Структурно-геологическое дешифрирование

МДЗ являются наиболее удобным материалом для проведения структурно-геологического дешифрирования, основанного на теснейшей связи между особенностями рельефа и глубинным строением земной коры и литосферы.

Основные формы рельефа Земли сформированы в неотектонический (олигоцен-четвертичный) этап эволюции планеты, продолжительность которого составляет около 38 млн.лет. Поэтому рельеф служит индикатором новейших и современных тектонических движений, амплитуды которых резко различаются в областях орогенного и платформенного режимов.

Известно, что на КС проявлена интегральная картина разновозрастных и разноглубинных структур.

Рельеф, как индикатор новейших, и в особенности современных тектонических движений имеет большую наглядность, чем тектоническая структура. Метровые, а иногда и дециметровые перемещения вдоль активных тектонических линий быстро отображаются в хорошо заметных формах рельефа, в то же время их выявление в геологической структуре часто затруднительно даже при наземных исследованиях.

Элементы дизъюнктивной тектоники

По мнению некоторых исследователей линеаментный рисунок на снимках создается:

• активно развивающимися разрывными нарушениями разных порядков, как унаследованными, так и новообразованными. Контрастность их проявления на снимках и в рельефе обуславливается интенсивностью новейших тектонических движений;

• не развивающимися на новейшем этапе древними разломами и зонами трещиноватости, которые избирательно разрабатываются процессами денудации, главным образом эрозией. Наиболее уверенно они дешифрируются на снимках геологически открытых районов;

• группа линеаментов соответствующих малоамплитудным разломам и безамплитудные зоны трещиноватости «скрытого» типа, отраженные в элементах тектоники и деталях рельефа. Эти структуры встречаются как в орогенных, так и платформенных областях, но именно в последних значительное их число выявлено с помощью КС. Они могут отражать флексурно-разрывные деформации фундамента и чехла.

Высокая генерализация изображения на мелкомасштабных КС и низкое пространственное разрешение способствует дешифрированию на них крупных глубинных структур.

Разломы фундамента как правило не нарушают четвертичные образования, но над ними образуются зоны трещиноватости, выраженные в ландшафте. Эти зоны влияют на режим подземных вод и проявляются на поверхности в виде смены растительности, размещения и конфигурации озер, болот, речной сети и др. форм рельефа.

Рельефообразующие разломы складчатого фундамента служат границами новейших поднятий и впадин, которые различаются гипсометрией, дробностью эрозионного расчленения и др. особенностями. Гипсометрически повышенные участки с большим эрозионным расчленением отвечают новейшим поднятиям. Низкие, слаборасчлененные – новейшим прогибам. Наиболее чувствительной к тектоническим движениям и экзогенным процессам является водная эрозия. Любые ослабленные зоны, например зоны повышенной трещиноватости, подвергаются эрозии в первую очередь, на них закрепляется гидросеть, и они обнаруживают себя в рельефе в виде эрозионных ложбин разного масштаба.

По особенностям рельефа в крыльях активных разрывов иногда удается восстановить их кинематику. Для активных сбросов характерно развитие аккумулятивного рельефа в опущенном крыле и денудационного в поднятом. При этом неравновесность неотектонического режима компенсируется главным образом, за счет активной аккумуляции в опущенном крыле.

В предгорных районах это обнаруживается по широкому развитию конусов выноса из долин, поперечных тектоническому уступу.

Формирование взбросов не всегда сопровождается образованием уступа в рельефе, т.к. поднятие активного крыла может компенсироваться денудацией.

Выраженность сбросов и взбросов в рельефе в ряде случаев наблюдается только в ступенчатости рельефа, которую легко спутать с денудационной. Тектоническая (разрывная) природа ступенчатости обнаруживается благодаря прямолинейности уступов, разделяющих блоки с разной степенью расчлененности, а иногда и в смене форм рельефа блоков по обе стороны от уступа и по рельефу блоков по обе стороны от уступа и по широкому развитию молодых коллювиальных образований вблизи него.

В отличие от разрывов с крутым заложением сместителей надвиги, особенно пологие, не разрабатываются эрозионной сетью и дешифрируются слабо.

Рельеф зон сдвиговых деформаций отличается наибольшой «узнаваемостью» по поперечному или диагональному смещению элементов рельефа относительно линии сместителя сдвига.

Рельеф новейших локальных поднятий. Его некоторые особенности дешифрируются на КС. Главными из них являются:

1. Специфический рисунок гидросети;

2. Локальные аномалии густоты и глубины расчленения;

3. Локальное появление денудационных поверхностей выравнивания среди аккумулятивных или участков с эрозионным типом рельефа;

4. Аномальная форма элементов рельефа, имеющих «правильные» очертания.

Транзитные водотоки, пересекающие локальные поднятия, обычно резко уменьшают меандирование, спрямляют русло и сужают долину.

Для энергично растущих поднятий, характерно обтекание их транзитным водотокам, причем обтекание может быть односторонним и двусторонним, с бифуркацией русла перед поднятием и слиянием протоков после него. Часто на КС удается наблюдать последовательные стадии латерального смещения долин рек, от которых остаются высохшие русла или фрагменты линейных понижений.

