Тектонические дислокации

02.07.2018
Деформации приводят к нарушениям первичного залегания горных пород, которые трансформируются в различные типы дислокаций: складчатых (пликативных) и разрывных (дизъюнктивных).

Складчатые дислокации


Складчатыми дислокациями (складками) называются волнообразные изгибы в слоистых толщах осадочных, вулканогенных и метаморфических пород, образующиеся при пластических деформациях. Существует четыре основные вида складок: антиклинали и синклинали, обычно сопряженные друг с другом, флексуры и моноклинали.

Синклинали — складки, обращенные выпуклостью вниз, в ядре которых расположены породы более молодые, чем на крыльях (рис. 9.5, а).

Антиклинали — складки, обращенные выпуклостью вверх, в ядре которых — находятся более древние породы, чем на крыльях (см. рис. 9.5, а).

Флексуры — ступенчатые изгибы слоев (рис. 9.5, б).

Моноклинали — форма залегания слоев, характеризующаяся их пологим наклоном в одну сторону (рис. 9.5, в).

Складки состоят из следующих элементов (рис. 9.6).

Крылья — боковые части складки, в которых слои наклонены в одну сторону. Замок — место смыкания крыльев — перегиба пластов. Ядро — внутренняя часть складки. Угол складки — угол, образованный продолжением пересечения крыльев. Осевая поверхность — поверхность, которая делит угол складки пополам. Ось складки — линия пересечения осевой поверхности складки с поверхностью рельефа. Шарнир складки — линия пересечения осевой поверхности с подошвой или кровлей складки (рис. 9.6).

Складки отличаются большим разнообразием форм и их классификация проводится по различным признакам. По положению осевой поверхности выделяют складки (рис. 9.7) прямые (симметричные) — осевая поверхность вертикальная; косые — осевая поверхность наклонена, но крылья падают в разные стороны и под разными углами; опрокинутые — осевая поверхность наклонная, крылья падают в одну и ту же сторону под разными или одинаковыми углами; лежачие — осевая поверхность горизонтальная; ныряющие — осевая поверхность «ныряет» ниже линии горизонта.

По форме замка складки подразделяются на: острые, килевидные, округлые, веерообразные и сундучно-коробчатые (рис. 9.8).

Кроме того, различают также складки по соотношению их длины и ширины в плане. Складки, у которых длина намного больше ширины, называются линейными. Складки, у которых соотношение длины и ширины составляет 3:1, называются брахискладками (рис. 9.9). Антиклинальные складки, ширина и длина которых примерно равна, называются куполами, а синклинальные складки при таких же соотношениях длины и ширины называются мульдами. Замыкание антиклинальной складки в плане называется периклиналью, а синклинальной — центриклиналью.


Сочетания антиклинальных и синклинальных складок образуют более сложные складчатые формы. Так, структура с преобладанием синклинальных складок называется синклинорием (рис. 9.10, а), а с преобладанием антиклинальных — антиклинорием (рис. 9.10, б). Примерами таких крупных складчатых форм могут служить мегантинклинории Восточных Карпат, Горного Крыма и Большого Кавказа.

Рассмотренные типы складчатых дислокаций дают представление об их морфологическом разнообразии. Процесс формирования и развития складок чрезвычайно сложен и протекает под воздействием условий, имеющих самую различную природу. Наиболее широко распространены складки, связанные с эндогенными процессами, формирование которых происходит в широком диапазоне глубин. Значительно в меньшем масштабе образуются складки в самых верхних частях земной коры, образование которых обусловлено экзогенными процессами.

Сочетание складок разных форм и размеров называется складчатостью. В.В. Белоусов выделил два основных типа складчатости: полную (голоморфную, или линейную) и прерывистую (идиоморфную).

Полная (линейная) складчатость отличается непрерывным заполнением сопряженных линейных вытянутых антиклинальных и синклинальных складок, параллельных друг другу. Полной складчатостью характеризуется герцинская Алтае-Салаирская складчатая система, каледониды Западного Саяна и др.

Прерывистая (идиоморфная) складчатость отличается прерывистостью или локальностью развития, когда системы складок разделены областями недеформированных слоев. Оси складок имеют различную ориентировку, поверхности крыльев отличаются различными неровностями, а замки складок — разнообразием форм. Такой характер складчатости характерен для краевых прогибов, например, Присаянского, внутреннее крыло которого наложено на доорогенные складчатые комплексы Саян, а внешнее — на юга-западную окраину Сибирского кратона. Полная линейная складчатость в основном приурочена к геосинклинальным зонам, а прерывистая — к платформенным областям, хотя имеется большое число отклонений от этого правила.

Разрывные дислокации


Разрывными (дизъюнктивными) дислокациями (нарушениями) называются деформации горных пород с нарушением (разрывом) их сплошности, которые возникают в результате превышения пределов прочности горных пород, вызванных тектоническими напряжениями. Разрывные дислокации являются наиболее распространенной группой структур в земной коре. Порядок их величин различен — от мелкой трещиноватости до разломов глобального масштаба, различаются они и по форме, по амплитудам смещения и ряду других параметров.

