Основной формой складчатых нарушений является полная складка, которая состоит из вогнутой — синклинальной и выпуклой — антиклинальной частей. Обычно говорят о синклинали и антиклинали как о самостоятельных складках. На рис. 39 изображены складчатые деформации осадочных горных пород.
Геометрические элементы складок. В обеих формах складок различают отдельные элементы (рис. 22), среди которых важнейшими являются: крылья, замок (или свод), угол, шарнир, осевая поверхность, ось, ядро.
Крылья складки представляют собой боковые части складки, в пределах которых слои обычно имеют односторонний наклон. В упрощенном геометрическом изображении крылья складки представляют собой плоские поверхности.
Замок, или свод складки, — зона встречи крыльев и замыкания слоев складки. Он характеризуется наибольшим изгибом слоев. В результате разрушения, например, размыва складки, замок может быть уничтожен. Представление о полной складке в этом случае может быть получено путем графического построения «воздушными» пунктирными линиями.
Угол складки — это угол между касательными, проведенными к крыльям складки до их пересечения. Чаще всего угол складки может быть измерен путем геометрических построений на поперечном сечении (профиле) складки.
Осевая поверхность — это плоскость, разделяющая синклиналь или антиклиналь на симметричные части. В общем случае, это — воображаемая поверхность, соединяющая замки изгибов всех слоев, образующих складку.
Ось складки — линия пересечения осевой поверхности с горизонтальной плоскостью на уровне земной поверхности. Часто эту линию наносят на геологические карты. По положению оси ориентируют складку в пространстве.
Рис. 21 Складчатые деформации осадочных горных пород
Рис. 22 Геометрические элементы складок: 2 —3 — замок антиклинали А;
4 —5 — замок синклинали С; 1—2, 3—4, 5—6— крылья складок; а — угол складки
Шарнир складки — линия, получающаяся от пересечения осевой поверхности с поверхностью любого из пластов, собранных в складку. Эта линия изгибается в вертикальной плоскости по мере воздымания или погружения замка. Шарнир может изгибаться также в горизонтальной плоскости, повторяя изгибы складки в плане. Шарнирных линий в складке можно провести столько, сколько слоев участвует в построении складки. По шарниру определяют положение в пространстве замков различных по глубине залегания слоев, образующих складку.
Ядро складки — внутренняя часть складки, заключенная между крыльями и замком. Ядро синклинали сложено наиболее молодыми слоями; у антиклинали ядро складки располагается на глубине и выполнено более древними породами.
Классификация складок. Форма складок бывает весьма различной; существует их подробная морфологическая классификация, в основу которой положен принцип разделения складок по взаимоположению в пространстве осевой поверхности и крыльев, а также по форме замка складки (рис. 23).
В зависимости от наклона осевой поверхности и крыльев (рис. 24, /) складки
Рис. 23 . Формы складок по положению осевой плоскости (Г) и форме замка ( II )
подразделяются на прямые, или стоячие (а), когда осевая поверхность располагается вертикально и крылья падают симметрично от нее
(у антиклинали) или к ней (у синклинали); косые (б) — осевая поверхность наклонена, а крылья падают в различных направлениях и под разными углами; опрокинутые (в) — осевая поверхность также наклонена, крылья падают в одном направлении, но под разными углами; лежачие (г) — осевая поверхность располагается в направлении, близком к горизонтальному, и крылья почти параллельны друг другу; перевернутые (д) — осевая поверхность наклонена больше, чем на 90°, считая от вертикали, а крылья почти параллельны. Перевернутая антиклинальная складка по внешнему виду напоминает синклинальную, но в центре ее располагаются более древние, «нижние» пласты; соответственно у опрокинутой синклинальной складки, внешне напоминающей антиклинальную, в ядре располагаются наиболее молодые пласты.
В природе наблюдается также неполная складка в форме перегиба горизонтально лежащих слоев. Это — однокрылая складка, или флексура (рис. 25). Наконец, часто наблюдаются толщи одинаково наклонных пластов, которые образуют моноклиналь.
По форме замка и соотношению между крыльями (см. рис. 24, II ) выделяют нормальные (округлые или острые), сундучные, веерообразные, изоклинальные складки. В нормальных складках замок имеет округлую (а) и остроугольную (б) формы. Сундучные (коробчатые) складки (в) отличаются широким уплотненным замком и крутыми крыльями. Для веерообразных складок (г) характерен широкий замок и веерообразно расходящиеся крылья. Изоклинальные складки (д) имеют узкий замок и приблизительно параллельные крылья.
