книги из ГПНТБ / Паталаха, Е. И. Пересекающаяся складчатость (геометрический анализ)

виде

фрагментарных

поперечных

Таким

образом,

поставленные

складок,

различных

на

разных

эксперименты в общем подтверди­

крыльях антиклинали первого этапа

ли выводы, вытекающие из общих

(рис. 13, табл. 2).

элементарных теоретических

сооб­

Особенно велика в складкооб­

ражений

(см. рис. 8). Хотя и труд­

разовании роль дефектов. Отсут­

но думать, что описанные экспери­

ствие

их

к моменту

второго

эта­

ментальные данные сими

по

себе

па приводит к длительному равно­

имеют решающее значение в обсуж­

мерном)-

вздутию

(утолщению)

даемом вопросе, однако в сочетании

модели, а обилие их влечет за собой

с геологическими материалами, они,

быстрое

зарождение

изгибов,

пер­

как нам представляется, свидетель­

воначальные очаги которых отве­

ствуют о том, что образование ин­

чают местонахождению и масшта­

терференционной складчатости об­

бам дефектов.

щего смятия, по крайней мере в ее

Опыты второй серин также пока­

типичном выражении (высокая сжа­

зали, что независимо от относитель­

тость и т. п.), может быть связано

ной

скорости

(пропорциональной

почти исключительно с последова­

развиваемым усилиям) и величины

тельным

наложением

разноплано­

сжатия модель сминается в слож­

вых

складкообразующих

актов,

ную

складку,

интерференционная

тогда

как возникновение

глубинной

морфология которой

суммирует в

интерференционной складчатости во

себе складки двух взаимно перпен­

многих случаях (отсутствие взаим­

дикулярных направлений

(I и

II).

ного пересечения в сочетании с не­

Признаки складчатых движений от­

согласием внутренних структур те­

дельных стадий сохраняются тем в

чения), как уже отмечалось, может

большей степени, чем больше отве­

быть вызвано длительным одноакт­

чающее этим стадиям сжатие.

ным процессом, сопровождающимся

Скорость пере­

Величина

Величина сжатия

Прибли­

.Ѵэ опыта

Исходный размер

(укорочения)

зительное

(см. рис.

модели, см

мещения

перемещения

модели (в %)

отношение

12, 13)

поршней, мм/мин

поршней,

см

по направлениям

сжатостей

I

1 и

I

1

п

I

j и

п/і

4

15X14,5X3

0,5

0,5

2,5

2,4

17,0

17,0

1:1

5

15X14,5X3

0,5

0,5

6 ,0

3,5

40,0

24,0

1:2

6

15X14,5X3

0,5

0,5

4,5

1,0

31,0

6 ,0

1:5

7

15X15X3

0,5

0,5

2 ,8

2 ,8

19,0

19,0

1:1

8

15X15X3

0,5

0,5

4,5

4,0

30,0

23,0

1:1,3

9

15X15X3

0,5

0,5

4,5

2,3

30,0

16,0

1:2

простейшем

случае — плоскость, в

Рис. 14.

Параметры

элементарных

складок и

которой лежат гребни антиклиналей

складчатостей.

либо днища синклиналей). В опро­

а — поперечный

разрез

складок: б — соотношение

кинутых

складках

различаются:

осей складок

в плане

верхнее, среднее и нижнее крылья.

отдельные кальки и оформляют в

В природе интерференция складча­

тых волн может происходить как

виде

палеток.

Такие

палетки

сов­

при различных масштабах и морфо­

мещают под

определенным

углом

логии складчатостей разного напра­

(ß)

и

покрывают

другой

калькой,

вления, так и при различных угло­

на которой суммируют гипсометри­

вых соотношениях их осей.

ческие отметки в узлах пересечения

Учитывая

слабую физико-мате­

изолиний исходных палеток. По сум­

матическую

разработанность проб­

марным гипсометрическим отметкам

лемы механизма образования интер­

проводят изолинии, которые обри­

ференционной

складчатости,

за

совывают

рельеф

результирующей

основу принято простейшее допуще­

интерференционной

складчатости.

