Геологическая практика

Тальковые породы

Тальковые породы образовались в районе Екатеринбурга в результате метомарфизации змеевиков. Они встречаются в виде линз среди зеленых сланцев в восточной половине города.

Тальковые породы плотные, сланцевые, жирные на ощупь, цвет. При процессах  выветривания образуются пустоты.

При наличии серпентина в  породе, возможны переходы через талько – серпентино – карбонатные породы к слабо тальковым и карбонатизированным сернтинам.

3.3 Тектоника

Геологическая карта Урала  отчетливо показывает зональность  его структур. На огромном протяжении полосами меридионально протягиваются породы разного возраста, состава и происхождения. С запада на восток выделяют шесть сменяющих одна другую полос, причем западные полосы прослеживаются на всем протяжении хребта, восточные наблюдаются лишь в средних и южных областях Восточного склона, так как в северных районах палеозойские породы перекрыты мезозойскими, палеогеновыми и неогеновыми осадками Западно-Сибирской низменности.

В сложении первой полосы участвуют  нормально осадочные пермские, каменноугольные  и девонские отложения, прослеживающиеся на всем протяжении Урала и равномерно сменяющие друг друга с запада на восток. Весьма резко по характеру  расположения пород выделяется часть  Западного склона на широте Уфимского  плато. Здесь из разреза нередко  выпадает частично или полностью  вся толща каменноугольных отложений, а местами и девонских; в таких  случаях пермские породы приведены  в непосредственный контакт то с  нижнекаменноугольными, то с девонскими, то с силурийскими отложениями.

Вторая полоса морфологически составляет осевую часть хребта и  сложена кварцитами, кристаллическими сланцами, вообще сильно метаморфизованными нижнепалеозойскими и докембрийскими формациями. Против Уфимского плато  породы второй полосы выклиниваются  на довольно значительном протяжении.

Третья полоса принадлежит  уже Восточному склону и нацело состоит  из измененных вулканогенных накоплений, в которые внедрены крупные тела габбро-пироксенито-дунитовых интрузий. Они лежат вдоль восточной границы кристаллических сланцев второй полосы на Северном и Среднем Урале; на Южном Урале имеются многочисленные, но мелкие массивы змеевиков иногда с сохранившимися среди них перидотитами. Петрографически, однако, эти образования не являются тождественными габбро-перидотито-дунитовым интрузиям. Четвертичная полоса лежит в пределах эффузивных пород и туфов преимущественно основной магмы от силура до нижнего карбона включительно. Среди них в резко подчиненном количестве залегают осадочные морские накопления. Все эти образования сильно дислоцированы и превращены в сланцы и зеленокаменные толщи.

Пятая полоса представлена гранито-гнейсовыми массивами верхнепалеозойских интрузий, в восточных частях перекрываемых третичными отложениями.

Шестая полоса сложена  сильно метаморфизованными, дислоцированными средне- и верхнепалеозойскими образованиями, в нижней части вулканогенными, в  верхней — нормально осадочными. Их прорезают интрузивные породы разнообразного состава. Обнажения по речным долинам Восточного склона Южного Урала показывают, что породы шестой полосы постепенно погружаются в направлении с запада на восток в область современной Западно-Сибирской низменности.

По границам полос развиты  большие надвиги.

А. Д. Архангельский в свое время сделал заключение, что первая полоса — моноклиналь; вторая, третья и пятая полосы структурно представляют огромные антиклинории; четвертая и, возможно, шестая имеют вид крупных синклинальных прогибов.

В настоящее время предлагается такое тектоническое строение Урала. К востоку от Предуральского краевого прогиба следуют: Башкирский антиклинорий, Зилаир-ский синклинорий, Центрально-Уральский антиклинорий, Магнитогорский синклинорий и продолжающий его к северу Нижнетагильский синклинорий, антиклинальная зона гранитных интрузий, Восточно-Уральский синклинорий, Зауральский антиклинорий. Восточнее складчатые структуры Урала погружаются под мезозойские и кайнозойские отложения Западно-Сибирской низменности.

Общее простирание структур Урала меридиональное или близкое  ему. Башкирский антиклинорий слагают породы нижнего палеозоя; силур и нижний девон отсутствуют. Несмотря на высокий возраст пород, для них характерен слабый метаморфизм. Простирание складок в южных частях почти меридиональное, в северных отклоняется к востоку. Здесь направление складок зависит от конфигурации восточного края Русской платформы.

Между Башкирским и Центрально-Уральским антиклинориями лежит Зилаирский синклинорий. На юге Западного Урала он обходит Башкирский антиклинорий и становится там западной окраиной Урала. Подобно этому на севере около 51° с. ш. замыкается Зилаирский синклинорий и там краевой зоной Урала делается Центрально-Уральский антиклинорий. Зилаирский синклинорий сложен породами от нижнего палеозоя до турнейских включительно. Явно видно различие напряжений и размытой складчатости нижнего комплекса и спокойной верхнего, начиная от верхнедевонских отложений.

