7 Складчасті форми залягання

Складчасті форми залягання є найбільш поширеними у земній корі і характерні для шаруватих товщ осадових і метаморфічних порід.

Складками називаються хвилеподібні згини в шаруватих товщах порід без порушення їх суцільності, які виникають при пластичних деформаціях. Сукупність складок в просторі називається складчастістю. Складкоутворення супроводжується переміщенням порід (плікативними дислокаціями) і викликається головним чином ендогенними процесами, які проявляють себе в тектонічних рухах.

В иділяють два основні види складок: антиклінальні і синклінальні (рис. 7.1).

Рисунок 7.1 - Антиклінальна і синклінальна складки та їх елементи

Антиклінальні складки (антикліналі) – це згини, в центральних частинах яких знаходяться найбільш древні породи відносно периферійних частин. Найчастіше це складки, в яких пласти падають в протилежні сторони.

Синклінальні складки (синкліналі) – це складки, внутрішня частина яких виповнена більш молодими породами, ніж крайові частини. Найчастіше пласти в синклінальних складках падають на зустріч один до одному.

В природі антикліналі і синкліналі утворюють сполучення.

Візуально в складках виділяються такі елементи: ядро, крила і замок. Оскільки в операціях із складками необхідна однотипність понять, а в літературі зі структурної геології існують суттєві розбіжності у тлумаченні тих чи інших елементів складки, наводяться найбільш поширені їх визначення.

Ядро – внутрішня частина складки; застосовується для характеристики порід, які складають центральні частини складок.

Крила – бокові частини складки. В суміжних синклінальної і антиклінальних складок одне крило спільне.

Замок – місце перегину шарів, або ділянка, де одне крило переходить в друге.

Інші елементи складок встановлюються при певних побудовах.

Осьова поверхня – це поверхня, яка проходить через точки перегину шарів, які складають складку і поділяє складку навпіл.

Осьова лінія – лінія перетину осьової поверхні з горизонтальною площиною. Цей елемент використовується для визначення орієнтації складки в плані (на геологічній карті). На карті ці лінії позначаються: для антиклінальних складок  , для синклінальних складок .

Вісь складки – це бісектриса кута складки. Цей елемент використовується для побудови геологічних розрізів

Кут складки – це кут, утворений продовженням крил складки до перетину.

Вершина складки – точка максимуму перегину шару; вона лежить на перетині осі складки з поверхнею нашарування (рис.7.2).

Шарнір складки – лінія перетину осьової поверхні з поверхнею одного з шарів (покрівлею чи підошвою) складки; являє собою лінію, яка вигинається від найбільш піднятої (або зануреної) вздовж осьової поверхні частини складки до місць її замикання. Шарнірів у складці можна провести стільки, скільки шарів у складці. Кут, утворений нахиленою ділянкою шарніру з його проекцією на горизонтальну площину, називається кутом занурення чи кутом здимання складки. Занурення шарніру антикліналі приводить до появи так званого периклінального замикання; в місці з’єднання крил синкліналі виділяють центриклінальне замикання.

Рисунок 7.2 - Вершина і гребінь складки

У деяких складках шарнір являє собою хвилясту лінію; багаторазове занурення і здимання шарніру вздовж складки називають ундуляцією (рис. 7.3).

Для більшості складок при зображенні їх на карті, враховуючи ступінь зменшення природних розмірів, шарнір суміщається з осьовою лінією, а напрямок і кут занурення чи здимання можуть бути показані безпосередньо на осьовій лінії. Проте в складках із сильно нахиленою або горизонтальною осьовою поверхнею положення шарніру і осьової лінії будуть відрізнятися.

Рисунок 7.3 - Ундуляція шарніру в об’ємі (а) і в розрізі (б)

Гребенева поверхня проходить через гіпсометрично найвищі місця зім’ятих шарів антиклінальних складок (рис. 7.2).

При перетині гребеневої поверхні з підошвою або покрівлею будь-якого шару утворюється гребінь складки. В симетричних складках гребінь співпадає з шарніром складки.

Найбільша відмінність в положенні шарніру і гребеня складки буде для перекинутих і пірнаючих складок.

Склепіння – ділянка складки, яка прилягає до замка антикліналі і є найвищою частиною складки.

Мульда – ділянка складки, яка прилягає до замка синкліналі і є найбільш низькою частиною складки. Терміни “склепіння”, “мульда” і “замок” застосовуються для описання форми перегину шарів.

Розміри складок характеризуються довжиною (рис. 7.4), шириною (рис. 7.5) та висотою (рис. 7.6).

Довжина складки – це відстань вздовж осьової лінії між суміжними перегинами шарніру, заміряна всередині будь-якого замкнутого шару.

Ширина складки – відстань між осьовими лініями двох сусідніх антикліналей і синкліналей.

