§ 42. Сбросы и взбросы и их пространственные группировки

Сбросом называют разрывное нарушение с перемещением масс горных пород в направлении, близком к вертикальному, когда поверхность разрыва наклонена в сторону опущенного блока (крыла) (рис. 90). При сбросе массы горных пород перемещаются вниз по поверхности разрыва, отчего и произошло название этой структуры. В общем случае под сбросом, или нормальным сбросом, подразумевают наклонное разрывное нарушение. Но к сбросам же относятся и радиальные (по отношению к планете) смещения со строго вертикальным положением поверхности разрыва - вер­тикальные сбросы (рис. 91, 1).

Рис. 91. Пересечение разрывных смещений буро­выми скважинами.

/ - вертикальный и // - нормальный сбросы; /// - взброс; / -4 - номера слоев; слой 3 - маркирующий (при вертикальном сбросе сохранился при нормальном сбросе - выпал, при взбросе – повторился); а - древняя поверхность денудаций; б - современная поверхность

Нормальный сброс со­провождается раздвиганием блоков, удлинением данного участка земной коры. Сква­жины, пересекающие сброс, показывают сокращенный разрез с выпадением неко­торых слоев (рис. 91, II, слой 3). У вертикальных сбросов отсутствуют указан­ные признаки. Бывают и по­логие сбросы (с углом нак­лона поверхности разрыва значительно меньше 60°), но они представляют относи­тельно редкое явление.

Среди сбросов встречаются так называемые шарнирные (вра­щательные) сбросы (рис. 92), точнее - сбросо-взбросы.

Рис. 92. Блок-диаграмма шарнирного сброса (сбросо-взброса).

Стрелки указывают направление движения, плюс - поднятые части блоков, минус - опущенные части блоков.

Рис. 92. Блок-диаграмма шарнир. ного сброса (сбросо-взброса).

Стрелки указывают. направленне Двнжения. плюс - поднятые частн блоков. минус - опущенные части

Рис. 92. Блок-диаграмма шарнир. ного сброса (сбросо-взброса).

Стрелки указывают. направленне Двнжения. плюс - поднятые частн блоков. минус - опущенные части

У шарнир­ных сбросов происходит не поступательное движение (как у всех прочих сбросов), а вращательное - вокруг воображаемой оси, перпендикулярной к плоскости сброса, когда с одной стороны оси блок поднят, а с другой - опущен относительно смежного блока. Амплитуды смещения, поэтому меняются по простиранию разрыва. При вертикальном сместителе по обе стороны от шар­нира оказывается как сброс, так и взброс, а при наклонном сместителе по одну сторону шарнира находится сброс, по другую - взброс.

В морфологическом отношении для сбросов характерны следу­ющие преобладающие признаки: 1) обычно крутое, часто вер­тикальное падение поверхности перемещения и, соответственно, небольшое горизонтальное смещение смежных блоков; 2) чаще плоская поверхность перемеще­ния, прямолинейность разрыва в плане; 3) приуроченность к сбросовой трещине примыкающих зон параллельных трещин, ко­торые часто бывают открытыми; тогда говорят об открытых, или зияющих сбросах.

Большинство сбросов образует­ся под действием вертикальных (или наклонных) скалывающих напряжений в условиях растя­жения^ сводовых частей крупных платформенных поднятий, соляных куполов и антиклиналей складчатых зон. Например, очень много сбросов размещается вдоль осей антиклинальных складок в геосинклинальных складчатых комплексах, формиру­ющихся при общем смятии·пород. Следовательно, рядом с участками растяжения, или в более глубоких частях разреза будут находиться участки сжатия (см. рис. 9 и 69), что важно для понимания сопряженности сбросов со взбросами.

Как правило, сбросы развиваются в слабо пластичных породах, но при резких толчках, например землетрясениях, могут возни­кать и в пластичных толщах.

Взбросом называется разрывное смещение с перемещением масс горных пород в направлении, близком к вертикальному, когда поверхность разрыва наклонена в сторону поднятого блока (рис. 93).

Рис. 93. Взброс и его элементы. 1 – сместитель; 2 – маркирующий слой;

3 – поверхность земли

Считается, что при взбросе массы горных пород пере­мещаются вверх по разрыву. Взброс сопровождается (и обычно вызывается), сокращением (сжатием) данного участка земной коры. При бурении скважин, пересекающих взброс, устанавли­вается увеличенный разрез с повторением некоторых слоев (см. рис. 91,111).

В морфологическом отношении взбросам свойственны те же элементы и ряд признаков, что и наклонным сбросам (крутое ­обычно свыше 60° падение и малое горизонтальное перемещение, плоская поверхность трещины и прямолинейность в плане, раз­витие боковых трещин). Взбросы, как и сбросы, могут быть шар­нирными (сбросо-взбросами).

Большинство взбросов образуется в условиях вертикальных скалывающих напряжений и сжатия земной коры, в жестких породах и в той же тектонической обстановке, что и сбросы, парал­лельно с ними.

Сброс и взброс имеют следующие элементы (см. рис. 90 и 93).

Сместитель (это название относится ко всем разрывам, в случае же сбросов говорят еще сбрасыватель) - трещина, по которой произошло смещение, иначе - плоскость или поверхность сброса или взброса.

Угол падения сброса (взброса, надвига, сдвига) б, т. е. вер­тикальный угол, образованный плоскостью сброса (сместителем) и горизонтальной плоскостью.