Резкое тектоническое  различие Западного и Восточного Урала намечено еще Ф. Н. Чернышевым и А. П. Карпинским.

Тип покровных структур реально  существует, вероятно, только на широте Уфимского плато. Геологическое  изучение Урала, проведенное Е. А. Кузнецовым, в поперечном направлении по хорошо обнаженной местности вдоль р. Чусовой, с запада от станции Кузино к Билимбаю, вскрыло здесь явления крупных  надвиговых структур.

На всем протяжении Урала  прослеживается огромная структура  — Центрально-Уральский антиклинорий, который от Среднего Урала и до Полярного включительно является краевой складчатой зоной. Слагают антиклинорий осадочные, магматические и метаморфические докембрийские и нижнепалеозойские породы. В западной части на их размытых интенсивных складках несогласно лежат более молодые толщи вплоть до пермских.

Магнитогорский и Нижнетагильский синклинорий принадлежат уже Восточному склону Урала и построены они в основном среднепалеозойскими, особенно вулканогенными накоплениями, претерпевшими в связи с дислоцированностью зеленокаменное перерождение. Установлено три вулканических цикла: 1) силур— нижнедевонский; 2) среднедевон-ский — верхнедевонский; 3) нижнекаменноугольный.

Восточнее лишь в южной  части Урала расположена антиклинальная зона гранитных интрузий (от 59° с. ш. и кончая Мугоджа-рами). Это зона громадных гранитоидных массивов, таких, как Салдинский, Мурзинский, Верх-Исетский, Челябинский, Троицкий, Джебык-Карагайский. Основные и ультраосновные породы здесь имеют резко подчиненное значение. Теперь считают, что в пределах данной структуры широко распространены сильно дислоцированные нижнепалеозойские и допалеозойские породы.

К северу от 58° до 51° с. ш. находится Восточно-Уральский синклинорий с преобладающими среднепалеозойскими образованиями при наличии среднекаменноугольных, возможно и моложе, и верхнетриасовых угленосных накоплений Челябинского типа. Складки опрокинуты на восток. Много интрузивных залежей. Зауральский антиклинорий в Южном Урале является краевой восточной структурой, образованной древними породами. Соотношения между северными частями Урала и складчатыми областями Пай-Хой и Вайгач — Новая Земля пока не выяснены. Указывают, что севернее Константинова Камня по западному берегу оз. Большой Осовей почти до берега Карского моря протягивается надвиг. Лежащие вдоль него в основании силура спилиты и диабазы соприкасаются с породами верхнего палеозоя Пай-Хоя. Есть сведения о тесной структурной и фациальной связи Пай-Хоя и Вайгача, Новой Земли и Печорского бассейна. Предполагают также, что прямым продолжением складчатой полосы Северного Урала на восток являются северная часть п-ова Таймыр и о. Северная Земля. Геологический профиль по линии Бисерть — Богданович на широте Уфимского плато может хорошо показать значение последнего в формировании структур Урала. Здесь толщи обоих склонов сильно редуцированы. Западная полоса характеризуется чешуйчатой складчатостью с резкими крутыми надвигами, особенно между палеозоем и метаморфической свитой. Северо-западный сдвиг сузил зеленокаменную полосу до ничтожно малых размеров. Как и в предыдущем профиле, между зеленокаменной полосой и Свердловском расположен большой Верх-Исет-ский массив. Первыми интрудировали здесь основные породы; по их следам внедрялись плагиограниты и граниты нормального состава.

Для характеристики тектоники  Южного Урала воспользуемся данными  А. А. Богданова. На Западном склоне он выделяет следующие основные структурные элементы: антиклинорий Урал-Тау и Башкирский, разделенные Зилаирский синклинорием, южная часть которого осложнена Сакмарским антиклинорием; зону глыбовых нарушений, обрамляющую Башкирский антиклинорий; ряд линейных складок Оренбургско-Актюбинского Приуралья, расположенных на Сакмарской флексуре; зону сложных складчатых структур Восточного склона Урала, примыкающих с востока к антиклинорию Урал-Тау.

Построенные А. А. Богдановым схематизированные разрезы отчетливо  показывают два структурных яруса. Нижний состоит из сложно-складчатых додевонских толщ и представляет геосинклинальные каледониды; верхний построен породами девона, карбона и перми, несогласно перекрывающими каледониды; здесь породы собраны в спокойные пологие складки, а на западе, в области Русской платформы, они принимают горизонтальное залегание. Подобное двухъярусное строение прослеживается по всему Западному склону Урала, представляющему, следовательно, каледонское сооружение, несогласно перекрытое герцинскими структурами постгеосинклинальной природы.

Восточный склон на всем протяжении является типичной эвгеосинклинальной структурой герцинского тектогенеза, разбитой сбросами на горсты и грабены. В последних на размытой поверхности герцинид лежат мезозойские и кайнозойские континентальные накопления, создающие второй структурный ярус из слабо нарушенных пластов.

