Глава 4. В горах


Глава 4. В горах

При подходе к Копетдагу с запада на поверхности можно видеть отложения акчагыла н апшерона. Здесь, у подножия Копетдага, когда-то проходили береговые линии Каспийского моря. По тем и другим отложениям на протяжении всего нескольких километров можно наблюдать, как глинистые осадки глубоководной части моря сменяются песчано-глинистыми, затем песком, гравием и, наконец, крупным конгломератом.

Горная система Копетдага протягивается примерно на 000 км вдоль южных границ нашей страны, большей своей частью находясь в Иране. Здесь нет высоких гор с ледниками, самая высокая точка 3117 м. Для Конетдага, особенно его северо-западных отрогов, характерны вытянутые гребни, представленные известняками и песчаниками мезозоя. Узкие продольные долины сложены глинами и мергелями палеогена п мела. Они завалены обломками пород, скатившихся с горных гребней. Лишенные растительности отроги гор и ущелья горной каменистой пустыни оставляют ипогда довольно мрачное впечатление. Невольно вспоминаются строки М. Ю. Лермонтова:

Печальный Демон, дух изгнанья,

Летал над грешною землей.

Глубокие ущелья, прорезающие горы, обрывы, многочисленные обнажения горных пород позволяют геологу заглянуть в глубь Земли, представить себе геологическое строение данного участка и отобразить его в геологических документах с инженерной точностью.

Основными геологическими документами служат геологическая карта и иллюстрирующие ее разрезы (иногда говорят — профили). Оставим на время Копетдаг и познакомим читателя с тем, как геолог выполняет такую работу.

Для составления геологической карты необходимо нанести на топографическую основу границы выходов на поверхность пород различного возраста (н различного литологического состава). Прослеживание таких границ н составляет сущность геологического картографирования. Выходы пород разного возраста окрашиваются стандартными присущими им цветами. При горнзонтальнохі залегании пород геологическая карта выглядит очень просто: обширная поверхность закрашена одним цветом. Только по глубоким врезам рельефа показываются узкие полоски более древних пород. Чаще всего породы имеют сложные условия залегания, они смяты в складки и образуют довольно непростые формы.

На земном шаре имеются протяженные зоны, в которых тектонические движения в разное геологическое время проявлялись весьма активно — это так называемые геосинклинали. Здесь скорость перемещения измеряется несколькими сантиметрами в год. Впрочем, иногда происходят катастрофические перемещения, сопровождаемые землетрясениями, при которых размер изменений рельефа за время, измеряемое минутами, может достигнуть нескольких тысяч метров. Большая часть землетрясений происходит без излияния лавы. Вспомним хотя бы разрушительное Ашхабадское землетрясение 1948 г., связанное как раз с перемещением пород в горах Копетдага. Город был практически весь разрушен. В памяти читателя, конечно, сохранилось воспоминание о катастрофическом землетрясении в Мексике, происшедшем в 1980 г.

7 декабря 1988 г. произошло сильное землетрясение (8—9 баллов) в северной части Армении. Почти пол ностью разрушен город Спитак и большинство сел в его районе, очень сильно пострадали города Лепипа-кан, Кнровакан, Степанован. Число жертв измеряется десятками тысяч человек. В спасении людей, заживо погребенных в развалинах зданий, принимали участие специализированные спасательные команды нс только из всех республик нашей страны, но и из многих других стран — США, Франции, Англин, Италии, Израиля.

А вот еще одна из геологических загадок. В 1976 н 1984 гг. произошли катастрофические землетрясения в Узбекистане в районе Газли. Город и все наземные постройки были разрушены почти полностью,

в то время как подземные сооружения (скважины) расположенного здесь газового промысла почти не пострадали. Чем это объяснить? При землетрясении сейсмическая волна из плотной среды переходит в менее плотную, не отражается, а преломляется и идет вдоль поверхности твердой среды. Это II приносит большие разрушения именно на поверхности.

В геосинклиналях, для которых характерен горный рельеф п активная вулканическая деятельность, размах вертикальных движений достигает нескольких километров. В других обширных областях — платформах — тектонические процессы протекают менее активно. Ядром континентов являются щиты — районы внутри платформ, где на поверхность выведены древние метаморфические породы. В пределах щитов пласты, как правило, смяты в сложные складки — это следы тех активных тектонических процессов, которые здесь когда-то проходили.

