучить смену состава, текстуры, структуры и мощности слоев, установить мелкие ритмы и группировку их в более крупные. Методику изучения на примере флиша см. Вассоевич, 1948.

Косая слоистость (см. § 19).

Стилолиты—шиповидные выступы одного слоя, вдающиеся в другой (см. Швецов, 1948).

Конкреции (стяжения, желваки) более крепкой породы, большей частью отличающиеся по составу от вмещающей породы и 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 (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.

з) Трещиноватость: тектоническая (см. §30), выветривания, высыхания. Производят систематические замеры элементов залегания трещин и составляют диаграммы (см. § 30). Описывают: ширину и протяжение, форму, заполнение минералами или породой, количество трещин и распределение их в породе, характер стенок. Устанавливают связь трещин с направлением долин и другими формами рельефа;отмечают месторождения полезных ископаемых, связанные с трещинами, «нептунические дайки»—трещины, заполненные песчаником. Типы трещин в осадочных породах и связь их с карстом—см. гл. IV .

☀   ☀   ☀

17. Особенности изучения четвертичных отложений. Различные тины четвертичных отложений генетически связаны с экзогенными процессами и поэтому методика их изучения довольно подробно описана в других главах. Континентальные четвертичные отложения разделяют на следующие генетические типы (мы приводим также их условные буквенные обозначения, применяемые на картах и в разрезах): ледниковые— gl; ледниково-речные— fgl; озерно-ледниковые— Igl (см. гл. XI и XII ); озерные— I (гл. VIII ); аллювиальные— al, озерно-аллювиальные— lal; пролювиальные— pi (гл. V ), элювиальные— el; делювиальные— d; элювиоделювиальные— eld (гл. II и XV ); эоловые— eol (гл. III ); химические— ch (гл. VII и VIII ); вулканогенные— \1 (§ 26 и гл. XVI ) и некот. др.

Особенности методики изучения четвертичных отложений прежде всего определяются их рыхлостью и сравнительно незначительной мощностью;они часто не дают достаточно полных и хороших обнажений, в особенности на плоских водоразделах. Приходится поэтому нередко прибегать к расчисткам осыпавшихся обнажений, к закопушкам, канавам, шурфам и бурению. Для выяснения состава пород на глубину до 1 м пользуются почвенным щупом, для бурения до 10 м—легкими ручными бурами, при детальных работах бурят до глубины 15—25 м (см. Краткая инструкция 1940 г.). Следует также осматривать все искусственные выработки, отвалы колодцев, ямы, выбросы из нор животных, искорь (вывороченные с корнями деревья), вымоины дорог, свежие пашни, и т. п.

Изучение обнажений производится по обычной методике, изложенной в §§12—16, с тщательным учетом всех особенностей пород, т. к. нередко незначительные ивменения цвета, состава, структуры и текстуры очень важны для определения их генезиса.

Имеют большое значение горизонты погребенных почв, всевозможные нарушения структуры и текстуры и т. п. Часто в обнажениях по берегам рек приходится иметь дело со смещенными оползнями участками. Очень важны для определения возраста этих отложений органические остатки. Обязательно следует изучать минералогический и механический состав пород, а во многих случаях—и химический;большое значение приобретает гранулометрический анализ.

Четвертичные отложения тесно связаны с современным и четвертичным рельефом и дают очень много для выяснения его генезиса;и в свою очередь часто вопросы о генезисе и условиях отложения четвертичной толщи могут быть разрешены только при изучении геоморфологии района. Поэтому исследование четвертичных отложений обязательно сопровождается геоморфологическими исследованиями (см. соответствующие главы, перечисленные выше, а также гл. IV , XIV , XV , XX , XXI и XXII ). Для выяснения положения изучаемой толщи по отношению к современному и древнему рельефу необходимо не только точно описать местонахождение обнажения, но определить абсолютную высоту его видимого основания—путем барометрического нивелирования или но крупномасштабной карте с горизонталями.

Образцы вследствие их рыхлости следует брать в специальные мешочки, а те, у которых надо сохранить структуру,—в коробки (см. §10). Для определения минералогического состава, для химического и механического анализа образцы берут весом от 100 до 300 г для каждого в чистые и плотные мешочки;для изготовления шлифов нужны образцы с ненарушенной структурой, и их берут в коробку или толстую стеклянную трубку длиной 10 см и толщиной до 4 см;об образцах для изучения микрофауны и микрофлоры—см. гл. XVIII ; об образцах ленточных глин—см. гл. XII , лёсса—гл. III , погребенных почв—гл. XXIII , полезных ископаемых—гл. XIX .