ние о том, что

ранее

возникшая

Подвернутые

крылья,

в

случае

складчатость существенно не влияет

опрокинутых складок, изобража­

на развитие наложенной, более позд­

ются

изолиниями,

отличными

от

ней складчатости. Это создает воз­

видимых изолиний. Этим достига­

можность

геометрического

анализа

ется значительная гибкость метода,

интерференционмой складчатости

с помощью

которого

удается

вос­

как результата взаимного наложе­

создать картину интерференционно­

ния двух

(или

нескольких) волно­

го наложения самых сложных скла­

вых поверхностей.

док. Однако при наложении двух и

Сущность метода состоит в сле­

более складчатостей, у которых име­

дующем.

Выбираемые

произволь­

ется несколько «невидимых»

по­

но исходные складчатости изобра­

верхностей, структурные карты ста­

жаем (по

одной

поверхности)

в

новятся чрезвычайно

сложными и

условных изогипсах в виде топогра­

мало наглядными.

периодич­

фических

поверхностей.

Техника

Учитывая

принятую

графических

построений

чрезвы­

ность

складок,

такие

построения

чайно проста. Графически задаются

нами

ограничены

повторяющимся

поперечные профили исходных эле­

элементом

структурных карт — эле­

ментарных складок. Строят верти­

ментарными ячейками, которые для

кальный масштаб, по которому пу­

наглядности можно легко смонтиро­

тем проведения горизонталей нахо­

вать в более крупные структурные

дят условные

отметки

различных

карты. При этом элементы залега­

точек профиля складок. Точки пе­

ния любой малой площадки склад­

ресечения

горизонталей

с

линиями

чатой поверхности легко могут быть

поперечного профиля складок про­

определены путем несложных вы­

ектируют на зеркало складчатости.

числений либо

построений.

Ранее

Полученные изогнпсы в виде серии

для этих целей І\. Г. Войновским-

параллельных

прямых

наносят

на

Кригером

(1965

г.)

были

рекомен­

/ — условные нзопшеы

складчатости I (а)

и II (о) «этапов» на

карте; поперечные

рические

отметки

складок

первого этапа/

а вдоль

правой

боковой

рамки карты —

складок

второго

этапа:

2 — условные изо­

гнись!

результирующей

(интерференцион­

ной)

складчатости; цифры,

проставленные

сти складок I,

II этапов и результирующих

(см. табл. 3);

5 —липни разрезов по Л—Л.

Б—Б. В—В

Т а б л и ц а

3

4.

Асимметричная складка низкой

Изменение

залегания элементарных

площадок

степени сжатости

(а = 45°, А=' / 2 В).

складчатой поверхности

при

интерференции

5.

Опрокинутая

складка

средней

_______

складчатых волн

___________

степени

сжатости

(« = 45°, А=В).

Результирую­

Складчатость

Складчатость

6.

Опрокинутая

складка

высокой

щая складча­

I

II

тость

степени

сжатости

(а = 45°,

А= 2В).

В

наших

построениях

фигуриро­

у 1

к

К

К

гг

к

К

вали

складки

трех

порядков.

Мас­

(У

%

&

—

—

ь =

ч

—

f - =

2

Ь"

Н

ч 3

штабы их по амплитуде относились

Ч 4*

=

3

о <

1 %

о 5

=

3

о =с

£ £

сЗ

С

>» =

<3с

>» =

сз

С

>» с

между собой как

1: 2,5 : 5.

Проана­

1

90

70

45

70

67,5

79

лизирована

интерференционная

складчатость,

возникающая

вслед­

2

90

75

45

75

67,5

82

ствие пересечения линейных склад­

3

90

70

45

70

67,5

79

4

90

70

45

70

67,5

79

чатостей двух направлений под уг­

5

90

44

45

44

67,5

61

лом 90 и 45°, поскольку ссылки на

6

270

70

45

70

337,5

64

такую

складчатость

в

литературе

7

270

75

45

75

337,5

70

встречаются чаще всего. Обзор всех

8

270

70

45

70

337,5

64

9

270

70

45

70

337,5

64

проанализированных случаев

пока­

10

270

44

45

44

337,5

36

зан в прил. 1

и 2.

Так,

случай под

той поверхности в одних и тех же

номером 1 (прил. 1) означает, что

на складчатость первого порядка,

точках, как складок I и II направ­

фигурирующую на рис. 16 под но­

лений (этапов), так и результирую­

мером

1, накладывается

такая же

щих показано в табл. 3.

