Практическое значение трещиноватости.
Трещины и трещиноватость горных пород имеют исключительно большое практическое значение:
1. Трещины и трещинные зоны служат проводниками и коллекторами как нефти и газа, так и различных рудоносных растворов (гидротерм) и магматических газов (при возгонке и пневматолитическом метасоматозе). С ними связаны многочисленные жильные и контактово-метасоматические месторождения рудных и нерудных полезных ископаемых.
2. Трещинные зоны дробления кристаллических (магматических и метаморфических) и осадочных пород нередко бывают водоносными.
3. Данные по трещиноватости пород обязательно учитываются при гидротехнических, градостроительных работах, при постройке туннелей, железных дорог важных технических объектов и т.д.
4. Изучение тектонических трещин позволяет восстанавливать кинематику и динамику деформаций, а также историю геологического развития участка, района или региона.
5. Данные по трещиноватости всегда учитываются при оценке горных пород в качестве строительного или облицовочного материала. Например, если необходим материал для получения щебёнки наиболее благоприятными будут интенсивно трещиноватые породы, а для облицовки – наоборот.
6. При геологическом картировании данные по трещиноватости позволяют выявлять компетентные и некомпетентные слои, крупные складки, запрокинутые и нормальные крылья складок, положение шарниров складок и т.д.
2.2. Разрывы со смещением
Разрывное нарушение со смещением блоков пород вдоль разделяющей их трещины называются разрывом (синонимы – разлом, дизъюнктив, дизъюнктивное нарушение, разрывное смещение и др.). Разрывы распространены менее широко, чем трещины, но, тем не менее, встречаются очень часто во всех структурах земной коры – в складчатых областях, на щитах, в рифтах и т.д.
Разрывы, в основном, образуются за счет тангенциальных и радиальных движений, и многообразны по характеру и масштабу проявления. Классифицировать их можно по происхождению, по кинематике и по морфологии. Наиболее распространена морфологическая номенклатура и систематика разрывных нарушений. В её основу положены два критерия: 1 – направление взаимного относительного перемещения расчленённых разрывом блоков пород; 2 – угол наклона поверхности перемещения или сместителя. По этим признакам выделяется шесть главных групп разрывных структур: сбросы, взбросы, надвиги, покровы, сдвиги и раздвиги. Первые пять групп характеризуются относительным перемещением блоков вдоль поверхности разрыва, а последняя группа – перпендикулярно к ней. В ряде случаев выделяются вдвиги. Системы сбросов и взбросов образуют грабены и горсты.
В природе, в большинстве случаев, проявляются разрывные нарушения смешанного типа, с более сложной кинематикой перемещений вдоль сместителя. Очень часто смещение крыльев в разрывах происходит не строго вверх или вниз по сместителю или в горизонтальном направлении, а косо по отношению к горизонту, в этом случае проявляется как сдвиговая, так и сбросовая или взбросовая составляющие и разрывы называются сбросо-сдвигами и взбросо-сдвигами (рис. 2.26).
Разрывы как любые плоскостные структуры обладают элементами залегания – азимутом и углом падения. Элементами разрывных смещений также являются: сместитель и блоки. Распознавание направления падения сместителей подчинено тем же правилам, которые применяются при определении падения наклонных пластов. Определение элементов залегания плоскости сместителя в поле, на геологической карте и на разрезе производится также как и определение элементов залегания наклонных пластов.
|
| Рис. 2.26. Схема, показывающая различие в направлении смещения сбросов, сдвигов, взбросов, сбросо-сдвигов и взбросо-сдвигов. Стрелками указано направление относительного смещения |
Сместитель (поверхность сместителя) – поверхность, по которой произошёл разрыв сплошности горных пород и смещение блоков относительно друг друга вдоль этой поверхности. След (линия) сместителя – линия пересечения сместителя с дневной поверхностью. Чем прямолинейней след сместителя на пересечённой местности, тем круче залегает поверхность сместителя. Блоки (крылья, бока) – разделённые разломом части горных пород, сместившиеся относительно друг друга по сместителю. Крылья подразделяются на приподнятые (лежащие гипсометрически выше) и опущенные (лежащие гипсометрически ниже) или висячие (т.е. «нависает» над плоскостью сместителя или) – Б или лежачее (т.е. «лежит» под плоскостью сместителя) – А (рис. 2.27, 2.28).
