§ 30. Флексура и складка и их элементы

Складчатые (пликативные) нарушения, или связные дислока­ции, представляют собой более сложные, чем моноклинали, нару­шения первичного залегания слоев горных пород.

Термин «пликативный» в переводе означает «складчатый», однако этим термином не охватывается все многообразие связных дислокаций, т. е. нарушений залегания горных пород без разрыва их сплошности. Поэтому помимо термина «складчатые нарушения (дислокации)» или «пликативные нарушения (дислокации)» рас­пространен термин «связные нарушения (дислокации)».

При геологической съемке целесообразно различать порядок складчатых форм: мегаструктуры, имеющие размеры от десятков до сотен километров в поперечнике; макроструктуры - от первых километров до метров и микроструктуры - более мелких раз­меров.

Складчатые дислокации являются результатом изгиба слоев и пластического течения вещества в слоистых толщах (пласти­ческих деформаций). Основными формами и основными элемен­тарными единицами связных дислокаций являются флексура и складка.

Флексурами (лат. flexsura - изгиб) называются коленчатые изгибы пластов, образующиеся на фоне горизонтального или моноклинального залегания. Во флексуре различаются поднятое (верхнее) и опущенное (нижнее) крылья, в которых слои лежат горизонтально или полого, и соединительное (или смыкающее) крыло с более крутым наклоном слоев, часто утоненных вследствие растяжения при образовании флексурного изгиба или при пере­ходе его по простиранию флексуры в сброс (рис. 50, а, б).

Рис. 50. Флексура (а), переходящая по простиранию пере­гиба в сброс (б), и структурная терраса (8).

1-3 - крылья флексуры и структурной террасы:1- ­поднятое, 2 - соединительное или смыкающее, 3 - опущенное. Стрелки указывают на вероятные направления действия сил

Рассто­яние по вертикали между крыльями флексуры называется ее высотой или амплитудой. Многие флексуры облекают перемещен­ные по сбросам или взбросам (иногда сдвигам) блоки более древ­них пород (рис. 51),

Рис. 51. Флексура в слоях пермского и палеогенового возраста, отражающая движения по сбросу в кристалли­ческом фундаменте. Профиль через долину Рейна у Базеля. По А. Гейму.

1 - аллювиальные террасы; 2 - третичные (палеоген­еогеновые) осадки; 3 - юра; 4 - верхний триас; 5 - средний триас; б - ангидрит и гипс; 7 - нижний триас; 8 - пермь; 9 - породы кристаллического фун­дамента

что указывает на связь большинства флексур с формированием разрывных смещений. Такие флексуры пред­ставляют верхние части комбинированных разрывно-складчатых структур. Нередко вдоль линии разрывного нарушения одни горизонты разорваны, а другие образуют флексурные перегибы. Амплитуда некоторых крупных флексур, например, в Австра­лийской Виктории или у изученной еще Э. Маржери и А. Геймом (1888 г.) флексуры Верхнерейнского грабена, или на своде Уинта в Скалистых горах (США), может достигать нескольких сотен и даже тысяч метров, а длина по простиранию их измеряться сот­нями километров. Флексуры распространены во многих тектони­ческих зонах Земли. На Русской плите, например, известно до­вольно много флексур (Бирючевская, Бугурусланская, Волго­градская, Токаревская и др.), представляющих собой крутые крылья валов (см. рис. 68) или ограничения Прикаспийской впа­дины. Для некоторых из них (например, Бахметьевской) устано­влена прямая связь со сбросами, вызвавшими вторичные усложне­ния в верхнем крыле. Флексуры представляют практический ин­терес как структуры, благоприятные для скопления нефти и газа.

Ступенчатый коленообразный изгиб, в котором поднятое и опущенное кры­лья имеют моноклинальное залегание слоев, а соединительное (смыкающее) крыло характеризуется также моноклинальным, но более пологим залеганием или же горизонтальным залеганием, называется структурной террасой.^ Струк­турная терраса представляет собой тектоническое нарушение, по форме род­ственное флексуре, но отличающееся от нее обратным расположением ос­новных элементов (см. рис. 50, в). Связаны почти исключительно с платфор­менными дислокациями (например, на Самарской Луке).