Сбор органических остатков. Особенно важно собрать образцы для изучения микрофауны и микрофлоры из всех пластов и частей обнажения, в которых они могут содержаться (см. гл. XVIII ). Остатки позвоночных могут быть встречены в самых разнообразных отложениях—в аллювии террас (часто в их нижней части—в галечниках), в делювии балок и склонов, на современном бечевнике (при размыве яров), в торфяниках и лёссе, в пещерах, реже в ледниковых и ледниково-речных отложениях. Во всех случаях надо определить, находятся ли кости в первичном или вторичном залегании. ч Для первичного залегания характерны целые скелеты животных, или части скелета с сохранившимся нормальным положением костей, или массовые скопления отдельных костей. При переносе водой кости бывают сильно окатаны или раздроблены, зубы слонов распадаются на пластинки.

Остатки позвоночных и беспозвоночных нередко бывают хрупкие или плохой сохранности и требуют укрепления. Большой осторожности требует также сбор остатков плодов, семян, древесины, отпечатков растений (см. гл. XVIII ). О сборе археологических памятников—см. гл. XXX .

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

18. Фации. Изучение условий залегания, состава, механических свойств, текстуры и структуры осадочных пород (§§12—16), а также заключающихся в них органических остатков, позволяет сделать заключения о фациальных условиях отложения данного пласта.

Фация, в наиболее широком смысле—это участок земной поверхности с единым комплексом физико-географических условий, который определяет как неорганические, так и органические процессы на данном участке в данный отрезок времени (формулировка Б. П. Марковского). Поэтому, обнаружив при изучении какого-либо пласта или серии пластов на определенной площади наличие однообразной флоры или фауны и одинаковый литологический состав пород, мы можем сделать вывод об однообразных физико-географических условиях отложения пласта и дать характеристику фации. Сравнение фаций данного горизонта в соседних площадях позволит сделать более широкие палеогеографические обобщения.

Подробное изучение осадочных свит дает возможность восстановить весьма различные палеогеографические связи.

Наиболее хорошо изученная область палеогеографического анализа—это восстановление физико-географических условий в связи с расположением изучаемого участка в континентальной или морской среде. В этом отношении все фации разделяются на три большие группы: континентальные, морские и смешанные фации (лагунные, дельтовые и др.), которые делятся затем на многочисленные более мелкие подразделения (Батурин, 1932 и 1947;Наливкин, 1933;Обручев, 1931, т. I ; для современных морских отложений—Кленова, 1949).

В связи с развитием тектонических представлений, в настоящее время уже удается выделить фации, в которых отражено не только пространственное расположение, но и влияние Времени—тектоническое развитие данного участка и его принадлежность к геосинклиналям, платформам и промежуточным зонам (см. Н. М. Страхов, 1948, и ряд его статей в «Известиях АН», серия геологическая, и Л. Пустовалов, 1940). В качестве примера такой попытки реконструкции тектонических условий мы приводим таблицу Л. Б. Ру-хина (табл. 2) для песчаных фаций, которые отлагаются в наиболее разнообразных условиях, как континентальных, так и морских (см. также гл. III ).

Наконец, самая молодая отрасль палеогеографии, динамическая палеогеография, восстанавливает динамику среды—былые направления и скорости движения воздушных и водных масс,—путем изучения эоловых, речных и морских отложений минувших эпох (Батурин, 1947;Хабаков, 1948). В §§19—22 мы приводим краткие указания по методике этих динамических исследований, которые дают очень интересные результаты, но требуют большого количества замеров.

☀   ☀   ☀

19. Косая слоистость (диагональная, перекрещивающаяся)—первичная слоистость, при которой, наряду с горизонтальными слоями отлагаются слои с наклонами 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 материал для определения фациальных условий, при которых отлагалась толща, а также определить направление ветра, речного русла или линии морского берега.

При неполноте и неоднородности имеющихся наблюдений, не всегда можно безошибочно решить все эти вопросы;во многих случаях косая слоистость эоловая может быть смешана с дельтовой, а потоковая или речная—с прибрежно-морской. Тем не менее в большинстве случаев, изучение косой слоистости дает очень интересные материалы для палеогеографических построений, и систематические исследования этих образований имеют большой научный и практический интерес.

Таблица 2

Типы песчаных фаций (по Л. Б. Рухину)

Генетические типы

Характеристика

Граувакко-аркозовый тип

Красноцветный тип

Тип кварцевых песков

Цвет

Мощность

Минералогический состав

Ассоциация с другими породами

Тектоническая область

Положение в осадочном Цикле

Большей частью серый

Значительная (сотни метров)

Кварц 30—50%, полевод шпат 30—50%, значительное содержание цветных минералов, обломочный кальцит, обломки горных пород

Большей частью «фиаические»глины и алевролиты, конгломераты

Геосинклинальные области

В основании крупных циклов

Красный

Обычно значительная (100-200 м и более)

Кварц 80— 90%, полевой шпат 10—30%, много слюды, немного цветных минералов

Большей частью «физические»глины и алевролиты;часто доломиты, соли

Краевые зоны платформы

В основании или в нижней части крупных циклов

Обычно белый

Обычно незначительна я (20-50 м)

