2.2.7. Надвиги

Надвигаминазывают разрывы взбросового строения, возникающие одновременно со складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры. Они характеризуются хрупким отрывом или вязким разрушением горных пород без заметных предварительных пластических деформаций, либо сопровождаются очень незначительными пластическими деформациями.

Рис. 2.46 Надвиг. АБВГ – плоскость надвига; АБ – линия простирания плоскости надвига; АГ – линия падения плоскости надвига; 1 – лежачее крыло надвига; 2 – висячее крыло надвига.	Рис. 2.47 Различные виды надвигов. а – крутой; б – пологий; в – горизонтальный; г – ныряющий.

У надвига есть плоскость надвига (поверхность сместителя) надвиговый или висячий бок или крыло и поднадвиговый или лежачий бок или крыло (рис. 2.46). Активным элементом надвига может быть и поднадвиговый бок, при относительной неподвижности висячего бока, и в таком случае разрыв будет называться поддвигом. Амплитуды смещений у надвига могут быть значительно больше, чем у взбросов, но в большинстве случаев они не превышают первые сотни метров.

По наклону поверхности разрыва выделяются четыре вида надвигов: крутые(с углом наклона сместителя более 45º),пологие(с углом наклона поверхности разрыва менее 45º),горизонтальные(с приблизительно горизонтальным расположением сместителя) иныряющие, когда поверхность разрыва на отдельных участках наклонена в сторону видимого перемещения пород (рис. 2.47).

Рис. 2.48 Генетические разновидности надвигов в разрезах. А – надвиг разлома; В – надвиг растяжения; С – надвиг скалывания в горизонтально залегающих пластах; D – наложенный надвиг скалывания; E – пластовый надвиг; F – эрозионный надвиг.

В некоторых случаях применяется генетическая классификация надвигов, например (рис. 2.48).

Образование надвигов связывается со скалыванием по одному из направлений максимальных касательных напряжений (τ_max), развивающемся при пластических деформациях слоистых толщ, и в большинстве случаев надвиги ориентированы полого. Главные нормальные напряжения при образовании надвигов ориентированы так же, как и при формировании складок: сжимающее напряжение (σ₁) действует горизонтально, промежуточное (σ₂) перпендикулярно к плоскости (σ₁ – σ₃) Надвиги преимущественно развиты в сильно сжатых наклонных или опрокинутых складках. Реже они осложняют строение плавных и пологих складок. В относительно однородных сминаемых в складки породах надвиги возникают в основном в замках и ориентированы параллельно осевым поверхностям. В неоднородных толщах пород они могут образовываться в крыльях складок по границам пластичных пород. В складчатых комплексах с запрокинутыми складками серии надвигов могут придавать структуре чешуйчатое строение –чешуйчатые надвиги. Надвиги широко развиты во всех складчатых областях мира.

2.2.8. Покровы

Рис. 2.49 Надвиг (а) и тектонический покров или шарьяж (б) в разрезе. С2 – вертикальная и С3 – горизонтальная амплитуда надвига; 1 – покров или аллохтон; 2 – автохтон; F – лоб или фронт покрова.

Покров(синоним –шарьяж, от франц. charrier – катить, волочить) – горизонтальный или пологий надвиг с перемещением пород лежачего блока в виде покрова на расстояния, достигающие нескольких десятков и даже первых сотен километров по волнистой поверхности сместителя (рис. 2.49). Термин «шарьяж»введён Бертраном в 1908 г.

Покров может возникать из лежачей складки или в результате развития надвига, характеризуется дальностью перемещения покрова, его значительной мощностью и площадью и сложностью строения. Он бывает смят в складки как независимо от своего основания, так и совместно с ним, и часто сложен более древними породами.

В строении покрова выделяются следующие структурные элементы и признаки (рис. 2.50, 2.51):

● тыловая,средняя(щитовая) ифронтальная(передняя или лобовая) часть покрова;

● «зона корней» (родина покрова, корневая зона) – предполагаемый или установленный район, откуда происходит покров, где породы, его слагающие, оторвались от своего основания;

● амплитудашарьяжа – расстояние, на которое переместился покров, обычно оно соответствует расстоянию между корнями и фронтом покрова;

● автохтон– породы, залегающие под тектоническим покровом или аллохтоном и оставшиеся на месте;

● аллохтон– породы дальнего происхождения, надвинутые на автохтон;

Рис. 2.50. Схема строения покрова. 1 – разрез покрова: I – корни покрова; II – тело или панцирь покрова; III – голова (лоб) или фронт покрова; а – эрозионные останцы или клипы; б – эрозионное окно; 2 – тектоническое окно в плане; 3 - тектоническое окно в разрезе; А – аллохтон; Б – автохтон; В – поверхность волочения.

●параавтохтон– породы, залегающие под тектоническим покровом, корни которого расположены близко;

● парааллохтон– породы покрова, под которым блоки или чешуи также перемещались;

● тектоническое окно– вскрытые эрозией подстилающие покров породы;

● тектоническое полуокно– вскрытые эрозией во фронтальной части покрова подстилающие покров породы в виде незамкнутого окна;

● клипп (клиппен)– изолированный от покрова останец покрова, образовавшийся в результате эрозии покрова;

● дигитация– расщепление покрова во фронтальной части на отдельные чешуи или лежачие складки;

● дивертикуляция– отслоение пакетов пластов в мощной серии отложений, где ранее сохранялась нормальная стратиграфическая последовательность, и дальнейшее дифференцированное движение пластин;

Рис. 2.51. Покров Гларус в Альпах и его элементы. Поверхности волочения показаны толстыми линиями.