Величина смещения блоков относительно друг друга называется амплитудой. Различают истинную (наклонную или амплитуду по сместителю), вертикальную, горизонтальную и стратиграфическую амплитуду, вертикальный и горизонтальный отход, а также зияние (у сбросов) и перекрытие (у взбросов), которые равны горизонтальной амплитуде (рис. 2.27, 2.28).
| 
|
| Рис. 2.27. Элементы сброса (объяснения в тексте). | Рис. 2.28. Элементы взброса (объяснения в тексте). |
1 – истинную (наклонную или амплитуду по сместителю) (C4), определяемую по расстоянию между двумя сопряжёнными до разрыва точками по сместителю (α1 – б1);
2 – вертикальную (C2),равную расстоянию между сопряжёнными точками на боках разрыва, измеренному в вертикальном направлении (α1 – б2);
3 – горизонтальную (С3), равную расстоянию между сопряжёнными точками на боках разрыва, спроектированными на горизонтальную плоскость (б1 – б2);
4 – стратиграфическую (C1), равную расстоянию между перемещёнными точками маркирующего горизонта, измеренному по нормали (перпендикуляру) к одной из его поверхностей: (α4 – б1) у сброса и (α1 – б4) у взброса. В случае с горизонтальным залеганием пластов она будет соответствовать вертикальной амплитуде.
Кроме того, выделяют: вертикальный отход (a2 – б1) у сброса и (a1 – б3) у взброса; горизонтальный отход (б2 – а3) у сброса и (б1 – а2) у взброса; зияние (у сбросов) и перекрытие (у взбросов), равные горизонтальной (С3) амплитуде.
На обычной геологической карте разрыв изображается жирной чёрной (на чёрно-белых картах) либо красной (на цветных картах) линией. Эта линия называется линией тектонического нарушения. На ней ставятся бергштрихи либо стрелки, указывающие направление падения сместителя, а также графический знак залегания (простирание, падение и угол наклона) сместителя. Кривизна линии разлома зависит от рельефа и угла наклона сместителя. На горизонтальной поверхности Земли линии разломов всех типов будут прямолинейны. Чем расчленённее рельеф и положе угол наклона сместителя, тем более извилистой будет линия разлома. При вертикальном положении плоскости сместителя линия разлома будет всегда прямолинейной.
2.2.1. Сбросы
К сбросам относят нарушения, в которых поверхность разрыва наклонена в сторону расположения опущенного крыла (рис. 2.30, 2.31).
| 
|
| Рис. 2.30. Схема сброса в разрезе (I) и в плане (II). | Рис. 2.31. Определение относительного перемещения крыльев сброса по загибам слоёв у поверхности сместителя (I) и по смещению слоя по мелким сбросам (II). |
Сбросы различаются по ряду признаков: углу наклона сместителя; ориентировке по отношению к простиранию нарушенных пород; соотношению наклона сместителя и нарушенных пород; направлению перемещения крыльев; взаимному расположению сбросов в плане и разрезе.
● По углу наклона сместителя выделяются: пологие сбросы с углом наклона сместителя до 30º, крутые – с углом наклона сместителя от 30º до 80º и вертикальные – с углом наклона сместителя более 80º.
| 
|
| Рис. 2.32. Продольный сброс. I – положение до сброса; II – положение после сброса. | Рис. 2.33. Поперечный сброс. I – положение до сброса; II – положение после сброса. |
|
| Рис. 2.34 Диагональный сброс. I – положение до сброса; II – положение после сброса. |
● По отношению к простиранию нарушенных пород различаются: продольные сбросы, у которых общее простирание сместителя совпадает с простиранием нарушенных пород; диагональные или косые сбросы, сместитель которых ориентирован под углом к простиранию пород; поперечные сбросы, направленные вкрест простирания пород (рис. 2.32-2.34).
● По соотношению наклонов сместителя и нарушенных пород выделяются согласные сбросы, у которых наклон пород и сместителя направлен в одну сторону, и несогласные сбросы, у которых породы и сместитель падают в противоположные стороны.
● По направлению движения крыльев выделяются четыре вида сбросов: прямые, обратные, шарнирные и цилиндрические (рис. 2.35). В прямых сбросах висячее крыло перемещается вниз. В обратных сбросах лежачее крыло перемещается вверх. В шарнирных сбросах крылья поворачиваются в разные стороны или в одну и ту же сторону вокруг оси вращения, перпендикулярной к простиранию сместителя (рис. 2.35). Если ось вращения расположена не у конца сброса, а на его продолжении, крылья шарнирного сброса могут двигаться в различных направлениях. В цилиндрических сбросах движение происходит по дуге, вокруг оси вращения, расположенной в стороне от сместителя. И тогда в верхней части будет сброс, а в нижней части – обратный взброс.