Кварц 95— 99%, полевой шпат не свыше 5%, очень мало цветных минералов

Известняки, «химические»глины

Платформы

В средней части крупных циклов;в основании мелких циклов

Мы даем таблицу Ю. А. Жемчужникова, в которой сведены важнейшие особенности пяти основных типов косой слоистости (табл. 3). Эта таблица до известной степени может служить для определения косой слоистости, хотя нередко встретятся случаи, не допускающие однозначного решения. Зарисовок косой слоистости опубликовано уже довольно много;те, которые помещают в учебниках, очень схематичны и мало пригодны для целей диагностики. Мы приводим, с разрешения А. В. Хабакова, составленную им сводную таблицу пяти основных типов косой слоистости в разрезах древних и современных отложений (рис. 12). На рис. 13, кроме того, показано, как в разных фациальных условиях могут отлагаться косые серии с одинаковым наклоном слоев.

Рис. 12. Примеры косой слоистости в современных и древних осадочных толщах различного генезиса (составлено А. В. Хабаковым). Масштабная линейка у рисунков=одному метру. А—Косая слоистость дюнных песков, а—современные эоловые пески цо (Томпсону, 1937

Рис. 13. Образование косослоистых отложений одинакового наклона в разнообразных условиях. А—эоловая дюна; Б—заполнение впадины рекой; В—уступ на дне реки или в области мелководья озера или моря; Г—гребень речной; Д—дельта с подстилающими и перекрывающими слоями, напоминающими несогласное залегание.

Для определения господствующего направления ветра, среднего направления долины реки и потока, или линии морского берега измеряют в одном пункте не менее 40—50 наклонов косых серий; совокупность всех замеров данного пункта или пласта наносят точками на круговую диаграмму п затем обобщают по преобладающим ориентировкам в диаграмму-розу или в диаграмму в виде лука со стрелой (где длина дуги обозначает размах колебаний наклонов, а направление и длина стрелки указывают на ориентировку и сосредоточенность преобладающего наклона) (А. В. Хабаков).

Изучение косой слоистости Ю. А. Жемчужников предлагает вести по следующей программе:

Характер и последовательность слоев. Изучить косослоистую серию приблизительно одинаково наклоненных слоев (параллельных или несколько сходящихся), перекрытых нередко несогласно другой горизонтальной или наклонной серией. Чередование косых и горизонтальных серий. Линия контакта и характер несогласия кровли и почвы серии. Угол и направление наклона серии, средний, максимальный и минимальный (установить истинное падение—а не видимое в стенке разреза—см. §6). Форма отдельных прослоек. Мощность одной серии. Наличие знаков ряби, их элементы (§ 20). Наличие и характер глинистых прослоек. Характер окаменелостей. их окатанность и ориентировка, положение створок раковин.

Текстура слоев. Зависимость слоистости от цвета зерен или цемента, крупности зерна, минералогического состава. Степень и характер сортировки и размеры зерен как в одном слое, так и в серии. Различие в грубости и характере материала косых и горизонтальных слоев. Форма и расположение крупных обломков (галек, гравия и песков). Минералогический состав, степень чистоты. и др ); б—дюнные пески красноцветной толщи нижнего карбона Минусинской котловины (по Е. Э. Рааумовской, 1940 г.). Б—Косая слоистость периодических потоков, а—современные пески в пойме реки одной среднеазиатской пустыни (по А. В. Хабакову, 1930 г.);б—-верхнепермские красно-цветные пески Чкаловской области (по А. В. Хабакову, 1940 г.). В—Косая слоистость постоянных крупных рек. а — современные пески р. Волги (по Г. в. Лопатину, 1938 г.); б—нижнекаменноугольные речные пески второго основного цикла угленосной толщи Боровичского района (по Е. П. Брунс, 1940 г.). Г—Косая слоистость дельтовых песков, а—современные пески подводной части дельты, Норвежское побережье, близ Сев. Богуслена (по И. Хессланду, 1946 г.); б—дельтово-речные пес*ронветные пески и глины верхнего девона нар. Ловати (по Д. В. Обручеву, 1940 г.). Д—Косая слоистость в прибрежно-морских песках, а—современные литоральные пески на Калифорнийском побережье, у Сан-Педро. (по Томпсону, 1937 г.); б—триасовые литоральные песчаники Германии (по Френтцену, 1918 г.).

