Задачи полевых наблюдений следующие: а) изучение формы интрузивного тела; б) изучение внутреннего строения, петрологических особенностей, петроструктурных характеристик, минерального состава; в) анализ текстурных особенностей, трещин прототектоники и форм выветривания.
Следует иметь в виду, что минеральный состав интрузий в районе проведения практики весьма устойчив, и основное внимание уделять определенным структурным вариациям. Так, одной из них является количество порфировидных выделений калиполевого шпата, другой – их форма и размеры. Так, например, относительное количество порфировых выделений может составлять 80 % и более. Размер часто позволяет отнести их к пегматоидным образованиям, так как превышает 10 см. При относительно хорошей обнаженности юго-восточной части массива в районе г. Выборга по ходу маршрутного пересечения возможны непрерывные наблюдения за всеми особенностями гранитов. Фиксация этих особенностей не является сложной, вследствие, как отмечено, высокой степени однородности пород.
Для изучения текстуры и прототектоники наиболее эффективны наблюдения над трещинами отдельностей, которые закономерно ориентированы: 1) к контактам тел; 2) к векторам региональных тектонических сил. Действие последних обусловлено различными причинами: движением подкоровых масс, ротацией Земли, влиянием космоса и пр. Если первые параллельны, перпендикулярны и косо наклонены к контактам, то вторые практически не зависят от границ интрузивов, имеют устойчивую пространственную ориентировку и развиты в породах экзоконтактовой зоны.
Поверхности трещин замеряют горным компасом и по сумме определений строят розы-диаграммы простирания трещин или сферограммы их полюсов (нормалей к плоскостям). Эти графики показывают условия формирования петроструктуры при остывании гранитного тела и направление действия тектонических сил.
Помимо Выборгского массива магматические породы развиты в пределах района практики и в других местах. Они представлены преимущественно обломочным материалом: это всевозможные валуны, галька, щебень в породах четвертичной системы. Магматические породы наряду с метаморфическими в геологическом прошлом дезинтегрированы до фрагментов отдельных минералов (преимущественно кварц и полевой шпат) и превращены в обломки песчано-алевритовой фракции нижнепалеозойских комплексов. Наряду с карбонатными породами они входят в состав осадочных комплексов нижнего палеозоя (кембрия, ордовика, девона и пр.). Помимо выходов на кристаллическом щите гранитные и гранодиоритовые интрузии широко распространены в кристаллическом основании, подстилающем осадочные толщи. Информация об интрузивных образованиях, находящихся на глубине, получена благодаря бурению скважин, вскрывших фундамент, и геофизическим исследованиям. Так, скважина глубиной 1 км, пробуренная на южной окраине Санкт-Петербурга, вскрыла в интервале нескольких сотен метров лишь гранитоидные и диоритовые тела при подчиненном содержании стратифицированных метаморфических пород. Крупные перекрытые осадочными комплексами гранитоидные интрузивы находятся в районе Волхова, к северу от Лодейного поля, на южном побережье Финского залива и в других местах.
Метаморфические тела. В пределах Ленинградской области, где студенты СПГГИ проходят учебную геологическую практику, метаморфические горные породы развиты в коренном залегании в северной и северо-западной частях области. В форме ледниковых обломков они рассеяны по всей площади области.
Коренные выходы начинаются к северу от линии, соединяющей на карте поселки Лосево – Красносельское – Кирилловское – Рябово. Породы имеют преимущественно средне- и нижнепротерозойский возраст и представлены различными гнейсами, гранитогнейсами, слюдяными, дистеновыми и другими сланцами, амфиболитами, кварцитами, сильно измененными эффузивами и дайковыми телами преимущественно основного состава. Породы сложно дислоцированы и ассоциируют с гранитоидными массивами.
Метаморфические породы в форме обломков представлены в основном ледниковыми валунами, глыбами, щебнем в реликтовых моренных остатках по долинам рек. Многочисленные ледниковые валуны находятся и среди почвенного слоя, невского аллювия, в морских пляжных осадках Финского залива. Наибольшее количество такого материала сконцентрировано между поселками Репино и Комарово при общей тенденции увеличения их распространенности к г. Зеленогорску и далее на запад по направлению к центру оледенения, находившемуся в Скандинавии. В районе пос. Приветнино гнейсо-граниты и гнейсы имеют коренное залегание, однако выходы их сверху перекрыты нагромождениями валунов из пород магматического и метаморфического генезиса. Данные выходы местами проступают из-под чехла четвертичных осадков, а на самом западе слагают довольно высокий абразионный берег с небольшими фиордами.
