Формы залегания осадочных горных пород

Характерный признак осадочных горных пород — их слоистость, т. е. свойство располагаться параллельными или почти параллельными слоями, отличающимися друг от друга составом, структурой, твердостью и окраской слагающих их пород. В толще осадочных горных пород каждый слой (или пласт) отделен от другого поверхностью напластования. Поверхность, ограничивающая пласт снизу, называется подошвой; поверхность, ограничивающая его сверху,— кровлей. Следовательно, кровля нижележащего слоя является одновременно подошвой покрывающего слоя.

Горизонтально лежащий пласт, сложенный однородными породами и ограниченный более или менее параллельными напластованиями пород в кровле и подошве, характеризует первичную форму залегания осадочных горных пород. Однако в результате движения земной коры первичная горизонтальная форма залегания осадочных горных пород может быть нарушена, вследствие чего пласт принимает любое наклонное положение.

Наклоннозалегающий пласт характеризуется истинной, горизонтальной и вертикальной мощностями.

Истинная мощность характеризуется перпендикуляром, восставленным из любой точки кровли пласта до его подошвы (АС на рис. 1). Горизонтальная мощность определяется расстоянием по горизонтали от любой точки кровли до подошвы пласта (АБ на рис. 1). Вертикальная мощность — расстояние по вертикали от любой точки кровли до подошвы пласта (АД на рис. 1).

Движения земной коры, происходящие под влиянием процессов внутри Земли, могут быть колебательными, складчатыми и разрывными. Первые два из названных видов движения земной коры вызывают пластическое нарушение пластов горных пород, а третий — разломы пластов горных пород.

Колебательные движения — это такие движения, которые вызывают вертикальные перемещения (поднятия и опускания) отдельных участков земной коры друг относительно друга. Движения такого вида происходят с момента образования Земли, наблюдаются они и в настоящее время. В результате колебательных движений нарушается горизонтальное положение пластов осадочных горных пород и образуются очень пологие прогибы (синеклизы) и вздутия (антеклизы). Как правило, антеклизы и синеклизы нарушаются вздутиями и прогибами меньших масштабов. Образованные при этих нарушениях новые структуры называют локальными.

Складчатые движения, вызывающие, как и колебательные движения, пластическое нарушение пластов горных пород, приводят к образованию складок. При рассмотрении складки земной коры в разрезе видно, что пласты в ней изогнуты волнообразно (см. рис. 1). Складка, в ядре которой расположены более молодые пласты, чем по краям, называется синклиналью. Она обычно бывает обращена изгибом вниз, и пласты на крыльях ее падают навстречу друг другу. Складка, в ядре которой находятся более древние пласты, чем по краям, называется антиклиналью. Она обращена изгибом вверх; пласты направлены от нее в обе стороны. Соседние антиклиналь и синклиналь в совокупности образуют полную складку. Как правило, в природе за одной складкой следует вторая, за второй третья и т. д.

Складка имеет следующие основные элементы (рис. 2):

1) крылья А — боковые части складки (в синклиналях они называются бортами);

2) замок В — линия перегиба, соединяющая между собой крылья (борта); замковую часть антиклинали называют седлом, синклинали — мульдой;

3) осевая плоскость CDEF — воображаемая плоскость, разделяющая складку пополам;

4) ось CF — след на плане осевой плоскости;

5) угол складки MDN.

Рис. 1. Наклоннозалегающий пласт

Таким образом, в полной складке нисходящие крылья антиклинали представляют собой восходящие крылья синклинали.

В зависимости от положения осевой плоскости в пространстве и характера падения крыльев складка может иметь различные формы. Если оба крыла имеют одинаковый угол падения, складка называется прямой (рис. 3, а). Однако строение антиклинали и синклинали не всегда бывает симметричным, т. е. не всегда крылья пласта имеют одинаковые углы падения_/.

Если угол падения одного крыла больше угла падения другого, то такая складка называется косой (рис. 3, б). У опрокинутой складки седло перекинуто за одно из ее крыльев (рис. 3, в). Складка, у которой крылья расположены горизонтально, называется лежачей (рис. 3, г).

