§ 45. Изображение разрывных смещению на геологических картах и определение элементов разрыва
Разрывные нарушения можно изобразить на обычной геологической и на структурной картах.
На обычной геологической карте разрывное смещение изображается жирной черной линией (см. приложение 5), на которой нередко ставят бергштрих или стрелку, указывающие направление падения сместителя. Эту линию называют линией тектонического нарушения (подразумевается, разрывного), которую получают путем проектирования на карту (т. е. на горизонтальную плоскость) соответствующей линии на местности.
При вертикальном положении плоскости сместителя линия сброса (или сдвига) на карте изобразится прямой, положение которой не зависит от характера рельефа, а определяется простиранием сместителя. Если же поверхность сместителя не плоская, даже при ее вертикальном положении линия разрывного смещения может изгибаться.
При наклонном положении сместителя линия сброса (взброса, надвига) будет прямой лишь при горизонтальной поверхности земли, а при расчлененном рельефе она изобразится извилистой кривой, отклоняющейся на участках понижения в сторону падения плоскости смещения (рис. 108).
Рис. 108. Определение типа разрывного смещения по направлению изгиба линии разрыва в понижениях рельефа и по относительному возрасту пород на боках. Штрих - направление наклона сместителя;
(+) - поднятый. (-) - опущенный бока у сброса и (1) и взброса (11)
Таким образом, распознавание направления падения разрывных смещений на карте подчинено тем же правилам, которые применяются при определении падения наклонных пластов (см. § 29).
На геологической карте, как и на местности (cм. § 44), сброс может быть обнаружен: 1) по перемещению пласта вдоль линии сброса (см. рис. 103, а); 2) по повторению выхода пласта (см. рис. 103, б); 3) по исчезновению выхода пласта (см. рис. 104); 4) по изменению простирания пород в выходах вдоль линии шарнирного сброса (см. рис. 105).
Направление и угол падения сместителя наклонных разрывных нарушений на карте нередко обозначают черными штрихом (стрелкой) и цифрой. Если условного штрихового знака не имеется, то направление и угол падения сместителя по карте устанавливают приблизительно, в соответствии с рельефом, по аналогии с определением элементов залегания пласта в наклонных и складчатых структурах (см. §§ 29, 35 и рис. 49).
При определении на карте относительного положения боков сброса, взброса или надвига в первую очередь сопоставляют возраст пород на смежных блоках. Благодаря денудации, которая срезает выступающую часть поднятого крыла, в поднятом крыле обнажаются более древние породы, чем в опущенном (см. рис. 97 и 108) (разумеется, при нормальном, а не опрокинутом залегании слоев). другой способ определения (предложенный С. А. Музылевым) - по так называемому «правилу пяти П», согласно которому поднятый пласт перемещается по падению . Действительно, как видно на рис. 103, а и рис. 109, при денудации поднятого крыла (бока) на его поверхности маркирующий пласт будет обнажаться в стороне от своего продолжения на опущенном крыле (В случае складок ширина ядер на смежных боках станет разной).
Рис. 109. Блок-диаграммы, объясняющие различия между поднятыми (плюсы) и опущении (минусы) 6локами вертикальных сбросов пересекающих антиклинальную (1 а, 11 а) и синклинальную (1 б, 11б) складки. По В. Н. Веберу
Создается впечатление, что пласт сдвинут по линии разрыва в направлении своего падения, хотя перемещение блоков происходило в вертикальной, а не в горизонтальной плоскости.
Высота смещения (вертикальная амплитуда) в общем случае (при условии сохранения постоянства простирания пород на смежных блоках) определяется по разности высотных отметок кровли или подошвы пласта на линии его простирания, продолженной с одного блока на другой (рис. 110, а), или по их стратоизогипсам.
Рис. 110. Определение вертикальной амплитуды сброса по стратоизогипсам пласта. ПО Л. Е. Михайлову, с изменениями.
1 - поверхность пласта; 2 - линия сброса; а и б - см. объяснение в тексте
В последнем случае, пользуясь масштабом заложения, определяют высотную отметку разорванного пласта на смежном боку так, как если бы смещения по разрыву не было (см. § 28). По разности отметок в точке пересечения вспомогательной линии падения и выхода пласта на соседнем блоке находят вертикальную амплитуду. На рисунке пунктирная линия - линия простирания пласта. Но на западном (левом) крыле она пересекает горизонталь 900 м, а на восточном (правом) - 800 м; значит, высота вертикального смещения составляет 900-800 = 100 м. Конечно, очень редко бывает так, чтобы линия простирания пласта на поднятом крыле (напомним, что ее получают, соединяя точки пересечения границы пласта с какой-нибудь горизонталью) при продолжении на опущенное крыло точно совпала здесь с одной из линий простирания того же пласта. Чаще она может оказаться между этими линиями (рис. 110, б). Тогда простой интерполяцией определяют отметку этой линии. Например, линия простирания 900 м при продолжении ее на опущенный бок окажется между линиями простирания 800 и 700 м. Проинтерполировав, устанавливаем, что ее отметка на опущенном боку составляет 750 м, значит, высота смещения 900 - 750 = 150 м.
В более сложных случаях пользуются методом ортогональных разрезов, заключающимся в построении трех проекций разрывного смещения (одной горизонтальной и двух вертикальных).
Тип разрывного нарушения на карте определяется следующими способами.