Причины тектонических движений пока достоверно не установлены. Предполагалось, что Земля сжимается, а образующиеся горы и складки рассматривались как морщины на тонкой земной коре, возникшие вследствие уменьшения объема. Высказывалось также противоположное мнение — Земля расширяется, при этом она разрывает свою внешнюю оболочку, остатки старой коры образуют континенты, а участки новой молодой коры залиты океанами. Предлагалась и «пульсацнон-ная» теория развития Земли. В соответствии с ней Земля попеременно испытывает то расширение, то сжатие. По мнению одних исследователей, причиной всему служит гравитационная неоднородность массы Земли, главным образом мантии. По мнению других — радиоактивность вещества мантии.

В последние десятилетня широкое распространение получила гипотеза тектоники плит, согласно которой литосфера Земли состоит из нескольких жестких плит, способных перемещаться по верхним пластичным слоям мантии (астеносфере). В зонах расхождения (спрединга) плит происходит разрастание литосферы за счет поступающего из недр вещества мантии. В других местах плиты сталкиваются, и одна из них поддвнгается под другую (субдукция), а вещество погружающейся плиты поглощается мантией. В соответствии с этой гипотезой существенного изменения объема Земли в геологической истории не происходит, так как поглощение и сокращен

ние литосферы в одних местах компенсируется ее возрастанием в других. Наибольшая тектоническая активность наблюдается по краям плит, особенно в условиях их столкновений.

Если причины тектонических движений достоверно пока не установлены, то формы их проявления изучены достаточно хорошо. Они бывают очень крупными — континенты и дно океанов, а также очень мелкими — мельчайшие трещины и смятия пород. При тектонических движениях породы сминаются иногда и очень сложные формы без разрыва их сплошности (плинативные дислокации), а иногда они рвутся с образованием многочисленных разрывов и трещин самого различного размера (дизъюнктивные дислокации). Очеиь часто обе формы тектонических структур встречаются совместно. Как же все это отобразить на карте? Для этого нам необходимо познакомиться еще с несколькими геологическими терминами, отражающими условия залегания горных пород.

Каждый пласт, или слой, имеет характерные поверхности, отличающие его от выше или ниже залегающих слоев. Верхняя поверхность называется кровлей пласта, нижняя — подошвой. Кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой именуется толщиной, или мощностью. Обычно в точках замера считают, что верхняя и нижняя границы пласта параллельны, и соответственно его толщина измеряется по линии, перпендикулярной к ним.

Прежде всего геолога интересует, как распространяется изучаемый нм пласт. Если мысленно рассечь одну из его поверхностей горизонтальной плоскостью, то в месте пересечения простирается горизонтальная линия, лежащая на изучаемой поверхности. Если поверхность пласта пересечь несколькими горизонтальными плоскостями через равные промежутки, лежащими на определенной высоте (глубине) от уровня океана, то получится изображение поверхности пласта. Да, совершенно так же, как это делается при построении топографических карт. Только на них изображается видимая поверхность рельефа в горизонталях, а в нашем случае — поверхность пласта, собственно, в таких же горизонталях, но именуются они уже изогипсами. Поверхность пласта, изображенная в изолиниях, называется структурной картой.

В точке наблюдения видимая поверхность пласта

UJPP£/~ 1i ■ _•

Подои/fa оодегиі/мкс

Кр00лл глинin

Иогдршда глигш Гррол/r opr ооя и ке

- Грл щи О о

оластод

Пласт и элементы его залегания

Кровли — верхняя поверхность пласта; подошва —нижняя поверхность пласта, минимальное расстояние между ними — толщина или мощность пласта; простирание — линия пересечения воображаемой горизонтальной плоскости с поверхностью пласта; угол падения — максимальный угол между горизонтальной плоскостью и поверхностью пласта

Горный компас

принимается за плоскость. Как известно из геометрии, ее положение в пространстве может быть определено тремя точками, не лежащими на одной прямой, т. е. прямой линией и одной точкой вне ее или, наконец, двумя пересекающимися прямыми линиями. Вот эти злемоп-тарные геометрические правила используются геологами при построении дологических и структурных карт. В точке наблюдения определяются элементы залегания пласта — его простирание и падение. Под падением (наклоном) пласта понимают максимальный угол между горизонтальной плоскостью и поверхностью пласта. Линия простирания пласта и линия направления падения пласта всегда перпендикулярны друг к другу. В горных районах при достаточно больших наклонах пласта элементы залегания могут быть замерены с помощью горного компаса.

