Глава 4. В горах

При підході до Копетдаг із заходу на поверхні можна бачити відкладення акчагила н Апшерону. Тут, біля підніжжя Копетдага, колись проходили берегові лінії Каспійського моря. За тим і іншим відкладенням протягом всього декількох кілометрів можна спостерігати, як глинисті опади глибоководній частині моря змінюються піщано-глинистими, потім піском, гравієм і, нарешті, великим конгломератом.

Гірська система Копетдага простягається приблизно на 000 км уздовж південних кордонів нашої країни, більшою своєю частиною перебуваючи в Ірані. Тут немає високих гір з льодовиками, найвища точка 3117 м. Для Конетдага, особливо його північно-західних відрогів, характерні витягнуті гребені, представлені вапняками і пісковиками мезозою. Вузькі поздовжні долини складені глинами і мергелями палеогену п крейди. Вони завалені уламками порід, що скотилися з гірських гребенів. Позбавлені рослинності відроги гір і ущелини гірській кам'янистій пустелі залишають іпогда досить похмуре враження. Мимоволі пригадуються рядки М. Ю. Лермонтова:

Сумний Демон, дух вигнання,

Літав над грішною землею.

Глибокі ущелини, що прорізають гори, обриви, численні оголення гірських порід дозволяють геологу заглянути в глиб Землі, уявити собі геологічна будова даної ділянки і відобразити його в геологічних документах з інженерної точністю.

Основними геологічними документами служать геологічна карта і ілюструють її розрізи (іноді кажуть - профілі). Залишимо на час Копетдаг і познайомимо читача з тим, як геолог виконує таку роботу.

Для складання геологічної карти необхідно нанести на топографічну основу кордону виходів на поверхню порід різного віку (н різного літологічного складу). Відстеження таких меж н складає сутність геологічного картографування. Виходи порід різного віку фарбуються стандартними властивими їм квітами. При горнзонтальнохі залягання порід геологічна карта виглядає дуже просто: велика поверхню зафарбована одним кольором. Тільки по глибоким вріз рельєфу показуються вузькі смужки більш древніх порід. Найчастіше породи мають складні умови залягання, вони зім'яті в складки і утворюють досить непрості форми.

На земній кулі є протяжні зони, в яких тектонічні рухи в різний геологічний час виявлялися досить активно - це так звані геосинклинали. Тут швидкість переміщення вимірюється кількома сантиметрами на рік. Втім, іноді відбуваються катастрофічні переміщення, супроводжувані землетрусами, при яких розмір змін рельєфу за час, що вимірюється хвилинами, може досягти декількох тисяч метрів. Велика частина землетрусів відбувається без виливу лави. Згадаймо хоча б руйнівний Ашхабадское землетрус 1948 року, пов'язане якраз з переміщенням порід в горах Копетдага. Місто було практично весь зруйнований. В пам'яті читача, звичайно, збереглося спогад про катастрофічний землетрус в Мексиці, що сталося в 1980 р

7 грудня 1988 р стався сильний землетрус (8-9 балів) в північній частині Вірменії. Майже пів-ністю зруйнований місто Спітак і більшість сіл в його районі, дуже сильно постраждали міста Лепіпа-кан, Кнровакан, Степанован. Число жертв вимірюється десятками тисяч чоловік. У порятунку людей, заживо похованих в руїнах будівель, брали участь спеціалізовані рятувальні команди нс тільки з усіх республік нашої країни, а й з багатьох інших країн - США, Франції, Англін, Італії, Ізраїлю.

А ось ще одна з геологічних загадок. У 1976 н тисяча дев'ятсот вісімдесят чотири рр. відбулися катастрофічні землетруси в Узбекистані в районі Газлі. Місто і всі наземні споруди були зруйновані майже повністю,

в той час як підземні споруди (свердловини) розташованого тут газового промислу майже не постраждали. Чим це пояснити? При землетрусі сейсмічна хвиля з щільною середовища переходить в менш щільну, не відбивається, а переломлюється і йде уздовж поверхні твердого середовища. Це II приносить великі руйнування саме на поверхні.

У геосинкліналях, для яких характерний гірський рельєф п активна вулканічна діяльність, розмах вертикальних рухів досягає декількох кілометрів. В інших великих областях - платформах - тектонічні процеси протікають менш активно. Ядром континентів є щити - райони всередині платформ, де на поверхню виведені стародавні метаморфічні породи. В межах щитів пласти, як правило, зім'яті в складні складки - це сліди тих активних тектонічних процесів, які тут колись проходили.