Таблица 3

Признаки различных типов косой слоистости (по ТО. А. Жемчужиикову)

Наблюдения

Эоловый

Тип потоков

Речной

Дельтовый

Прибрежно-морской

I . Общие наблюдения и разрезе:
а) Форма слоистости
1. Имеются ли кровля и почва ив горизонтальных слоев

Вообще нет

Имеются

Вообще нет

Имеются

Нет

2. Параллельны ли косые слои в одной серии

Нет, расходящиеся

Строго параллельны

Не обязательно

Более или менее параллельны

До известной степени

3. Прямолинейны ли они

Редко. Чаще вогнуты или выпуклы

Прямолинейны

Часто прямолинейны, но неровны

Прямолинейны вверху, вогнуты внизу

Разнообразны

4. Наблюдается ли резкое несогласие в кровле или в почве

Обычно в кровле

И в кровле и»в почве (с горизонтальной серией)

И в кровле и в почве (с косой серией)

Только в кровле

И в кровле и в почве, но не резкое

5. Мощность отдельных серий (косых и горизонтальных)

Может быть весьма большой (до 100 м)

Сравнительно небольшая (до 2 м)

Невелика (до 1 м)

Скорее значительная (до нескольких десятков метров)

Чаще небольшая (до 0,5 м)

6. Угол наклона слоев в раа-резе и истинный (средний и максимальный)

Преобладание пологих углов (0—5") до более крутых (30') с подветренной стороны

Обычно крутой (до 45°)

Варьирующий. Чаще 0—20°

Часто 30—45°. Внутри дельты более крутые, по краям пологие

Разнообразный, скорее пологий (до 20°)

7. Направление наклона в^ разрезе н истинное, при различных—преобладающее

Изменчивое и часто запутанное

В одну сторону

Преобладающее в одну сторону. Вообще в разные

В одну сторону

В разные стороны. Часто перистое (зигзагообразное)

8. Наличие знаков ряби

Часто сопутствует. Гребни несимметричны

Нет

Нет или весьма редки

Редки

Довольно часты. Чаще симметричны

9. Присутствие прослойков глин, их направление и мощность

Обычно нет

Могут быть

Часто в виде линз и карманов

Часто в виде правильных прослойков

Наблюдения

Эоловый

Тип потоков

Речной

Дельтовый

Прибрежно-морской

б) Текстура и состав
10. Сортировка

Совершенная

Только грубая

Скорее грубая

Скорее хорошая

Обычно хорошая

11. Изменение величины зерен в одном слое

Нет

Весьма значительное

Может быть значительным

Постепенное, довольно значительное

Постепенное. Скорее небольшое

12. Пределы текстурных различий (в толще)

Небольшие (от крупного до мелкого пгска)

Значительные (от валунов до ила)

Значительные (от валунов до ила)

Умеренные (от гальки-гравия до ила)

Разнообразны е

13- Средняя крупность зерна

М е лкозернистый песок

Скорее крупные компоненты

Разнообразная. Скорее крупные компоненты

Средней грубости, часто тонкозернистые

Средняя

14» Различие в грубости мате-. риала косых слоев и горизонтальных в кровле и в почве

Горизонтальные слои из более тонкого материала %

Горизонтальные слои из более грубого материала

15. Форма компонентов

Округленная; шлифованная

Угловатая

Угловатая, слегка округленная

Довольно округленная

Галька округленая, иногда .приплющенная, зерна песка угловатые

16. Минералогический состав

Обычно кварц

Разнообразный. Местного происхождения

Разнообразный. Из отдаленных источников

Разнообразный. Из отдаленных источников

Гл. обр. кварц и полевой шпат

17. Степень чистоты основного материала

Весьма чистый

Нечистый

Нечистый

Нечистый

Часто илистый

II . Наблюдения в плане:

18. Постоянство или эпизодичность самого явления

Весьма постоянное и обязательное

Частое

Редкое

Довольно постоянное (в небольших дельтах)

Иногда постоянное

19. Колебания в направлениях наклона слоев

Большие

Небольшие (в одном направлении)

Большие. Преобладание одного направления

Во все стороны (кроме одной)

Большие (во все стороны)

20. Колебания в мощности всей толп-и

Большие и неопределенные

Значительные в две противоположные стороны

Весьма значительные

Большие во все стороны, но постепенные

Большие, на коротких расстояниях

21. Распространение

Неправильной площадью

Линейное

Линейное

Ограниченная площадь

Площадное, вытянутое в одном направлении

Изучение в плане Наносят на карту все обнажения с косой слоистостью, указывают, насколько постоянно это явление для данного горизонта, и отмечают изменения его мощности;наносят на карту направления простирания и падения всех серий;оконтуривают площади с косой слоистостью одного типа (для каждого горизонта). Очень важно изучение косой слоистости в разрезах продольных (т. е. вдоль потока воды или ветра), по направлению наибольшего наклона слоен.

Образцы берут для петрографического, механического и, иногда, химического анализа и изучения микрофауны в объеме 250—500 куб. см каждый вблизи обоих контактов: два из почвы и кровли серии, и два—из самой серии. Если нет такого чередования—то берут образцы, характеризующие изменения текстуры.

Зарисовки и фотографии должны дать точное изображение горизонта косой слоистости с соблюдением масштаба, наклона слоев и узора слоистости. Места взятия образцов показывают соответствующими номерами.

