На геологических картах и на разрезах разрывные нарушения показываются линиями черного цвета, но более толстыми, чем геологические границы (рис.), либо линиями красного цвета. Линиями разных красных оттенков (красным, оранжевым и т.д.) обозначаются разновозрастные разрывы. Примеры обозначения на карте разных типов разрывов приведены на рис. 2.59.
| Рис. 2.59. Условные обозначения разрывных нарушений. 1 – главные разрывные нарушения установленные (а) и предполагаемые (б); 2 – второстепенные разрывные нарушения установленные (а) и предполагаемые (б); 3 – вертикальный сброс; 4 – вертикальный сдвиг; 5 – сброс с падением плоскости сместителя 70º. 6 - взброс с падением плоскости сместителя 70º. 7 – сброс с линейностью в плоскости сместителя; 8 – сдвиг с наклоном поверхности сместителя 60º. 9 – надвиг с падением поверхности сместителя 15º; 10 – покров (шарьяж); 11 – раздвиг; 12 – подвиг; 13 – элементы залегания разнонаправленной трещиноватости, замеренной в пределах обнажения. |
Глава 3: Складчатые формы залегания пород
Складками принято называть волнообразные изгибы плоскостных текстур горных пород, а также изгибы уплощённых или удлинённых геологических тел, образующиеся при пластических деформациях. Складки могут быть образованы телами с первичной стратификацией, псевдостратифицированными телами интрузивных метаморфических и метасоматических пород, пластообразными нерасслоенными телами различного генезиса, тектоническими чешуями и пластинами. В зависимости от размера в профильном сечении выделяются: мегаскладки – размер складки (длина полуволны) 1000 м и более; макроскладки – 50-1000 м; мезоскладки – 0.1-50 м; микроскладки (малые и мелкие) – < 0.1 м. Складка, очерченная одной поверхностью, называется частной. А когда речь идёт о складке, образованной геологическими телами, её принято называть общей складкой.
Совокупность складок составляет складчатость. Она является результатом пластических деформаций горных пород и развивается только в слоистых породах или породах обладающих структурными плоскостными элементами. При отсутствии тех и других, т.е. в однородной породе, пластические деформации реализуются в других формах, а не в складках.
Знания о складках и о причинах складкообразования базируются:
● на очень большом эмпирическом материале о формах складчатых пластов, полученном многими поколениями геологов (на изучении геометрии складчатых пластов и т.д.);
● на экспериментах, воспроизводящих складкообразование;
● на изучении взаимосвязи складок с другими структурами, особенно с разрывами;
● на изучении взаимосвязи складчатых поясов с другими главными тектоническими единицами земной коры;
● на изучении микроструктур, развитых в складчатых породах.
Складки могут образоваться как в результате проявления гипогенных, так и гипергенных процессов. В любом случае процесс образования складок сопровождается перемещением пород и смещением слоёв при изгибе вдоль поверхностей наслоения.
3.1. Складки и их элементы и параметры
Среди складок выделяются элементарные типы складок – антиклинальные и синклинальные (рис. 3.1), нейтральные, а так же антиформы и синформы (рис.3.2).
Антиклинальными складками или антиклиналями называются изгибы, в центральных частях которых располагаются наиболее древние породы относительно их краевых частей. Синклинальными складками или синклиналями называются изгибы, в которых центральные части сложены более молодыми породами, чем их краевые части. Складки, в которых элементы залегания осевой поверхности (ОП) и шарнира совпадают, называются нейтральными. Это возможно: а) при вертикальном залегании пород, шарнира и ОП складки; б) при наклонном залегании пород в крыльях складки и горизонтальном – ОП и шарнира; в) при наклонном залегании пород и одинаково наклонном – ОП и шарнира. В сильно деформированных толщах, где невозможно определить кровлю и подошву слоёв, складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиформами, а обращённые выпуклостью вниз, – синформами (рис. 3.2).
|
|
| Рис. 3.1. Антиклинальная (а) и синклинальная (б) складки | Рис. 3.2. Антиформы (а) и синформы (s) в пересечении с эрозионной поверхностью РР. |
Элементы складки
В складке выделяются следующие элементы – замок или свод, крылья, осевая поверхность, осевая линия или ось складки, шарнир складки, гребень и киль, гребневая и килевая поверхность, линия перегиба или медианная линия, поверхность перегиба, ядро, замыкание (рис. 3.3 – 3.6).