Причини тектонічних рухів поки достовірно не встановлені. Передбачалося, що Земля стискається, а утворюються гори і складки розглядалися як зморшки на тонкій земній корі, що виникли внаслідок зменшення обсягу. Висловлювалося також протилежна думка - Земля розширюється, при цьому вона розриває свою зовнішню оболонку, залишки старої кори утворюють континенти, а ділянки нової молодої кори залиті океанами. Пропонувалася і «пульсацнон-ва» теорія розвитку Землі. Відповідно до неї Земля поперемінно відчуває то розширення, то стиснення. На думку одних дослідників, причиною всьому є гравітаційна неоднорідність маси Землі, головним чином мантії. На думку інших - радіоактивність речовини мантії.

В останні десятирічний широкого поширення набула гіпотеза тектоніки плит, згідно з якою літосфера Землі складається з декількох жорстких плит, здатних переміщатися по верхніх пластичним верствам мантії (астеносфері). У зонах розбіжності (спрединга) плит відбувається розростання літосфери за рахунок надходить з надр речовини мантії. В інших місцях плити стикаються, і одна з них поддвнгается під іншу (субдукції), а речовина, що занурюється плити поглинається мантією. Відповідно до цієї гіпотези істотної зміни обсягу Землі в геологічній історії не відбувається, тому що поглинання і скорочений

ня літосфери в одних місцях компенсується її зростанням в інших. Найбільша тектонічна активність спостерігається по краях плит, особливо в умовах їх зіткнень.

Якщо причини тектонічних рухів достовірно поки не встановлені, то форми їх прояву вивчені досить добре. Вони бувають дуже великими - континенти і дно океанів, а також дуже дрібними - дрібні тріщини і зминання порід. При тектонічних рухах породи мнуть іноді і дуже складні форми без розриву їх суцільності (плінатівние дислокації), а іноді вони рвуться з утворенням численних розривів і тріщин самого різного розміру (диз'юнктивні дислокації). Очеіь часто обидві форми тектонічних структур зустрічаються спільно. Як же все це відобразити на карті? Для цього нам необхідно познайомитися ще з декількома геологічними термінами, що відображають умови залягання гірських порід.

Кожен пласт, або шар, має характерні поверхні, що відрізняють його від вище або нижче залягають шарів. Верхня поверхня називається покрівлею пласта, нижня - підошвою. Найкоротша відстань між покрівлею і підошвою іменується товщиною, або потужністю. Зазвичай в точках виміру вважають, що верхня і нижня межі пласта паралельні, і відповідно його товщина вимірюється по лінії, перпендикулярній до них.

Перш за все геолога цікавить, як поширюється досліджуваний нм пласт. Якщо подумки розсікти одну з його поверхонь горизонтальною площиною, то в місці перетину простягається горизонтальна лінія, що лежить на досліджуваної поверхні. Якщо поверхню пласта перетнути декількома горизонтальними площинами через рівні проміжки, що лежать на певній висоті (глибині) від рівня океану, то вийде зображення поверхні пласта. Так, абсолютно так само, як це робиться при побудові топографічних карт. Тільки на них зображується видима поверхня рельєфу в горизонталях, а в нашому випадку - поверхню пласта, власне, в таких же горизонталях, але іменуються вони вже Ізогіпс. Поверхню пласта, зображена в изолиниях, називається структурної картою.

У точці спостереження видима поверхня пласта

UJPP £ / ~ 1i ■ _ •

Подои / fa оодегіі / мкс

Кр00лл глінin

Іогдршда глігш Гррол / r opr ​​ооя і ке

- ГРЛ щі Про про

оластод

Пласт і елементи його залягання

Покрівлі - верхня поверхня пласта; підошва -нижня поверхню пласта, мінімальна відстань між ними - товщина або потужність пласта; простягання - лінія перетину уявної горизонтальної площини з поверхнею пласта; кут падіння - максимальний кут між горизонтальною площиною і поверхнею пласта

гірський компас

приймається за площину. Як відомо з геометрії, її положення в просторі може бути визначено трьома крапками, що не лежать на одній прямій, т. Е. Прямою лінією і однією точкою поза нею або, нарешті, двома пересічними прямими лініями. Ось ці злемоп-тарні геометричні правила використовуються геологами при побудові дологический і структурних карт. У точці спостереження визначаються елементи залягання пласта - його простягання і падіння. Під падінням (нахилом) пласта розуміють максимальний кут між горизонтальною площиною і поверхнею пласта. Лінія простягання пласта і лінія напрямку падіння пласта завжди перпендикулярні один до одного. У гірських районах при досить великих нахилах пласта елементи залягання можуть бути заміряні за допомогою гірського компаса.