☀   ☀   ☀

20. 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 помочь определить условия образования, направление потока (воздуха или воды) и направление линии берега. Нередко знаки ряби называют волноприбойными—но это название следует относить только к редко встречающимся в ископаемом состоянии разносклонным гребешкам, образующимся на плоском берегу бассейна. Характеристику знаков ряби мы даем по А. В. Хабакову и отчасти по М. С. Швецову.

Изучение знаков ряби производится путем фотографирования (с масштабом), зарисовки плана гребешков и измерения и вычерчивания их поперечного профиля. Так как в разрезах знаки ряби часто срезаны вкось, то, чтобы установить их истинный профиль, надо обнажить часть пласта, и придавить плитку глины или пластелина, поставленную на ребро перпендикулярно оси гребешка. По этому слепку измеряют: высоту или амплитуду волны (гребня) h и ее длину I (расстояние между гребнями или серединами желобов).

Отношение t=l/h представляет индекс ряби. Степень асимметрии гребня определяется по формуле

c=l2\l1

где l2 —ширина пологого склона, l1 —крутого (см. рис. 14 и 15). В каждом пункте делают 40—50 замеров

простирания гребней. Кроме формы ряби изучают размеры и форму зерен самого пласта и для этого берут ориентированные образцы. Очень важно изучать знаки ряби и косой слоистости также и в карбонатных породах (мергелях и известняках), где их наличие доказывает, что эти породы произошли из карбонатных песков.

В

Рис. 14. Поперечные разрезы знаков ряби. Л—эоловая рябь; Б—речная (течения); В—морская (волновая).

олновая рябь (волноприбойные знаки) имеет почти симметричные гребешки, в плане непрерывные. Обычный тип: гребни округлые, слегка извилистые, картина знаков ряби напоминает пахотное поле. В сторону моря все более симметричные и крупные;на глубине нескольких десятков метров совершенно симметричные, с вогнутыми приостренными гребнями. Не вполне симметричные знаки обращены к суше более крутым склоном гребешков с вогнутыми изгибами;чаще ветвятся в сторону суши. Индекс от 5 до 8, редко до 10;образуются на дне морей и озер под действием волнения на глубине 20—40 м, иногда до 100—200 м.

Систематические измерения знаков ряби могут оконтурить направление линий древнего побережья.

Рис. 15. Поперечные разрезы знаков ряби с различными индексами. А—речная рябь, индекс S; В—эоловая рябь, индекс 14% В—морская рябь, индекс 6% Г—морская рябь, индекс 10. I—длина волны; h—высота (амплитуда).

Крупные, пересекающиеся под прямым углом, наложенные друг на друга знаки ряби характерны для волноприбойной полосы. Ромбические, косо пересекающиеся плоские знаки ряби (напоминающие кору лепидодендронов) -—характерны для склонов берега значительной крутизны.

Рябь течений: прерывистые, сильно изменчивые, нередко исчезающие гребни;в плане— языковидные, черепичатые. В поперечном профиле—несимметричные, с пологим склоном, падающим против течения. Индекс от 5 до 15 и более. Грубые зернышки иногда собираются в желобах. Обычна мелкая рябь с длиной волны в несколько сантиметров;редко крупная рябь с длиной волны до 2,0 м, образующаяся при сильном движении воды. Рябь течений образуется в реках, а при наличии течения—в заливах и на дне моря на разных глубинах, превышающих глубины волновой ряби.

Эоловая рябь крайне редко сохраняется в ископаемом состоянии, отличается значительно более плоским профилем (индекс от 20 до 50). На гребнях скопляются более грубые песчинки, чем в желобах. Поперечный профиль асимметричный, пологий склон падает против ветра. Длина волны—несколько сантиметров, с размером частиц увеличивается, и в очень грубых песках достигает 25 см (см. гл. III ).

Таблица 4

Характерные особенности различных типов конгломератов
(по А. В. Хабакову)


Морской подвижный (зоны прибоя)

Речной дельтовый

Речной равнинный

Речной горный

Силевых выносов

Цемент и заполняющее вещество






1.Количество цемента

Очень мало

Много

Разнообразное чаще много

Чаще мало

Разнообразное

2.Количество заполн. вещества

Очень мало

Очень много

Много

Довольно много

Много

3.Размеры частиц заполн. вещества

Одинаковые в каждом пункте, с постепенными переходами

Хорошая сортировка, мелкие

Разнообразные

Разнообразные в горизонтальных слоях более мелкие, чем в косых

Очень разнообразные

4.Фауна в заполн. веществе

Нет ни на поверхности галек, ни в заполн. веществе

Смешанная, морская и пресноводная, иногда наземная

Пресноводная и наземная

Редкая пресноводная

Нет

Гальки






5. Размеры

Одинаковые

Довольно разнообразные

Разнообразные

Очень разнообразные

Чрезвычайно разнообразные

6. Форма

Хорошо окатанная, реже субангулярная, много уплощенных галек

Хорошо окатанная, реже субангулярная

От хорошо окатанной до угловатой, чаще субангулярная, иногда плоская

Разнообразная, чаще субангулярная иногда плоская

Неокатанная до субангулярной

7. Характер поверхности

Гладкая матовая

Гладкая матовая

Гладкая матовая.редко поцарапаннаяили с загаром

Иногда поцарапанная, редко с загаром

Разнообразная

Особенности пласта






8. Слоистость

Чаще правильная

Чаще правильная

Разнообразная, чаще отчетливая

Ясная, косая, с горизонтальными пачками

Нет

9. Мошность

Может быть постоянной и значительной (десятки м)