Складкой называется волнообразный односторонний изгиб слоев, образовавшийся вследствие пластической деформации. Как пространственное тело складка в большинстве случаев напоминает собой половину разрезанной по длине сигары (рис. 52).

Рис. 52. Изображение (а) и разрезы (б) - продольный, 8 - поперечный) пол­ной синклинальной складки.

1 -1' - след (проекция) осевой плоско­сти; А - Б - длина складки, В – Г - ­ширина складки, измеренные по одному и тому же слою (штриховка)

Складка не бесконечна и всегда где-то переходит в другую, смежную с ней складку, или затухает и сливается с толщей недислоцированных пород. Складка всегда имеет место перегиба слоев и две поверх­ности, примыкающие к перегибу и имеющие, как правило, едино­образный наклон.

В каждой складке различают следующие элементы (рис. 53).

Рис. 53. Элементы антиклинальной складки

Замок - место перегиба слоев, в котором их поверхности, примыкающие к перегибу, образуют между собой угол или более сложные фигуры.

Крылья - боковые части складки, представленные поверх­ностью слоев, единообразно (вверх или вниз) наклоненных от перегиба. Угол наклона крыльев по величине может быть раз­личным.

Простейшими формами складок являются антиклинали и син­клинали. У первых крылья отклонены от первоначально горизон­тальной плоскости слоев вниз, у вторых - вверх, т. е. антикли­наль - это выпуклая, а синклиналь - вогнутая форма.

Угол складки (или угол перегиба складки) - угол, образован­ный крыльями складки. В общем случае его измеряют в точке мысленного пересечения крыльев, при их продолжении; в отдель­ных случаях (например, у остроугольных складок) может быть измерен непосредственно в замке.

Осевая поверхность (или, в частном случае, осевая плоскость) - воображаемая поверхность, делящая пополам угол, образованный крыльями складки.

Шарнир - воображаемая линия пересечения осевой поверх­ности с поверхностью пласта (кровлей или подошвой); предста­вляет собой линию, изгибающуюся от наиболее приподнятой (или опущенной) по осевой поверхности части складки к местам ее замыкания, и обрисовывает контур складки в продольном разрезе; шарниров можно провести столько, сколько слоев в складке. У некоторых складок шарниры представляют собой волнистую линию, в связи с дополнительными пологими опуска­ниями и воздыманиями слоев, поперечными к простиранию складки. Такие шарниры (как и складки в целом) называют унду­лирующими (лат. undulatio - волнистость). Угол, составленный наклонной частью шарнира с его проекцией на горизонтальной плоскости, называется углом погружения или углом воздымания складки.

Ядро - внутренняя часть складки; это понятие условное и за­висит от глубины эрозионного среза.

При площадном изучении складок в поле и при изображении их на геологической карте и в разрезе различают еще следующие элементы (см. рис. 52).

Ось складки - термин, не имеющий строго однозначного смысла. Одни авторы, например В. В. Белоусов, определяют ось складки как линию пересечения осевой поверхности с горизон­тальной поверхностью земли (на местности) и проекцию ее на гори­зонтальную плоскость (на карте), другие - как линию пересече­ния осевой поверхности с горизонтальной плоскостью, наконец, третьи, например Г. Д. Ажгирей, придают термину «ось складки» смысл, вложенный выше в понятие «шарнир складки». Первое из этих трех определений представляется более предпочтитель­ным.

Замыкания - окончания складки в местах погружения шар­нира в антиклиналях и воздымания его в синклиналях под (или на) горизонтальную плоскость (или поверхность земли); в анти­клиналях замыкания называются периклиналями, в синклина­лях - центриклиналями (см. рис. 52).