1. Сдвиг от сброса, взброса или надвига отличают по расстоянию между соответствующими точками в перемещенных блоках. При сдвиге это расстояние (например, ширина ядра разорванной складки) в обоих блоках будет одинаковым, тогда как у всех других разрывных структур оно будет разным (рис. 111).
Рис. 111. Сброс (1) и сдвиг (11) В плане. 110 А. Е. Михайлову.
I - древняя порода; 2 - более молодая порода; 3 - маркирующий пласт; 4 - направление падения крыльев складки
2. Различие между сбросом, с одной стороны, и взбросом и надвигом, с другой, устанавливается по направлению наклона сместителя по отношению к поднятому (или опущенному) блоку. Если сместитель наклонен в сторону опущенного блока, значит, разрывное смещение представляет собой сброс, если в сторону поднятого - взброс или надвиг (см. рис. 108).
3. Различие между взбросом и надвигом устанавливают по величине извилины, образуемой линией тектонического нарушения при пересечении ею понижений рельефа (рек) и по соотношению простирания линии смещения с осями складок. При надвиге
его линия в понижениях рельефа образует большую извилину, а сама линия всегда ориентирована почти параллельно осям складок (продольная структура). При взбросах эта линия относительно мало изгибается и может простираться в любом направлении по отношению к осям складок (рис. 112 и см. рис. 108).
Рис. 112. Изображение надвига на геологической карте.
1 - горизонтали; 2 - границы слоев; 3 - линия надвига (плюс - поднятый бок, минус - опущенный)
4. Раздвиги, как правило, заполнены магмой и образуют непрерывные или прерывающиеся дайки, которые и указывают на простирание раздвига. Иногда тут же проходит линия разрывного нарушения.
Таким образом чтобы определить тип разрывного смещения, нужно установить; 1) не сдвиг ли это, 2) какой из двух блоков поднятый (устанавливают по возрасту), 3) к какому блоку падает сместитель (устанавливают по рельефу), 4) величину изгиба линии разрыва при пересечении ею рек и 5) положение разрыва в плане (продольный, поперечный или диагональный разрывы).
Возраст разрывного нарушения в общем случае, т. е. если оно постседиментационное, определяют в соответствии с возрастом пересекаемых и покрывающих разрыв пород (см. рис. 112). Здесь, как и при анализе несогласий, руководствуются, правилом: то, что пересекает, моложе того, что пересекается. Когда разрыв прослеживается только в какой-то одной части складки (скажем, наиболее ее древней, например, в своде антиклинали), нужно иметь в виду, что он рвет складку в целом, ибо произошел после того, как эта складка сформировалась. Значит, такой разрыв моложе самого молодого слоя, слагающего складку или входящего ы свиту наклонно залегающих слоев (если складка на карте непосредственно не обнаруживается). Верхний возрастной предел обычно соответствует возрасту угловых несогласий, когда линия разрыва уходит под поверхность углового несогласия. В нашем примере возраст надвига определяем по самому молодому из разорванных слоев - палеогену и по слою, лежащему выше поверхности углового несогласия, здесь - верхнему неогену. Значит, возраст надвига моложе палеогена (или имеет такой же возраст) и древнее позднего неогена.
При построении разреза по обычной геологической карте с разрывными смещениями руководствуются теми же общими правилами, что и построение складок и наклонных слоев. Но здесь следует учитывать направление и угол падения сместителя. Если на карте штрих и угол не показаны, то это делают сами, применив соответствующие (рассмотренные выше) методы. Высота смещения определится при построении разреза или же ее предварительно устанавливают по карте (обычно приближенно).
На структурной карте разрывные нарушения принято изображать черными линиями: одной прямой (при вертикальном сбросе) или двумя параллельными прямыми или кривыми (при нормальном сбросе, взбросе или надвиге), к которым с обеих сторон подходят стратоизогипсы одного и того же слоя, имеющие разные гипсометрические отметки (рис. 113).
Рис. 113. Блок-диаграмма (/) и структурная карта (11) разорванной антиклинальной складки со смещенными блоками.
а - вертикальный сброс, б - нормальный сброс, в – взброс; минус-грабен; плюс горст, 1 - поверхность земли; 2 - линии разрывных смещений; 3 - стратоизогипсы
При изображении наклонных структур одна из этих линий представляет собой след от пересечения опущенной части маркирующего слоя с плоскостью сброса, а другая - следом от пересечения с ней поднятой части слоя. У нормальных сбросов между указанными линиями не имеется стратоизогипс, так что получается узкая белая полоса, ширина которой показывает горизонтальную амплитуду (зияние) сброса (рис. 113, б и 114, 1, 3).
Рис. 114. Изображение разрывных нарушений на структурной карте. По И. В. Высоцкому, с дополнениями.
1 и 3 - нормальные сбросы; 2 - взброс; 4 - проекция сместителя
У взброса и надвигов обе системы стратоизогипс пересекают пространство между линиями, обозначая собой перекрытие и образуя заштрихованную полосу (рис. 113, в и 114, 2) при пересечении разрывом складок. Если стратоизогипсы искривлены в ту же сторону, что и линии сброса, сместитель будет наклонен в сторону, противоположную падению пласта, при обратном соотношении - по падению пласта.
Поверхность нарушения также может быть изображена в стратоизогипсах (см. рис. 114, 4) путем соединения изогипс с одинаковыми отметками пласта на линии сброса прямыми линиями, если эта поверхность плоская, или изогнутыми линиями, если сама поверхность разрыва искривленная.
Г л а в а Х11
ОСОБЫЕ ФОРМЫ ЗАЛЕГАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД