Лекция № 11: «Разрывы со смещением»

Все разрывные нарушения, сопровождающиеся смещением блоков, можно разделить на две группы: а) разрывные нарушения, связанные с растяжением земной коры – сбросы и раздвиги; б) разрывные нарушения, связанные со сжатием земной коры – взбросы, надвиги, шарьяжи и сдвиги.

Сброс – разрывное нарушение, возникшее при смещении крыльев в вертикальном направлении. Сместитель чаще бывает наклонный, реже – вертикальный (разрывное нарушение с вертикальным сместителем принято называть врезом). Крыло, занимающее более низкое положение, называется опущенным, другое, занимающее более высокое положение – поднятым. Следует при этом не забывать, что названия крыльев «поднятое» и «опущенное» не обозначают действительного направления их движения, а говорят об относительном положении крыльев после перемещения. В случае наклонного сместителя крыло, лежащее над ним, называется висячим, подстилающее – лежачим. При сбросе висячее крыло опущено, лежачее поднято.

Рис. 1. Элементы сброса

В сбросах различаются следующие элементы (рис. 1): приподнятое, или лежачее, крыло (А), опущенное, или висячее, крыло (Б), сместитель (В), угол падения сместителя (α), амплитуда по сместителю (а₁-б₁), вертикальная амплитуда (а₁-б₂), горизонтальная амплитуда (б₁-б₂), стратиграфическая амплитуда (а₄-б₁), вертикальный отход (а₂-б₁), горизонтальный отход (б₂-а₃).

Классификация сбросов. Сбросы различаются по ряду признаков: углу наклона сместителя, ориентировке по отношению к простиранию нарушенных пород, соотношению наклона сместителя и нарушенных пород, направлению перемещения крыльев, расположению сбросов в плане и разрезе.

По углу наклона сместителя выделяются: пологие сбросы с углом наклона сместителя до 30⁰, крутые – с углом наклона сместителя от 30 до 80⁰ и вертикальные – с углом наклона сместителя более 80⁰.

По отношению к простиранию нарушенных пород различаются: продольные сбросы, у которых общее простирание сместителя совпадает с простиранием нарушенных пород, косые (диагональные) сбросы, сместитель которых ориентирован под углом к простиранию пород, и поперечные сбросы, направленные вкрест простирания пород.

По соотношению наклонов сместителя и нарушенных пород выделяются согласные и несогласные сбросы. У согласных сбросов наклон пород и сместителя направлен в одну и ту же сторону; у несогласных сбросов породы и сместитель падают в противоположные стороны.

По направлению падения крыльев выделяются четыре вида сбросов: прямые, обратные, шарнирные и цилиндрические. В прямых сбросах висячее крыло перемещается вниз, в обратных – лежачее крыло перемещается вверх. В шарнирных сбросах крылья поворачиваются в разные стороны или в одну и ту же сторону вокруг оси, перпендикулярной к простиранию сместителя. Если ось вращения расположена не у конца сброса, а на его продолжении, крылья шарнирного сброса могут двигаться в разных направлениях. В цилиндрических сбросах движение происходит по дуге или искривленной поверхности, вокруг оси, расположенной в стороне от сместителя.

По взаимному расположению сбросов в плане различают параллельные (ступенчатые), радиальные, концентрические и перистые сбросы. В параллельных сбросах поверхности сместителей в плане и разрезе параллельны и смещение по таким сбросам носит нередко ступенчатый характер. Радиальные сбросы расходятся от одной точки или от определенного участка по радиусам. Такие сбросы могут возникать на периклинальных и центриклинальных замыканиях складок или на сводах куполов. Перистые сбросы образуют ветвящуюся сеть, в которой выделяется основной, наиболее крупный сброс и ответвляющиеся, более мелкие.

По отношению к времени образования нарушенных разрывами отложений сбросы делятся на конседиментационные, т.е. возникающие и развивающиеся одновременно с осадконакоплением, и постконседиментационные (наложенные).