В любом разрывном нарушении выделяются следующие элементы: плоскость разрыва, или сместитель, и крылья разрыва — два смешенных блока пород (рис. 9.11). Крыло, которое находится выше сместителя, называется висячим, а ниже — лежачим. Сместитель представляет собой трещину, края которой могут быть или тесно сжаты, или открыты. Важным параметром разрывного нарушения является его амплитуда: расстояние по вертикали от подошвы или кровли пласта в лежачем крыле до подошвы или кровли пласта в висячем крыле. Также выделяют следующие амплитуды: стратиграфическую, измеряемую по нормали к плоскости напластования в любом крыле разрыва до проекции пласта; вертикальную — проекция амплитуды по сместителю на вертикальную плоскость; горизонтальную — проекция амплитуды по сместителю на горизонтальную плоскость. Положение сместителя в пространстве, как и любого геологического тела, определяется с помощью элементов залегания.

Классификация разрывных нарушений основана на положении и форме сместителя, а также на направлении перемещения крыльев разрыва.

Сброс — разрыв с опушенным висячим крылом и наклоном сместителя в сторону опущенного крыла. Угол падения обычно составляет 40—60°, иногда — 90° (рис. 9.12, а). Существуют ступенчатые сбросы (рис. 9.12, б).

Взброс — разрыв с поднятым висячим крылом и наклоном сместителя в сторону поднятого крыла (рис. 9.13, а). По наклону сместителя эти разрывы бывают отвесными (угол падения сместителя 80—90°, крутыми (от 80 до 60°) и пологими (от 60 до 45°). Есть сложные ступенчатые взбросы (рис. 9.13, б). Взбросы с углом менее 45° — это надвиги (рис. 9.13, г).

Сдвиг — разрыв с перемещением крыльев по горизонтальной поверхности сместителя, амплитуда сдвига — это величина смещения по простиранию сместителя.

По направлению перемещения крыла сдвига для наблюдателя со стороны другого крыла различают правые и левые сдвиги. Раздвиг — разрыв с перемещением крыльев перпендикулярно к сместителю.

Шарьяж, или тектонический покров, — очень крупное перемещение горных пород с почти горизонтальным положением сместителя. В шарьяже различают автохтон, поверхность (сместитель) и аллохтон. Автохтоном называют основание покрова, которое не перемещается. Аллохтон — это собственно тело покрова, которое перемещается. Породы аллохтона обычно более древние, чем автохтона. Поверхность шарьяжа представлена мощной зоной дробления и перетирания горных пород, что приводит к формированию тектонических брекчий или меланжа. Сохранившиеся отдельные участки аллохтона в фронтальной части называются тектоническими останцами, а участки автохтона, обнаженные эрозией, разрушившей аллохтон, называют тектоническими окнами. Величина горизонтальных перемещений по шарьяжам может достигать десятков, а иногда и сотен километров. Так описан гигантский надвиг длиной до 500 км с амплитудой до 5 км, аллохтон которого сложен известняками и мергелями мела, надвинутыми на мощные терригенные отложения кайнозоя. На юге Сибирской платформы известен Ангарский надвиг: докембрийские породы складчатого фундамента надвинуты на юрские толщи осадочного чехла платформы.

Широким распространением отличаются структуры, созданные сочетанием разрывных нарушений. Депрессии, ограниченные сбросами, падающими навстречу друг к другу с опусканием промежуточного блока, называются грабенами (рис. 9.12, в). Классическим примером крупного грабена является впадина оз. Байкал (рис. 9.14). Сочетание сбросов, наклоненных или падающих друг от друга, с поднятием промежуточного блока именуется горстами (рис. 9.13, в). Сложные системы сочетающихся грабенов и горстов, протягивающихся на сотни и тысячи километров, называются рифтами. Существуют рифты океанические, приуроченные к осевой части срединно-океанических хребтов и рифты континентальные, формирующиеся в результате раскола континентальных плит, например Восточно-Африканский длиной более 3000 км и Байкальский рифт длиной более 1000 км, а шириной до 60 км.

Глубинные разломы представляют особую категорию разрывных структур, отличающихся масштабами, глубоким заложением, большим протяжением и длительным развитием. Впервые эти структуры были выделены А.В. Пейве в 1945 г. По глубине заложения глубинные разломы бывают коровыми, рассекающими толщу земной коры, литосферными, рассекающими мантию, и мантийными, уходящими в мантию на глубину до 700 км. Глубинные разломы отличаются не только своими масштабами, но и сложностью строения. В общем виде это протяженная зона интенсивных деформаций, разделяющая блоки земной коры разного возраста и различного геологического и тектонического строения. Будучи проницаемыми структурами, они отличаются интенсивными проявлениями магматизма от ультраосновного до ультракислого состава. Часто к глубинным разломам приурочены сильные землетрясения.

Примером длительно живущего глубинного разлома является древний Сибирский шов, являющийся пограничной структурой между Сибирской платформой и Саяно-Байкальской складчатой областью. Заложившись еще в докембрии, он претерпел неоднократную активизацию, именно с процессом активизации в неогене одной из его ветвей связано образование Байкальского рифта и впадины оз. Байкал.