Рисунок 7.4 - Елементи ундульованих складок першого порядку: п,Оп’ – осьові поверхні; Уш – шарніри; А,С – осьові лінії; Пп – площини перегинів шарнірів; Лп – лінії поперечних перегинів шарнірів; абсолютна довжина складок другого порядку: антикліналь (а) і синкліналь (с)

Рисунок 7.5 - Схематична геологічна карта, отримана в результаті дешифрування аерофотознімку (р. Алдан, Східна Сибір). За М.Н.Петрусевичем

Висота складки – відстань по вертикалі між замком антиклінальної і замком суміжної синклінальної складок, заміряна на поверхні певного шару.

Рисунок 7.6 - Висота складки (h)

У практичній роботі геолога і при класифікації складок в плані більше значення мають відносні лінійні розміри складок (в певному горизонтальному зрізі). Ці розміри, взяті для одного певного шару, можуть мінятися в залежності від глибини денудаційного зрізу, але відношення між довжиною і шириною складки залишається постійною величиною.

Надзвичайна різноманітність природних складок вимагає їх чіткої систематизації. Серед численних класифікацій в першу чергу слід зазначити морфологічну, яка вивчає форми складок і співвідношення їх елементів.

Морфологічна класифікація складок

І За положенням осьової поверхні (рис. 7.7):

А Симетричні складки з вертикальною осьовою поверхнею і однаковими кутами падіння на крилах (інша назва – прямі).

Б Асиметричні складки з нахиленою чи горизонтальною осьовою поверхнею і різними кутами падіння шарів на крилах. Серед них виділяють нахилені, перекинуті, лежачі і пірнаючі (занурені) складки.

1 нахилені складки з падінням крил в різні сторони, нахиленою осьовою поверхнею і різними кутами падіння шарів на крилах;

2 перекинуті складки з падінням шарів на крилах в один бік і нахиленою осьовою поверхнею (вона нахилена в той самий бік, що й крила). В цих складках розрізняють нормальне і перекинуте крило; в нормальному крилі породи залягають нормально, тобто молоді відклади залягають на більш давніх, а в перекинутому крилі навпаки;

3 лежачі складки з горизонтальним положенням осьової поверхні;

4 пірнаючі складки з осьовою поверхнею, що має дугоподібну форму.

Рисунок 7.7 - Класифікації складок за положенням осьової поверхні :

1 – симетричні; 2 – асиметричні; 3 – нахилені; 4 – перекинуті; 5 – лежачі; 6 – пірнаючі; а-б, а’- б’, а’’-б’’ – осі складок

ІІ. За падінням порід на крилах (рис.7.8):

1. звичайні (нормальні) складки з падінням крил в різні сторони;

2. ізоклінальні складки з паралельним розташуванням крил. При вертикальному розташуванні крил ізоклінальні складки є прямими, а при віялоподібні – з віялоподібним розташуванням крил, ядра яких часто перетиснуті.

Рисунок 7.8 - Класифікація складок за падінням шарів порід на крилах: 1 – звичайні; 2,3 – ізоклінальні; 4 – віялоподібні

ІІІ. За формою замка:

1 нормальні (звичайні) – з відносно плавним перегином шарів;

2 гострі – з різким перегином шарів в замках;

3 скринеподібні (коробчаті) – із значними кутами падіння на крилах і широким плоским замком. Найчастіше це антиклінальні складки, які мають кути падіння на крилах близькі до вертикальних, широке плоске склепіння іноді ускладнюється додатковими складками;

4 кілеподібні – з незначними (до 30⁰) кутами падіння шарів на крилах і їх різким збільшенням в області замку. Найбільш характерний такий замок для синклінальних складок;

5 блоковані – ускладнені в області замка додатковими більш дрібними складками.

Рисунок 7.8 - Класифікація складок за формою замка:1 – нормальні; 2 – гострі; 3 – скринеподібні; 4 – кілеподібні; 5,6 - блоковані

Слід зазначити, що у цій класифікації також розглядається поділ складок за кутом складки:

1. гострі - з кутом складки менше 90⁰;

2. тупі – з кутом складки більше 90⁰;

3. скринеподібні – кут складки або дуже гострий, або взагалі не встановлюється.

ІV За співвідношенням товщин на крилах і в замку (рис. 7.9):

1 подібні – товщина на крилах менше товщини в замку;

2 концентричні – товщина шарів однакова на крилах і в області замка;

3 антиклінальні із зменшенням товщини в замку;

4 синклінальні із збільшенням товщини в замку.