● По взаимному расположению сбросов в плане различаются: параллельные (или ступенчатые), кулисообразные, перистые, радиальные, сферические или кольцевые и др. (рис. 2.36).
| 
|
| Рис. 2.35 Разновидности сбросов по направлению движения крыльев. I – прямой сброс; II – обратный сброс; IIIа, IIIб – шарнирный сброс; IV – цилиндрический сброс. Стрелками указано направление движения крыльев. На рис. I, II, IV изображены вертикальные разрезы | Рис. 2.36. Классификация сбросов по их пространственному положению. a – параллельные; b – кулисообразные; c – сферические или кольцевые; d - радиальные |
|
| Рис. 2.37. Примеры криволинейной поверхности сброса |
В тех случаях, когда поверхность сместителя сброса криволинейна, могут возникать полости (заштрихованы на рис. 2.37), для которых применимы понятия раздвига.
● По отношению ко времени образования отложений, нарушенных разрывами, сбросы делятся на: конседиментационные, когда смещение крыльев происходит одновременно с осадконакоплением (тогда мощности и фации, одновременно образующихся слоёв, на смежных блоках вертикальных смещений существенно различаются); постседиментационные, когда смещение крыльев происходит после отложения осадков (тогда мощности слоёв на смежных блоках нарушения одинаковые).
2.2.2. Взбросы
К взбросам относятся разрывные нарушения, в которых поверхность сместителя наклонена в сторону расположения приподнятых пород (рис. 2.38).
|
| Рис. 2.38 Схема взброса в разрезе (I) и в плане (II). |
Классификация взбросов почти совпадает с классификацией сбросов.
По углу наклона сместителя выделяются: пологие взбросы с углом наклона сместителя до 30º, крутые – с углом наклона сместителя от 30º до 80º и вертикальные – с углом наклона сместителя более 80º.
По отношению к простиранию нарушенных пород различаются: продольные взбросы, у которых общее простирание сместителя совпадает с простиранием нарушенных пород; диагональные или косые взбросы, сместитель которых ориентирован под углом к простиранию пород; поперечные взбросы, направленные вкрест простирания пород.
По соотношению наклонов сместителя и нарушенных пород выделяются согласные взбросы, у которых наклон пород и сместителя направлен в одну сторону, и несогласные взбросы, у которых породы и сместитель падают в противоположные стороны.
По направлению движения крыльев выделяются четыре вида взбросов: прямые, обратные, шарнирные и цилиндрические. В прямых взбросах висячее крыло перемещается вверх. В обратных взбросах лежачее крыло перемещается вниз. В шарнирных взбросах крылья поворачиваются в разные стороны или в одну и ту же сторону вокруг оси вращения, перпендикулярной к простиранию сместителя. Если ось вращения расположена не у конца взброса, а на его продолжении, крылья шарнирного взброса могут двигаться в различных направлениях. В цилиндрических взбросах движение происходит по дуге, вокруг оси вращения, расположенной в стороне от сместителя. И тогда в верхней части разрыва будет взброс, а в нижней части разрыва – обратный сброс.
По взаимному расположению взбросов в плане различаются: параллельные (или ступеньчатые), кулисообразные, перистые, радиальные, сферические или кольцевые и др.
По отношению ко времени образования отложений, нарушенных разрывами, взбросы делятся на: конседиментационные, когда смещение крыльев происходит одновременно с осадконакоплением (тогда мощности и фации однотипных слоёв на смежных блоках вертикальных смещений существенно различаются); постседиментационные, когда смещение крыльев происходит после отложения осадков (тогда мощности слоёв на смежных блоках нарушения одинаковые).
Сбросы и взбросы нередко развиваются группами, охватывая значительные территории. Среди них могут быть опущенные или поднятые, разделённые сбросами и взбросами блоки пород, которые называются грабенами и горстами соответственно.