Горный компас имеет некоторые отличия от обычного компаса, которые следует упомянуть. Горний компас всегда укрепляется на прямоугольной пластинке, имеющей короткую и длинную стороны. Длинная сторона совпадает с направлением юг—север (180—0°). С правой стороны имеется зажим, закрепляющий магнитную стрелку. Градусная сетка на компасе нанесена в обратном направлении, т. е. отсчет градусов (азимутов) идет против часовой стрелки. Длинная сторона компаса устанавливается по искомому направлению, а северный конец стрелки сразу указывает азимут направления. Если Вы повернете компас на северо-восток, скажем, на 45°, то конец стрелки укажет именно это направление. Для определения угла падения на компасе имеется отвес — инклинометр.

Замер элементов залегания пласта производится следующим образом. Выбрав на поверхности пласта ровную площадку, прижимают к ней картонку или фанерку для сглаживания мелких шероховатостей. На фанерку устанавливается компас ребром, и его поворачивают до тех пор, пока отвес не покажет максимальный угол. Это н есть угол падения. Положив компас плашмя, в найденном положении очерчивают его две перпендикулярные грани, соответствующие простиранию и направлению падения пласта. Можно производить замер и в несколько ином порядке. Установленный ребром компас поворачивают таким образом, чтобы инклинометр указывал 0°. Тем самым сна-

чала находится линия простирания. Дальнейшие замеры производятся аналогично. Направление, перпендикулярное к простиранию, геологи обычно именуют «вкрест простиранию».

Однажды с небольшим отрядом, состоявшем, помимо меня, из двух студенток-дипломниц МГУ и нескольких рабочих — учеников старших классов средней школы из ближайшего аула, мы ехали на машине к месту полевых работ. Дорога круто поднималась в гору (около 7°) и шла вкрест простиранию пород. У дороги на левой стороне воздымалось большое обнажение высотой около 150—200 м. Его нижняя часть была покрыта осыпью глиняных окатышей. Выше располагались две мощные пачки известняков, разделенные двух-трехметровым прослоем глины и падающие на глаз под углом 45—50°. Я дал студенткам задание замерить как можно точнее толщину и элементы залегания нижней пачки известняка, замеры произвести независимо друг от друга, чтобы их можно было сравнить. Взбираться по крутой глинистой осыпи было очень трудно, люди скатывались вниз, затем снова лезли вверх. Наконец они забрались наверх и стали производить необходимые замеры. Когда счастливые от выполненного трудного задания студентки подошли к тенту, я спросил их:

— Зачем же вы лезли на крутой склон? Посмотрите по дороге вниз. Всего в каких-нибудь 100—150 м от нашего лагеря те же самые породы обнаруживаются у самого полотна дороги. Все необходимые замеры можно было произвести здесь без всякого труда.

Вот замеры, которые мне показали студентки:

Первая студентка Вторая студентка

СВ 46 Z 27°, толщина 31 м СВ 52 Z 31°, толщина 36 м

Вот так задача — замеры разные!

— Что же, девушки, мне записать в полевую книжку?

Одна студентка предложила произвести замеры снова, другая — взять средние цифры. Я же в своей полевой книжке записал:

СВ 52 Z 31°, толщина 31 м.

Обе студентки старались сделать замеры тщательно, но ошибки все же неизбежны. Угол падения — это максимальный угол между горизонтальной плоскостью 7

7 Н. А. Ереиенко

и поверхностью пласта. Если компас при замере угла был слегка наклонен, то он мог показать только меньший угол. Следовательно, замер угла падения и его азимут у второй студентки заслуживают большего доверия. Замер толщины был более верным у первой студентки. Любое отклонение ленты от перпендикулярного положения по отношению к поверхности пласта приводит к направленной ошибке только в большую сторону.



Мир глазами геолога, Еременко Н.А., 1990



Джентльмены удачи смотреть онлайн в хорошем качестве
Ирония судьбы, или с легким паром онлайн в хорошем качестве
Кавказская пленница, или Новые приключения Шурика онлайн в хорошем качестве