Генетическая классификация складок
Единой общепринятой генетической классификации складок не существует.
По времени проявления складчатости (по отношению к осадкообразованию) выделяют:
Конседиментационные складки образуются одновременно с осадконакоплением. Для них характерно:
1) уменьшение мощности слоев в сводах положительных структур (вплоть до выклинивания);
2) постоянное увеличение углов падения на крыльях положительных структур на более низких стратиграфических горизонтах;
3) более грубозернистые осадки на крыльях положительных структур.
Конседиментационная складчатость дает сравнительно простые формы складок и наиболее часто встречается на платформах. В плане такие складки обычно в виде куполов, реже - брахиформные. Замок часто имеет коробчатую форму.
Постседиментационные складки образуются после накопления осадков. Они развиваются в отложениях, деформированных конседиментационной складчатостью, либо не затронутых ею. При этом породы часто претерпевают метаморфизм. Эта складчатость отличается сложностью и многообразием форм и характерна для складчатых областей.
Системы складок. Сочетания складок
Одиночные складки встречаются редко. Обычно складки группируются в складчатые комплексы или серии. Складчатые комплексы по интенсивности смятия пластов могут быть простыми и сложными.
Простые (гармоничные) складчатые комплексы состоят из складок, где пласты согласно смяты во всей системе. Такая складчатость образуется при смятии однородных по плотности слоев.
Сложные (разнородносмятые) складки или дисгармоничная складчатость образуется при смятии пластов с неодинаковой вязкостью (жесткостью). При этом жесткие породы сминаются в простые складки больших размеров, а пластичные, кроме того, еще и в сложные мелкие складки (складки высших порядков). Эти складки высших порядков называются складки волочения. Складчатость наиболее интенсивна в пластичных породах, зажатых между двумя жесткими пластами.
При дальнейшем возрастании давления породы начинают разрушаться, и глинистый материал начинает проникать в трещины жестких пород. Раздвинутые таким образом участки малоподатливых пород называют будинами, а процесс их образования - будинаж.
Взаимное расположение осей складок в складчатых комплексах:
1) цепочкообразное;
2) взаимопараллельное;
3) кулисообразное (каждая последующая складка вытянута в том же направлении, но на большую длину, чем предыдущая (западный склон Ю. Урала);
4) миндалевидное - разветвление осей складок и соединение их через некоторое расстояние;
5) виргация (ответвление) - расхождение пучка складок или отделение единичных складок при погружении складчатой зоны и затихании складчатости. Это распад крупной складки на ряд более мелких складок с постепенным затуханием. Виргация характерна для крупных складчатых структур (Памир, Тянь-Шань и др.).
В складчатых областях наиболее крупными складками (мегаскладками) являются антиклинории и синклинории.
Антиклинорий - крупная антиклинальная структура, осложненная на крыльях складками высших порядков (II, III и т.д.). Осевые поверхности наклонены к центру крупной складки (т.е. в сторону главной осевой поверхности).
Синклинорий - крупная синклинальная складка, осложненная на крыльях складками высших порядков (II, III и т.д.).
Антиклинории и синклинории имеют протяженность до нескольких сотен км при ширине до нескольких десятков км.
Мезоскладки - протяженность до десятков км, при ширине первые км.
На платформах наиболее крупными структурами являются щиты и плиты.
Щиты - части платформ, складчатое основание которых отличается относительно высоким положением, так что на щитах часто отсутствует осадочный покров или он малой мощности.
Плиты - отрицательные тектонические структуры с большой мощностью осадочного чехла.
Структуры второго порядка, осложняющие плиты и щиты - синеклизы и антеклизы. Они имеют значительные размеры, протяженность до сотен километров, в поперечнике до сотни км.
Синеклиза - очень плоский прогиб, имеющий синклинальное строение с очень слабым падением слоев на крыльях (до 10). Образуются в связи с общим опусканием кристаллического фундамента платформ (Прикаспийская, Московская).