2.2.3. Грабены
Грабены (нем. Graben – ров) представляют собой линейные структуры, образованные сбросами или взбросами, центральные части которых опущены и на поверхности сложены более молодыми породами, чем в поднятых краевых частях. В строении грабенов могут участвовать сбросо-сдвиги и взбросо-сдвиги. Погружение в центральных частях грабенов в большинстве случаев происходит ступеньчато по нескольким сместителям.
|
| Рис. 2.39. Схемы грабенов в разрезах. I – простой грабен, образованный двумя сбросами; II – простой грабен, образованный двумя взбросами; III – сложный грабен, образованный несколькими сбросами; IV – сложный грабен, образованный несколькими взбросами. |
Грабены могут быть простые и сложные. Простые грабены образованы двумя-тремя сбросами или взбросами, а сложные – большим количеством разрывов (рис. 2.39). По отношению ко времени образования отложений выделяются конседиментационные и постседиментационные грабены.
Конседиментационные грабены имеют очень сложное строение и развиваются в течение длительного времени (до десятков млн. лет). В их центральных частях накапливаются мощные толщи осадков, а приподнятые блоки на бортах грабена нередко служат источником сноса обломочного материала. Грабены, ограниченные взбросами, и образованные в результате бокового сжатия встречаются редко и в своё время получили название «рамп» (рамп Мёртвого моря). Протяженность грабенов может достигать сотен километров. Примером таких грабенов может быть Байкальский, Кандалакшский, Рейнский и др. Протяженные грабены, разрывы в которых уходят вплоть до мантии, получили название «рифтов» (Красноморский рифт) и они будут рассмотрены позднее.
Постседиментационные (наложенные) грабены развиваются в ранее образовавшихся толщах горных пород нередко смятых в складки и прорванных интрузиями, т.е. гораздо позже процессов осадконакопления и складчатости. Мощности и фациальный состав пород центральных и краевых частей грабена одинаковые. Амплитуды смещений могут достигать сотен метров, а протяжённость – многих километров. Образуются они зачастую в сводах куполов, соляных диапиров, антиклинориев и аркогенов и в зонах растяжения на начальных стадиях формирования рифтов.
2.2.4. Горсты
Горсты (нем. Horst – холм, возвышеннсость) представляют собой линейные структуры, образованные сбросами, взбросами, сбросо-сдвигами и взбросо-сдвигами, центральные части которых приподняты и на поверхности сложены более древними породами, чем в опущенных краевых частях.
|
| Рис. 2.40 Схемы грабенов в разрезах. I – простой горст, образованный двумя сбросами; II – простой горст, образованный двумя взбросами; III – сложный горст, образованный несколькими сбросами; IV – сложный горст, образованный несколькими взбросами. |
Различают простые, образованные двумя-тремя разрывами, и сложные горсты, в строении которых принимает большое количество разрывов (рис. 2.40).
Кроме того, выделяются конседиментационные и постседиментационные горсты. В конседиментационных горстах образование осадков происходит в краевых частях, а центральная часть нередко является областью разрушения и размыва. Наиболее распространены горсты протяженностью от нескольких до десятков километров при ширине в сотни метров. Примером района развития таких горстов, разделённых грабенами, может служить Центральный Казахстан.
2.2.5. Сдвиги
Сдвигами называются разрывы, смещения по которым происходят по простиранию сместителя в горизонтальном направлении. В сдвигах различают крылья, сместитель, угол наклона и азимут падения сместителя и горизонтальная амплитуда смещения.
По углу наклона сдвиги делятся на горизонтальные (с углом наклона сместителя от 0 до 10º), пологие (с углом наклона сместителя 10-45º), крутые (с углом наклона сместителя 45-80º) и вертикальные (с углом наклона сместителя 80-90º) (рис. 2.41).
| 
|
| Рис. 2.41. Вертикальный (I), наклонный (II) и горизонтальный (III) сдвиги. | Рис. 2.42. Схема правого (а) и левого (б) сдвигов в плане. аа – поверхность сместителя; б – разорванный слой; Н – положение наблюдателя. |
|
| Рис. 2.43. Сдвиги. а – вертикальный поперечный правый; б – наклонный диагональный левый. |
По отношению к простиранию нарушенных пород сдвиги могут быть продольными, косыми или диагональными и поперечными (рис. 2.43). Различают также правые и левые сдвиги. Для того чтобы установить характер смещения, нужно стать лицом к сместителю в пункте обрыва слоя и, если слой на противоположном крыле будет смещён вправо, сдвиг будет правым, а если влево – левым (рис. 2.42).