Если рост поднятий происходит медленно, то транзитные водотоки успевают в них врезаться. Такие поднятия выявляются по локальным увеличениям глубины долины.

Очень наглядно локальные поднятия выявляются по аномалиям густоты и глубины эрозионного расчленения, связанного с местной (не транзитной) эрозионной сетью. Эти аномалии в пределах поднятий более интенсивны, причем увеличение густоты расчленения связано со сменой аккумулятивного рельефа на денудационный в районе поднятия, с выходом на земную поверхность коренных пород, обычно более трешиноватых, чем четвертичные осадки и со значительной раздробленностью купольных частей развивающихся антиклинальных поднятий.

Локальные новейшие структуры дешифрируются по концентрическому распределению растительности, обусловленному характером увлажнения, появлением незакрепленных песков, распределением карстовых, термокарстовых и суффозионных просадок и др. дешифровочными признаками.

Наиболее чуткими индикаторами малейших изменений земной поверхности и движений по разрывам как уже отмечалось, служат водотоки. Центробежное и концентрическое развитие эрозионной сети (особенно мелких эмбриональных форм – потяжин, промоин), оживление эрозионной деятельности, появление новых врезов в днищах балок и оврагов, увеличение густоты эрозионного расчленения относятся к признакам развивающихся положительных структур. При пересечении поднятий водными потоками происходит также увеличение числа террас, их высот, появление висячих долин или наличие сухих брошенных русел, крутых перекатов, уменьшение извилистости русла основной долины. По этим и др. геоиндикаторам можно оконтурить растущую антиклиналь при общей невыраженности ее в рельефе.

Все сказанное выше касается дешифровочных признаков новейших и современных поднятий. Однако, опыт работ производственных организаций и некоторые методические приемы, разработанные ими, позволили путем дешифрирования материалов МДЗ выявить большое число локальных поднятий на глубинах 1.5-2.0 и более км в осадочном чехле платформенных областей. Дешифровочные признаки их те же, что и для новейших поднятий. Механизм проявления погребенных поднятий на земной поверхности до сих пор не разработан. Одним из вариантов такого механизма может быть следующим.

Если в осадочном чехле или на поверхности фундамента имеется какая-то неоднородность, а именно выступ в фундаменте, песчаная линза, биогермная постройка и т.д., то в процессе седиментации они перекрываются осадками и со временем образуется структура облекания.

Формирование осадочного чехла на платформах, как правило, имеет несколько перерывов в осадконакоплении. Во время каждого перерыва сформированная ранее структура облекания, оказывалась на поверхности, подвергалась процессу эрозии, причем наиболее ослабленными (трещиноватыми) зонами, являлись зоны перегиба пластов, оконтуривающие, структуру облекания в ее подошве по нижней замкнутой изогипсе и ее апикальная часть. Происходит процесс «препаривания» структуры, она проявляется в рельефе в виде поднятия. Экспериментально доказано, что если наклон крыльев структуры всего первые градусы, то степень трещиноватости по нижней оконтуривающей изогипсе выше, чем на ее крыльях.

Учитывая длительность перерывов осадконакопления, структура успевает «закончить» процесс перепаривания. Чем длительнее перерыв в осадконакоплении, тем лучше будет проявлена структура в рельефе в виде поднятия. Вторым, и неприменным, условием проявления структуры в ландшафте является подъем территории.

Таким образом, в основе передачи информации о погребенных структурах на дневную поверхность лежат вертикальные колебательные движения земной коры, непрерывные и знакопеременные. Элементы погребенных структур прорабатываются снизу вверх. С этих позиций на земной поверхности проявляются геологические объекты любого порядка, с любой глубины, в любом сочетании и любой амплитуды.

Исследуя механизм трансляции на поверхность информации о погребенных геологических объектах в районах Предкавказья, Л.Н.Шалаев и др. пришли к следующим выводам:

• объекты второго и третьего структурных этажей проявляются на поверхности Земли практически точно над собой;

• на прямую вертикальную передачу информации об объекте не влияет частичное перекрытие объектов, расположенных на разных структурных этажах;

• перекрытие объектов порождает суммирование индикаторов на том же участке;

• зоны разрывных нарушений хорошо сопоставляются с зоной высших градиентов скоростей современных вертикальных движений земной коры;

• интенсивность проявления геологических объектов нарастает в зоне максимальной подвижности территории;

• увеличение возраста рельефа способствует росту контрастности отображения.

Методика проведения струкутрно-геологического дешифрирования полностью совпадает с методикой выполнения геологического дешифрирования, т.е. соблюдается этапность, подчиняющаяся принципу от общего к частному. Результативными материалами являются структурно-геолгические карты и схемы масштаба 1:50000, на которых представлены элементы разрывной тектоники разных порядков и контуры погребенных локальных поднятий. До сих пор является проблемой определение глубины залегания этих структур.

Наибольший эффект результаты структурно-геологического дешифрирования приносят в нефтепоисковой геологии, где они, комплексируясь с результатами сейсмических работ, служат основой для постановки бурения на наиболее перспективных поднятиях.