Антеклиза - пологое поднятие, имеющее форму свода (Воронежская, Белорусская).
Крылья антеклиз и синеклиз осложняются сводами, впадинами и др.
Разрывные нарушения. Трещины
Разрывные нарушения делятся на две большие группы.
1 - трещины - разрывы, перемещения блоков по которым имеют незначительную величину или их нет. Трещины ? диаклазы.
2. Разрывы с заметным перемещением блоков - параклазы.
Трещины могут возникнуть в любых породах. Ориентировка их зависит от характера внешнего воздействия, температуры, давления, состава породы.
Совокупность трещин в породе называется трещиноватостью. Трещины близкой ориентировки объединяются в системы трещин. Пересекающиеся трещины разделяют горные породы на отдельные блоки. Образующиеся при этом разнообразные формы блоков называются отдельностями. Виды отдельности: глыбовая, матрацевидная, шаровая, плитчатая, столбчатая и др.
Длина и глубина трещин - от нескольких см. до тысяч метров.
Ширина - до единиц см. Более широкие считаются раздвигами.
Классификация трещин
По степени раскрытия:
Скрытые (не видны простым глазом), закрытые (видны, но с плотно прижатыми стенками), открытые (имеют полость).
По размерам и по отношению к слоистости:
Внутрислоевые (малые) - не выходят за пределы одного слоя;
Межслоевые (большой протяженности) - секут свиту слоев.
По простиранию трещин относительно слоистости (для метаморфических пород относительно сланцеватости).
1. Пластовые (пластовые) - параллельно слоистости (сланцеватости);
2. Нормально секущие (перпендикулярные поверхности напластования;
3. Кососекущие - под углом отличным от 0 и 900.
По строению стенок: гладкие, неровные, зазубренные и т.д.
Системы трещин: параллельные, радиальные, концентрические, кулисовидные, ветвящиеся и др.
Генетическая классификация трещин: тектонические и нетектонические
Тектонические трещины возникают в результате тектонических движений земной коры. Они глубокие и большой протяженности, секут целую серию напластований или массивы магматических пород. С тектоническими трещинами наиболее часто связано оруденение.
Трещины с разрывом сплошности пород: трещины отрыва и скалывания.
Трещины отрыва ориентированы перпендикулярно к растягивающим усилиям. Они обычно короткие, с зазубренными краями, часто заполнены минеральными веществами. По ним образуются дайки, жилы. По ним порода легко раскалывается. Они короткие и быстро выклиниваются по простиранию и падению.
Трещины скалывания - гладкие, притертые, прослеживаются на большие расстояния.
Кливаж - частые параллельные трещины на поверхности пласта, развивающиеся при пластической деформации горных пород на ее последней стадии. Они расчленяют частицы породы на тонкие пластинки. Кливаж выражается в виде частых параллельных трещин (открытых, закрытых и скрытых). Структура и текстура породы нарушаются, но порода не теряет монолитности.
Кливаж, связанный со складчатостью развивается при пластичном течении вещества в слоистых толщах.
Послойный кливаж развивается параллельно слоистости на стадиях пластической деформации;
Веерообразный кливаж ориентирован под острым углом к осевой поверхности. Поверхности кливажа сходятся над антиклиналями и синклиналями.
Обратный веерообразный кливаж - поверхности кливажа сходятся под антиклиналями и синклиналями.
S-образный кливаж образуется в пластах различного состава и характеризуется изменением ориентировки.
Параллельный кливаж сечет складку параллельно осевой поверхности как в замке, так и на крыльях.
В нормальных складках углы падения кливажа круче падения пород;
В изоклинальных складках углы падения кливажа и крыльев совпадают;
В опрокинутых складках углы падения кливажа на нормальном крыле круче, в прокинутом крыле положе падения пород на крыльях складки.
В плане кливаж совпадает с простиранием пород на крыльях складки, либо сечет их под острым углом.
Приразрывный (приразломный) кливаж образуется в краевых зонах крупных разрывов преимущественно сбросового характера. Он уже не связан со складчатостью.