Небольшая (до нескольких м)

Небольшая (до нескольких м)

Огромная (сотни м)

Непостоянная, до значительной

10. Нижняя граница

С размывом

Постепенная или резкая

С размывом, неровная (линзовидная)

С значительным размывом, иногда с угловым несогласием

Резкая с размывом

11.Верхняя граница

Постепенная

Разнообразная

Резкая с местными размывами

Постепенная

Разнообразная, чаще резкая

Особенности толщи






12. Слоистость

Хорошая

Отчетливая;косая слоистость дельтового типа (горизонт, слои из более грубогоматериала)

Отчетливая;косая лоистость дельтово-речного типа, иногда эоловая

Хорошая;косая слоистость типа потоков

Разнообразная, часто неясная, неправильная

13. Мощность

Разнообразная, обычно довольно значительная (до нескольких десятков м)

Большая (сотни м)

Небольшая (десятки м)

Чаще очень большая

Весьма непостоянная, до огромной

14.Фациальные переходы

Пески, оолиты, битый ракушник

Пески, глины, угленосные толщи, прнбрежно-морские фации

Пески, глины, известковые туфы

Грубозернистые пески, иногда засоленные глины

Чаще в осадках горноречного комплекса

15.Граница с лежащими ниже породами

Резкая, часто с значительным размывом

Постепенный переход

Неправильная поверхность размыва

Неправильная поверхность, часто с ясным угловым несогласием

Резкая, часто неправильная

Отличие настоящих знаков ряби от плойчатости древних метаморфических свит в том, что последняя захватывает всю толщу пласта, а знаки ряби образуются лишь на его поверхности.

☀   ☀   ☀

21. Конгломераты, галечники и брекчии представляют один из интереснейших объектов наблюдения и дают много материала для выяснения условий отложения свиты;так как эти породы нередко заключают различные полезные ископаемые, то подробное • исследование их имеет также большое практическое значение.

Важнейшие вопросы, которые можно разрешить, изучая эти породы, следующие:

а) Среда, в которой образовались конгломераты. Различают следующие генетические типы: морские, среди которых выделяют подвижные конгломераты зоны прибоя и неподвижные, различного происхождения—вымывания, связанные с деятельностью течений, затопления, образующиеся при быстром опускании суши, и близкие к ним конгломераты обваливания, образующиеся у крутых берегов в результате осыпей, обвалов, прибоя и выноса реками остро угольных обломков;к морским конгломератам можно отнести и ложные конгломераты, состоящие из конкреций. Среди речных конгломератов выделяют дельтовые, равнинных и горных рек. Субаэральные конгломераты включают переходные к брекчиям отложения силевых выносов, пересыхающих рек и озер, и эоловые. Наконец, к конгломератам можно отявСти переходные к брекчиям отложения плавающих льдов, материковых и горных ледников. В инструкции А. В. Хабакова (1932) дана таблица признаков всех этих типов конгломератов;на основании этой таблицы мы составили сокращенную для важнейших их типов (табл. 4), причем из 29 при знаков Хабакова сохранено 15, характеризующих наиболее резко выраженные особенности. Характеристики в этой таблице несколько схематизированы, и в ряде случаев признаки будут недостаточно ясны для точного решения вопроса о генезисе конгломерата;для полного восстановления палеогеографических условий необходимо изучение всей свиты в целом.

Во многих случаях очень важно выяснить, являются ли конгломераты морскими или континентальными. Морские конгломераты указывают на наличие перерывов (регрессии, трансгрессии), на существование сильных течений в мелком море или на быстрое опускание дна и обвалы;по континентальным конгломератам можно судить о существовании энергичного размыва, о характере эрозионной работы, о деятельности ветра и ледников.

Кроме совокупности признаков, указанных в табл. 4, иногда очень интересный материал для определения фаций могут дать косослоистые галечники и конгломераты: в речных и потоковых галечниках преобладает наклон плоских галек вверх по течению, а косая слоистость наклонена вниз по течению;в морских галечниках преобладающий наклон галек совпадает с наклоном косой слоистости (Хабаков).

