Геологическое картирование с основами структурной геологии

Государственный комитет Российской Федерации по рыболовству

ФГОУВПО «Мурманский государственный технический университет»

В.И. Пожиленко

Геологическое картирование с основами структурной геологии

(учебное пособие)

Мурманск

2008

Печатается по постановлению ……….

УДК 55+502

Пожиленко Владимир Иванович

кандидат геолого-минералогических наук, профессор кафедры геологии и полезных ископаемых Мурманского государственного технического университета, зав. лабораторией региональной геологии Геологического института Кольского НЦ РАН

Учебное пособие рассмотрено и одобрено кафедрой          , протокол №      

Рецензенты:

Ф.П.Митрофанов, доктор геол.-мин. наук, академик РАН, профессор МГТУ, зав. кафедрой геологии и полезных ископаемых Апатитского филиала Мурманского государственного университета

В.П.Петров, доктор геол.-мин. наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор кафедры экологии Кольского филиала Петрозаводского государственного университета,

В учебном пособии изложены современные данные и представления о формах залегания горных пород в земной коре, их происхождении и соотношении во времени и пространстве. Описаны ненарушенные и нарушенные формы залегания осадочных пород, формы залегания вулканогенных, интрузивных и метаморфических пород и правила изучения и геологического картирования их. Рассмотрены структуры, образующиеся в результате складчатых и разрывных деформаций. Охарактеризована вертикальная неоднородность Земли, горизонтальная неоднородность земной коры и основные структуры континентальной и океанической коры, а также переходных зон. Приведены главные принципы проведения геологического изучения и картирования земной поверхности и составления геологических карт и отчётных материалов.

Книга рекомендована в качестве учебного и методического пособия для студентов геологических и естественнонаучных специальностей.

Редактор

Корректор

© Пожиленко В.И., 2008

© Мурманский государственный технический университет, 2008

20

Оглавление

Стр

20

ВВЕДЕНИЕ

Краткая история развития геологического картирования

Элементы геологического картирования появились в древних цивилизациях со времени развития старинных промыслов по добыче соли, ломки строительного камня добычи ценных минеральных красок, поисков и разработки медных и железных руд и т.д. Знания элементов геологического картирования накапливались «рудознатцами» и передавались из поколения в поколение, но письменные подтверждения их наличия встречаются крайне редко.

В России элементы геологического картирования имелись в горном деле также с давних пор. Но целенаправленное развитие поискового дела с некоторыми элементами научной системы наблюдений, способствующих развитию отраслей горного дела, началось на Руси с 1584 г. Тогда в Московском государстве был учрежден «Государев приказ каменных дел», в который входили специальные «дозорные» и «мерщики», осуществлявшие поиски и разведку месторождений строительного камня. В письменных инструкциях тех времен уже содержались сведения о методике поисков рудных жил и о картировании (прослеживании по падению и простиранию) их с применением компаса.

Начало следующего важного этапа в развитии прикладного геологического картирования связано с созданием Петром I осенью 1700 г. «Приказа рудокопных дел», который занимался поисками, разведкой и эксплуатацией месторождений полезных ископаемых. Потребность в развитии горного дела и поисках большого количества новых руд была вызвана необходимостью создания хорошо вооруженной армии. К середине восемнадцатого столетия были открыты богатые месторождения железа и меди на Урале, серебра и свинца на Алтае и в Забайкалье, каменного угля в Донбассе и т.д. Развитие отечественного геологического картирования в России в этот период связано с именем М.В.Ломоносова. Он обобщил разносторонний материал по методике поисков месторождений полезных ископаемых и по прикладному геологическому картированию в своих трактатах «О слоях земных», «О рудных местах и жилах и прииске их» и др., в которых первым в России положил начало науке о строении земной коры (тектонике), о структурной геологии и геологическом картировании.