Рисунок 7.9 - Класифікація складок за співвідношенням товщини шарів на крилах і в замку: 1 – подібні; 2 – концентричні; 3 – антиклінальні із зменшенням товщини в замку; 4 – синклінальні із збільшенням товщини в замку

V. За співвідношенням довжини і ширина розрізняють лінійні, брахіморфні та концентричні складки (рис. 7.10)

Лінійними називаються складки, в яких довжина більше ніж в три рази перевищує ширину. Складки, в яких це співвідношення менше трьох, називають брахіскладками (брахісинкліналями і брахіантикліналями). У випадках, коли довжина і ширина приблизно однакові, складки називають ізометричними; при цьому антиклінальні інакше називають куполоподібними складками , а синклінальні – чашеподібними мульдами.

Р исунок 7.10 - Поділ складок за співвідношенням довжини (l) і ширини (S): 1 – лінійні (l/S3); 2 – брахіморфні (l/S3); 3 – концентричні (l/S1)

На геологічних картах виділяють в складках: периклінальне замикання – в антикліналях і центриклінальне замикання – в синкліналях (рис. 7.11).

Рисунок 7.11 - Периклінальне (а) і центриклінальне(б) замикання складок

На положення складок у земній корі великий вплив здійснюють їх шарніри. На поверхні Землі при горизонтальних шарнірах крила складок паралельні до осьової лінії. В ділянках занурення чи здимання шарніру шари огинають осьову лінію. Ділянки антиклінальних складок, де шарнір нахилений, називають периклінальним замиканням; шари порід на цих ділянках падають в протилежні сторони від ядра складки. В синклінальних складках частини складок з нахиленим шарніром називають центриклінальним замиканням; в цьому випадку шари, огинаючи вісь складки, нахилені до її ядра.

Флексури

Флексурами називають коліноподібні згини в шаруватих товщах, виражені нахиленим положенням шарів при загальному горизонтальному заляганні або крутим падінням на фоні загального нахиленого залягання.

У флексурах виділяють такі елементи (рис. 7.12): верхнє, або підняте крило (АБ); нижнє, або опущене крило (БВ); кут нахилу змикаючого крила (); вертикальна амплітуда змикаючого крила (а).

Рисунок 7.12 - Схема будови флексури

Флексури, розповсюджені в породах з нахиленим заляганням, можуть бути узгодженими і неузгодженими

(рис.7.13); в узгоджених флексурах верхнє, нижнє та замикаюче крила направлені в один бік, а в неузгоджених – верхнє і нижнє крила нахилені в один бік, а змикаюче крило – у протилежний. Якщо коліноподібний згин порід спостерігається в горизонтальній площині, така флексура називається горизонтальною.

Рисунок 7.13 Узгоджена (а) і неузгоджена (б) флексури

Флексури мають різноманітні форми та розміри і розповсюджені надзвичайно широко, головним чином на платформах в осадовому чохлі, де вони при незначних кутах нахилу крил прослідковуються в довжину на десятки кілометрів, а вертикальна амплітуда їх змикаючих крил становить десятки та сотні метрів. Флексури ускладнюють будову крил синекліз і особливо широко розвинуті по окраїнах платформ. В складчастих областях флексури виникають на крилах складок і мають меншу протяжність, ніж платформенні флексури, але кути нахилу їх крил значно крутіші.

Флексури можна поділити за походженням на дві групи. До першої належать флексури, які розвинулися після процесів осадконакопичення (постседиментаційні). До другої – флексури, які розвинулися в процесі осадконакопичення (конседиментаційні). Будова кожної групи має суттєві відмінності.

Постседиментаційні флексури характеризуються однаковими товщинами і фаціями на крилах. Конседиментаційні флексури мають набагато складнішу будову, для них характерні такі ознаки:

- на нижніх опущених крилах більші товщини і тонкоуламкові глинисті та карбонатні фації;

- на змикаючих крилах товщина порід найменша, часто тут спостерігаються перерви з випаданням окремих стратиграфічних підрозділів, характерні грубоуламкові фації;

- на верхніх (піднятих) крилах товщини менші, ніж на опущених, фації грубоуламкові;

- на глибині змикаючі крила часто ускладнюються розривами.

Постседиментаційні флексури переважно розвинуті в складчастих областях і крайових прогинах. Навпаки, конседиментаційні флексури характерні переважно для платформенних областей.

Діапірові складки

Діапірові складки (складки протикання) являють собою антиклінальні структури складної будови, утворені внаслідок вторгнення пластичних порід в оточуючі їх менш пластичні і більш крихкі товщі. До порід, що володіють високою пластичністю, яка виражається в здатності текти під впливом зовнішнього тиску або під дією різниці в густині, відносяться солі, ангідрит, гіпс та насичені водою глини (рис. 7.14).

У соляних діапірах розрізняють: ядро, складене більш пластичними породами (сіллю, ангідритом чи гіпсом), ніж оточуючі його вміщуючі породи .

