Лекция № 8: «Генетическая классификация складок. Типы складчатости»
Процесс возникновения и развития складок в земной коре весьма сложен и разнообразен. В настоящее время не выяснены до конца все стороны этого процесса, и поэтому о механизме образования складок во многом можно судить лишь предположительно, привлекая для объяснения известные нам явления, связанные с деформациями горных пород, или опираясь на историю формирования земной коры.
Динамические условия образования складок
Изгиб слоев в складки представляет собой упруго-вязкую деформацию. Если деформация не сопровождается пластическим смещением вещества, происходит разрушение породы и образованию разрывов. В породах с низкой вязкостью (соли, гипсы и др.) при воздействии достаточной нагрузки и различиях в давлении окружающей среды изгиб сопровождается течением вещества, которое может возникнуть и в любых других породах в результате снижения вязкости по мере возрастания температуры.
Различия в динамической обстановке позволяют разделить складки на две крупные группы: складки изгиба и складки течения.
Рис.
1. Складки продольного (а) и поперечного
(б) изгиба; 1 – направление действующих
сил; 2 – направления перемещения пород;
3 – участки растяжения; 4 – участки
сжатия
Продольный изгиб вызывается силами, ориентированными обычно горизонтально и действующими вдоль слоистости (рис. 1а). При однородном составе слоистых толщ скольжение рассредоточивается по всей массе пород: если слои имеют различные свойства, оно концентрируется в наиболее мягких пластичных слоях (например, в прослоях глин, заключенных среди песчаников). Малопластичные слои при этом нередко разрываются и перемещаются в виде отдельных блоков. При скольжении вещество перераспределяется в пределах одной складки. Оно перемещается к изгибам с большим радиусом кривизны от изгибов с относительно меньшим радиусом. Подобные складки легко воспроизвести, сминая стопку листов бумаги.
Скольжение происходит на фоне общего перемещения вещества в направлении, перпендикулярном к действию сжимающих усилий, в участки с относительно меньшим давлением. Таким образом, при образовании складок продольного изгиба происходит общее сжатие пород в направлении, нормальном к осевым поверхностям складок, и удлинение – вдоль оси.
Рис.
2. Расположение осей деформации в складке
Ширина и высота складок продольного изгиба возрастает с увеличением мощности слоев и вязкости пород. В маломощных слоях складки обычно невелики по размерам.
По отношению к сжимающим усилиям оси складок продольного изгиба ориентируются в поперечном направлении. Однако в вертикальных сечениях они могут иметь различное положение.
При однообразном составе и двухстороннем сжатии образуются симметричные складки. При резких литологических различиях в слоях могут возникнуть более сложные складки с разрывами хрупких пород, сводовыми отслаиваниями и другими нарушениями.
При одностороннем действии сжимающих усилий возникают наклонные или опрокинутые складки. Если в нижних частях сжимаемой толщи преобладают более хрупкие слои, а в верхних – мягкие, то наклон складок будет соответствовать направлению действующих сил; при обратном соотношении пород наклон складок будет направлен в сторону, противоположную действующим силам.
Рис.
3. Образование складки равномерного
поперечного изгиба
Если силы, вызывающие образование складок поперечного изгиба, сосредоточены вдоль определенных линий, возникают особенно сложные деформации, повторяющие в общих чертах те линейные направления, от которых передаются усилия (рис. 1, б). Участки с интенсивным растяжением в таких складках могут локализоваться в виде узких полос, создавая флексуры.
Складки течения возникают при вязкопластическом состоянии вещества и очень большом значении фактора времени. Для направленного течения необходима достаточная разность давлений в окружающей среде, способная вызвать перемещение из участков с высоким давлением к участкам, в которых давление относительно ниже.
В верхних слоях земной коры, в условиях относительно невысоких температур и давления, течение свойственно только горным породам, обладающим малой вязкостью: солям, гипсам, углям, известнякам, глинам. При достаточно высоких температурах и давлениях высокую пластичность приобретают даже самые крепкие породы, такие как кварциты. При этом одновременно может происходить и перекристаллизация вещества.
Складки течения обладают особенно неправильными формами с многочисленными раздувами, утонениями и пережимами слоев. Образование складок течения связано с общим горизонтальным сжатием пород. При этом происходит относительно свободный рост антиклиналей вверх, а породы с малой вязкостью перемещаются из крыльев на участки с меньшим давлением в ядра складок, где они образуют структуры течения, нередко дисгармоничные к общему строению основной складки.
Геологические условия образования складок
Складчатость тектонического происхождения (эндогенная) |
Складчатость нетектонического происхождения (экзогенная) |
||
Конседимен-тационная |
Постседиментационная (наложенная) |
||
поверхностная |
глубинная |
||
Складки погружения
Складки, связанные с неравномерными вертикальными движениями |
Складки регионального смятия
Складки облекания (глыбовые, отраженные)
Складки гравитационного скольжения
Приразломные складки
Складки, связанные с внедрением магмы
Диапировые складки |
Складки вертикального течения
Складки горизонтального течения |
Подводно-оползневые складки, образующиеся при оползании осадков на дне бассейна Наземно-оползневые складки, образующиеся при оползневых процессах
Складки, обусловленные деформациями при эпигенезе и диагенезе осадков Складки, вызываемые разгрузкой от вышележащих толщ Складки обрушения, связанные с провалами, карстовыми явлениями и т.д. Складки, вызываемые напором ледников (гляциодислокации)
Первичные наклоны и изгибы, вызываемые неровностями поверхности накопления осадков Первичные наклоны и изгибы в покровах эффузивных пород Первичные наклоны, связанные с разной скоростью накопления осадков или неравной мощностью пород |