7.Тектонические движения и их выражение в пликативных и дизъюнктивных дислокациях

Тектонические движения и их отражение в структуре земной коры. Представления о дефформации горных пород. Реологические свойства горных пород, их упругость, прочность, пластичность, вязкость, ползучесть. Колебательные (эпейрогенические) и орогенические (дизъюнктивные и пликативные) вертикальные и горизонтальные тектонические движения. Природа тектонических движений разного масштаба. Движение литосферных плит.

Формы залегания горных пород- горизонтальная, моноклинальная, складчатая. Элементы залегания. Горный компас.

Складчатые нарушения горных пород. Элементы складки (крылья, шарнир, ось, осевая плоскость, замок). Причины возникновения складок. Классификация складчатых нарушений; полная, прерывистая и промежуточная типы складчатости.

Разрывные нарушения горных пород. Причины возникновения разрывных нарушений в условиях сжатия, растяжения или сдвига горных масс. Трещины, трещиноватость, дайки, разрывные нарушения со смещением. Классификация разрывных нарушений (разломов): сбросы, взбросы, сдвиги, надвиги, подвиги, шарьяжи, горизонтальные срывы. Масштабы проявления разрывных нарушений. Глубинные лениаменты и трансформные разломы, сутурные зоны. Процессы сопровождающие образования разломов- брекчирование, катаклаз, милонитизация, возникновение даек и гидротермальных жил. Тектонический меланж.

Под тектоническими движениями понимается перемещение веще­ства, отражающее развитие структуры земной коры и планеты в целом.Выделяют эпейрогенические и орогенические движения. Первые выражаются в медлен­ных поднятиях и опусканиях участков земной коры. Это колебатель­ные движения.Вторые кратковременные, сопровождающиеся интенсивным смятием слоев пород и смещением их по разрывам.Получило признание деление тектонических движений на горизонтальные (тангенциальные) и вер­тикальные (радиальные).Тектонические движения проявляются в самой различной форме и масштабах.Настоящий раздел включает краткую характеристику складчатых и разрывных дислокаций и некоторых вопросов общего порядка.

Земная кора находится в напряженном состоянии.Во многих районах при проходке шахт,тоннелей и других подземных выработок наблюдаются избыточные горизонтальные сжимающие напряжения,значения которых в несколько раз выше геостатического (литостатическог), вызываемого весом вышележащей колонны горных пород.Эти избыточные напряжения обнаружены не только в складчатых областях,но и в фундаменте щитов древних платформ

Рис.7.1.Изменение величины напряжений в породах складчатого и кристаллического фундамента с глубиной:1-фундамент древних платформ,2-складчатые пояса палеозойской консолидации,3-области мезозойской и кайнозойской складчатости,ОС-линия геостатического давления,АВ-избыточные напряжения по Н.Харсту

В количественной характеристике избыточных напряжений нет связи с возрастом фундамента и рельефом. Не наблюдается разницы между равнинными районами древних и молодых платформ и областями, охваченными интенсивными неотектоническими поднятиями. Делается вывод,что литосфера и кора находятся в напряженном состоянии.Более того, измеренные ориентировки напряжений сжатия ориентированные строго перпендикулярно к простиранию коллизионных складчатых поясов и планетарной системы зон спрединга.Дополнительные сведения об ориентировке напряжений зон сжатия или растяжения устанавливаются также путем расшифровки сейсмофокального механизма землетрясений по знаку первых вступлений продольных волн.Восстановление зон растяжения-сжатия осуществляется также геологическими методами-по ориентировке сколовых трещин,штрихов и борозд скольжения,кливажа,статистическому распределению жил и даек.

Обобщение огромного фактического материала,полученногоуказанными методами в 4400 пунктах наблюдений,позволило в рамках Международной программы Литосфера составить Мировую карту распределения стрессовых напряжений(Woorld Stress map).

Рис.7.2.Генерализованная карта напряжений в литосфере

(Woorld Stress map):1-сжатие с образованием взбросов и надвигов,2-растяжение с образованием сбросов,3- сжатие с образованием дигональных сдвигов;границы литсферных плит:4-дивергентные,5-конвергентные,6-неуверенная граница,7-траектории абсолютного движения плит согласно модели NUVEL

Результаты этих исследований позволили выделить поля региональных и локальных напряжений. Региональные являются стрессовыми и характеризуются обстановками сжатия. Их ориентация согласуется с направлением расхождения литосферных плит от осей спрединга срединноокеанических хребтов, либо направлением перпендикулярном к простиранию коллизионных орогенов или превосходить ее в 2,5 раза.Важно отметить, что возникновение стрессовых напряжений, связанных с растяжением, не нарушает региональные закономерности полей напряжений главных литосферных плит. Они обладают свойствами упругих тел, способных транслировать напряжения от порождающих их центров возмущений- срединноокеанических хребтов и коллизионных складчатых поясов вглубь литсферных плит на большие расстояния.Результатом этого является проявление в земной коре пликативных и дизъюнктивных дислокаций,образование различных по морфологии и размерам складок и разрывов.

Геология изучает различные по морфологии и размерам геологические тела.Элементарным телом является пласт (слой).Из пластов складываютсясвиты,серии,комплексы,структурные ярусы и этажи.Даже такие крупнейшие категории планетарных структур как океаны и континенты являются геологическими телами высшего порядка.