Рисунок 7.14 - Узагальнений розріз діапірової складки:

1 – кам’яна брекчія; 2 – гіпс і ангідрит (кам’яно-гіпсова

шляпа); 3 – сіль; 4 – нафта і газ; 5 – границі шарів;

6 – скиди і підкиди

Спостерігається різка відмінність між будовою ядра діапіру та вміщуючими породами. Ядро має всі риси активного переміщення складаючих його пластичних мас догори; у той самий час структура вміщуючих порід відображає лише пасивне їх пристосування до переміщення ядра. Контури характеризуються похилим склепінням і крутонахиленими боковими поверхнями. В плані контури ядра неоднакові на різних глибинах.

Внутрішня будова ядра виключно складна, пластичні породи тут зім’яті у вузькі, стиснуті складки, що можуть утворюватися тільки внаслідок течії речовини. Окремі прошарки, що складають ці складки, сильно розтягнуті; місцями вони утворюють складні вигини, згустки і неправильні роздуви (рис. 7.15).

Рисунок 7.15 - Схема будови соляної діапірової складки

Вміщуючі породи на контакті з ядром часто роздроблені і зрізані пластичними породами ядра. Поблизу контакту вони мають вертикальне залягання, а іноді перекинуті. Тут розвиваються багаточисельні розриви і поверхні ковзання, вздовж яких окремі пачки шарів відриваються від обмежуючих їх порід і переміщаються вслід за ядром на значні відстані. Переміщення супроводжується утворенням зон дроблення і тектонічних брекчій. Таким чином у діапірових структурах сполучаються два види складок витікання, а оточуючі ядро породи піддаються поперечному згину.

Разом із складками утворюються супутні розривні порушення – тріщини та скиди в склепінній частині структури , головним чином по периферії. Повздовжніх скидів менше, ніж поперечних, але вони мають більшу амплітуду.

В залежності від того, відслонюється ядро на поверхні чи ні, соляні купола поділяються на відкриті та закриті. У відкритих куполах пластичні породи ядра виходять на поверхню. Завдяки легкій розчинності солей і гіпсів ділянки, в межах яких розташоване ядро, в рельєфі областей з вологим кліматом звичайно виражені низинами, сильно заболоченими та закарстованими. На поверхні солей розвивається так звана соляна шляпа (кепрок), яка являє собою головним чином глинисту масу, вилиту з соленосних відкладів і залишену на місці. Потужність кепроку може досягати десятків метрів.

В закритих куполах пластичні породи ядра не досягають поверхні. Породи, які оточують пластичні маси таких куполів, дугоподібно вигнуті, що дозволяє на поверхні легко зафіксувати положення їх ядер.

В склепіннях куполів часто відбувається інтенсивне дроблення та просідання. В цьому випадку вони в плані набувають складний вигляд, який нагадує розбиту тарілку; розривні порушення мають радіальний характер.

Соляні діапіри утворюються за умови залягання потужних мас пластичних порід на глибинах, що вимірюються сотнями (не менше 300 м) і тисячами метрів. Піднімаючись догори, вони ростуть дуже повільно і зазвичай паралельно із осадконакопиченням порід, тобто найчастіше це конседиментаційні структури. При цьому одним з головних факторів є гравітаційний процес – “вспливання” солі. Вважається, що якщо на великих глибинах на поверхні крупного прогину залягає потужний пласт солі, то під вагою вищезалягаючої товщі порід сіль стає пластичною (текучою) і переміщається в склепіння похилих антиклінальних структур; тут створюється надлишковий тиск, сіль тисне на склепіння , протикає його і просувається догори. Тиск підтримується безперервним тиском з боків та знизу. Крім того, сіль має густину 2,15 г/см³, а вміщуючі породи 2,3 – 2,4 г/см³; ця різниця зумовлює різницю тисків і викликає переміщення солі догори.

Існують різні погляди на формування соляних діапірів, але в кожної теорії важливою складовою є термодинамічна обстановка.

Глиняні діапіри розповсюджені в неогенових (пліоценових) відкладах на Керченському, Таманському і Кримському півостровах та у Передкарпатському прогині. Деякі з ядер глиняних діапірів проявили себе грязьовими вулканами. І.М. Губкін вказував, що грязьові вулкани виникають там, де до найбільш піднятих і розрихлених та зім’ятих порід підходить підток води, газу та нафти. Виверження грязьових вулканів мають велику силу і супроводжуються возгоранням газів (вогняний стовп може сягати 300 м), а також потужними виверженнями сопочних грязей, брекчій та глиб, які утворюють в морі острови, а на суходолі високі конуси.

Механізм згину шарів в складки

Згин шарів у складки являє собою пружнов’язку деформацію. Якщо деформація не супроводжується пластичним зміщенням речовини, відбувається руйнування породи і утворення розривів.

Відмінність у динамічній обстановці утворення складок дозволяє поділити складки на дві групи: складки згину та складки течії (рис 7.16).