Строение сместителя. Поверхность сместителя не всегда бывает ровной и может быть искривлена. При перемещении крыльев вдоль изогнутого сместителя между ними нередко возникают полости, которые впоследствии могут заполняться жильными и рудными минералами или водой. При движении крыльев, соприкасающихся друг с другом, поверхности сместителя притираются и становятся гладкими (т.н. зеркала скольжения). На них образуются многочисленные штрихи и бороздки, ориентированные по направлению движения крыльев.

При смещениях с амплитудами в десятки и сотни метров в результате разрушения неровностей и выступов поверхности сместителя помимо зеркал скольжения между крыльями сброса развивается брекчия трения, представляющая собой раздробленную и перетертую массу обломков пород. В зависимости от величины обломков различают несколько видов тектонических брекчий. При размерах обломков менее 1 см образуется какирит (орешник), распадающийся при разламывании на мелкие угловатые обломки. Если обломки имеют размеры в миллиметры и доли миллиметров, брекчия называется катаклазитом. При еще более тонком перетирании пород образуется милонит. Минеральные зерна в последнем растерты до состояния пыли и обычно имеют удлиненную линзовидную форму.

Определение направления перемещения крыльев сброса. Различаются два вида перемещения крыльев сбросов: абсолютное и относительное. При выяснении направления абсолютного перемещения определяется смещение каждого крыла относительно горизонта. При этом возможны три случая перемещения: висячего крыла вниз при неподвижном лежачем крыле; лежачего крыла вверх при неподвижном висячем крыле; обоих крыльев – лежачего вверх, а висячего вниз.

В подавляющем большинстве случаев геологу достаточно иметь данные лишь об относительном перемещении, т.е. знать амплитуду смещения одного крыла относительно другого. Следующее правило определения относительного перемещения крыльев сброса будет справедливым и для всех остальных разрывных нарушений: при определении относительного перемещения крыльев разрывов необходимо сравнивать возраст пород, обнажающихся на поверхности на крыльях разрыва. Приподнятым крылом окажется то, на котором обнажены относительно более древние породы; на опущенном крыле обнажаются более молодые отложения.

Определение возраста сбросов представляет сложную задачу. Основным признаком, позволяющим судить о времени образования сброса, является возраст нарушенных пород. Большое значение имеют и косвенные данные, например время формирования складчатости в данном районе, время проявления интенсивных вертикальных движений, внедрение интрузий и т.д.

Основным правилом для определения возраста любого разрыва является следующее: разрыв всегда моложе самого молодого нарушенного слоя и всегда древнее самого древнего из перекрывающей его толщи.

Образование сбросов. Все смещения горных пород по поверхностям разрыва происходят в условиях разнонаправленного или однонаправленного, но различного по амплитуде и скорости смещения блоков. Смещения могут происходить одновременно с образованием разрыва или значительно позже. Из соотношения движений крыльев наклонных сбросов устанавливается, что между крыльями образуется «зияние», т.е. нарушенные слои как бы отходят друг от друга. Образование «зияния» вызывается растяжением участков земной коры, в которых образуются сбросы.

Разрушение горных пород возможно хрупким путем (отрыв) или вязким (скалывание). В обоих случаях, кроме того, действует сила тяжести, направленная вниз. Однонаправленность движений в условиях растяжения хорошо выражена в ступенчатых сбросах.

Рис. 2. Элементы взброса

Взбросами называются разрывные нарушения, в которых поверхность разрыва наклонена в сторону расположения приподнятых пород.

Во взбросах различаются следующие элементы (рис. 2): опущенное, или лежачее, крыло (А), приподнятое, или висячее, крыло (Б), сместитель (В), угол наклона сместителя (α), амплитуда по сместителю (а1-б1), вертикальная амплитуда (а1-б2), горизонтальная амплитуда, или перекрытие (б1-б2), стратиграфическая амплитуда (а1-б4), вертикальный отход (а1-б3), горизонтальный отход (б1-а2).

Классификация взбросов почти совпадает с классификацией сбросов. Образуются взбросы в обстановке сжатия и представляют собой вязкие разрывы. Как правило, взбросы развиваются в районах линейной складчатости.