В период начала второй половины XVIII века экспедиционными работами была охвачена огромная территория России – Крым, часть Кавказа, Прикаспийские районы, Северный Казахстан, Южный Урал, Алтай, Прибайкалье, многие районы Сибири, Камчатка. Большое количество академических экспедиций было проведено и в сопредельных с Россией юго-восточных странах. В них принимали самое активное участие русские ученые – И.И. Лепехин, П.Я. Озерцовский, Н.П. Рычков, П.С. Паллас, С.Г. Гмелин и многие другие. Собранный во время экспедиций материал и наблюдения сводились в обзорные, мелкомасштабные, а иногда и в крупномасштабные и детальные «чертежи» и «геогностические», геолого-петрографические и др. карты, на которых изображались разные типы пород, элементы их залегания, положение рудников, рудных тел и разных полезных ископаемых.

Дальнейшему развитию горного дела и геокартирования способствовали горные училища, основанные в г. Олонце, в г. Кунгуре и Уктасе на Урале и в г. Барнауле на Алтае, а также открытое в 1774 г. в Петербурге Высшеее горное училище, позднее преобразованное в Горный кадетский корпус, а затем - в Горный институт.

Первая из известных карт (по Б.П.Высоцкому), на которой изображено в условных знаках распространение горных пород и минералов, была составлена Кулоном во Франции в 1644 г. Англичанин Листер в 1684 г. предложил обозначать на картах разновидности пород различными цветами. В Англии в 1743 г. Пакс составил карту, на которой распространенные горные породы были обозначены цветом и буквенными обозначениями, с приложением объяснения условных обозначений. В том же году француз Геттер издал мелкомасштабную «геогностическую» карту Франции, Англии и Германии с отображением на ней разновидностей горных пород, руд и минеральных источников. В России (если не принимать во внимание старинные «чертежи» и планы рудных участков) одной из первых геологических карт является рукописная «геогностическая» (геолого-петрографическая) карта Восточного Забайкалья (м-б ≈ 1:120000), составленная в конце XVIII века Дорофеем Лебедевым и Михаилом Ивановым.

Настоящие геологические карты, составленные на основах стратиграфии, стали появляться лишь в начале XIX века. В основу стратиграфии были положены разработанные к этому времени следующие принципы: 1 – принцип последовательности образования геологических тел (принцип Н.Стенона, 1669 г.); 2 – принцип биостратиграфического расчленения и корреляции (принцип У.Смита, 1816 г.); 3 – принцип фациальной дифференциации одновозрастных отложений (принцип А.Гресли, 1838 г. - Э.Реневье, 1884 г); 4 – принцип актуализма (принцип Ч.Лайеля, 1830-1833 гг.); 5 – принцип неполной стратиграфической и палеонтологической летописи (принцип Ч.Дарвина, 1859 г.); 6 - принцип необратимости геологической и биологической эволюции (закон Ч.Дарвина, 1859 г.; закон Л.Долло, 1893 г.); 7 - принцип палеонтологической сукцессии (принцип Жиро Сулави, 1780 г.;  или У.Смита, 1816 г.). Позднее, при стратификации стал применяться еще принцип возрастной миграции граничных поверхностей супракрустальных геологических тел (принцип Н.А.Головкинского, 1868 г; за рубежом он стал известен как закон И.Вальтера).

Активизировались работы по геологическому изучению России с образованием «Минералогического общества» (1817 г.), «Ученого комитета военного корпуса горных инженеров» (1825 г.) и «Географического общества» (1845 г.). В «Горном журнале» систематически публиковались геологические карты и новые материалы по геологии России. Это – «Петрографическая карта Донецкого кряжа …» Е.Ковалевского, «Геогностическая карта части Бахмутского уезда» Иваницкого, «Геогностическая карта части Славяносербского уезда в Донбассе» Анисимова и мн.др. работы. В 1841 г. Г.П. Гельмерсен, возглавлявший Ученый комитет горных инженеров, опубликовал «Генеральную карту горных формаций России», построенную на принципах стратиграфии. Но на ней еще было много белых пятен и неточностей. В 1840-45 гг. английский геолог Р.И.Мурчисон, французский палеонтолог Э.Вернейль и русский геолог А.А.Кайзерлинг обобщили многочисленные фактические материалы по геологии европейской части России и составили «Обзорную геологическую карту Европейской России» в м-бе 140 верст в дюйме. В 1845 г. I-ый том этой работы был опубликован на английском, а II-ой том – на французском. В 1846 г. А.Д.Озерский перевел эту работу на русский язык, сделал дополнения и изменения, а также примечания с указанием на главнейшие русские первоисточники, чего, к сожалению, не было сделано ранее Р.И.Мурчисоном.