Рисунок 7.16 - Типи складок за механізмом утворення: а, г – повздовжнього згину; б, в – поперечного згину; д – течії

Складки згину утворюються внаслідок повздовжнього стискування, поперечного згину та дії пари сил.

Повздовжній згин викликається силами, орієнтованими в цілому горизонтально і діючими вздовж шаруватості. При однорідному складі шаруватих товщ ковзання розподіляється по всій масі порід; якщо шари мають відмінні властивості, воно концентрується в найбільш м’яких пластичних шарах (наприклад прошарок аргіліту між шарами пісковиків). Малопластичні шари при цьому можуть розриватися і переміщатися у вигляді окремих блоків (рис. 7.16.г).

Ковзання відбувається на фоні загального переміщення речовин у напрямку, перпендикулярному до дії стискуючих сил, в ділянки з відносно меншим тиском. Таким чином, при утворенні складок повздовжнього згину відбувається загальне стискування порід у напрямку, нормальному до осьових поверхонь складок і подовження вздовж осьової поверхні.

В прямих складках вісь максимального скорочення (с) спрямована горизонтально та перпендикулярно до простягання складок; вісь максимального подовження (а) буде вертикальною, а середня вісь деформації (в) витягнеться за напрямком складки (рис. 7.17).

Рисунок 7.17 - Розташування осей деформацій в складці

Ширина і висота складок повздовжнього згину зростає із збільшенням товщини шарів та в’язкості порід.

Симетричні складки утворюються в умовах двохстороннього стискування порід однорідного складу. Якщо в розрізі товщі присутні породи з різним ступенем пластичності, можуть виникати більш складні складки з розривами і зміщеннями блоків крихких порід, склепінними відшаруваннями та ін.

Односторонній направлений тиск викликає утворення нахилених та перекинутих складок.

Якщо в нижній частині товщі, яка стискується, породи більш крихкі, ніж у верхній частині, то нахил складок відповідає напрямку діючих сил. Навпаки, при зворотньому співвідношенні порід, нахил складок спрямований в бік, протилежний діючим силам.

У складках поперечного згину силовий вплив здійснюється перпендикулярно до горизонтальної площини. Утворенню складок на початкових стадіях сприяє ковзання шарів, але воно направлене інакше, ніж в складках повздовжнього згину. Речовина буде переміщатися в сторони від ділянок з максимальним радіусом згину в більшій ступені, ніж на ділянках з меншим радіусом. Значний поперечний згин в ділянках перпендикулярних до шаруватості викликає тріщини, а потім і значні розриви із зміщенням; таким чином центральні ділянки таких складок можуть відриватися від крил і занурюватись під дією сили тяжіння. Якщо сили, які викликають утворення складок поперечного згину, зосереджені вздовж певних ліній, виникають особливо складні деформації; вони повторюють в загальних рисах ті лінійні напрямки, вздовж яких передається силовий вплив. Ділянки з інтенсивним розтягуванням можуть локалізуватися у вигляді вузьких смуг, утворюючи флексури.

Складки, які утворюються під дією пари сил (зсувні деформації), мають відмінні риси, в залежності від того, діють вони в горизонтальній чи у вертикальній площині.

У першому випадку осьові лінії складок розташовані кулісоподібно під кутом 40-50⁰ до активної пари сил, займаючи весь простір у інтервалі між діючими силами.

Якщо дія сил зосереджена з різних боків від лінії розриву, осі складок при наближенні до порушення дугоподібно вигинаються в напрямку зміщення розірваних блоків.

У другому випадку, при розташуванні пари сил у вертикальній площині і їх дії в горизонтальному або близькому до нього напрямку, утворюються нахилені чи перекинуті складки, часто ускладнені розривами, осьові поверхні яких перпендикулярні до діючих сил.

При активній дії верхнього вектору нахил і перекидання складок та дія вектору направлені в один бік. Якщо активним є нижній вектор, нахил і перекидання складок відбувається в бік, протилежний дії вектору.

Складки течії виникають в умовах в’язко-пластичної деформації речовини в певних термодинамічних умовах відносно невисоких тисків і температур, складки витікання утворюють породи з малою в’язкістю: солі, гіпси, глини, вапняки, вугілля. При достатньо високих температурах і тисках високої пластичності набувають навіть найміцніші породи з одночасною перекристалізацією речовини: гнейси, кварцити, апліти та ін.

Складки течії володіють особливо неправильними формами з багаточисельними роздувами, потоншеннями та пережимами шарів. Найбільш звичайні умови, за яких виникають складки течії, пов’язані із загальним горизонтальним стискуванням порід. При цьому відбуваються відносно вільне зростання антикліналей догори, а породи з малою в’язкістю переміщаються з крил на ділянки з меншим тиском в ядра складок, де вони утворюють структури течії, іноді дизгармонійні відносно будови основної складки.

