3_геотектоника_2016
advertisement
Министерство образования и науки РФ ФГБОУ ВПО ТюмГАСУ Кафедра Геотехники ГЕОЛОГИЯ 84 тематических слайда Автор: ИГАШЕВА С.П., ст. преп. каф. Геотехники 1. Основные понятия геотектоники. 2. Формирование земной коры. 3. Значение тектоники для строительства. 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГЕОТЕКТОНИКИ ГЕОТЕКТОНИКОЙ (от греч. ge - Земля, tektonikos - относящийся к строительству) называется раздел геологии, изучающий строение земных недр, геологические структуры, закономерности их расположения и развития. Земное вещество находится под непрерывным воздействием противоречивых процессов. В одних частях земных недр оно разогревается и поднимается к поверхности, в других областях - охлаждается и погружается глубже в недра. «Перетекание» вещества высвобождает механическую энергию, отголоски этих взрывов достигают земной коры и деформируют еѐ (рисунок 1): Рисунок 1 Деформация земной коры Раздел геотектоники, изучающий состав и строение земной коры, последовательность возникновения и взаимное расположение еѐ элементов называется СТРУКТУРНАЯ ГЕОЛОГИЯ (от лат. «structura» - строение). Выделяют два вида наиболее крупных структурных элементов земной коры (рисунок 2): • платформы (от фр. plat - плоский, forme - форма) – обширные стабильные, жѐсткие, малоподвижные участки земной коры; • геосинклинали (от греч. ge - Земля, syn - вместе, klino - наклоняюсь) – линейно вытянутые, подвижные сочленения платформ. Рисунок 2 Крупнейшие элементы земной коры Платформы и геосинклинали состоят из различных геологических тел – чѐтко ограниченных частей земной коры, сложенных одной горной породой или комплексом пород одинакового происхождения, близких по возрасту. Форма и положение геологических тел в пространстве позволяет выделить • первичные структуры, сохранившиеся со времени образования горных пород, • вторичные - обусловленные последующими деформациями. Первичной структурной формой для многих горных пород является слой (рисунок 3) – геологическое тело плоской формы, ограниченное двумя приблизительно параллельными плоскостями, имеющее большую протяжѐнность и более или менее однородный состав. Рисунок 3 Элементы слоя земной коры Сведения о пространственном расположении слоѐв земной коры необходимы для выбора основания сооружений, для оценки запасов полезных ископаемых и подземных вод и т. д. 2. ФОРМИРОВАНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ Обломки горных пород, частицы песка, пыли, глинистые частицы, растительные и животные остатки переносятся водой или ветром (рисунок 4): Рисунок 4 Накопление осадков Под действием силы тяжести они более или менее равномерно распределяются по поверхности, накапливаются и уплотняются. Так идѐт образование слоѐв земной коры. Если на участке долгое время сохранялась стабильная обстановка, то накопление отложений шло непрерывно. Результатом таких условий является непрерывная последовательность параллельных слоѐв – согласное залегание (рисунок 5): Рисунок 5 Согласное залегание Изменение географических условий на каком-либо участке земной поверхности – смена условий осадконакопления, – является причиной различия в составе, мощности, форме слоѐв. На формирование земной коры оказывают большое влияние различные процессы, которые могут нарушить стабильность обстановки, а значит и согласное залегание слоѐв. Сложные и противоречивые процессы в недрах земли называют тектоническими движениями. Они происходят постоянно, повсеместно и делятся на два типа: а) краевые части платформ испытывают медленные поднятия и опускания обширных участков земной коры. Это ЭПЕЙРОГЕНИЧЕСКИЕ (от греч. epeiros – суша, континент) или колебательные тектонические движения. Они проявляются повсеместно со скоростью от долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Колебательные движения не меняют первоначального залегания слоѐв, но они определяют положение границ суши и моря, формирование рельефа, режим рек. Как только изменяется относительная высота участка, глубина водоѐма, величина поверхностного стока, и другие его особенности, меняется крупность частиц, перемещаемых в пределах участка (рисунок 6): Рисунок 6 Распределение частиц горных пород по крупности в результате сортировки водой Таким образом, по составу отложений, по размеру и форме обломков, по наличию остатков флоры и фауны и ряду других признаков можно восстановить обстановку прошлого. • трансгрéссия – наступание моря на сушу, вызванное опусканием местности. В разрезе при трансгрессии грубые осадки, характерные для континентальных условий, перекрываются более тонкими морскими (рисунок 7): Рисунок 7 Трансгрéссия В настоящее время этот процесс наблюдается на территории Прикаспийской низменности, Балхашской впадины, Кара-Кумов, долин рек Риони и Куры. • регрéссия – отступаение моря в результате подъѐма