Рис. 25 Формы залегания пород: а — моноклинальное; б — флексура
По соотношению основных размеров складок — длины и ширины — различают (рис. 26) линейные складки, брахискладки и купола. Линейные (1) складки имеют в плане узкую сильно вытянутую форму и образуются при интенсивном смятии горных пород. Их длина значительно превышает ширину. В брахискладках, или укороченных складках (2), длина больше ширины в 2—5 раз. Среди них выделяют брахисинк-линали и брахиантиклинали. Куполами называют антиклинальные складки, имеющие в плане изометричные очертания (3). Их длина может превышать ширину не более чем в 2 раза. Синклинальные аналоги куполов называют мульдами. Своеобразным видом куполов являются диапировые складки (купола с ядром протыкания). Они образуются, когда высокопластичные породы (соли, глины, гипсы и др.) выдавливаются вверх, формируя ядро складки.
В горно-складчатых районах складки образуют сложные системы, среди которых наиболее типичными являются: изоклинальные и веерообразные складки, синклинории и антикли-нории. Они нередко прослеживаются на многие десятки и даже сотни километров.
Изоклинальные складки — система складок с параллельными осевыми поверхностями и параллельным расположением слоев на крыльях. Когда слои на крыльях крупной складки имеют дополнительную складчатость, то структура называется антиклинорием или синклинорием (рис. 27).
Совокупность складок, проявляющуюся в определенных участках земной коры, называют складчатостью.
Рис. 26 Формы складок по соотношению размеров: 1 — линейные; 2 — брахискладки; 3 — купола; а — длина складки; b — ширина складки
Рис. 27. Складчатые деформации: а — синклинорий; б — антиклинорий
Рис. 28. Чешуйчатые складки
Складчато-разрывные нарушения. К этой группе относятся чешуйчатые складки и складчато-надвиговые структуры, которые характеризуются смятием и разрывами слоев.
Чешуйчатые складки представляют собой серию разорванных на крыльях складок и сдвинутых одна на другую по плоскостям, более или менее параллельным осевым плоскостям отдельных складок (28).
Генезис складчатых нарушений является весьма сложным, поскольку складки в земной коре могут образовываться под влиянием различных причин. Большинство складок связано с напряжениями, возникающими внутри земной коры или в верхней мантии. Такие складки называются эндогенными. Экзогенные складки обязаны своим происхождением экзогенным процессам, возникающим в поверхностных частях земной коры.
Эндогенные складки. В соответствии с генетической классификацией акад. В.Е. Хаина к эндогенным относятся: складки сжатия; складки свободного скольжения под влиянием силы тяжести (гравитационные); складки раздавливания; диапировые складки; отраженные складки; складки, связанные с подъемом магмы (магматогенные); складки, связанные с метаморфизмом пород (метаморфогенные) (рис.29).
Складки сжатия (см. рис. 29, 1—3) образовались вследствие сокращения размера данного отрезка земной коры и объясняются в большинстве случаев горизонтальным или наклонным движением отдельных блоков земной коры (согласно теории В.Е. Хаина). В.А. Матицкий и Ю.А. Косыгин считают, что складки сжатия могут проявляться при прогибании земной коры, в результате которого часть пласта, занимая положение хорды, сокращает свою длину, что и вызывает «коробление» пласта, т.е. смятие складки.
Рис.29 Типы эндогенных складок:
1 —3 — складки сжатия; 4 — складки свободного скольжения; 5 — складки раздавливания —
I— положение до смятия, II — положение после смятия; 6 — отраженная складка
Складки свободного скольжения (см. рис. 29, 4) под влиянием силы тяжести образуются следующим образом. На каком-то поднятии, возникшем вследствие колебательных движений, пласты осадочных пород начинают под влиянием силы тяжести соскальзывать от центра поднятия в сторону прогиба. Встречая сопротивление пластов, залегающих в осевой части прогиба, они сминаются в складки.
Складки раздавливания возникают под влиянием вертикальных сил, идущих снизу (рис. 29, 5). На участках максимального приложения этих сил создается поднятие, в сдвиговых частях которого происходит раздавливание пород и растекание их от центра поднятия к периферии. Это растекание, как и в случае свободного скольжения, вызывает на склонах поднятия образование складок.