Солі, гіпси та глини, переміщаються догори, формують складки витікання в ядрах діапірових структур. В кристалічних породах складки течії утворюються в умовах довготривалого впливу тисків і температур, що приводить до метаморфізму.

Генетична класифікація складок

Сукупність складок у просторі називається складчастістю. Процеси виникнення складок в земній корі дуже складні і різноманітні, відповідно існують різноманітні підходи до генетичної класифікації складок. В одних випадках враховується реологічна поведінка тіл (пластичність, жорсткість тощо) при складкоутворенні, у других - основна увага приділяється динамічному фактору (напрямкам дії сил по відношенню до поверхні цих тіл), а у третіх - фізичним механізмам, за допомогою яких відбувається вигин. Як узагальнення певних підходів і точок зору пропонується генетична класифікація складок, яка враховує зазначені вище умови, стани, динамічні фактори та механізм складкоутворення. За певних умов можуть утворюватись складки вигину, сколювання, ламінарної кліважної течії, турбулентної течії, та ін.

Найбільш широко розповсюджені складки, утворені внаслідок ендогенних процесів. В цьому випадку на обширних територіях виникає ендогенна складчастість тектонічного походження, для якої характерні великі площі розповсюдження, однаковий характер простягання структур і характер складок. Більш рідкісними є складки, утворені внаслідок екзогенних процесів; вони називаються екзогенною складчастістю, або складчастістю нетектонічного генезису.

Ендогенна складчастість

В ендогенній складчастості виділяють дві підгрупи (табл. 7.1) : конседиментаційна і постседиментаційна. Конседиментаційна складчастість виникає паралельно з накопиченням осадків, а постседиментаційна, або накладена складчастість утворюється після формування порід (табл. 7.1). Відмінність цих двох груп складок полягає у тому, що конседиментаційна складчастість створюється тими ж тектонічними рухами, що й осадконакопичення; тобто вертикальними рухами земної кори. Постседиментаційна складчастість утворюється під дією тектонічних рухів різного типу, як вертикальних так і горизонтальних переміщень земної кори; причому останні мають найбільше значення.

Друга відмінність виражається у різних формах впливу процесів складкоутворення на породу. Конседиментаційна складчастість відбувається паралельно з перетворенням осадку в гірську породу, яка при цьому може піддатися метаморфізму початкової стадії. Породи, які піддаються постседиментаційній складчастості часто зазнають сильного метаморфізму, аж до зміни їх первинного складу і повної перекристалізації з утворенням кристалічних сланців, гнейсів та інших продуктів метаморфізму. У конседиментаційних складках часто спостерігаються зміни товщини і фацій при переході від крил до замків, які мають первинний характер. У накладених складках ці зміни пов’язані з пластичними деформаціями.

Таблиця 7.1 - Генетична класифікація складчастості

Ендогенна складчастість			Екзогенна складчастість
Конседимента-ційна	Постседиментаційна
	поверхнева	глибинна
Складки опускання. Складки, пов’язані з нерівномір-ними вертикальни-ми рухами.	Складки регіонального зім’яття. Складки облягання. Складки гравітаційного ковзання. Прирозломні складки. Складки, пов’язані із вторгненням магми. Діапірові складки.	Складки вертикаль-ного витікання. Складки горизон-тального витікання.	Підводно-зсувні складки, які утворюються при зсуві осадків на дні басейна. Наземно-зсувні складки. Складки, обумовлені деформаціями при епігенезі і діагенезі осадків (ущільнення, розбухання, дегідратація). Складки, викликані розвантаженням від вищезалягаючих товщ. Складки обрушення, пов’язані із карстовими явищами, провалами. Складки, викликані напором льодовиків (гляціодислокації). Первинні нахили та згини, викликані нерівностями поверхні накопичення осадків (структури облягання). Первинні нахили та згини у покривах ефузивів. Первинні нахили, пов’язані із різною швидкістю накопичення осадків або нерівною товщиною порід.

Порівняльну характеристику конседиментаційної і постседиментаційної складчастості можна подати і в таблиці 7.2.

Таблиця 7.2 - Основні відмінності між конседиментаційною і постседиментаційною складчастістю

Конседиментаційна складчастість

Постседиментаційна складчастість

1 Розвивається паралельно з накопиченням осадку 2 Створюється тими самими тектонічними силами, які обумовлюють осадконакопичення (вертикальні коливні рухи земної кори) 3 Паралельно з формуванням складок іде процес перетворення осадку в породу (діагенез), яка може піддатися метаморфізму нижньої ступені 4 Спостерігаються зміни товщини і фацій на крилах і замках складок, що зумовлено процесом накопичення осаду

1 Розвивається після утворення порід 2 Виникає в результаті різних тектонічних рухів, значну роль відіграють горизонтальні переміщення ділянок земної кори 3 Породи вже піддавались конседиментаційній складчастості і внаслідок накладання постседиментаційної складчастості сильно метаморфізовані 4 Різниці у будові крил і замків у цих складок немає.