К востоку от Златоуста  выделяются: 1) западная зеленокаменная зона, протягивающаяся к западу от г. Миасса; 2) центральная зона змеевиков, гранитов и кремнистых сланцев карбона — от Миасса до ст. Полетаево и 3) восточная зона зеленокаменных пород и гранитов — от ст. Полетаево до г. Челябинска.

В пределах западной зеленокаменной полосы на Восточном склоне Южного Урала развиты складки, опрокинутые  и надвинутые на запад на докембрийские  кристаллические сланцы окрестностей Златоуста. В ядрах складок лежат  змеевики, иитрудированные габбро и диоритами. Наиболее древними породами складок являются силурийские и нижнедевонские диабазы и пироксенитовые порфириты, сопровождающиеся туфами, кремнистыми сланцами и яшмами. Выше их сменяют среднедевонские эффузивные альбитофиры, кварцево-плагиоклазовые и пироксеновые порфириты и конгломераты с гальками предыдущих габбро и диоритов. Еще выше в разрезе наблюдается мощная верхнедевонская толща кремнистых сланцев, перекрытых граувакками. Их покрывают визейские известняки. Центральная зона змеевиков на всем протяжении интенсивно дислоцирована; в ней наблюдаются сохранившиеся полосы пироксеновых порфиритов и их туфов девонского возраста. К этой зоне принадлежит герцинский гранито-гнейсовый массив Ильменских гор, с которыми связаны миаскиты — щелочные граниты.

Восточная зеленокаменная зона слагает широкие площади к  западу от г. Челябинска. Здесь интенсивно дислоцированы диабазы, пироксен-плагиоклазовые порфириты, туфы, туффиты с подчиненными им кремнистыми сланцами и красными яшмами. Эти породы в период от силура до среднего девона были прорваны габбро, позже гранодиоритами и гранитами. Последние катаклазированы и превращены в гранито-гнейсы. С внедрением гранитной магмы были связаны гидротермальные растворы, вызвавшие образование мышьяковых, вольфрамовых и золотых месторождений.

Выполненные за последние  годы разносторонние геолого-геофизические  исследования на территории Южного Урала  и прилежащей восточной окраины  Русской платформы по-новому осветили строение глубоких областей земной коры. Оказалось возможным в пределах Уральской складчатой области выделить две зоны: внешнюю и внутреннюю.

Внешняя занимает большую  часть западного склона Южного и  Среднего Урала и характеризуется  такими же магнитными и гравита-циоными аномалиями, какие обнаружены на прилежащих частях Русской платформы и в Предуральском краевом прогибе.

Внутренняя зона охватывает весь склон Урала со своими магнитными и гравитационными свойствами, отражающими  особенности глубинного строения.

Магнитные и гравитационные аномалии во внешней зоне могут быть истолкованы в том смысле, что  кристаллический фундамент в  области западного склона Урала  резко погружается до 11 —16 км вместо 4—6 км под Русской платформой. Сейсмические данные обнаружили в этом же Западном склоне меньшее погружение базальтового и перидотитового «слоев». Это противоречие объясняется уменьшением до 7—10 км мощности гранитного «слоя» в пределах Западного склона и Предуральского прогиба.

Переход от внешней к внутренней зоне, как указывает Ф. И. Хатьянов (1963), выражен полосой высоких  градиентов осредненных аномалий силы тяжести. Она как бы разделяет  Западно-Уральский гравитационный минимум от Восточно-Уральского максимума. Здесь базальтовый «слой» поднимается на 6—10 км, а гранитный — значительно утончается, так что земная кора приближается к океаническому типу. В этой полосе возможно ожидать глубинный разлом, являющийся восточной границей кристаллического субстрата Русской платформы, которая, следовательно, лежит в основании Западного склона Урала (внешняя зона). Ф. И. Хатьянов высказывает предположение, что, вследствие такого строения Западного склона, он структурно ближе к платформе. Он предлагает даже название — складчатая платформенная зона. Подлинной геосинклиналью является Восточный Урал с его мощным магматизмом, напряженной складчатостью и сильным метаморфизмом.

Циклы и фазы тектогенеза. Строение Урала складывалось в течение чрезвычайно большого отрезка времени под воздействием салаирского, каледонского, герцинского, киммерийского и альпийского циклов тектогенеза. Важнейшими при этом оказались палеозойские циклы, создавшие огромное сложноскладчатое Уральское сооружение; мезозойские и кайнозойские циклы проявились в виде разломов и многократных глыбовых движений; они не изменили основного складчатого строения и формировали лишь внешний геоморфологический облик Урала. Резкое различие в степени метаморфизма нижнепалеозойских толщ и лежащих под ними кристаллических сланцев и кварцитов указывает на существование в разных частях Урала изолированных полей докембрийских пород. Постепенный переход этих пород к породам нижнего палеозоя теперь отрицается большинством исследователей.