|
| |
| Рис. 3.3. Элементы складок: 1-2 – замок антиклинали (седло); 3-4 – замок синклинали (мульда); 5 – крылья; 1-6-2 – угол складки; 6-7 – биссектриса угла складки или осевая линия; 8 – ось или шарнир складки; 9 – гребень; 10 – киль. | ||
| Рис. 3.4. Осевые элементы складок: 1 – ось или шарнир складки; 2 – осевая поверхность; 3 – осевая линия. |
Замок или с вод складки – место перегиба слоёв, в котором их поверхности, примыкающие к перегибу, образуют между собой угол или более сложные фигуры. Замок может иметь плавную (параболическую, гиперболическую) или угловатую (шевронную) форму. Замок антиклинали иногда называют седлом, а замок синклинали – мульдой.
Крылья складки – боковые части складки, примыкающие к своду и представленные поверхностью слоёв, единообразно (вверх или вниз) наклонённых от перегиба. У смежных складок – антиклинали и синклинали одно крыло является общим. Положение крыльев, как плоскостных элементов, определяется азимутом и углом падения.
|
| Рис. 3.5. Элементы складок: а – очерченных одной поверхностью; б – очерченных серией субпараллельных поверхностей; в – «сложных», очерченных зеркальными поверхностами. |
Осевой (шарнирной) поверхностью складки называется поверхность, проходящая через точки перегиба слоёв, составляющих складку. Она также определяется азимутом и углом падения. Линия пересечения осевой поверхности с поверхностью рельефа называется следом осевой поверхности (СОП). Она характеризует ориентировку складки в плане и на карте проводится путём соединения точек, расположенных в местах перегиба слоёв (в замке складки). Линия пересечения осевой поверхности с поверхностью одного из слоёв (кровлей или подошвой), составляющих складку, называется осью складки или шарниром складки. Положение шарнира, как линейного элемента, определяется азимутом и углом погружения (или воздымания). Простирание шарнира совпадет с осью складки только в том случае, когда осевая поверхность складки вертикальна. Погружается шарнир в сторону расположения более молодых пород. В том случае, когда азимут погружения шарнира меняется на обратный несколько раз, либо величина угла погружения периодически меняется по простиранию, шарнир называют ундулирующим. Угол погружения или воздымания шарнира иногда называют углом погружения или воздымания складки (рис. 3.7, 3.8).
|
| Рис. 3.6. Положение осевой (АБ) и гребневой (ВГ) поверхности в вертикальном поперечном разрезе складки. |
Гребневой поверхностью называется поверхность, соединяющая самые высокие точки расположения слоёв, образующих складку. Гребень складки – линия пересечения гребневой поверхности с кровлей или подошвой любого из слоёв складки. Килевой поверхностью называется поверхность, соединяющая самые низкие точки расположения слоёв, образующих складку. Киль складки – линия пересечения килевой поверхности с кровлей или подошвой любого из слоёв складки. Эти элементы складок определяют обычно только при изучении наклонных и опрокинутых складок.
| 
|
| Рис. 3.7. Элементы складок в блок-дааграмме: АБ – положение осевой линии (или СОП); ВГ и В'Г' – положение шарнира; α и β – углы погружения шарнира. | Рис. 3.8. Структурные элементы складки: Положение шарнира в синклинальной складке в плане (а) и в разрезе (б). Условные знаки для изображения на картах: шарниров синклинальных (в) и антиклинальных (г, д) складок. Стрелками указано направление погружения, а цифрами – углы погружения шарниров. |
Линия перегиба или медианная линия – линия, расположенная на крыле складки, которая делит крыло частной складки пополам и ориентирована по направлению шарнира. По обе стороны медианной линии кривизна крыла очерчивается в противоположных направлениях. Поэтому угол падения крыла складки рекомендуется измерять в зоне медианной линии. Поверхность перегиба – поверхность, проходящая через линии перегиба частных складок.