б) Источник материала, из которого образовалась порода, устанавливают путем петрографического изучения галек, заполняющего вещества (мелкие обломки) и цемента и сравнения его с более древними свитами. Очень часто конгломерат состоит из пород, которые в данном месте в настоящее время уже уничтожены эрозией и представлены в соседних, иногда очень отдаленных участках, или совсем отсутствуют. Поэтому при решении вопроса об источниках сноса, кроме состава пород, надо учитывать и степень окатанности материала. Изучение степени окатанности гальки производится путем различных измерений или визуальным разделением ее на несколько классов, например, на следующие: 1) отсутствие окатанности (угловатая), 2) слабая окатанность (субангулярная), 3) средняя окатанность, 4) сильная окатанность;5) идеальная окатанность. Сравнение окатанности надо производить над породами одинаковой твердости (сопротивление истиранию);наиболее благоприятны для этих исследований кварц, кварциты и кремнистые породы (см. Хабаков, 1932 и статьи А. П. Сигова и А. А. Кухаренко в Бюлл. Ком. по изуч. четв. периода № 9, 1947).

Кроме изучения формы галек, большое значение для вычисления длины переноса имеет определение их средней величины. Определения эти производят для 30—50 галек или замеряя три оси эллипсоида, либо три окружности каждой гальки, или определяя объем всех взятых галек сразу по объему вытесненной ими воды (в ведре с делениями) (Хабаков, 1932).

Вычисление длины переноса гальки дает хорошие результаты в простых случаях—напр., для реки, когда точно установлено, что материал перемывался только этой рекой, но чаще встречаются сложные случаи многократного перемывания галек или сложного передвижения их вдоль морского берега, и решение задачи становится очень трудным.

в) Возраст осадочной свиты. Изучение конгломератов часто дает ценные стратиграфические данные. Для- определения возраста конгломератов, не заключающих окаменелостей, необходимо изучить не только породы кровли и почвы пласта, но и гальку—и выяснить, какие наиболее молодые породы из известных в дан ном районе представлены в гальке: это определит возраст, раньше которого конгломерат не мог образоваться. Наличие галек, заключающих окаменелости, позволяет еще точнее определить возраст конгломерата, а иногда и источники сноса;возраст пород, перекрывающих конгломерат, определяет верхний предел его возраста.

В свою очередь, конгломераты позволяют определить возраст других пород, особенно магматических, и поэтому нужно установить точно петрографический состав гальки, а также и обломков заполняющего вещества. Этим путем выясняют, какие эффузивные породы извергались до образования конгломератов и какие интрузивные породы были подняты к этому времени до поверхности земли и вскрыты эрозией. Особенно ценны такие наблюдения при наличии ряда прослоев конгломератов в изучаемых толщах: по появлению новых пород в гальке более высоких горизонтов можно судить о последовательности извержений или о постепенном размыве горного хребта, при котором все новые осадочные и магматические породы появляются на размываемой поверхности.

г) Динамика среды—направление течений и прибоя—может быть определена по ориентировке продолговатых галек. В большинстве случаев ориентировка гальки конгломератов и галечников вполне закономерна—большая часть галек обращена плоской стороной против преобладающего направления потока или волны;длинные оси галек могут располагаться и вдоль и поперек направления течения потока и, даже, под углом к нему. Положение этой плоской поверхности гальки определяется замером азимута и угла наклона самой длинной оси (А), лежащей в плоскости наибольшего уплощения, и самой короткой оси (С), пронизывающей эту поверхность под прямым углом. Так как' из-за разнообразия формы и размера галек и неровностей дна много галек отклоняется от этого среднего положения-—надо измерить в каждом обнажении положение не менее 100—150 галек размерами от 2 до 15 см.

Точный замер положения гальки в обнажении компасом почти невозможен, и исследования производят путем маркировки галек в поле и последующей обработки их на столике В. Н. Вебера или на галечном гониометре А. В. Хабакова и В. Н. Пашковского. Маркировку легче всего выполнить при помощи рамки с проволочным крестом посредине и отвесиком или уровнем; ее можно сделать из рамки для печатания негативов размера 9x12 см. Рамку прикладывают в вертикальном положении к обнажению;сквозь пересечение нитей смотрят на гальку и параллельно горизонтальной нити на каждой гальке проводят черту карандашом одного цвета, а параллельно вертикальной нити—карандашом другого цвета. На каждой гальке получаются двухцветные значков виде буквы«Г». Азимут стенки обнажения замеряют вправо от наблюдателя;все отмеченные гальки вынимают и укладывают так, чтобы не стерлись пометки. Полученные при измерении величины наносят на стереографическую сетку или группируют в виде диаграмм-роз, которые дают представление о положении галек и о направлении течения (прибоя) (см. Хабаков, 1948). Кроме направления течения реки и прибоя, путем такого замера галек определяют и положение береговой линии: около 60—75% всех удлиненных галек располагаются почти параллельно линии прибоя.