Отличие кливажа и сланцеватости:
Кливаж - один из видов механического разрушения пород.
Сланцеватость пород похожа на кливаж, но образуется в процессе метаморфизма пород и выражается в перекристаллизации вещества и возникновении пластинчатых и чешуйчатых минералов, располагающихся параллельно друг другу.
Нетектонические трещины. Их образование связано с изменением внутренних свойств пород под воздействием экзогенных процессов на поверхности Земли или вблизи нее.
Нетектонические трещины разделяются на первичные и вторичные.
Первичные - трещины отдельности ? образуются при формировании различных пород при их усыхании, уплотнении, изменении давления и температуры и при физико-химических превращениях.
В магматических породах при застывании интрузивных тел и лав в результате охлаждения лавы, уменьшения ее объема, действия сил сжатия- растяжения возникают первично-магматические трещины, рассекающие породы на отдельности разной формы.
Отдельности - блоки, на которые разделяется трещиноватая горная порода. Форма отдельности обуславливается расположением трещин. Для интрузивных пород характерна кубическая отдельность; для эффузивных - призматическая, при медленном остывании лавы - столбчатая, шаровая; для метаморфических - плитчатая, пластинчатая, остроугольная.
В осадочных породах первичные трещины (диагенетические трещины) возникают в процессе диагенеза ? преобразования осадка в горную породу. Это происходит при потере воды и уплотнении отложений.
Диагенетические трещины наиболее четко выражены при горизонтальном и слабо нарушенном залегании пород. Они не пересекают большие площади, а тесно связаны с отдельными слоями. На поверхности напластования они образуют полигональную сеть. Частота трещин зависит от мощности пород. Мощные пласты имеют более редкую сеть трещин.
Вторичные, нетектонические трещины возникают при гипергенезе в приповерхностных условиях.
1. Трещины выветривания образуются при физическом выветривании (колебания температуры, механическое давление замерзающей в трещинах воды). Они развиваются в зоне не глубже 30-50 м от поверхности Земли.
2. Трещины оползней, обвалов и провалов - гравитационные трещины. Образуются при оседании или скольжении масс горных пород в телах оползней.
3. Трещины расширения пород при разгрузке появляются при нарушении гравитационного равновесия в выемках рельефа (например, в речных долинах). Горные породы в земной коре находятся в сильно сжатом состоянии. При наличии свободного пространства породы начинают выдавливаться в него. У поверхности Земли образуются трещины отслаивания, в бортах речных долин и оврагов - трещины бортового отпора. Последние наклонены под углом 30-500 в сторону долины и распространяются в глубину до уровня реки.
Полевые наблюдения за трещиноватостью. Графическое изображение трещин
При полевых наблюдениях регистрируются:
1) элементы залегания трещин ? азимуты падения, простирания, угол падения;
2) частота трещин, расстояние между ними;
3) ширина трещин;
4) зияние или заполнение трещин;
5) характеристика стенок трещин.
Массовые замеры элементов залегания трещин помогают в расшифровке тектонической структуры осадочной толщи или магматического тела.
Наиболее часто строятся розы-диаграммы трещиноватости. На окружность наносится градусная сетка, и проводятся радиусы - меридианы. Интервал между радиусами выбирается произвольно. Трещины группируются в классы в пределах выбранных интервалов. Полученные значения средних азимутов и количество замеров наносят на диаграмму с помощью радиусов. Направление радиуса отвечает среднему значению азимута, а длина пропорциональна количеству замеров в каждом интервале в выбранном масштабе. Недостаток: невозможно отображение на одной диаграмме всех данных по замерам.
Круговая диаграмма трещиноватости более совершенна. Существуют также карты трещиноватости.
Разрывные нарушения в горных породах (со смещением) ? параклазы
Сбросы и взбросы
Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации) - структуры с нарушением сплошности пород. Они возникают под воздействием внутреннего (эндогенного) фактора. Они в основном характерны для складчатых областей или кристаллического фундамента платформ.