Конседиментаційна складчастість

1 Складки опускання виникають при відносно рівномірних опусканнях фундаменту, на якому відбувається накопичення осадків. Ці складки мають неправильні контури і повторяють границі басейну, в якому відкладаються осадки. Виникають за рахунок поперечного згину.

2 Складки пов’язані із нерівномірними вертикальними переміщеннями блоків фундаменту. Для нього характерно розпадання крупних форм на більш дрібні, що зумовлено різними швидкостями, а нерідко і знаками вертикальних рухів окремих блоків дна басейна.

Надійним критерієм виділення конседиментаційних складок є збільшення кутів нахилу на їх крилах з глибиною.

По мірі розвитку конседиментаційних складок їх будова у нижніх стратиграфічних горизонтах дуже ускладнюється. Особливо різноманітними є складки опускання, які формуються в товщах, що накопичуються після тривалої перерви на еродованій поверхні глибокометаморфізованих порід. Вертикальні рухи мають глибовий характер; утворюються розриви. При цьому часто виникають круті, стиснуті, перекинуті складки.

Постседиментаційна складчастість

Складки, які розвиваються у верхніх зонах земної кори, при утворенні яких не відбувається суттєвих змін в первинному складі порід, називають поверхневими.

Складки, які складені породами, що утворилися при перекристалізації первинного їх складу в процесі складчастості, а також пов’язані із вторгненням інтрузій на значних глибинах називаються глибинними.

Поверхневі складки

1 Складки регіонального зім’яття утворюються при повздовжньому згині товщ, які деформуються під впливом сил, що діють на великих територіях паралельно поверхні Землі.

Для них характерно:

- широке просторове розповсюдження;

- рівний розвиток антикліналей і синкліналей;

- лінійність;

- наявність загальної орієнтованості осей;

- різноманітність за формою.

Така складчастість характерна для складчастих областей, які виникають на місці геосинкліналей і у внутрішніх зонах крайових прогинів. Механізм згину – повздовжній.

2 Складки облягання (відображені по В.Е. Хаіну; глибові по В.В. Білоусову) – поперечні згини у верхньому структурному поверсі (осадовому чохлі), які утворюються при глибових переміщеннях нижнього структурного поверху – фундаменту.

У глибових складках, які також є складками облягання, розриви, вздовж яких переміщуються блоки фундаменту, проникають в осадовий чохол і досягають поверхні; в результаті утворюються горст-антикліналі і грабен-синкліналі. Розвиваються вони в складчастих областях на заключному етапі розвитку, мають ізометричні, брахіморфні або коробчасті форми (іноді лінійні), відсутня загальна орієнтованість.

3 Складки горизонтального ковзання. Утворюються на схилах піднять під дією гравітаційних сил. Особливо сприятливі умови для їх виникнення створюються тоді, коли підняття оконтурюються западинами, які інтенсивно прогинаються. Осадки, які є на схилах піднять, під дією сили тяжіння сповзають, піддаючись при цьому повздовжньому згину. Максимальні амплітуди таких переміщень можуть сягати 203 км. Часто ковзанню сприяють пластичні породи.

Розвинені в складчастих областях і крайових прогинах. Характерні нахилені, перекинуті і лежачі форми, ускладені насувами. Орієнтація осей складки паралельна найбільш прогнутим частинам западин.

Нерідко розвивається на незначних площах, ускладнюючи складки регіонального зім’яття і складки облягання.

4 Прирозривні і надрозривні складки. Їх утворення пов’язане із формуванням розривів із зміщенням. Прирозривні складки утворюються шляхом повздовжнього згину, форма складок і інтенсивне зім’яття порід залежить від кута нахилу зміщувача і від амплітуди зміщення блоків. Найбільш сприятливий кут нахилу зміщувача 40-50⁰. складки нахилені, перекинуті, лежачі, в плані лінійні, орієнтовані вздовж простягання зміщувача. При переміщенні порід за повстанням зміщувача (підкид, насув) у нижньому лежачому крилі розвиваються горизонтально і нахилено орієнтовані сили, які викликані тиском звисаючого крила.

Надрозривні складки – флексуроподібні згини над розривами зі зміщеннями.

5 Складки, пов’язані з переміщеням магми в поверхневих зонах земної кори.

У вміщуючих породах спостерігаються складки повздовжнього і іноді поперечного згинів. Осі складок орієнтовані узгоджено із контуром інтрузиву, "обтікають" його. Утворюються внаслідок тиску магми на вміщуючі породи при її русі; ширина зони, охоплена складчастістю, залежить від площі масиву.

