5.2.1.1. Нетектонические трещины

• Первичные – диагенетические, прототектонические и отдельности эффузивных горных пород.

• Трещины выветривания – образующиеся при перепадах температур (десквамационные), морозобойные и биогенные.

• Оползневые трещины.

Трещины разгрузки – возникают при снятии нагрузки с горной породы, например, в горных выработках

5.2.1.2. Тектонические трещины

В отличие от нетектонических они более выдержаны по простиранию и их протяженность меньше зависит от состава пород. Тектонические трещины подразделяются на следующие типы.

• Трещины отрыва (рис.93) - образуются в условиях растяжения. Сперва появляются редкие разобщенные трещины, затем они разрастаются и соединяются короткими косыми разрывами.

• Трещины скалывания (рис.93). Они выдержаны по простиранию и характеризуются гладкими стенками, часто со следами скольжения.

Рис. 93. Боковые оперяющие трещины, образующиеся при взбросе (а) и сбросе (б). Тонкие линии - трещины скалывания; жирные - трещины отрыва (Михайлов, 1984).

Стрелками указано направление смещения крыльев разрывов и направление максимальных касательных (τ_mах) и нормальных (σ_mах) напряжений (разрезы)

• Трещины кливажа (рис.94) – это поверхности скольжений. Они не обязательно сопутствуют складчатости. Расстояние между трещинами зависит от гранулометрического состава породы. В тонкообломочных породах оно меньше, а в грубообломочных кливаж может совсем отсутствовать.

Рис. 94. Разновидности кливажа (Михайлов, 1984).

a – послойный, б - д - секущий, б - веерообразный, в - обратный веерообразный, г - S-образный, д - параллельный

Кроме кливажа, связанного со складчатостью, выделяют приразломный кливаж.

5.2.2. Разрывы со смещением (параклазы)

5.2.2.1. Раздвиги

Раздвиги выражаются в раздвигании краев трещин. Амплитуда раздвига (зияние) – это нормаль к стенкам трещины. Полость раздвига обычно заполнена минеральным (магматическим или гидротермальным) или обломочным материалом.

5.2.2.2. Разрывы со скольжением

Разрывы со скольжением характеризуются следующими элементами.

Сместитель – поверхность разрыва. Его положение в пространстве задается азимутом и углом падения. Блоки пород, разделенные сместителем, называются крыльями (блоками или боками). Сместитель всегда падает в сторону висячего крыла. Сместитель даже небольших разломов представлен не одной трещиной, а системой сближенных трещин, т.е. имеет ширину (иногда сотни метров). В зонах разломов встречаются гидротермальные жилы и породы динамометаморфизма.

Рис. 95. Схема разрывных смещений со скольжением (объяснение в тексте) (Белоусов, 1986).

а — висячее крыло опущено, б — висячее крыло поднято

Если висячее крыло опущено относительно лежачего, то такое разрывное нарушение называют сбросом (рис.95,а). По направлению движения выделяют (рис.96) прямой, обратный, шарнирный и цилиндрический сбросы. По направлению падения сместителя по отношению к вмещающим толщам различают согласные и несогласные сбросы (рис.97). По взаимному расположению (рис.98) сбросы делят на параллельные, радиальные, перистые и кулисообразные. По времени образования – конседиментационные и постседиментационные.

Рис. 96. Деление сбросов по направлению движения крыльев (Михайлов, 1984).

а - прямой сброс; б - обратный; в, г - шарнирный; д - цилиндрический (а, б, д - вертикальные разрезы). Стрелки - направление движения крыльев

Рис. 97. Согласный (а) и несогласный (б) сбросы в вертикальном разрезе (Михайлов, 1984)

Рис. 98. Ступенчатые (параллельные) сбросы (а), радиальные сбросы на куполе (б) и периклинальном замыкании складки (в),

перистые сбросы (г) (Михайлов, 1984)

У взброса висячее крыло приподнято над лежачим (рис.95,а) и угол падения сместителя больше 45^о (по другой классификации – более 60^о). Классификации взбросов совпадают с таковыми у сбросов, за исключением цилиндрического взброса – фактически, он представляет сочетание взброса (вверху) и сброса (внизу) и условно относится к сбросам.

Надвиги характеризуются пологим (менее 45^о или 60^о) падением сместителя и приподнятым положением висячего крыла. Некоторые геологи к надвигам относят только разрывные нарушения взбросового типа, образовавшиеся синхронно со складчатостью. При таком подходе, взброс должен сопровождаться только незначительными пластическими деформациями, а угол падения сместителя может быть любым. Избавившись от проблемы с неопределенным углом падения сместителя, сталкиваемся с другой – необходимостью определять какие деформации считать незначительными. Для мгогих районов характерно чешуйчато-надвиговое строение (рис. 99), выраженное в серии надвигов, делящих толщи на пластины (чешуи).