Слоем (пластом) называется более или менее однородный, первично обособ­ленный осадок (или горная порода), ограниченный поверхностями на­слоения.Пласт может заключать в себе несколько слоев.Однородность слоев может быть выражена в составе, окраске, тек­стурных признаках, присутствии одинаковых включений или окаменелостей. Смена одного слоя другим может быть резкой или постепеннойПоверхности, разграничивающие слои или пласты,называются поверхностями наслое­ния.Верхняя из них-кровля слоя,а нижняя-подошва.Расстояние между кровлей и подошвой слоя (или пласта) характеризует его мощ­ность.Различают истинную, видимую и неполную мощ­ность.Истинной мощностью называется кратчайшее рас­стояние между кровлей и подошвой.

Взаимоотношения между пластами могут быть согласными или несогласными.Возможны два случая соотношения слоистых толщ.В первом каждая вышележащая толща без каких-либо сле­дов перерыва в накоплении осадков налегает на подстилающие поро­ды, образуя согласное залегание слоев.Во втором случае между вышележащей и подстилающей ее толща­ми стратиграфическая последовательность прерывается, в результате появляется стра­тиграфическое несогласие.Стратиграфические несогласия по ряду признаков могут быть раз­делены на несколько различных видов.В случае одинакового залегания толщ несогласие является параллель­ным. Если верхняя и нижняя по возрасту толщи залегают под разными углами, несогласие называют угловым.

Горизонтальное залегание слоев характеризуется общим горизон­тальным или близким к нему расположением поверхности наслоения на большом пространстве. При горизонтальном залегании абсолютные высоты какой-либо оп­ределенной поверхности наслоения приблизительно одинаковы. При выровненном рельефе и горизонтальном залегании один и тот же слой может слагать большие пространства поверхности Земли.

Р ис.7.3.Угловое – слева ( изменение величины угла несогласия в разных частях складки) и эрозионное - справа несогласие

Рис.7.4..Горизонтальное залегание базальтов

Кроме первичного горизонтального залегания по­род наблю­даются тектонически нарушенные формы залегания слоев, которые делятся на три типа: наклонное, складчатое и разрывное или дизъюнктивное.Нередко горизонтально залегающие, наклонные или складчатые формы залегания слоев осложняются разрывными нарушениями.В результате тектонических движений может возникнуть обратная стратиграфическая последовательность наслоения, когда более древние слои залегают на более молодых. Такое залегание называется опроки­нутым. Наклонное залегание слоев называется моноклиналь­ным,когда они наклоненны строго в одну сторону и имеют постоянный угол наклона.

Рис.7.5..Элементы залегания слоя и их соотношение в плане

Рис.7.6.Элементы залегания пласта

Для точной характеристики геологической структуры необходимо иметь представление о положении слоев в про­странстве относительно стран света и поверхности Земли. Для реше­ния этой задачи существует понятие об элементах залегания слоя,которыми являются простира­ние, падение и угол падения.Простирание — это протяженность слоя на горизонтальной поверх­ности Земли. Оно определяется ориентировкой линии простирания.Линия простирания слоя — любая горизонтальная линия, лежащая в плоскости наслоения, то есть линия пересечения подошвы или кров­ли слоя с горизонтальной плоскостью. Таких линий в плоскости слоя можно провести множество; отличаются они абсолютными высотными отметками. Азимут линии простирания (или просто азимут простирания) — это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления гео­графического меридиана по ходу часовой стрелки до линии простира­ния.Падение слоя определяется двумя показателями: направлением па­дения и углом падения. Направление падения слоя (или любой плос­кости) характеризуется ориентировкой его линии падения по отноше­нию к странам света и определяется азимутом линии падения.Линия падения слоя— это линия наиболь­шего наклона подошвы или кровли слоя. Она перпендикулярна к ли­нии простирания, лежит на плоскости наслоения и направлена в сторо­ну ее наклона.

Из определения следует, что в плоскости однообразно падающего слоя можно провести произвольное число линий простира­ния и падения, но все линии простирания будут параллельны между собой; параллельны между собой и все линии падения.Азимут линии падения (или просто азимут падения) — это правый векториальный горизонтальный угол, отсчитываемый от северного на­правления географического меридиана до проекции линии падения на горизонтальную плоскость.Азимут паде­ния может меняться в зависимости от положения слоя в пределах от О до 360°. Угол падения — это двугранный угол между плоскостью наслоения и горизонтальной плоскостью или вертикальный линейный угол меж­ду линией падения и ее проекцией на горизонтальную плос­кость.Угол падения может изменяться от 0 до 90°.

Смотри фильм1»деформации»Ctrl+щелчок

Смотри фильм2»деформации и складки»Ctrl+щелчок

Антиклинальные и синклинальные складки. В результате эндогенных (тектонические движения, метаморфизм), а иногда и экзогенных (подводно-оползневые явления, гляциодислокации и др.) процессов горные породы сминаются в складки — волнооб­разные изгибы слоев.Деформированные породы относят к складчатому залеганию, когда нарушается первоначальное горизон­тальное или слабонаклонное положение слоев. В склад­ки сминаются толщи, в разрезе которых чередуются слоистые осадочные, вулканогенно-осадочпые и метаморфические породы с разными физико-механическими свойствами. Все многообразие складок по возрастному соотношению слоев в ядре и замковой части делится на антиклинальные и синклинальные.

У антиклинальных складок в ядре находятся более древние породы, чем в замковой части. Поскольку па геологических картах мы не видим замковую часть (она уничтожена эрозией), то при определении типа складки сравнивают возраст пород в ядре (центральная часть складки на карте) и на ее крыльях (так как породы крыльев слагали ее эродиро­ванный замок). Для антиклинальных складок возраст пород в ядре (цен­тральной части) будет древнее, чем па их крыльях.