Сдвиги могут относиться как к хрупким (в чехлах платформ), так и к вязким разрывам (в складчатых областях). Они широко распространены в земной коре и по протяженности могут быть как локальные или местные, так и региональные, протягивающиеся на тысячи километров. Примером региональных сдвигов может быть долгоживущий сдвиг Сан-Андреас в Калифорнии (протяженностью около 900 км), по которому юрские породы смещены на 580 км, эоценовые – на 370 км, а плейстоценовые – на 16 км и в настоящее время смещение происходит со скоростью около 1,5 см в год.
2.2.6. Раздвиги
Раздвигами называются разрывные нарушения, в которых перемещение крыльев происходит под прямым углом к поверхности отрыва, которая может быть ориентирована по разному по отношению к простиранию пород и иметь разные углы наклона, но в основном крутые и вертикальные (рис. 2.44).
|
| Рис. 2.44. Поперечные разрезы моделей раздвигов. А-А', В-В', С-С' – истинная амплитуда смещений смежных блоков; r – истинная амплитуда раздвига; I, II, III – пластообразные тела (слои, силы и дайки). |
При раздвиге образуется зияние, которое может быть заполнено либо раздробленным собственным материалом, либо инородным – дайками и жилами (рис. 2.45). В случае большого количества параллельных раздвигов может формироваться система вертикальных даек (рои даек), по суммарной мощности которых можно судить об амплитуде раздвига. В качестве современного примера может служить Исландия. Амплитуда раздвига обычно составляет несколько метров, но может достигать сотен и тысяч метров. Великая дайка в Африке, сформированная в раздвиге, имеет ширину до 10 км и протяженность около 500 км.
|
| Рис. 2.45 Раздвиг, вмещающий дайку. |
Раздвиги образуются в условиях растяжения, которые могут быть над очагами интрудирующей магмы и в рифтогенных структурах, например, Красноморский рифт, зоны спрединга в СОХ (срединно-океанических хребтах) и др.
2.2.7. Надвиги
Надвигами называют разрывы взбросового строения, возникающие одновременно со складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры. Они характеризуются хрупким отрывом или вязким разрушением горных пород без заметных предварительных пластических деформаций, либо сопровождаются очень незначительными пластическими деформациями.
|
|
| Рис. 2.46 Надвиг. АБВГ – плоскость надвига; АБ – линия простирания плоскости надвига; АГ – линия падения плоскости надвига; 1 – лежачее крыло надвига; 2 – висячее крыло надвига. | Рис. 2.47 Различные виды надвигов. а – крутой; б – пологий; в – горизонтальный; г – ныряющий. |
У надвига есть плоскость надвига (поверхность сместителя) надвиговый или висячий бок или крыло и поднадвиговый или лежачий бок или крыло (рис. 2.46). Активным элементом надвига может быть и поднадвиговый бок, при относительной неподвижности висячего бока, и в таком случае разрыв будет называться поддвигом. Амплитуды смещений у надвига могут быть значительно больше, чем у взбросов, но в большинстве случаев они не превышают первые сотни метров.
По наклону поверхности разрыва выделяются четыре вида надвигов: крутые (с углом наклона сместителя более 45º), пологие (с углом наклона поверхности разрыва менее 45º), горизонтальные (с приблизительно горизонтальным расположением сместителя) и ныряющие, когда поверхность разрыва на отдельных участках наклонена в сторону видимого перемещения пород (рис. 2.47).
|
| Рис. 2.48 Генетические разновидности надвигов в разрезах. А – надвиг разлома; В – надвиг растяжения; С – надвиг скалывания в горизонтально залегающих пластах; D – наложенный надвиг скалывания; E – пластовый надвиг; F – эрозионный надвиг. |
В некоторых случаях применяется генетическая классификация надвигов, например (рис. 2.48).
Образование надвигов связывается со скалыванием по одному из направлений максимальных касательных напряжений (τmax), развивающемся при пластических деформациях слоистых толщ, и в большинстве случаев надвиги ориентированы полого. Главные нормальные напряжения при образовании надвигов ориентированы так же, как и при формировании складок: сжимающее напряжение (σ1) действует горизонтально, промежуточное (σ2) перпендикулярно к плоскости (σ1–σ3) Надвиги преимущественно развиты в сильно сжатых наклонных или опрокинутых складках. Реже они осложняют строение плавных и пологих складок. В относительно однородных сминаемых в складки породах надвиги возникают в основном в замках и ориентированы параллельно осевым поверхностям. В неоднородных толщах пород они могут образовываться в крыльях складок по границам пластичных пород. В складчатых комплексах с запрокинутыми складками серии надвигов могут придавать структуре чешуйчатое строение – чешуйчатые надвиги. Надвиги широко развиты во всех складчатых областях мира.