Диапировые складки (складка, у которой в сводовую часть внедрилось снизу какое-либо пластичное вещество, например, соль, и оно прорывает покрывающие пласты горных пород) формируются следующим образом: пласты, в составе которых участвует пластичное вещество, сминаются в пологие складки; своды анитиклинальных складок размываются, а в синклиналях накапливается осадочный материал, снесенный со свода антиклинали.
В связи с этим над пластом соли возникает разность нагрузок, а следовательно, и различное давление, вследствие которого соль в области синклиналей начинает раздавливаться и перетекать в своды антиклиналей. Здесь она приподнимает пласты, иногда создавая в них дополнительно более мелкие складки, а затем устремляется по какой-либо трещине, обычно характерной для сводов антиклиналей, расширяет ее и образует штоко-образное тело, которое нередко выходит на поверхность земли.
Отраженные складки возникают в осадочном чехле при неравномерном движении отдельных блоков фундамента (см. рис. 29, б). Эти складки имеют широкое распространение и преобладают на платформах.
Магматогенные складки образуются вследствие давления магмы на осадочные породы при ее внедрении в земную кору.
Эти складки бывают обычно локальными, одиночными, и в зависимости от размеров интрузивного тела занимают ограниченную площадь.
Метаморфогенные складки образуются как в самой метаморфизующейся толще, так и в окружающих ее породах вследствие увеличения объема метаморфизующейся породы от нагревания или за счет химических реакций, также приводящих к увеличению объема.
Экзогенные складки. Складки этого типа часто называются атектоническими (рис. 30), что подчеркивает их не тектоническое происхождение, хотя морфологически они нередко бывают неотличимы от тектонических складок. В.Е. Хаин выделяет следующие виды экзогенных складок: облекания, уплотнения, выпирания, разбухания, обрушения, оползания и ледниковые.
Рис. 30 Атектонические складки:
1 — складки облекания: антиклинальная (а), синклинальная (б); 2 — складки выпирания; 3 — складки уплотнения; 4 — складки оползневые; 5 — складки обрушения; 6 — ледниковые складки в карстовой воронке.
Антиклинальные складки облекания появляются вследствие того, что осадок, накапливающийся в море на поверхности какого-либо резкого выступа морского дна, образует изогнутый пласт куполовидной формы. Соответственно осадок, выполняющий впадину в нижних частях, создает синклинальную складку облекания (см. рис. 30, 1).
Складки выпирания (см. рис. 30, 2) образуются на дне долин или котловин, так как глинистые пласты могут выдавливаться по типу диапировых складок на дно, где они ничем не перекрыты и давление на них поэтому равно нулю. Такие складки описаны, например, в долине р. Волги.
Складки разбухания (уплотнения), наоборот, формируются в связи с расширением некоторых минералов при перекристаллизации. Например, ангидрит, переходя в гипс, увеличивается в объеме, при этом он давит на окружающие породы и в последних могут появиться мелкие складки (см. рис. 30, 3).
Складки оползневые (см. рис. 4.20, 4) выявляются наиболее отчетливо. Оползень, сползая по склону, давит своей массой на породы, расположенные в нижней части склона. В этих породах образуются мелкие, очень часто косые или опрокинутые складочки. Особенно интенсивно выражены складки при подводных оползнях, в морских или речных осадках, еще не утративших своей пластичности. Подобные складки характерны для флишевых отложений Кавказа, Карпат и других регионов, а также для современных оползневых районов.
Складки обрушения (см. рис. 30, 5) образуются на дне карстовых воронок, пещер и других полостей в земной коре. Они повторяют форму поверхности дна указанной полости.
Ледниковые складки (гляциодислокации) являются наиболее крупными дислокациями экзогенного происхождения. Они создаются ледниками, которые, сползая с гор, сдавливают рыхлые отложения, в результате чего последние могут приобретать складчатые формы. Так, на правом берегу Днепра, в районе г. Канева на площади 20 х 5 км наблюдаются косые и опрокинутые складки. Во многих местах они разорваны и надвинуты (см. рис. 30, 6) друг на друга.
Складки экзогенного происхождения, в целом, занимают небольшую площадь, не распространяются на глубину и по сравнению со складками эндогенного происхождения играют незначительную роль в структуре земной коры. Однако, при строительстве инженерных сооружений их недооценка может сказаться на долговечности тех или иных сооружений.
Контрольные вопросы.
1. Строение Земли, вещественный состав земной коры.
2. Строение земной коры.
3. Экзогенные процессы.
4. Тектонические движения земной коры.
5. Формы залегания горных пород.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 1285.