Ядро складки – внутренняя часть складки в месте её наибольшего перегиба с внутренней стороны изогнутого пласта. Это понятие условное и зависит от морфологии складки и глубины эрозионного среза. За окончание складки принимается участок, где изогнутая поверхность сменяется плоскостью. Замыкание складки определяется по смене азимута погружения шарнира на обратный азимут.
|
| Рис. 3.9. Зеркала складок: симметричных (а), асимметричных (б, г) и разнопорядковых (в). |
Зеркало складок – условная поверхность, проведённая в пространстве через точки наибольшего перегиба слоя в одновременно возникших одноимённых структурах одного порядка. Такими поверхностями могут быть касательная к замкам симметричных антиклиналей о-о или же касательная к замкам синклиналей s-s (рис. 3.9 а) Параллельна им будет и медианная линия m-m. Аналогичным образом проводится зеркало складок и для асимметричных складок (рис. 3.9 б). При деформации слоистых пород обычно образуются складки нескольких порядков, и для каждого из них можно провести своё зеркало складок, например l1, l2, l3 на рис. 3.9 в, где видно, что, чем крупнее складки, тем зеркало складок всё более приближается к прямолинейному. И из этого можно сделать вывод: залегание (простирание и падение) пачки в целом отражается зеркалом наиболее крупных складок. По углу между зеркалом складок и их осевыми поверхностями можно определить, на каком крыле асимметричной запрокинутой складки находится исследуемое обнажение: 1 – на нормальном крыле осевые плоскости дополнительных складок падают круче, чем их зеркало, а на подвёрнутом крыле – положе; 2 – угол между зеркалом складок и их осевыми поверхностями в точке перегиба близок к 90º, уменьшается в сторону медианной зоны складки и имеет минимальное значение в медианной зоне подвёрнутого крыла (рис. 3.9 г).
Параметры складки
К параметрам складки относятся – длина, ширина (полуволна, горизонтальный размах), высота (амплитуда, вертикальный размах) и угол складки (рис. 3.10). Длина складки – это расстояние вдоль осевой линии между смежными перегибами шарнира, либо между участками, где изогнутая поверхность сменяется плоскостью. Ширина складки (или полуволна) – это кратчайшее расстояние между точками перегиба (рис. 3.10). Высотой или амплитудой складки называется кратчайшее расстояние между точкой максимальной кривизны и линией, соединяющей точки перегиба (или медианные линии) (рис. 3.10).
|
| Рис. 3.10. Параметры симметричной (а, б) и асимметричной (в) складок: h и b – высота и ширина симметричной складки; h1 и h2 – высота короткого и длинного крыльев асимметричной складки; b1 – ширина асимметричной складки; А, W/2 – амплитуда и длина полуволны симметричной складки; l – крыло складки (l1 – короткое, l2 – длинное); α – угол между крыльями. |
По А.Е. Михайлову понятие о высоте и ширине складки отличается от выше приведённого. Высотой или вертикальным размахом складки он называет расстояние по нормали между замком антиклинали и замком смежной с ней синклинали, измеренное по кровле или подошве одного и того же слоя. А шириной или горизонтальным размахом складки – расстояние между осевыми линиями двух соседних антиклиналей или синклиналей (рис. 3.11).
Угол, образованный линиями или плоскостями, являющимися продолжением крыльев складки, называется углом складки или углом между крыльями складок. Он отражает степень сжатости пластов и обычно принимается как условный показатель интенсивности складчатой деформации.
|
| Рис. 3.11. Размеры складок в плане и на разрезе: а – длина, б – ширина, в -высота складки; |
Размеры и форма складки определяются длиной её крыльев в профильном (перпендикулярном к шарниру) сечении, коэффициентом асимметрии складки (отношением размера длинного крыла к короткому), углом между крыльями, шириной складки, высотой или амплитудой, или же длиной полуволны складки.
В прямоугольной (декартовой) системе координат с осями а, b, с, определяющей согласно Б.Зандеру, как формальную симметрию складки, так и её кинематические особенности, ось координат b параллельно шарниру, ось координат а лежит в осевой плоскости и перпендикулярна оси b, осевая плоскость – аb, а ось координат с перпендикулярна к ней (рис. 3.12). В кинематическом отношении ось b – это ось вращения или постоянная ось деформации, ось а – ось движения, а ось с – ось укорочения или сжатия.