складчатость под углом 90° в плане;

Технически исследование состояло

в случае 7 па складчатость предыду­

преимущественно

в

систематиче­

щего типа первого порядка накла­

ском

изучении

влияния

основных

дывается складчатость той же гео­

геометрических

параметров

исход­

метрии,

но

уже

второго

порядка

ных складчатостей (А, В, а, ß) на

и т. д.

каждого

рассмотренного

морфологию

результирующей

ин­

Для

терференционной складчатости. Для

случая наложения складчатых волн

того чтобы охватить полнее наибо­

в прил.

1

и 2

приведены

числовые

лее

вероятные

природные

случаи

характеристики

отражающие неко­

такой

складчатости,

представляю­

торые

морфологические

признаки

щие

принципиальный

интерес, за

результирующей

(интерференцион­

основу

приняты

следующие

шесть

ной) складчатости. Значение первых

достаточно характерных,

на

наш

трех цифр объяснено в примечаниях

взгляд, по конфигурации попереч­

к приложениям. Две последующие

ных профилей типов складок, ком­

цифры

указывают

на

отношение

бинирующихся в различных сочета­

ширины

карниза

(запрокинутой

ниях один с другим

(рис. 16):

части

складки)

к

его высоте (вер­

1.

Симметричная

складка

низкой

тикальная амплитуда складки). Эти

степени сжатости

(А= '/2

В).

две численные характеристики при­

2.

Симметричная складка средней

сущи

только

случаям

наложения

степени сжатости

(А= В).

двух

опрокинутых

складчатостей.

3.

Симметричная складка высокой

При наложении опрокинутой склад­

степени

сжатости, близкая

к

изо­

чатости на неопрокпнутую возника­

клинальной (А= 2В).

ет один

карниз

и следовательно, в

J—6— складки

I порядка;

7—12— складки

II поряд­

ка:

/3—/6’ — складки

III

порядка.

Параметры

складок:

Л —- амплитуда

складок.

В —длина

вол­

ны.

а — угол

наклона

приложениях приведена только одна

дельными

структурными

картами

численная характеристика.

числен­

(рис. 19—52),

определяют

тип

Применение

указанных

складчатости, указывающий на мор­

ных характеристик результирующей

фологию исходных складчатых волн.

складчатости

позволяет

анализи­

Относительные

размеры

исходных

ровать каждый природный конкрет­

складчатостей

реконструируют

пу­

ный

случай

интерференционной

тем сравнения численных характе­

складчатости. Методика такого ана­

ристик природной

интерференцион­

лиза

проста.

Сравнивая

геологи­

ной складчатости с приведенными в

ческую карту или отдельный струк­

прнл. 1 и

2. При значительном от­

турно однородный ее элемент с мо­

клонении

обеих

величин

степеней

Такой

искусственный

прием:

позволяет

реконструировать

морфологию

и относительные'

размеры исходных складок, не­

смотря на искажение абсолют­

ных

величин

степеней

сжа­

тости.

В качестве примера проана­

лизируем геологическую карту,

приведенную на рис. 17. Ана­

лиз

направлений кристаллиза­

ционных

сланцеватостей

ука­

зывает

на

наложение

двух

складчатостей

под

прямым

углом, что соответствует ти­

пам интерференционной склад­

чатости I—XVII. На геологи­

ческой карте, кроме эллиптиче­

20 0 20 40 60м

ских

куполов,

отчетливо

вид­

ны элементы линейной струк­

туры северо-восточного про­

стирания. Это указывает на-

различный, хотя и близкий

масштаб исходных

складчато­

стей. Подобные случаи интер­

Разрез по Л-11

ференции

складчатых

воліг

приведены

па

модельных

структурных

картах

типов

VIII—XVII.

геологическую и

Сравнивая

модельные

структурные

кар­

ты,

находим,

что

природная-

7 структура

близка

к

типу

IX

Рис. 17. Складчатость срсдне-верхнсксмбрийскнх отложе­

рис. 26). Степень сжатости ку­

ний в Мугоджарах.

сланцы:

полов

в

северо-западном

на­

/ — мусковнтовые

сланцы;

2 — бнотитовые

правлении равна примерно 0,3,

3 — двуслюдпстые сланцы; 4 — песчаники; 5 — элементы

го (а) II позднего (б) этапов складкообразования

(раз­

а в северо-восточном — 0,5. Эти

залегания слоистости; 6* — сланцеватость пород

ранне­

численные характеристики зна­

вита повсеместно, показана условно в виде линий,

чтобы

отразить деформацию ранней сланцеватости);

/ — ін-

чительно

меньше

приведенных

нейность.

