книги из ГПНТБ / Борголов И.Б. Геология с основами минералогии и петрографии учеб. пособие для студентов с.-х. вузов, обучающихся по специальности агрономия, агрохимия и почвоведение

точнее линию «С—Ю» на его лимбе вдоль линии простира­ ния пласта (АБ), а затем по северному (затемненному) кон­ цу магнитной стрелки производят отсчет на лимбе. Это и будет азимутом простирания данного пласта. Также посту­ пают и при измерении азимута падения пласта с той лишь разницей, что в данном случае линия «С—Ю» на лимбе ком­ паса должна быть ориентирована вдоль линии его падения (ВД). Угол падения пласта измеряется эклиметром и его значения изменяются от нуля (горизонтального) до 90° (вертикального, поставленного на «голову» положения).

Морфология складок. Складки обычно бывают двух ос­ новных типов: антиклинальные и синклинальные (рис. 16). Антиклинальные складки — это складки, направленные вы­ пуклостью вверх, в ядре которых залегают более древние породы по сравнению с их крыльями. В отличие от этого синклинальные складки — это складки, направленные выпук­ лостью вниз, в ядре которых залегают более молодые по-

Рнс. 16. Антиклинальная (1) и синклинальная (2) складки.

роды, чем на их крыльях. Как исключение, в некоторых слу­ чаях наблюдаются антиклинальные складки, направленные выпуклостью вниз, а синклинальные — наоборот, вверх. В таких случаях тип складки устанавливается по возрасту по­ род, слагающих их ядра.

Как среди антиклинальных, так и синклинальных скла­ док различают следующие элементы строения: шарнир, крылья, замок, ядро, осевая поверхность, ось, ширина, высо­ та и длина складки (рис. 17).

Шарнир — это линия, проходящая через точки макси­ мального перегиба любого из слоев, изогнутых в складкѵ. Шарнир может воздыматься и погружаться — это явление называется ундул яцией.

Крыльями называются боковые части складки (склоны),

а участок, лежащий в области перегиба слоев складок,—

замком.

160

перегибе антиклинальных и в прогибе синклинальных скла­ док. Например, ядро антиклинальной складки сложено более древними, а синклинальной — более молодыми породами по сравнению с их крыльями.

Осевой поверхностью называется воображаемая плос­ кость. проходящая через шарниры всех слоев, слагающих складку, а воображаемая линия ее пересечения с поверх­ ностью Земли — осью складкй.

Ширина складки — это расстояние между ее крыльями на уровне среза ее поверхностью Земли. При наличии не­ скольких параллельных складок, переходящих одна в дру­ гую, ширина складки определяется как расстояние между осевыми поверхностями двух соседних антиклиналей или

налью, а синклинальной — центриклиналью.

По очертаниям в плане, кроме антиклинальных и син­ клинальных складок, которые иначе еще называются ли­ нейными складками, различают брахиантпклинали п брахн-

Купола и мульды — это соответственно антиклинальные и синклинальные складки с отношением длины к ширине на уровне земной поверхности примерно от 3 : 1 до 1:1.

По форме и положению крыльев антиклинальные и син­ клинальные складки бывают симметричными, ассиметричными, изоклинальными, веерообразными и сундучными. В случае симметричных складок, крылья по ширине и наклону бывают примерно одинаковыми, а у ассиметричных, напро­ тив — неодинаковыми. Если же крылья у складок парал­ лельны одно другому, то такие складки называются изокли­ нальными. В свою очередь эти складки могут быть прямыми, косыми (наклонными), лежачими и перевернутыми.

У веерообразных складок крылья имеют форму веера. Не­ редко у таких складок наблюдаются так называемые вы­ жатые ядра. В отличие от них сундучные, или коробчатые складки характеризуются широким сводом или седлом и почти вертикально залегающими крыльями. В сводах анти­

крыльях очень круто, под углом, близким к прямому. Кроме них, различают еще и диапировые складки. Это

такие складки, в ядре которых залегают очень круто, иногда почти вертикально поставленные слои, как бы протыкающие перекрывающие их более молодые отложения. Ядра диапировых складок обычно сложены пластичными горными по­ родами такими, как галит, гипс, ангидрит и др., способными «течь» под давлением. Пластичные породы ядра протыкают вышележащие слои, почему они еще и называются «склад­

флексуры слои залегают почти горизонтально, а в месте ее изгиба наблюдается крутой наклон слоев, вплоть до вер­ тикального.

Иногда же на значительных площадях, измеряемых сот­ нями квадратных километров, наблюдается однообразный наклон пластов в одну сторону, под одинаковыми углами.

Такую форму пликативной дислокации называют моно­ клиналью.