●ретрошарьяж– обратное отступание покрова;

● обволакивание– смятие в складки и переплетение движущихся одновременно пластин покрова;

● тектоническая денудация– частичное разрушение и перенос пород, встреченных на пути движения покровных пластин;

● базальное «стёсывание»– разрушение или истирание подошвы пластины в процессе передвижения;

● меланж(франц. mélange – смесь) – брекчии пёстрого состава, образующиеся во фронтальной (лобовой) и подошвенной части покрова.

► В морфолого-кинематической классификациипокровов выделяются покровы течения, покровы скалывания и скольжения.

Покровы течения образуются из лежачих складок и имеют сложное внутреннее строение, напоминающее структуру огромных «оплывин». Они развиваются при наличии мощных толщ пластичных пород и чаще всего образованы флишем. Для покровов течения характерны:

● структуры гравитационного стекания пластичных масс пород по склону растущего поднятия;

● течение, расплющивание и вытягивание складок;

● ныряющие складки покровов;

● сильно сплющенные лежачие складки и их элементы;

● накатывание (перетекание) по принципу гусеницы трактора;

● последующие деформации и раздробление покрова.

Покровы течения широко распространены во всех складчатых областях, но наиболее ярким примером являются гельветиды Альп.

Покровы скалывания и скольжения– более или менее прямые или слабоизогнутые пластины, сравнительно слабо дислоцированные внутри и перемещённые по одной резко выраженной поверхности разрыва. Они обычно сложены твёрдыми, массивными породами, смещёнными по горизонтальной поверхности скалывания, или слагаются пачками осадочных пород любой степени прочности при наличии под ними поверхности срыва, которая, как правило, совпадает с горизонтом пластичных пород. В покровах скалывания и скольжения на фоне нормального залегания могут быть запрокинутые складки, чешуи, прогибы и подвороты. Эти покровы характерны для каледонид Шотландии и Скандинавии, для Карпат, балканид Болгарии и т.д.

► По происхождениюпокровы делятся награвитационныеикомпрессионныепокровы.

Гравитационные покровы– покровы, которые образуются за счёт смещения масс горных пород из орографически повышенных участков в пониженные под воздействием силы тяжести. Например, по дну океана до глубин около 4000 метров сползали громадные оползни размером до 500км, которые порой трудно отличить от олистостромов, состоящих из сплошных пластин олистолитов и олистоплаков.

По времени образования относительно складчатости гравитационные покровы могут быть доскладчатые(сползающие массы пород к осевым частям прогибов),соскладчатые(смещающиеся массы пород в пониженные участки в процессе складкообразования) ипослескладчатые(оползшие блоки жестких консолидированных пород с краевых частей поднятий в прилегающие прогибы).

Компрессионныепокровы – соскладчатые покровы, образующиеся в условиях регионального сжатия и течения

► По признаку структурного уровня, на котором покровы образуются, или по глубине захвата покровами земной коры тектонические покровы разделяют на три типа:

покровы чехла, которые образуются только в осадочных толщах;

покровы основанияили фундамента, когда в процесс покровообразования могут быть вовлечены и породы гранитогнейсового комплекса;

офиолитовые покровы, которые образуются за счет пород земной коры океанов и окраинных морей.

Рис. 2.52. Схематические типы покровов и их усложнения. А – воздымающийся покров; В – погружающийся покров; С1,2,3 –типы эволютных покровов, образованных двумя покровами (по Гейму).

Морфологические разновидности покровов многообразны – они могут состоять из одного-двух, и более покровов с разными амплитудами и по-разному усложнённые (рис. 2.52).

Приведённые классификации в известной степени условны. В природе признаки покровов в большинстве случаев не выдерживаются и нередко можно говорить о сложных покровах.

Полевые признаки и методы изучения покровов. В процессе шарьяжеобразования отдельные частные покровы, пластины, чешуи могли перемещаться в разные фазы формирования покровного комплекса с различной скоростью и на разное расстояние, могли перекручиваться, сминаться и перемешиваться, что приводит к формированию очень сложной структуры. Всё это крайне осложняет возможность выявления покровов и их границ, а также определения исходного относительного положения объёмов пород, залегающих в разных фрагментах шарьяжа. Решение этих задач возможно только при высокой степени геологической изученности.

В первую очередь должны быть выявлены особенности строения толщ и фрагментов (фациальную принадлежность, мощности, структурные признаки и т.д.). Потом необходимо определить, могли ли они быть сформированы в единой структурно-фациальной зоне. По каждому отдельному фрагменту нужно получить седиментологические характеристики (биостратиграфические, гранулометрические, литологические, фациальные), структурные и прочие данные.

Затем на палинспастическом профиле, построенном в крест простирания структурно-фациальной зоны, расположить фрагменты таким образом, чтобы это соответствовало закономерному изменению её разреза от одного края к другому. Если при этом обнаружится, что в параметрическом ряду закономерно меняющихся особенностей отложений исходное положение толщ и фрагментов значительно отличается от наблюдаемого, значит, происходило их перемещение. О покровообразовании будут свидетельствовать и структурные признаки – резкое изменение мощностей, нагромождение полого и крутопадающих чешуй, чередование крутого и пологого залегания слоёв и поверхностей разрывов, наличие меланжа, признаков базального «стёсывания», горизонтов отслоения и признаков перетекания вещества, дискордантность внутренних структур и текстур по отношению к границам геологических тел и другие признаки.