Блоки, или крылья (реже говорят бока) - участки пород, раз­деленные сместителем (трещиной). Различают поднятое и опущен­ное крылья (блоки) по направлению их взаимного относительного перемещения по сместителю. Кроме того, у взбросов и наклонных сбросов различают еще лежачий и висячий крылья (блоки), т. е. находящиеся соответственно под и над сместителем. Крылья могут быть плотно прижатыми друг к другу; тогда сброс или взброс называют закрытым; если же между ними остается простран­ство - открытым.

Амплитуда смещения по сбросу (взбросу) может определяться по-разному. Различают следующие амплитуды (см. рис. 90 и 93):

стратиграфическую (С₁) , т. е. расстояние между перемещен­ными точками маркирующего слоя, измеренное по перпендикуляру к одной из его поверхностей (эту амплитуду называют еще истин­ной высотой смещения);

вертикальную (С₂), размах структуры (h₂), т. е. расстояние между сопряженными точками на боках сброса, измеренное в вер­тикальном направлении (у вертикальных сбросов эта амплитуда совпадает со стратиграфической);

горизонтальную (С_з) , т. е. расстояние между сопряженными точками на боках сброса, спроектированными на горизонтальную плоскость (у сбросов эта амплитуда называется зиянием, у взбро­сов - перекрытием);

полную (С₄), амплитуду по сместителю (l₂), т. е. перемещение боков сброса, измеренное по плоскости сместителя.

Не следует забывать, что измерения всегда производятся только между сопряженными точками, первоначально до разрыва непосредственно соприкасавшимися одна с другой: например, между кровлей и кровлей или подошвой и подошвой маркиру­ющего слоя на боках разрывной структуры.

Линия разрывного нарушения, т. е. пересечение сместителя с поверхностью земли; в общем случае эта линия указывает на направление простирания сброса, взброса (или надвига, сдвига)^.

Сбросы и взбросы, так же как и надвиги, сдвиги, раздвиги, в зависимости от угла, под которым они пересекают вертикально или наклонно залегающие пласты или оси складок в плане, под­разделяются на продольные, поперечные и диагональные, или косые (рис. 94).

Рис. 94. Разрывные смещения, пересекающие складку (план):

1 - продольное, 11 - поперечное, 111 - диагональное

Продольные сбросы и взбросы, в свою очередь, делятся на согласные и несогласные (рис. 95) по отношению направления падения сместителя к направлению падения смещенных по раз­рыву наклонно залегающих слоев. В согласных сбросах и взбросах поверхность разрыва падает в ту же сторону, что и поверхность напластования или параллельна ей, в несогласных - пересекает ее под некоторым углом.

Рис. 95. Сбросы (а - согласный, б - несогласный) и взбросы (в -согласный, г - несогласный)

Сбросы и в несколько меньшей степени взбросы очень часто в земной коре бывают сопряжены между собой и друг с другом. Они группируются в системы, среди которых особенно широко распространены ступенчатые сбросы и взбросы, и являются эле­ментами более крупных самостоятельных структур, таких, как грабены, горсты, ступенчатые горсты и грабены и комбинации горстов и грабенов (клавиатура блоков, по В. В. Белоусову). Отдельные элементы этих систем, а нередко и сами системы рас­полагаются параллельно друг другу. Последние могут иметь различные линейные размеры, но чаще это крупные структуры, определяющие современный облик древних складчатых сооруже­ний, жесткие части которых взламывались и перемещались после· дующими тектоническими движениями. Так образовались совре­менные глыбовые (а в комбинации со складчатостью - складчато­глыбовые) горы, например, Тянь-Шань. Многие типы этих систем (в частности, грабены и системы грабенов) характеризуют собой крупные зоны разломов земной коры - рифтовые зоны.

Ступенчатые сбросы и взбросы (или лестница сбросов и взбро­сов) - системы параллельных или почти параллельных сбросов и взбросов, по которым произошли перемещения в одних и тех же направлениях (рис. 96).

Рис. 96. Схематический разрез горста Вогез и Рейнского грабена. По Ж. Гогелю.

ν - граниты; PZ - метаморфизованные палеозойские породы отложения; перми и триаса (Р + Т), юры (J), олигоцен - четвертичные Р₃ - Q

Грабен - участок земной коры, ограниченный с двух или нескольких сторон сбросами (или, реже, взбросами) и опущенный по ним относительно смежных уча­стков (см. рис. 96 и рис. 97, а).

Рис. 97. Грабен (а) и горст (6)

В результате денудации сбросовых уступов грабена в центральных его частях оказываются более молодые породы, чем по краям. Нередко грабены бывают ограничены с каждой стороны не одним разрывом, а несколькими ступенчатыми разрывами. Такие гра­бены называют ступенчатыми. Наиболее известные примеры крупных грабенов (рифтов) - впадина озера Байкал, Рейнский грабен (типичный ступенчатый грабен), грабены Восточной Африки и лежащие на их продолжении к северу грабены Красного и Мертвого морей.

Горст - участок земной коры, поднятый относительно смеж­ных, опущенных по сбросам участков (см. рис. 96 и рис. 97,6). При денудации горста в центральных его частях вскрываются более древние породы. Наиболее типичными представителями крупных горстов являются горы Средней (герцинской) Европы (Шварцвальд, Вогезы, Баварский лес, Богемский лес и др.). Широко распространены горсты и относительно небольших раз­меров. Подобно грабенам, горсты могут быть простыми и ступен­чатыми. Очень многие из них формируются одновременно с грабенами при рифтогенезе (си. рис. 96) .

Кроме параллельного расположения линий разрывов, как в перечисленных выше структурах, сбросы могут быть радиальными, кольцевыми (рис. 98) (те и другие нередко образуются в сво­дах диапировых складок) и: разветвляющимися или перистыми.

Рис. 98. Кольцевые (а) и радиальные (6) сбросы в плане