В ряде случаев серия линейных складок образует общее сводовое поднятие или опускание, распространяющееся на громадные пространства. Крупное сводовое поднятие, обра­ зовавшееся в геосинклинальной области, усложненное син­ клинальными и антиклинальными складками второго и по-

162

следующих более мелких порядков, называется антиклинорием, а противоположные им структуры подобного рода — синклинорием (рис. 18). Примером антиклннория может служить Главный Кавказский хребет, а синклинория — Ферганская впадина. В пределах платформ к группе круп­ ных складок относятся антеклизы и синеклизы, имеющие в плане округлую или неправильную форму с поперечником, достигающим 300—500 км. В поперечном разрезе антеклиза представляет собой коробчатую складку, развивающуюся в породах чехла над подымающейся глыбой фундамента. В отличие от этого синеклиза представляет крупное опускание платформенного типа. Примерами антеклиз является Анабарская и Воронежская, а синеклиз — Украинская и Москов­ ская. Образование таких региональных структур длится не­ сколько геологических периодов.

Тектонические движения земной коры как во времени так и в пространстве проявляются не с одинаковой силой! При этом наблюдается определенная периодичность в их проявлении.

Впервые на периодичность тектонических движений в истории Земли обратил внимание французский геолог М. Бертран, который выделил четыре эпохи горообразова­ ния: гуронскую, каледонскую, герцинскую и альпийскую. По мнению этого исследователя, вся история земной коры раз­ бивается на ряд геотектонических циклов со сравнительно спокойным развитием в течение длительного промежутка времени и завершающимся усилением тектонических движе-

I 1 *

163

ннй в конце каждого нз шіх. Вопросам изучения складно- и горообразовательных процессов большое внимание уделяют многие известные геологи нашей страны, такие, как В. В. Бе­ лоусов, Ю. А. Билибин, Н. М. Страхов, Н. С. Шатский, В. Е. Хайн и другие. По мнению большинства советских гео­ логов, каждый из выделенных Бертраном тектонических циклов длится около 150—200 млн. лет. В настоящее время относительно хорошо изученными являются каледонский, герцинский и альпийский циклы складчатости. Более полное представление об этих циклах можно получить в главе «Ос­ новы геохронологии и краткая история развития земной коры».

Разрывные, или дизъюнктивные движения

В отличие от складкообразовательных, дизъюнктивные движения земной коры характеризуются не пластическими деформациями, а разрывом сплошности пластов горных по­ род. Такие нарушения, или разрывы сплошности, возникают в том случае, когда действующие на горные породы усилия вызывают в них упругие напряжения, постепенный рост ко­ торых приводит к превышению предела их прочности, а за­ тем к разрыву и смещению слоев по образовавшимся нару­ шениям. Такого рода дислокации в земной коре проявля­ ются в виде трещин, не выходящих за пределы одного слоя, а также разрывов или даже зон дробления, протяженностью до десятков и даже сотен километров.

В результате разрывных дислокаций образуются такие нарушения, как сбросы, взбросы, сдвиги, надвиги и другие.

Сбросы. Сбросом называют такое разрывное нарушение, у которого висячее крыло опущено относительно лежачего. Если же, наоборот, висячее крыло приподнято, а лежачее опущено, то образуется взброс (рис. 19). Плоскость ав. вдоль которой происходит смещение, называется сбрасыва­ телем, а плоскость c d — взбрасывателем. Участки, располо­ женные по обе стороны от этих плоскостей, называются со­ ответственно крыльями сброса и взброса.

Как и всякие плоскости, сбрасыватели и взбрасыватели характеризуются элементами залегания: простиранием и падением, определяемым так же, как и для пластов горных пород. У каждого сброса и взброса различают амплитуду — величину вертикального, наклонного, горизонтального и стра­ тиграфического смещения крыльев (рис. 20),

Наклонная, или истинная амплитуда (at) равна расстоя-

164

Рис19. Сброс (А); взброс (Б).

кальная; а4 — стратиграфическая.

ншо в плоскости сместителя между кровлей или подошвой самого II того ж,е разорванного пласта в висячем п лежачем его крыльях. Горизонтальная (аг) и вертикальная (а3) амп­ литуды— это проекции истинной амплитуды соответственно

преимущественно к участкам, испытавшим растягивающие усилия, а взбросы — сжимающие. Существуют также еще сту­ пенчатые сбросы и взбросы.

Сдвиги представляют собой разрывы, в результате кото­ рых образовавшиеся крылья перемещаются в горизонталь­ ном направлении. В чистом виде сбросы, взбросы и сдвиги встречаются в природе крайне редко. Чаще же встречаются такие разрывные дислокации, в результате которых проис­ ходят относительные перемещения крыльев как в вертикаль­

165

ном, так н в горизонтальном направлениях. В соответствии с этим различают сбросо-сдвиги и взбросо-сдвигп.

Надвиги, также как и взбросы, образуются в условиях сжатия, при котором по пологому сбрасывателю надвигается висячее крыло на лежачее. Таким образом, взбросы и на­ двиги являются однотипными дислокациями. Различие зак­ лючается в том, что у надвигов горизонтальное смещение из­ меряется многими сотнями метров и даже километрами, а у взбросов — десятками реже сотнями метров. Последние по сравнению с надвигами являются мелкими дислокациями. Надвиги же — это крупные дислокации, простирающиеся не­ редко на многие десятки и даже сотни километров. Надвиг с перемещением по пологому (вплоть до горизонтального) волнистому сместителю с перекрытием нижележащих толщ на несколько десятков километров называется покровом или шарьияжем. В шарьияжах надвинутая часть — аллохтон, со­ брана в складки обычно иные, чем нижняя, не перемещен­ ная его часть, или автохтон. Поверхность разрыва у шарьияжей никогда не представляет собой плоскости. Это обычно сложная кривая поверхность, приближающаяся к горизон­ тальной.