Изучение пород в полевых условиях имеет ряд особенностей. Так, анализ минерального состава пород, равно как их структурно-текстурных характеристик, удобнее всего проводить на пришлифованных поверхностях валунов. С помощью лупы, скальпеля или иглы несложно определить минеральный состав пород и основные особенности их сложения.
Откалывать образцы с гладких поверхностей крепких кристаллических пород весьма сложно. Это осуществимо лишь с помощью твердосплавного зубила и представляет весьма трудоемкую операцию. Отделить представительные образцы с таких поверхностей одним молотком практически невозможно. Следует помнить, что содержащиеся в моренных реликтах в почве и четвертичных осадках выветрелые полуразрушенные обломки метаморфических пород некондиционны и не могут являться представительными образцами той или иной разновидности.
Диагностика породы не представляет особой сложности, если практикант знаком с методом определения породообразующих минералов и установил минеральный состав и текстурно-структурные особенности образца. Всеми этими знаниями студент должен владеть после прохождения лекционного и лабораторного курсов общей геологии «Вещественный состав земной коры». Естественно, в полевых условиях работа с каменным материалом метаморфических пород имеет ряд трудностей. В частности, для диагностики трудны многие темноокрашенные породы. Ими в равной степени могут быть железистые кварциты, амфиболиты, биотитовые сланцы и ряд магматических пород – диабазы, различные габброиды. В этих породах особое внимание должно уделяться правильной диагностике минерального состава. Чаще всего темная окраска обусловлена роговой обманкой, реже – биотитом. Текстурный признак бывает решающим в установлении типа породы: если порода магматическая, то текстура массивная; если ориентированная – то метаморфическая.
Характерно присутствие цепочек порфиробласт полевых шпатов (главным образом, альбит-олигоклаза) вдоль слоистости, гнейсовидности и линейности пород. Иногда порфиробласты встречаются в форме изометричных сегрегаций либо образуют гранитоидные прожилки и линзы, имеющие явно метаморфогенную природу.
2.2.4. Особенности изучения и описания
форм залегания горно-породных тел
Как известно, первичной формой залегания горно-породных тел являются горизонтально залегающие пласты, представленные осадочными, вулканогенными и метаморфическими горными породами. Горизонтальное залегание всегда характеризуется устойчивой связью одновозрастных образований с определенными гипсометрическими отметками рельефа. При этом более древние пласты обнажаются в понижениях рельефа, а более молодые – приурочены к повышенным его частям. Данное обстоятельство необходимо учитывать при нанесении результатов наблюдений на топографическую основу и протягивать границы разновозрастных пластов с учетом изгибов горизонталей.
К вторичным формам залегания относятся наклонное (моноклинальное) и складчатое. К вторичным формам залегания следует также относить тела, сложенные магматическими и метаморфическими горными породами, так как в их образовании участвуют эндогенные процессы.
При наклонном залегании пластов следует, прежде всего, обратить внимание на их возрастную последовательность, которая может оказаться обратной (в случае их опрокинутого залегания). Для выяснения данного обстоятельства используют наблюдения над гиероглифами поверхностей напластования, а также особенностями внутрислоевых структур и текстур и органических остатков, указывающих на возраст пород.
Изучение и описание складчатых форм рекомендуется начинать с характеристики пород, в которых они развиты. Далее отмечаются: 1) строение замка и крыльев складок с указанием углов и азимутов их наклона; 2) положение и пространственная ориентировка осевой поверхности; 3) направление и угол погружения или воздымания шарнира; 4) морфологический тип складок; 5) высота и ширина складок; 6) наличие осложняющей дополнительной складчатости; 7) кливаж и его соотношение со структурными элементами складок (послойный, веерообразный, параллельный).
Форма залегания интрузивных магматических тел определяется их положением относительно вмещающих пород. Эти формы могут быть согласными (пластовыми) или несогласными (секущими).
2.2.5. Особенности изучения и описания разрывных нарушений
Под тектоническими нарушениями в данном случае понимают параклазы, т.е. нарушения с видимым смещением соседних блоков друг относительно друга. Признаками этих нарушений являются: 1) сам факт видимого смещения нарушенных элементов геологических тел; 2) зеркала и борозды скольжения по поверхности горных пород; 3) зоны тектонических брекчий, катаклаза, милонитизации, интенсивной трещиноватости и рассланцевания; 4) несоответствие в строении смежных участков обнажения (борт речной долины, стенка карьера), расположенных на одном гипсометрическом уровне; 5) присутствие крупных блоков аллохтонных пород, вынесенных из глубины; 6) выпадение отдельных интервалов разреза или, наоборот, их повторение; 7) резкое окончание структур по простиранию и падению.