территории. В разрезе при регрессии тонкие осадки, характерные для морских условий, сменяются более грубыми континентальными (рисунок 8): Рисунок 8 Регрéссия В данный момент поднимаются Кольский полуостров, Кавказ, Тянь-Шань, Памиро-Алтай, Карелия, Восточный Саян, Становóй хребет. Особенно важны данные о современных колебательных движениях для строительства приморских городов, гидротехнических сооружений, мелиоративных систем. Их получают при высокоточных геодезических измерениях (рисунок 9): Рисунок 9 Перемещение береговой линии Перемещение береговой линии порой приводит к тому, что на том или ином участке отлóженные осадки размываются, а новые не накапливаются. В разрезе отсутствуют породы, соответствующие определѐнным периодам времени. Временнóй перерыв среди параллельных горизонтальных слоѐв параллельное несогласие (рисунок 10): Рисунок 10 Параллельное несогласие б) в геосинклинальных областях происходят ОРОГЕНИ'ЧЕСКИЕ (от греч. oros – гора) или горообразовáтельные движения. Их интенсивность и амплитуда весьма значительны, следовательно, они оказывают гораздо бóльшее влияние на залегание слоѐв земной коры. Орогенические движения резко изменяют и усложняют первоначальное залегание слоѐв (рисунок 11): Фото 6. Складчатое залеганиезалегание Рисунок 11 Дислоци'рованное В зависимости от формы, которую принимают слои в результате орогенических движений, выделяют два вида тектонических дислокаций • пликати'вные (склáдчатые) дислокации возникают на участках, где происходили интенсивные тектонические движения, но горные породы смогли сохранить свою сплóшность. Из горизонтального положения они переходят в наклонное или сминаются в складки (рисунки 12-18): Рисунок 12 Склáдчатое залегание МОНОКЛИНÁЛЬ СИНКЛИНÁЛЬ ФЛЕКСУРА АНТИКЛИНÁЛЬ Рисунок 13 Склáдчатые дислокации Рисунок 14 Моноклинáльное залегание Рисунок 15 Флексура Рисунок 16 Синклинáль Рисунок 17 Антиклинáль Рисунок 18 Опрокинутая складка • дизъюнктивные (разрывны'е) нарушения возникают на участках, где тектоническое воздействие превышает предел прочности пород. Образуются очень широкие и глубокие сравнительно прямолинейные трещины (рисунок 19, 20): Рисунок 19 Разлом Сан-Андреас (Калифорния), глубина 25 км. Рисунок 20 Тектонический разлом Разорванные части пластов могут сместиться относительно друг друга, при этом образуются разрывны'е дислокации (рисунок 21), связанные с растяжением (рисунки 22-26) или сжатием земной коры (рисунки 27-31): Рисунок 21 Разрывные дислокации СБРОС ГРÁБЕН СТУПÉНЧАТЫЙ СБРОС Рисунок 22 Разрывные дислокации (растяжение з.к.) Рисунок 23 Сброс Рисунок 24 Ступенчатый сброс Рисунок 25 Озеро Байкал Рисунок 26 Озеро Байкал расположено внутри грáбена СДВИГ ВЗБРОС ВЗБРОС СТУПÉНЧАТЫЙ НÁДВИГ Рисунок 27 Разрывные дислокации (сжатие з.к.) ГОРСТ Рисунок 28 Сдвиг – перемещение в горизонтальной плоскости Рисунок 29 Нáдвиг Рисунок 30 Горст Рисунок 31 Горст 3. ЗНАЧЕНИЕ ТЕКТОНИКИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА Наличие на участке тектонических дислокаций значительно осложняет проведение строительных работ и эксплуатацию сооружений. В неоднородной грунтовой среде их осадка будет неравномерной. Строительство потребует проведения сложных предварительных расчѐтов и дорогостоящего укрепления грунтов (рисунок 32): а) б) Рисунок 32 Малоблагоприятные (а) и неблагоприятные (б) условия для размещения сооружений Для строительных целей наиболее благоприятным является горизонтальное залегание мощных однородных слоев. В таких условиях сооружение получает максимальную устойчивость за счѐт равномерной сжимаемости пластов под его весом (рисунок 33, 34): Рисунок 33 Наиболее благоприятные условия для строительства Рисунок 34 Ненарушенное залегание • склáдчатые дислокации можно узнать на карте по чередованию пѐстрых полос различной формы и ширины (рисунок 35): Рисунок 35 Складчатое залегание • разрывные нарушения (разломы) изображают на карте жирными красными или чѐрными линиями. Чаще всего породы по обе стороны от линии разлома окрашивают в разные цвета, что свидетельствует о различиях в их возрасте (рисунок 36): Рисунок 36 Разрывные дислокации Если дислоцированные древние отложения перекрыты комплексом более поздних слоѐв, такое залегание называют угловым несогласием (рисунок 37): Рисунок 37 Угловóе несогласие В действительности же строение многих участков земной коры бывает очень сложным и требует глубокого тщательного изучения (рисунок 38 - 40): Рисунок 38 Дислоцированное залегание Рисунок 39 Результат орогенических движений Рисунок 40 Упрощѐнная схема основных положений структурной геологии Вопросы для самопроверки: Основные понятия геотектоники. Формирование земной коры. Эпейрогенические (колебательные) движения. Трансгрéссия и регрéссия. Орогенические (горообразовательные) движения. Склáдчатые и разрывны'е дислокáции. Значение тектоники для строительства.