Грабены и горсты. Сбросы и взбросы приводят к образо­ ванию грабенов и горстов. Первые из них представляют со­ бой ограниченные сбросами опущенные участки, а вторые, наоборот,— приподнятые участки земной коры (рис. 21). По своей форме и размерам грабены—-это впадины, нередко чрезвычайно большой протяженности и глубины. Так, на­ пример, в пределах Восточной Сибири к подобного типа структуре приурочено крупнейшее в мире континентальное озеро Байкал и его залив «Провал». Система сложных круп­ ных грабенов имеется в Восточной Африке, где они просле-

166

живаются от устья Замбези через область больших Африкан­ ских озер в сторону Эфиопии. На дне океанов к грабенам приурочены подводные долины.

Горсты широко развиты в Тянь-Шане, где ими образо­ ваны горные хребты, разделяющие долины рек. Много горстовых гор в Забайкалье и в других районах.

Изучение разрывных нарушений, особенно древних, со­ пряжено с большими трудностями. Это объясняется тем, что разрывы в рельефе земной поверхности сохраняются непро­ должительное время. В результате проявления различных экзогенных процессов неровности рельефа сглаживаются, а также залечиваются сместители, по которым происходили смещения. Поэтому наличие древних разломов можно уста­ новить по таким признакам, как тектонические глинки или брекчии, обилие милонитизированных и лимонитизированных горных пород и т. д.

Глубинные разломы. В понимании советских геологов это зоны дробления с глубиной, превышающей мощность земной коры. Они представляют собой громадные разрывы, зало­ женные еще на ранних этапах развития земной коры и про­ должающие «жить» в течение сотен миллионов и даже мил­ лиардов лет. Длина таких разломов достигает нескольких тысяч километров, ими вся земная кора разбита как бы на отдельные, очень крупные по размерам, блоки. Эти блоки испытывают по отношению друг к другу медленные подня­ тия или опускания.

В верхней части земной коры наличие глубинных разло­ мов выражается широкими (до нескольких километров) разрывными зонами с сильно сгущенными крупными разры­ вами. Характерно, что в зонах разломов породы сильно рассланцованы, милонитизированы и изменены под воздействи­ ем гидротермальных и пневматолитовых процессов.

Нередко глубинные разломы контролируются выходами основных и ультраосновных интрузивов, а также излиянием эффузивов, имеющих обычно линейно-вытянутое, поясовое строение. К ним также бывают приурочены богатые участки минерализаций и рудопроявлений.

В настоящее время такие региональные структуры изуче­ ны во многих районах земной коры: на Урале, в Тянь-Шане, на Украинском щите, на островах Японии, Новой Зеландии' в Восточной Сибири и т. д. Так, например, Сибирская плат­ форма отделяется от обрамляющей ее Байкальской складча­ той области широкой зоной глубинных разломов. Наличие зоны глубинных разломов здесь подтверждается интенсивным

167

Тектонические, возникающие в результате горообразова­ тельных движений земной кары. Эдо наиболее частый и раз­ рушительный вид землетрясений.

Вулканические, приуроченные к районам развития вул­ канов и сопровождающиеся толчками движущейся лавы при ее извержении на демную. поверхность. Область распростра­ нения такого рода землетрясений ограничена.

Денудационные вызываются крупными обвалами горных массивов, оорушенцем кровли больших пещер. Сила таких землетрясеніи! незначительна и распространение их ограни­

ченное.

Антропогенные — результат деятельности человека. Воз­ никают они при массовых взрывах, испытаниях атомных бомб и в некоторых случаях инженерной деятельности. Не­ значительные сотрясения порождаются различными причи­ нами. как-то: ударами ветра, морским прибоем, ливнями и т. д.

Механизм землетрясения

Нарушения пли смещения масс горных пород, возникаю­ щие в земной коре влекут за собой образование сейсмиче­ ских волн. Очаг, где зарождаются сейсмические волны, на­ зывается гипоцентром, а его проекция на земную поверх­ ность —эпицентром. В пределах эпицентра наблюдаются подземные толчки наибольшей силы. Глубина гипоцентра в

лись на Дальнем Востоке, в Испании и Афганистане. Наи­ более разрушительными являются землетрясения с глубиной гипоцентра до 50, реже до 100 км

Из гипоцентра во все стороны расходятся сейсмические волны. Различают два типа волн: продольные и поперечные. Первые из них вызывают колебания частиц горных пород

вдоль сейсмического луча, а вторые — колебания, перпенди­ кулярные к его направлению.

Продольные волны обладают наибольшим запасом энеп- п:;: н распространяются с максимальной скоростью в твер­ дых. жидких н газообразных средах. В твердых телах ско­ рость продельных волн изменяется от 4 до 6 км/сек. Разр\- шение зданий и сооружений обусловлено главным образом воздействием продольных волн. Поперечные волны несѵт

169