Гірський компас має деякі відмінності від звичайного компаса, які слід згадати. Горний компас завжди зміцнюється на прямокутної платівці, що має коротку і довгу боку. Довга сторона збігається з напрямком північ-південь (180-0 °). З правого боку є зажим, що закріплює магнітну стрілку. Градусна сітка на компасі нанесена в зворотному напрямку, т. Е. Відлік градусів (азимутів) йде проти годинникової стрілки. Довга сторона компаса встановлюється по шуканого напрямку, а північний кінець стрілки відразу вказує азимут напрямку. Якщо Ви повернете компас на північний схід, скажімо, на 45 °, то кінець стрілки вкаже саме цей напрямок. Для визначення кута падіння на компасі є схил - інклінометр.

Замір елементів залягання пласта проводиться таким чином. Вибравши на поверхні пласта рівну площадку, притискають до неї картонку або фанерку для згладжування дрібних шорсткостей. На фанерку встановлюється компас ребром, і його повертають до тих пір, поки схил буде непереливки максимальний кут. Це н є кут падіння. Поклавши компас плазом, в знайденому положенні окреслюють його дві перпендикулярні межі, відповідні простиранию і напрямку падіння пласта. Можна виробляти завмер і в дещо іншому порядку. Встановлений ребром компас повертають таким чином, щоб інклінометр вказував 0 °. Тим самим сну-

чала знаходиться лінія простягання. Подальші виміри проводяться аналогічно. Напрямок, перпендикулярний до простягання, геологи зазвичай називають «хрестом простягання».

Одного разу з невеликим загоном, що складався, крім мене, з двох студенток-Дипломниця МГУ і декількох робочих - учнів старших класів середньої школи з найближчого аулу, ми їхали на машині до місця польових робіт. Дорога круто піднімалася в гору (близько 7 °) і йшла навхрест простягання порід. У дороги на лівій стороні підіймаються велика оголення висотою близько 150-200 м. Його нижня частина була покрита осипом глиняних окатишів. Вище розташовувалися дві потужні пачки вапняків, розділені двох-триметровим прослоем глини і падаючі на око під кутом 45-50 °. Я дав студенткам завдання заміряти якомога точніше товщину і елементи залягання нижньої пачки вапняку, заміри зробити незалежно один від одного, щоб їх можна було порівняти. Підніматися по крутій глинистої осипи було дуже важко, люди скочувалися вниз, потім знову лізли вгору. Нарешті вони забралися наверх і зробили необхідні заміри. Коли щасливі від виконаного важкого завдання студентки підійшли до тенту, я запитав їх:

- Навіщо ж ви лізли на крутий схил? Подивіться по дорозі вниз. Всього в якихось 100-150 м від нашого табору ті ж самі породи виявляються у самого полотна дороги. Всі необхідні заміри можна було зробити тут без жодних зусиль.

Ось виміри, які мені показали студентки:

Перша студентка Друга студентка

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

Ось так задача - виміри різні!

- Що ж, дівчата, мені записати в польову книжку?

Одна студентка запропонувала зробити виміри знову, інша - взяти середні цифри. Я ж у своїй польовий книжці записав:

СВ 52 Z 31 °, товщина 31 м.

Обидві студентки намагалися зробити заміри ретельно, але помилки все ж неминучі. Кут падіння - це максимальний кут між горизонтальною площиною 7

7 Н. А. Ереіенко

і поверхнею пласта. Якщо компас при вимірі кута був злегка нахилений, то він міг показати лише менший кут. Отже, завмер кута падіння і його азимут у другій студентки заслуговують на більшу довіру. Замір товщини був більш вірним у першій студентки. Будь-яке відхилення стрічки від перпендикулярного положення по відношенню до поверхні шару призводить до спрямованої помилку тільки в більшу сторону.