Структурная геология

Структурная геология является разделом тектоники, занимающимся исследованием форм залегания горных пород в земной коре.

• История науки
• Современная структурная геология
• Задачи структурной геологии
• Образование
• Заключение

История

Данная дисциплина стала первым разделом геотектоники. Она появилась в 20 — 30 гг. XIX столетия в качестве науки, изучающей средние и мелкие тектонические дислокации.

Однако предпосылки к созданию методов, используемых в структурной геологии, начали появляться еще в XVI в. в Западной Европе. Так, в те времена началось исследование различного залегания пород и причин этого (Л. да Винчи, Д. Оуэн).

В конце XVII в. стали появляться первые геологические карты, указывающие тип залегания пород и последовательность их напластования (М. Листер). К концу следующего столетия на них появились особые обозначения пород и минералов и обозначения простирания и падения пластов (А. Палассу).

Во второй половине того же века Н. Стено дифференцировал породы по происхождению и разработал основные принципы структурного исследования.

В. Смитом был введен палеонтологический метод определения возраста осадочных пород и заложены основы стратиграфии.

В XIX в., благодаря развитию структурной геологии и картографирования, стали появляться государственные геологические организации.

Следует отметить, что исследование структур земной коры велось под воздействием западно-европейских теорий нептунизма и плутонизма. Первая была сформулирована в XVIII в. А.Г. Вернером и дала данные о формах залегания осадочных пород. Плутоническая теория Д. Геттона способствовала совершенствованию методик структурного исследования и картографирования магматических тел.

Кроме того, на геологические науки воздействовало существование эволюционистского и катастрофического направлений. Последнее было опровергнуто в первой половине столетия Ч. Лайелем.

Множество теорий сменилось в геологических науках в XIX в. Так, в его начале преобладала гипотеза вулканизма, называвшаяся также геосинклинальной, теорией «кратеров поднятий», вертикальных движений земной коры. Разработанная в начале предыдущего века контракционная гипотеза была преобразована Э. Зюссом, А. Геймом, М. Бертраном. В конце столетия Д. Холл и Д. Ден сформулировали теорию геосинклиналей. В то же время появилась изостатическая гипотеза Д. Эри, К. Деттона и Д. Пратта. Она получила развитие в начале XX в. в гипотезе континетального дрейфа (эпейрофореза) А. Вегенера. Чуть позже Г. Штилле была развита теория образования складчатых форм в результате горизонтальных движений. Кроме того, в первой половине XX столетия для геологических исследований стали использовать радиоактивность, что способствовало появлению новых теорий о тектонических движениях и развитии структур земной коры. Среди них — магматические гипотезы Э. Хармана, Г. Клооса.

Окончательное формирование структурной геологии произошло в предпоследнее десятилетие XIX в. в связи с переходом к выделению глобальных и континентальных тектонических единиц.

Современная наука

В настоящее время структурная геология имеет как научное, так и практическое значение. Первое состоит в создании базы знаний о строении земной коры. Второе заключается в анализе геологической ситуации при различных работах, в том числе инженерных, разработке полезных ископаемых и т. д.

Структурную геологию считают прикладной наукой. Это обусловлено тем, что она составляет основу геологического дешифрирования дистанционных снимков, картирования, разведочных и разрабатывающих дисциплин. К тому же в структурной геологии используются данные фундаментальных геологических наук, таких как петрография, историческая геология, минералогия, палеонтология, геоморфология, литология и др. В качестве учебной дисциплины данная наука составляет основу учения о полезных ископаемых, геотектоники, геоинформатики, и прикладных наук, связанных с оценкой ресурсов.

Посредством использования законов и методов структурная геология взаимодействует с геофизикой, геоморфологией, петрографией, исторической геологией, минералогией, геохимией, стратиграфией и др. Наконец, данная дисциплина составляет научную основу для геологии нефти и газа, геотектоники, гидрогеологии, региональной геологии, инженерной геологии.

Таким образом, структурная геология является прикладной наукой с обширной сферой использования.

• Во-первых, ее достижения применяют в геологическом картировании.
• Во-вторых, данные рассматриваемой дисциплины используются в оценке, разработке, эксплуатации месторождений.
• В-третьих, структурная геология составляет основу гидрогеологических исследований.
• В-четвертых, данные этой науки применяют при инженерно-геологических изысканиях.

Предмет, задачи, методы

Предмет рассматриваемой дисциплины представлен структурными формами земной коры, а именно слоями, трещинами, складками, разрывными нарушениями, гравитационными и седиментационными структурами, магматическими телами.

Задачи структурной геологии по содержанию подразделяют на научные и практические. Первые подразумевают разработку геометрических моделей геологических тел. Вторые определяются приуроченностью некоторых полезных ископаемых к конкретным структурным формам.

Структурная геология включает общие, частные и специальные методы.

В первую группу входят следующие методы.

• Аналогий. В геологическом контексте представлен методом актуализма и сравнительно историческим. Служит для воссоздания истории и причин формирования геологических тел на основе аналогии с современными процессами.

• Моделирования. Является основным в структурной геологии. Его ведущее значение обусловлено невозможностью непосредственного изучения геологических тел ввиду их недоступности вследствие больших размеров и частичного либо полного скрытия в недрах. Данный метод подразумевает создание модели на основе обобщения имеющихся данных о исследуемом объекте или явлении. Он включает несколько видов.

Графическое. Направлено на создание карт, схем, разрезов и прочих графических материалов.

Физическое. Изучение объекта либо процесса на подобной модели.

Математическое. Наиболее интенсивно развивается в настоящее время. Включает моделирование по совокупности внешних признаков (описание объекта или явления на основе обобщения его признаков и исключения случайных факторов), моделирование процессов с использованием химических и физических законов (на основе имеющегося объекта судят о глубинных процессах), моделирование параметров объектов и процессов и их интерпретация (например, анализ гранулометрического, минерального, литологического состава, пористости, спектральный с использованием математической статистики).

К частным методам относят естественнонаучные и общегеологические. Среди последних в структурной геологии наиболее обширно применяют:

• геодезический (служит для изучения современных тектонических движений);

• геоморфологический (используется для исследования современных деформаций и движений и созданных ими морфоструктур);

• фациального анализа (дает данные о распространении областей погружений и поднятий и о интенсивности данных процессов);

• анализа перерывов и несогласий (служит для выяснения последовательности тектонических деформаций, погружений и поднятий в пределах региона);

• геометризации недр (занимаются геометрическим отображением геологических процессов и тел, условий их залегания);

• геологической съемки (отображение геологических тел на геологических картах);

• геологического дешифрирования материалов дистанционных съемок (изучение по этим данным геологических тел в естественных границах и соотношений их с прочими объектами);

• структурного анализа (исследования взаимного расположения тектонических нарушений).

Последние четыре пункта представлены группами основных методов структурной геологии, использующимися для исследования форм залегания и пространственных соотношений геологических тел.

Образование и работа

Структурная геология не представлена в качестве отдельной профессии. Ее изучают в рамках геологических специальностей. Наиболее полно ее изучают на общей и прикладной геологии. Такие специалисты требуются как в научно-образовательной, так и производственной сфере, а именно в научно-исследовательских организациях, добывающих компаниях, экологических организациях, учебных заведениях и т. д.

Заключение

Структурная геология является прикладным разделом геотектоники с обширной сферой применения как в научной, так и в практической сферах. Несмотря на то, что она не представлена в качестве самостоятельной профессии, данная наука составляет основу многих геологических дисциплин, поэтому ее достижения обширно используются в данной сфере.