6 Діапірові складки. Формуються при товщині пластичних тіл більше 120 м, глибина залягання цих порід більше 300 м. Докладно ці складки розглянуті в розділі "Діапірові структури".

Інші типи поверхневих складок розповсюджені менш широко і мають місцеве значення.

Глибинні складки

Процеси утворення глибинної складчастості значно менше вивчені. Вони розвинені переважно в докембрійських і менше в нижньопалеозойських товщах. У середньо- і верхньопалеозойських, а також у мезозойських породах розвинені лише тоді, коли ті були занурені на значні глибини. Основну роль у перекристалізації порід на великих глибинах, крім тиску, відіграє стрес, який викликає переміщення речовини. Під впливом стресу в умовах пластичного стану гірських порід при високій температурі і високому всесторонньому тиску розвивається глибинна складчастість, яку можна розглядати як складчастість витікання.

Сили, які викликають утворення глибинної складчастості, можуть діяти переважно в горизонтальному чи вертикальному напрямку. Горизонтальні сили зумовлюють формування складчастості вертикального витікання, вертикальні сили – складчастості горизонтального витікання.

Складки вертикальної течії головним чином пов’язані з переміщенням великих сегментів земної кори (і підкорової речовини) вздовж глибинних розломів, розташованих під кутом до поверхні Землі; внаслідок цього при горизонтальному стискуванні величезні клини витискаються догори. Складки вертикального витікання характеризуються різко вираженою лінійністю, гострими замками, крутими крилами, інтенсивно розвинутою сланцюватістю, паралельною до осьових поверхонь, кліважем, слабонахиленими шарнірами.

Складки горизонтальної течії виникають внаслідок дії вертикальних сил при загальних підняттях. Викликаються також переміщенням магматичних мас у верхні частини земної кори; такі складки зустрічаються найбільше в докембрійських товщах і гранітогнейсах. Характеризуються плавними окресленнями, крутонахиленими шарнірами, крутим або вертикальним падінням порід на крилах. Добре помітні в плані поблизу границь крупних інтрузивних масивів.

Екзогенна складчастість

Складчасті структури, які характеризують екзогенну складчастість, наведені в таблиці 7.1. Головним фактором в їх утворенні є сила тяжіння, інтенсивність дії якої тісно пов’язана з будовою сучасного, а інколи і древнього рельєфу.

Складки зумовлені деформаціями при епігенезі та діагенезі осадків, являють собою багаточисельну і різноманітну за будовою групу порушень, зумовлену головним чином нерівномірною дегідратацією та ущільненням осадків, а також переходом з одного фізико-хімічного стану в інший.

Складки, викликані розвантаженням від вищезалягаючих товщ, виникають в понижених ділянках рельєфу та на схилах. Вони виражені плавними вигинами шарів в бік відкритого простору.

Деформації, зумовлені карстовими процесами, провалами та обвалами, мають локальний характер і виникають в безпосередній близькості від ділянок розвитку вказаних явищ.

Складки гляціодислокації (викликані переміщенням льодовиків) виникають на підвищених ділянках дольодовикового рельєфу; проявляються в дрібних часто перекинутих і розірваних формах.

До екзогенних структур належать також різноманітні за формою первинні нахили та вигини поверхонь нашарування, викликані нерівностями еродованого рельєфу, на якому відбувається накопичення осадків. Вони мають іноді зовнішні риси справжніх складок, але являють собою первинні нахили структур облягання, тобто є псевдоскладками або хибними складками.

Співвідношення виділених генетичних типів складок

Розвиток складок у більшості випадків починається з конседиментаційних форм. В подальшому внаслідок тектонічних рухів конседиментаційні складки перетворюються в певний тип поверхневої складчастості; при зануренні складчастих комплексів на значні глибини в зоні інтенсивного метаморфізму (регіонального чи локального) з поверхневих складок розвиваються глибинні.

Кожний з комплексів складок утворює самостійний структурний поверх.

Контрольні запитання

1 Що таке складка і складчастість?

2 Дайте визначення синклінальної та антиклінальної складки.

3 Морфологічна класифікація складок.

4 Генетична класифікація складок

5 Що таке перикліналь і центрикліналь?

6 Що таке осьова поверхня, осьова лінія і вісь складки?

7 Дайте характеристику флексури і її елементів.

8 Дайте характеристику соляних і глиняних діапірів.

9 Дайте характеристику конседиментаційних і постседиментаційних складок.

10 Дайте характеристику конседиментаційних і постседиментаційних флексур.

11 Механізми складкоутворення.

12 Геометричні класифікації складок.

13 Які складки є приповерхневими?

14 Які складки є глибинними?

15 Які складки є екзогенними?

16 Який існує зв"язок між складчастими формами залягання та родовищами корисних копалин, зокрема нафти і газу?