2.2.8. Покровы
|
| Рис. 2.49 Надвиг (а) и тектонический покров или шарьяж (б) в разрезе. С2 – вертикальная и С3 – горизонтальная амплитуда надвига; 1 – покров или аллохтон; 2 – автохтон; F – лоб или фронт покрова. |
Покров (синоним – шарьяж, от франц. charrier – катить, волочить) – горизонтальный или пологий надвиг с перемещением пород лежачего блока в виде покрова на расстояния, достигающие нескольких десятков и даже первых сотен километров по волнистой поверхности сместителя (рис. 2.49). Термин «шарьяж» введён Бертраном в 1908 г.
Покров может возникать из лежачей складки или в результате развития надвига, характеризуется дальностью перемещения покрова, его значительной мощностью и площадью и сложностью строения. Он бывает смят в складки как независимо от своего основания, так и совместно с ним, и часто сложен более древними породами.
В строении покрова выделяются следующие структурные элементы и признаки (рис. 2.50, 2.51):
● тыловая, средняя (щитовая)и фронтальная (передняя или лобовая) часть покрова;
● «зона корней» (родина покрова, корневая зона) – предполагаемый или установленный район, откуда происходит покров, где породы, его слагающие, оторвались от своего основания;
● амплитуда шарьяжа – расстояние, на которое переместился покров, обычно оно соответствует расстоянию между корнями и фронтом покрова;
● автохтон – породы, залегающие под тектоническим покровом или аллохтоном и оставшиеся на месте;
● аллохтон – породы дальнего происхождения, надвинутые на автохтон;
|
| Рис. 2.50. Схема строения покрова. 1 – разрез покрова: I – корни покрова; II – тело или панцирь покрова; III – голова (лоб) или фронт покрова; а – эрозионные останцы или клипы; б – эрозионное окно; 2 – тектоническое окно в плане; 3 - тектоническое окно в разрезе; А – аллохтон; Б – автохтон; В – поверхность волочения. |
● параавтохтон – породы, залегающие под тектоническим покровом, корни которого расположены близко;
● парааллохтон – породы покрова, под которым блоки или чешуи также перемещались;
● тектоническое окно – вскрытые эрозией подстилающие покров породы;
● тектоническое полуокно – вскрытые эрозией во фронтальной части покрова подстилающие покров породы в виде незамкнутого окна;
● клипп (клиппен) – изолированный от покрова останец покрова, образовавшийся в результате эрозии покрова;
● дигитация – расщепление покрова во фронтальной части на отдельные чешуи или лежачие складки;
● дивертикуляция – отслоение пакетов пластов в мощной серии отложений, где ранее сохранялась нормальная стратиграфическая последовательность, и дальнейшее дифференцированное движение пластин;
|
| Рис. 2.51. Покров Гларус в Альпах и его элементы. Поверхности волочения показаны толстыми линиями. |
● ретрошарьяж – обратное отступание покрова;
● обволакивание – смятие в складки и переплетение движущихся одновременно пластин покрова;
● тектоническая денудация – частичное разрушение и перенос пород, встреченных на пути движения покровных пластин;
● базальное «стёсывание» – разрушение или истирание подошвы пластины в процессе передвижения;
● меланж (франц. mélange – смесь) – брекчии пёстрого состава, образующиеся во фронтальной (лобовой) и подошвенной части покрова.
► В морфолого-кинематической классификации покровов выделяются покровы течения, покровы скалывания и скольжения.
Покровы теченияобразуются из лежачих складок и имеют сложное внутреннее строение, напоминающее структуру огромных «оплывин». Они развиваются при наличии мощных толщ пластичных пород и чаще всего образованы флишем. Для покровов течения характерны:
● структуры гравитационного стекания пластичных масс пород по склону растущего поднятия;
● течение, расплющивание и вытягивание складок;
● ныряющие складки покровов;
● сильно сплющенные лежачие складки и их элементы;
● накатывание (перетекание) по принципу гусеницы трактора;
● последующие деформации и раздробление покрова.