слан­

А. Б. В — последовательные стадии переработки

в прил. 1

(случай

8,

тип.

IX).

цеватости северо-восточного простирания сланцеватостью

северо-западного

простирания

Для

приведения

указанных

сжатости природной

интерференци­

степеней

сжатости к таблич­

ным умножим их на

2.

Прш

онной складчатости

от табличных

этом

в

дальнейшем

следует

в большую или меньшую сторону, с

учитывать,

что,

сохранив

относи­

целью приближения их к приведен­

тельные размеры складок, мы уве­

ным в прил. 1

и 2 следует умножить

личили их степень сжатости. Отно­

эти величины на одно и то же число.

шение амплитуд

складок

в разре-

зах I—I и II—II (см. рис.

17) близ­

ляется складчатость меньших раз­

ко к

двум.

Сравнив

полученные

меров, а

основной —больших. Хотя

численные данные

с приведенными

ни амплитуда, ни длина волны скла­

в прпл.

1,

находим, что данный при­

док сами по себе еще не определяют

мер близок к случаю 8.

Следова­

вполне однозначно их масштаб

(по­

тельно. показанная на рис.

17 струк­

рядок),

при

оценке

последнего

тура

обязана

своим

происхожде­

мы все же

будем

иногда сравни­

нием

наложению

складок,

вать эти параметры для различных

изображенных

в

вертикальном

и

складчатостей, имея в виду их ус­

горизонтальном столбцах

случая

8

ловность.

симметричные

складки

(прил. 1). Степень сжатости

этих

Термин

складок

в

два

раза

меньше

таб­

используется в

качестве

синонима

личной.

работе

термина прямые складки.

ре­

Как уже отмечалось, в

Замечательной

особенностью

рассмотрена

интерференционная

зультирующей

складчатости,

обя­

складчатость,

обязанная

пересече­

занной

пересечению

линейных

нию

линейных

складчатостей под

складчатостей

двух

направлений,

углами 90 и 45° в плане.

Следует

является то, что вертикальная ам­

иметь в виду, что численные харак­

плитуда

складчатости

одного из

теристики

природной

интерферен­

этапов сохраняется в направлении,

ционной

складчатости для

других

параллельном

оси

складчатости

углов

пересечения

осей

исходных

другого этапа.

складок в плане легко преобразо­

Последовательный

систематиче­

вать в

численные

характеристики

ский анализ всех

возможных

при

результирующей

складчатости

об­

этом структурных ситуаций в соот­

разованной

пересечением

складча­

ветствии с прил. 1 и 2 (всего проа­

тостей под прямым углом. Для это­

нализировано 186 случаев) вскрыл

го необходимо

разделить

степени

основные

структурно-морфологи­

сжатости на косинус угла пересече­

ческие особенности двойной пере­

ния осей

складок.

Отношение

ам­

секающейся складчатости в зависи­

плитуд остается постоянным.

мости от

порядка, морфологии (А,

Наконец, несколько слов о приме­

В, а) и угла пересечения (ß) ис­

няемых понятиях и терминологии.

ходных складчатостей. В целях

Основание купола, впадины и про­

удобства

анализа

и

практического

чих складок — первое

нижнее сече­

использования

полученных резуль­

ние положительных форм либо пер­

татов произведена

систематизация

вое верхнее

сечение отрицательных

складчатости с выделением 34 струк­

форм, где берут начало сами формы.

турно-морфологических типов (І—

Дополнительная

складчатость —

XXXIV). В

основу

такой

типиза­

такая

относительно

«мелкая» по

ции положены следующие критерии

масштабу

складчатость,

зеркалом

в порядке их общности:

которой служит поверхность другой

1) соотношение порядков исход­

более крупной складчатости, кото­

ных складчатостей;

рую целесообразно

именовать

ос­

2) общий

характер структурного

новной складчатостью. Отсюда сле­

рисунка на карте;

дует, что при неравенстве масшта­

3) элементы

сичетрии структур­

бов двух взаимно накладывающихся

ного рисунка в пр ’странстве.

складчатостей

дополнительной

яв­

Важнейшее зна юние имеет отно­