В природе часто встречаются однокрылые складки, называемые моноклиналью, или флексурой, которые возникли в результате подъема или опускания пласта с одной стороны (рис. 4).

Разнообразие форм складок объясняется различным приложением сил к пластам горных пород, подверженных складчатому движению. Для определения положения складки по отношению к странам света необходимо знать положение линий простирания и падения.

Линией простирания называется линия пересечения горизонтальной плоскости с крылом складки (рис. 5). Линия, лежащая на крыле складки перпендикулярно линии простирания, называется линией падения. Разрывные движения, происходящие вследствие колебательных и складчатых видов движения, приводят к необратимому процессу образования складок разрывных форм. При разрывных движениях изменяются формы залегания горных пород (горизонтальная или складчатая) в результате интенсивного воздействия на послед-, ние внутренних сил Земли. В про-Рис. 2. Элементы складки цессе образования складок пласты часто не выдерживают напряжения и разрываются. При этом образуются трещины, по которым пласты могут смещаться относительно друг друга.

Рис. 3. Виды складок

 

Помимо трещин к разрывным нарушениям относят сбросы, взбросы, сдвиги, надвиги.

Нарушение, при котором одна часть складки опускается, а другая остается на прежнем месте, называется сбросом (рис. 6, а). Если одна часть складки поднимается, а другая остается на прежнем месте, то образуется взброс (рис. 6,6).

При разрывных движениях особенно часто разрушаются сводовые части антиклиналей. Если эта часть антиклинали оказывается приподнятой по отношению к опущенным крыльям, то такая структура называется горстом (рис. 6, в). Структура, в которой сводовая часть антиклинали по отношению к неподвижным крыльям опущена, называется грабеном (см. рис. 6, в).

Рис. 4. Моноклиналь

Рис. 5. Положение складки по отношению к странам света

Если же при разрыве пласта перемещение его происходит не по вертикали, как при образовании сброса и взброса, а в горизонтальном направлении, то образуется сдвиг. Часто наблюдаются сочетания сбросов и сдвигов — сбросо-сдвиги.

Иногда горные породы сдвигаются почти в горизонтальном направлении, образуя взбросы с очень малым углом наклона к плоскости разрыва. Такая форма структуры называется надвигом.

Трещина, вдоль которой перемещаются участки пласта при различных движениях, называется сбрасывателем. Если

Рис. 6. Виды разрывных нарушений

трещина наклонна, что бывает в большинстве случаев, то пласты, находящиеся под ней, называются висячим крылом, а пласты, расположенные под ней, — лежачим крылом.

Рассмотренные различные виды движения земной коры приводят к изменению ее первоначальной структуры и рельефа поверхности Земли.

В земной коре различают несколько геологических структур, основные из которых — платформы и геосинклинали.

Платформа — основная тектоническая единица земной коры, подвергающаяся преимущественно колебательным движениям с относительно небольшой амплитудой и потерявшая в связи с этим способность к резкому изменению своей первоначальной структуры. В строении платформы различают два этажа. Нижний этаж сложен сильно нарушенными метаморфизован-ными древними (докембрийскими) породами, а верхний — более молодыми (послекембрийскими) осадочными горными породами.

Как уже отмечалось, колебательные движения - могут привести к образованию в осадочном покрове антеклизов, сине-клизов и локальных структур.

Геосинклиналь — наиболее подвижный участок земной коры, сложенный мощными толщами (до нескольких тысяч метров) осадочных горных пород. В развитии геосинклинали различают две стадии: 1) геосинклиналь представляет собой преимущественно морской бассейн с интенсивно прогибающимся дном, на котором накапливаются мощные толщи осадочных пород и вулканических лав; 2) геосинклиналь вследствие интенсивного поднятия земной коры превращается в складчатую систему, а затем и в горы (например, Урал, Крым, Карпаты). Геосинклинали существуют и развиваются и в наше время. В качестве примера развивающейся геосинклинали можно привести часть Тихого океана с грядами Курильских островов.