Покровы течения широко распространены во всех складчатых областях, но наиболее ярким примером являются гельветиды Альп.
Покровы скалывания и скольжения – более или менее прямые или слабоизогнутые пластины, сравнительно слабо дислоцированные внутри и перемещённые по одной резко выраженной поверхности разрыва. Они обычно сложены твёрдыми, массивными породами, смещёнными по горизонтальной поверхности скалывания, или слагаются пачками осадочных пород любой степени прочности при наличии под ними поверхности срыва, которая, как правило, совпадает с горизонтом пластичных пород. В покровах скалывания и скольжения на фоне нормального залегания могут быть запрокинутые складки, чешуи, прогибы и подвороты. Эти покровы характерны для каледонид Шотландии и Скандинавии, для Карпат, балканид Болгарии и т.д.
► По происхождению покровы делятся на гравитационные и компрессионные покровы.
Гравитационные покровы – покровы, которые образуются за счёт смещения масс горных пород из орографически повышенных участков в пониженные под воздействием силы тяжести. Например, по дну океана до глубин около 4000 метров сползали громадные оползни размером до 500км, которые порой трудно отличить от олистостромов, состоящих из сплошных пластин олистолитов и олистоплаков.
По времени образования относительно складчатости гравитационные покровы могут быть доскладчатые (сползающие массы пород к осевым частям прогибов), соскладчатые (смещающиеся массы пород в пониженные участки в процессе складкообразования) и послескладчатые (оползшие блоки жестких консолидированных пород с краевых частей поднятий в прилегающие прогибы).
Компрессионные покровы – соскладчатые покровы, образующиеся в условиях регионального сжатия и течения
► По признаку структурного уровня, на котором покровы образуются, или по глубине захвата покровами земной коры тектонические покровы разделяют на три типа:
покровы чехла, которые образуются только в осадочных толщах;
покровы основания или фундамента, когда в процесс покровообразования могут быть вовлечены и породы гранитогнейсового комплекса;
офиолитовые покровы, которые образуются за счет пород земной коры океанов и окраинных морей.
|
| Рис. 2.52. Схематические типы покровов и их усложнения. А – воздымающийся покров; В – погружающийся покров; С1,2,3 –типы эволютных покровов, образованных двумя покровами (по Гейму). |
Морфологические разновидности покровов многообразны – они могут состоять из одного-двух, и более покровов с разными амплитудами и по-разному усложнённые (рис. 2.52).
Приведённые классификации в известной степени условны. В природе признаки покровов в большинстве случаев не выдерживаются и нередко можно говорить о сложных покровах.
Полевые признаки и методы изучения покровов. В процессе шарьяжеобразования отдельные частные покровы, пластины, чешуи могли перемещаться в разные фазы формирования покровного комплекса с различной скоростью и на разное расстояние, могли перекручиваться, сминаться и перемешиваться, что приводит к формированию очень сложной структуры. Всё это крайне осложняет возможность выявления покровов и их границ, а также определения исходного относительного положения объёмов пород, залегающих в разных фрагментах шарьяжа. Решение этих задач возможно только при высокой степени геологической изученности.
В первую очередь должны быть выявлены особенности строения толщ и фрагментов (фациальную принадлежность, мощности, структурные признаки и т.д.). Потом необходимо определить, могли ли они быть сформированы в единой структурно-фациальной зоне. По каждому отдельному фрагменту нужно получить седиментологические характеристики (биостратиграфические, гранулометрические, литологические, фациальные), структурные и прочие данные.
Затем на палинспастическом профиле, построенном в крест простирания структурно-фациальной зоны, расположить фрагменты таким образом, чтобы это соответствовало закономерному изменению её разреза от одного края к другому. Если при этом обнаружится, что в параметрическом ряду закономерно меняющихся особенностей отложений исходное положение толщ и фрагментов значительно отличается от наблюдаемого, значит, происходило их перемещение. О покровообразовании будут свидетельствовать и структурные признаки – резкое изменение мощностей, нагромождение полого и крутопадающих чешуй, чередование крутого и пологого залегания слоёв и поверхностей разрывов, наличие меланжа, признаков базального «стёсывания», горизонтов отслоения и признаков перетекания вещества, дискордантность внутренних структур и текстур по отношению к границам геологических тел и другие признаки.
2.3. Механизм образования и происхождение разрывов