Длина складки - расстояние вдоль оси складки между кон­турами того или иного слоя, замыкающегося в данном горизон­тальном срезе (по Ю. А. Косыгину), или, иначе, расстояние между замыканиями любого, условно принятого, стратиграфического горизонта (см. рис. 52), т. е. между точками однотипных пере­гибов шарнира.

Определение термина больше характеризует относительную длину складки, но оно представляется конкретным и однозначным понятием. Определить аб­солютную же длину складки часто бывает затруднительно. Лишь у одиночных платформенных складок за абсолютную длину можно принять расстояние по оси между точками затухания складки, т. е. переход ее внедислоцированные породы. Но так как переход этот, как правило, расплывчатый, то рассматривае­мая величина будет приблизительной. Еще труднее определить абсолютную длину складки геосинклинальной области. Здесь многие антиклинали и син­клинали тянутся на десятки и сотни километров (через всю складчатую область), но при этом шарниры их ундулируют часто весьма значительно. Абсолютную длину таких ундулирующих складок одни геологи считают для всей сложной структуры (антиклинали или синклинали) в целом, другие - ограничивают длину интервалом между поперечными плоскостями (сечениями), проведенными через точки максимальных перегибов шарниров складок первого порядка, Т.е. учитывают абсолютную длину только складок второго порядка (рис. 54). При полевой работе последний из этих подходов представляется более удобным.

Рис. 54.Блок-диаграмма части геосинклинального складчатого комплекса.

Элементы ундулирующих складок первого порядка: Оп, Оп' - осевые плоскости, Уш ­шарниры, А, С - оси, Пп - плоскости перегибов шарниров, Пп - линии поперечных перегибов шарниров; абсолютная длина складок второго порядка: антиклинали (а) и сииклинали (с)

Ширина складки - наибольшее расстояние поперек оси складки между выходами слоя, принятого при измерении длины складки (см. рис. 52, а, в - по ВГ).

В данном определении подразумевается, опять-таки, относительная ширина складки. При измерении абсолютной ширины складки может быть два случая.

1. Абсолютная ширина одиночной платформенной складки - наибольшее расстояние поперек оси между точками перехода от крыльев складки к смежным нескладчатым участкам. Как и длина, абсолютная ширина таких складок может быть установлена лишь приблизительно, условно.

2. Абсолютная ширина складки в геосинклинальном комплексе - расстоя­ние между осями двух смежных синклиналей для антиклинали или осями сосед­них антиклиналей - для синклинали (рис. 55). Измерения, производимые по такому принципу, в ряде случаев искажают представление о морфологии складок в складчатом комплексе. Как видно на рис. 55, при определении по осям ширина антиклинальных (А) и синклинальных (Б) складок получается примерно оди­наковой, фактически же она резко различна: синклинали здесь широкие, пологие, а разделяющие их антиклинали - относительно узкие, с круто падающими крыльями.

Рис. 55. Схематическая геолlогическаякарта, полученная в результате дешифрирования аэрофотоснимка (р. Алдан, ВосточнаяСибирь), По М. Н. Петрусевичу.

1- оси складок; 2 - ширина складок: антиклинальной (А) и синклинальной (Б); 3 - направления падения слоев

В практической работе геолога (при геологической съемке) и при классификации складок в плане большее значение имеют относительные линейные размеры складок (в данном горизонталь­ном срезе). Эти размеры, взятые даже по одному и тому же слою, могут меняться в зависимости от глубины денудационного среза, но отношение между длиной и шириной складки всегда остается величиной постоянной.

Высота, или амплитуда (учитывается только у двойных, т. е. у смежных, сопряженных складок) - расстояние по вертикали между наиболее высокой точкой антиклинали и наиболее низкой точкой синклинали, измеренное по кровле или подошве одного и того же слоя (рис. 56).

Антиклиналь Синклиналь

Свод

Рис. 56. Сопряженные складки в разрез (h - высота складки)