Рис. 99. Схема формирования чешуйчатой антиклинали (П. Джонс, 1982) и сбалансированный разрез Варандийской антиклинали на

Северном Кавказе (по П. Джонсу, К. О. Соборнову, 1994)

В случае взброса можно выделить область перекрытия (рис.95) – в этом месте в вертикальном направлении (nm) один пласт встречается дважды. В первый раз в лежачем блоке, а второй – в висячем. В области зияния отрезок nm не пересечет его ни разу.

Сдвиг (рис.100) – разрывное смещение в горизонтальном направлении вдоль поверхности сместителя. Различают правый и левый сдвиги: нужно мысленно встать на один блок и посмотреть через поверхность сместителя в какую сторону переместился противоположенный блок.

Полная амплитуда (ab) разрывного нарушения (сброса или взброса) лежит на поверхности сместителя. Она раскладывается на составляющие – вертикальную и горизонтальную амплитуды. По преобладанию вертикальной или горизонтальной составляющей амплитуды и по направлению относительного перемещения образуют полные названия разрывных нарушений. Например, правый сдвиго-взброс – разрывное нарушение, у которого вертикальная амплитуда больше горизонтальной, а направления перемещения – правый сдвиг и взброс. На рис. 95,а показан левый сдвиго-сброс (в конце слова преобладающая амплитуда, т.е. «сброс»)

Когда сместитель залегает вертикально, невозможно определить висячий и лежачий блоки. Такие разрывы приходится условно относить к сбросам, либо применять специальный термин - врез.

Рис. 100. Аэрофотоснимок правого сдвига вблизи Лос-Анджелеса (Martin Miller, University of Oregon)

По простиранию разрывные нарушения, как правило, постепенно затухают в обе стороны (рис.101). Таким образом, максимальная амплитуда смещения будет наблюдаться в середине разлома.

Рис. 101 . Сброс, затухающий в обе стороны и переходящий по простиранию в флексуру (Лахи,1996).

Сбросы и взбросы часто встречаются группами, образуя грабены и горсты.

Грабен – вытянутые в плане структуры, образованные сбросами (или взбросами) и имеющие в поперечном сечении форму рва (рис.102), т. е. центральный блок опущен.

Рис. 102. Схема грабенов в разрезах (Михайлов, 1984).

а - простого, образованного двумя сбросами; б - простого, образованного двумя взбросами; в - сложного, образованного сбросами; г - сложного, образованного взбросами

Горст - вытянутые в плане структуры, образованные сбросами (или взбросами) и имеющие в поперечном сечении форму холма (рис.103), т. е. центральный блок приподнят.

Рис. 99. Схема горстов в разрезах (Михайлов, 1984).

а - простого, образованного двумя сбросами; б - простого, образованного двумя взбросами; в - сложного, образованного сбросами; г - сложного, образованного взбросами

Шарьяж (тектонический покров) – это огромный пологий сложно построенный надвиг. Его горизонтальная амплитуда составляет десятки – сотни километров. В строении шарьяжей выделяют автохтон – породы, подстилающие покров, и аллохтон – тело покрова. При перемещении аллохтона породы, слагающие его, дробятся и перемешиваются. Образовавшуюся «смесь» называют меланж (рис. 104), если точнее тектонический меланж (не путать с осадочным).

Рис. 104. Офиолитовый олистостром в серпентинитовом меланже (фото К. Крылова)

На геологических картах относительный возраст дизъюнктива определяют аналогично интрузивам – моложе пород, которые он разрывает, но древнее перекрывающих пород.

Рис. 105. Геологические разрезы месторождений, структурно представленных линейными антиклиналями и брахиантиклиналями, не нарушенными разрывами (а, б) и осложненными разрывами (в, г): а - Ляльмикар, Таджикистан (Сергиенко, Завгороднев, 1958); б - Санта-фе-Спрингс, Калифорния (Винтер, 1943); в - Карабулак-Ачалуки; г - Малгобек-Вознесенское, Северный Кавказ (Алексин, Брод, Тилюпо, 1968); 1 - нефть; 2 – газ

Разрывная тектоника играет ведущую роль в строении ряда месторождений нефти и газа (рис. 105). В классификации В.Б. Оленина (Баженова и др., 2000) месторождения структурных элементов разрывообразования подразделяются на три класса: приразрывных моноклинальных участков, приразрывных трещиноватых участков и горстов. Размещение залежей месторождений первого класса контролируют дизъюнктивно экранированные ловушки на склоне моноклинали. Для месторождений приразрывных трещинных участков характерно размещение залежей в линзах тектонической трещиноватости в зоне действия разрывного нарушения. Структурный рисунок месторождений третьего класса определяют грабены.