Геологическое Картирование Лекции

3.2.2. Генетическая классификация складок

Процесс образования складок в земной коре весьма сложен и разнообразен и обусловлен многими причинами, среди которых далеко не всегда удаётся выделить главные и второстепенные. Исходя из огромного количества эмпирических и экспериментальных данных, обычно предлагается две генетические классификации складок. Ода из них основана на различиях в динамических условиях пластических деформаций, а другая – отражает геологическую обстановку, в которой формируются складки.

Группы складок, обусловленные динамическими условиями.

Различия в динамической обстановке позволяют выделить складки продольного и поперечного изгиба, складки скалывания, течения и волочения (рис. 3.24 – 3.25).

● Складки продольного изгибаразвиваются при продольном сжатии, вызванном парой направленных друг к другу сил, либо при одностороннем действии сил, ориентированных обычно горизонтально и действующих вдоль слоистости (рис. 3.24). Межслоевое скольжение происходит на фоне общего перемещения вещества в направлении, перпендикулярном к действию сжимающих усилий, в участки с относительно меньшим давлением. Ширина и высота складок продольного изгиба возрастает с увеличением мощности слоёв и вязкости пород, а оси складок обычно ориентированы в поперечном направлении по отношению к сжимающим усилиям. При однородном составе слоистых толщ и двухстороннем сжатии образуются обычно симметричные складки. При одностороннем действии сжимающих сил возникают наклонные или опрокинутые складки, наклон которых указывает на направление действующих сил (рис. 3.24).

Рис. 3.24. Различные типы складок:

а, б – продольного изгиба; в, г – поперечного изгиба; д – течения; 1 – направления действующих сил; 2 – направление перемещения пород; 3 – участки растяжения; 4 – участки сжатия.

●Складки поперечного изгибаобразуются при воздействии сил, ориентированных перпендикулярно к плоскости наслоения (рис. 3.24). При образовании складок поперечного изгиба вещество перемещается в стороны от участков с максимальным радиусом кривизны более интенсивно, чем на участках с меньшей кривизной. Под воздействием активно поднимающегося вверх ядра (гранито-гнейсового диапира, соляного, гипсового или глиняного ядра) одновременно с формированием складки поперечного изгиба могут возникать на периферии складки характерные сколы типа сбросов. Складки такого происхождения называютсядиапировыми.

● Складки скалыванияилискольжения, в отличие от складок изгиба, образуются без значительного перемещения вещества внутри слоёв в результате перемещения вдоль многочисленных поверхностей, ориентированных субпараллельно осевым поверхностям (рис. 3.25).

Рис. 3.25. Образование складок скалывания в условиях горизонтального сжатия:

а – стоячая складка; б – асимметричная с разной мощностью слоёв на крыльях.

Предполагается, что складки скалывания (подобные или асимметричные) образуются при горизонтальном сжатии, способствующем возникновению большого количества трещин скалывания. Располагаются эти трещины на расстоянии от долей миллиметров до нескольких сантиметров друг от друга и перемещения по каждой трещине незначительны. Геометрия результирующих складок зависит от угла между плоскостями скалывания и напластованием (рис. 3.25). В результате перемещений мощность разных по компетентности пород в замках больше, чем на крыльях. Но если измерять толщину слоя не по перпендикуляру к плоскостям напластования, а в плоскостях дифференциального скольжения, она будет одинаковой на крыльях и в замке.

● Складки волочения (или послойного течения)представляют собой разновидность небольших по размеру дисгармоничных складок. Образуются они в условиях поперечного или продольного изгиба в слоях пластичных пород, заключенных между жесткими породами. Причиной образования этих складок является межслоевое проскальзывание, которое приводит к волочению материала более пластичной породы вслед за перемещающимся слоем жесткой породы (рис. 3.26). Складки волочения всегда асимметричны и осевые поверхности их опрокидываются в сторону замков антиклиналей больших складок. Острый угол, между осевой поверхностью складки волочения и поверхностью напластования, всегда открыт навстречу вектору, показывающему относительное движение неподатливых слоёв (3.27). Эти свойства используются при геологическом картировании для определения положения антиклинальных и синклинальных частей складок и для установления нормального и опрокинутого залегания слоёв.

Рис. 3.26. Образование складок волочения:

а – выжимание пластичного материала в крыле складки;

б – формирование мелких складок в пластичном слое. Стрелками показано направление смещения.

Рис. 3.27. Схематическое изображение складок волочения в плане и разрезе (на блок-диаграмме).

Стрелки показывают движение (относительное смещение) непластичных слоёв.

В ряде случаев в высокометаморфизованных породах наблюдаются обращённые складки волочения(рис. 3.28, 3.29б), указывающие на обратное направление перемещений между слоями, сминаемыми в складки. Такое явление объясняется либо гравитационным механизмом (сползанием пластических масс вниз по склону) (рис. 3.32з), либо диапировым механизмом формирования крупных складок, при котором более подвижные или сильнее сжимаемые слои, сминаясь в складки, действуют как поршень на вышележащие слои, заставляя вещество в них перетекать вниз. Эти складки иногда описываются как складки послойного течения, нагнетанияиливыжимания.


Рис. 3.28. Обращённые складки волочения.	Рис. 3.29. Обычные (а) и обращённые (б) складки волочения.

Рис. 3.30. Пластичные слои (черное и белое), смятые в дисгармоничные складки.

Рис. 3.31. Дисгармоничное смятие пластичных пород в ядре антиклинали, крылья которой сложены более жесткими породами (Карпаты).

●Складки течениявозникают при вязкопластическом состоянии вещества и очень большом значении фактора времени, а также при достаточной разности давлений в окружающей среде, способной вызвать перемещение вещества в слое из участков с высоким давлением к участкам с меньшим давлением (рис. 3.30). Значение этого механизма образования складок возрастает при увеличении температуры и давления. Складки течения, как правило, имеют сложную форму, раздувы и пережимы мощности, разные ориентировки некоторых структурных элементов, т.е. являютсядисгармоничными(рис. 3.30, 3.31). Небольшие по размеру складки течения развиты обычно в метаморфических толщах, а более крупные и дисгармоничные – в породах с малой вязкостью и пониженной плотностью (соли, гипсы и др.).

● Реоморфические (реидные)складки представляют собой комбинацию складок скалывания, выпучивания или течения с укорочением, перпендикулярным к направлению скалывания, и удлинением, параллельным скалыванию. Направление скалывания соответствует плоскости сплющивания, и перемещения массы пород напоминают течение жидкости. В складках обычно значительное утонение на крыльях и раздувы в гребнях и килях складок, что свидетельствует о значительной текучести пород. Образуются они в высоко некомпетентных пластах и толщах, претерпевших очень значительные пластические деформации и перемещения – в соленосных толщах, в породах, претерпевших интенсивную складчатость, синхронную с метаморфизмом и т.д.

● Седловидные складки, как полагают некоторые исследователи, образуются в условиях продольного сжатия при наличии серии чередующихся разнородных по компетентности слоёв, где каждый жесткий слой приподнимается в замковой части над более пластичным слоем в виде арки. Образованная полость позднее может быть заполнена рудным или нерудным магматическим материалом, образуя таким образом «седловидные жилы» или факолиты (рис. 3.32в).

● Блокированные складкитакже связаны с различным поведением слоёв горных пород при смятии в складки (рис. 3.32д). Они могут образоваться в условиях продольного сжатия в результате дифференциации движения разных слоёв, их отслаивания и последующей деформации. Возникшие полости могут быть позднее заполнены инородным материалом (породным, рудным и др.).

Рис. 3.32. Механизм образования складок и их главнейшие кинематические типы (по Г.Д. Ажгирею):

а – положение слоёв до складчатости; б – складка изгиба со скольжением, не расслоенная; в – седловидная складка или складка изгиба с первично полым отслоением в замке; г – складка изгиба с послойным течением; д – блокированная складка;

е – купольная (криптодиапировая) складка; ж – складка скалывания; з – гравитационная складка (складка течения).

Сплошные линии – направления максимальных напряжений; пунктир – дополнительные напряжения.

●Птигматитовые складки. Птигматитовыми называются сложнодеформированные тонкие жилы, секущие сланцеватость, а также различные (в основном мелкие) с извилистым рисунком в поперечном сечении складки, в которые эти жилы сминаются (рис. 3.33). Они встречаются в метаморфических или «гранитизированных» комплексах, где происходила хотя бы частичная мобилизация вещества, и сложены в основном кварцем или кварц-полевошпатовым материалом без признаков хрупких трещин или катаклаза. В птигматитовые складки могут сминаться изначально секущие жилы, ориентированные под большим углом к плоскости сплющивания, либо внедряющиеся в породы синхронно с метаморфизмом и пластическими деформациями. Осевые поверхности этих складок соответственно будут либо согласны со сланцеватостью, либо будут отклоняться от доминирующей ориентировки сланцеватости.

Рис. 3.33. Птигматиовые складки (2) в гнейсе (1).

Рис. 3.34. Кинк-складки (кинкбенды).

● Кинк-складки– образуются в сдвиговых зонах (кинк-зоны, кинк-банды, полосы излома), резко ограниченных сближенными поверхностями, между которыми плоскостные элементы развёрнуты на некоторый угол относительно их положения в окружающей среде (рис. 3.34). Они развиваются при наличии хорошо развитой системы поверхностей проскальзывания, тонкой слоистости, полосчатости, а чаще всего сланцеватости, после складчатости как самостоятельные структурные формы, предшествующие разрывным нарушениям. Мощность кинк-зон от миллиметров до десятков сантиметров. Выделяются кинк-зоны сжатия (широко распространённые) и кинк-зоны растяжения (редко встречающиеся). Они могут формировать либо одну систему параллельных зон, либо две сопряженные системы, направленные под углом друг к другу. По кинк-зонам можно определить направление сдвига, что позволяет использовать их для кинематического анализа.

● Складки пластических сдвигов. Наиболее характерными складками в зонах проявления пластических сдвигов являются мелкие асимметричныеz-образные (левого рисунка),s-образные (правого рисунка) и колчановидные (sheath folds) складки (рис. 3.35). Мелкиеасимметричныеz-образныеиs-образныескладки являются складками волочения. Образуются они в милонитизированных гнейсах, милонитах и ультрамилонитах. Размеры их от миллиметров до десятков сантиметров и более. По ним можно определить направление сдвига, что позволяет использовать их для кинематического анализа.Колчановидные(sheath folds) складки формируются из простых асимметричных покровных складок в результате интенсивного течения пород в направлении транспорта.

●Очковые складки (рис. 3.36) ранее выделялись в областях с интенсивными пластическими деформациями. По морфологии это складки аналогичны колчановидным складкам и нет смысла выделять их как группу самостоятельных складок.

Рис. 3.35. Колчановидные (sheath folds) складки («сосульковидные» складки , по Б.И.Кузнецову).

Линейность и шарниры складок параллельны.

Рис. 3.36. Очковые складки в плане (а), в разрезе (б) и в пространственном изображении (в).

Содержание