Последующие 3-4 десятилетия можно назвать «эпохой печатных карт». В это время начинается выпуск военных трехверстных топографических карт западной части России и ряда других районов, создаются инструкции по геокартированию, публикуются – «Геогностическая карта южной части Уральского хребта» Меглицкого и Антипова, «Геогностическая карта Кузнецкого каменноугольного бассейна» Бояршинова, по Донбассу карты Носовых, а позднее и карты Л.И. Лутугина. Наряду с созданием геогностических карт, которые с 1860 г. по инициативе Г.П. Гельмерсена стали называться геологическими, геологические исследования и публикации по их результатам имели, в основном, теоретическую направленность – разрабатывались вопросы фаций и формаций, стратиграфии, тектоники, методические вопросы прикладного и теоретического характера.

Новым толчком в развитии геологического картирование послужило создание в 1875 г. Международного геологического конгресса и в 1882 г. – Геологического комитета России. На первой сессии конгресса в 1878 г. были поставлены конкурсные вопросы по геологическому картированию: о единой номенклатуре обозначений разных толщ и единой системе знаков для геологических карт; о значении ископаемой фауны для разграничения геологических систем; о возможности разграничения пород по их литологическому составу; об установлении стратиграфических схем; о способах обозначения на геологических картах сдвигов и жил. На второй сессии в 1881 г. была принята универсальная система условных обозначений А.П. Карпинского и предложения по унификации стратиграфических подразделений от русского комитета, возглавляемого А.А. Иностранцевым, а также было принято решение о создании Геологической карты Европы в м-бе 1:2500000. А Геологический комитет России, который возглавил в 1885 г. А.П. Карпинский, начал работу по составлению 170 листов «Общей десятиверстной карты Европейской России» и руководство по составлению разномасштабных геологических карт. Были составлены геологические карты: Л.И. Лутугиным и П.И. Степановым по Донбассу; Е.С. Федоровым по Северному Уралу; И.В. Мушкетовым и Г.Д. Романовским по Туркестану; А.П. Карпинским по Западному Уралу и по Европейской России; А.Д. Архангельским по Поволжью, Заволжью и по Европейской России; И.М. Губкиным по Северному Кавказу; Н.И.Лебедевым по Кавказу; Н. Йос по Закавказью; Д.В. Голубятниковым по Апшеронскому полуострову; В.А. Обручевым по Средней Азии и по Восточной Сибири; и т.д. В результате работы Геолкома, в составе которого было всего 26 человек, к 1917 г. геологической съёмкой всех масштабов было покрыто около 10% общей площади России, а съёмки масштаба 1:200000 и крупнее составляли всего лишь около 0.45%.

После революции Геолком был реорганизован сначала в Главное геологоразведочное управление при ВСНХ, а затем в Комитет по делам геологии при Совнаркоме СССР. Были составлены геологические карты по Уралу, Кавказу, Якутии, Средней Азии. С 1933 г. начинается систематическое составление обзорных геологических карт для крупных регионов СССР. Только в 1933 г. было составлено более 30 карт – геологические карты Кольского п-ва и Карелии, Казахстана, Европейской части СССР и др., в 1934 г. карты Армянской ССР, Киргизской ССР, Западного Саяна, в 1935 г. – картаУкраины и т.д. На XYII сессии Международного геологического конгресса в 1937 г. в г. Москве экспонировалась «Геологическая карта СССР» м-ба 1:5000000 (ред. Д.В.Наливкин). Наиболее выдающиеся российские исследователи этого времени – А.Д.Архангельский, В.Н.Вебер, В.А.Обручев, Д.С.Белянкин, Н.С.Шатский, И.М.Губкин, Д.В.Наливкин, В.И.Вернадский, А.А.Полканов, П.М.Леонтовский и мн. другие.