Все эти измерения должны производиться не механически, а сопровождаться изучением всех генетических особенностей данной свиты; только полное комплексное исследование осадочной толщи может помочь восстановить всю сложную палеогеографическую картину прошлого. Детальное изучение конгломератов требует много времени: так, на измерение положения 30—50 галек в разрезе нужно от 3 до 5 часов. Поэтому подобные статистические исследования можно производить лишь при детальных работах. В настоящее время разработана методика изучения состава и формы компонентов более мелкозернистых пород—песчаников, глин, глинистых сланцев и т. п., которая дает возможность еще более полно решать палеогеографические вопросы. Но эти исследования требуют сложной последующей лабораторной обработки образцов (механический и шлиховой анализ, гранулометрическое и микроскопическое изучение) (см. Батурин, 1947;Пустовалов, 1940; Швецов, 1948).

Программа наблюдений. Изучение конгломератов должно дать полный материал для решения всех перечисленных выше вопросов, поэтому необходимо всестороннее изучение пласта конгломерата в целом и каждого из его прослоев (применительно к обычной программе изучения осадочных пород—см. §12—16) и специальное изучение гальки, цемента и заполняющего вещества. В отношении гальки определяют ее форму, объем (размеры), ориентировку и петрографический состав;последний выражают в процентах для каждого типа пород (от всей массы). Учитывают насыщенность или сгруженность галек, т. е. отношение их объема к объему породы;определяют вторичные изменения цемента и галек в различных частях пласта (выветривание и пр.). Описывают все гальки особенных типов—раздавленные, расколотые, потрескавшиеся, разъеденные, с эоловой полировкой, трех- и двухгранники, гальки со следами прикрепления фауны. Характер чередования прослоев, степень сортировки и сгруженности гальки в них и т. п.

Кроме цемента, полезно выделять заполняющее вещество,—относя к последнему песчинки и более крупные обломки, а к цементу—тонкозернистый материал (глинистый, известковый, железистый, кварцевый, туфогенный, кремнекислый и пр.). Надо выяснить форму обломков заполняющего вещества, их размеры, расположение, сортировку, минералогический состав, отношение количества цемента, заполняющего вещества и гальки, состав цемента и пр. (см. подробнее Хабаков, 1932).

Изучение брекчий. Брекчии по своему происхождению чрезвычайно разнообразны—насчитывают до 30 их типов в следующих группах: осадочные (наземные, озерные, морские), поверхностного выветривания, вулканические, тектонические, химические и биогенные. Изучение их производят так же, как изучение конгломератов—-определяют количество, состав, размеры и расположение обломков заполняющего вещества и цемента. В некоторых брекчиях возможны и замеры ориентировки обломков. Результаты наблюдений дают ценный материал для выяснения условий образования как самих брекчий, так и вмещающих их толщ. Данные для диагностики их—см. у Швецова (1948) и Наливкина (1933).

☀   ☀   ☀

22. Прочие особенности текстуры пласта и его поверхности. Наиболее интересно для палеогеографических выводов также изучение следующих явлений:

Ориентировка органических остатков, преимущественно удлиненных,—обломков древесины, 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. Для более крупных окаменелостей надо сделать по 100—150 замеров, для мелких по 200—300. Результаты наносят на круговую полярную диаграмму, и строят обычно розу частот направлений, суммируя число точек в каждом секторе (с углом в 10—15°);длина луча пропорциональна числу точек. Этим путем можно определить направление течения или потока (реки) или, в прибрежной зоне— линию побережья, параллельно которой ориентируются органические остатки. Повидимому, наиболее ценно изучение удлиненных остатков с неравными концами—белемнитов, ортоцератитов, тентакулитов и т. п., у которых раструбы раковин обращены вниз по течению;по этим окаменелостям можно получить однозначное решение.

Истолкование этих диаграмм нужно производить, сопоставляя их с результатами изучения всего комплекса палеогеографических наблюдений.

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 кристаллов льда и соли и пузырьков газа. Все эти знаки дают много материала для суждения об условиях отложения свиты, о биоценозах и древнем климате.

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 и т. п. залеганию, вызывая смещение фаций, местные несогласия, образуя брекчии трения и т. п. Но очень часто можно наблюдать в обнажениях и мелкие подводные оползни, захватывающие пласты в несколько дециметров или метров мощностью. Характерные складки этих оползней резко отличаются от тектонических—они опрокинуты в одну сторону, лежат на ровной поверхности пласта и сверху срезаны ровным пластом (рис. 16). Нанеся направление гребней этих складок и их падения на карту, можно определить направление уклона дна в данном месте и, в большинстве случаев, также и направление побережья.

Изучение современных отложений. Многие особенности условий отложения морских и континентальных осадков удалось выяснить при изучении современных процессов, но остается еще очень много неясных вопросов, и много интересных данных, освещающих структуру древних толщ и палеогеографическую обстановку, может быть получено при внимательном исследовании работы современных рек, озер и морей. В особенности ценные результаты дает исследование галечников и косослоистых серий рек и озер, а также процессов образования современного морского побережья.




 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу