Геологическое Картирование Лекции

3.1. Складки и их элементы и параметры

Среди складок выделяются элементарные типы складок – антиклинальные и синклинальные (рис. 3.1), нейтральные, а так же антиформы и синформы (рис.3.2).

Антиклинальными складкамиилиантиклиналяминазываются изгибы, в центральных частях которых располагаются наиболее древние породы относительно их краевых частей.Синклинальными складкамиилисинклиналяминазываются изгибы, в которых центральные части сложены более молодыми породами, чем их краевые части. Складки, в которых элементы залегания осевой поверхности (ОП) и шарнира совпадают, называютсянейтральными. Это возможно: а) при вертикальном залегании пород, шарнира и ОП складки; б) при наклонном залегании пород в крыльях складки и горизонтальном – ОП и шарнира; в) при наклонном залегании пород и одинаково наклонном – ОП и шарнира. В сильно деформированных толщах, где невозможно определить кровлю и подошву слоёв, складки, обращенные выпуклостью вверх, называютсяантиформами, а обращённые выпуклостью вниз, –синформами (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Антиклинальная (а) и синклинальная (б) складки

Рис. 3.2. Антиформы (а) и синформы (s) в пересечении с эрозионной поверхностью РР.

Элементы складки

В складке выделяются следующие элементы– замок или свод, крылья, осевая поверхность, осевая линия или ось складки, шарнир складки, гребень и киль, гребневая и килевая поверхность, линия перегиба или медианная линия, поверхность перегиба, ядро, замыкание (рис. 3.3 – 3.6).

Рис. 3.3. Элементы складок:

1-2 – замок антиклинали (седло); 3-4 – замок синклинали (мульда); 5 – крылья; 1-6-2 – угол складки; 6-7 – биссектриса угла складки или осевая линия; 8 – ось или шарнир складки; 9 – гребень; 10 – киль.

Рис. 3.4. Осевые элементы складок:

1 – ось или шарнир складки; 2 – осевая поверхность; 3 – осевая линия.

Замокили сводскладки – место перегиба слоёв, в котором их поверхности, примыкающие к перегибу, образуют между собой угол или более сложные фигуры. Замок может иметь плавную (параболическую, гиперболическую) или угловатую (шевронную) форму. Замок антиклинали иногда называютседлом, а замок синклинали –мульдой.

Крыльяскладки – боковые части складки, примыкающие к своду и представленные поверхностью слоёв, единообразно (вверх или вниз) наклонённых от перегиба. У смежных складок – антиклинали и синклинали одно крыло является общим. Положение крыльев, как плоскостных элементов, определяется азимутом и углом падения.

Рис. 3.5. Элементы складок:

а – очерченных одной поверхностью; б – очерченных серией субпараллельных поверхностей; в – «сложных», очерченных зеркальными поверхностами.

Осевой (шарнирной) поверхностьюскладки называется поверхность, проходящая через точки перегиба слоёв, составляющих складку. Она также определяется азимутом и углом падения. Линия пересечения осевой поверхности с поверхностью рельефа называется следом осевой поверхности (СОП). Она характеризует ориентировку складки в плане и на карте проводится путём соединения точек, расположенных в местах перегиба слоёв (в замке складки). Линия пересечения осевой поверхности с поверхностью одного из слоёв (кровлей или подошвой), составляющих складку, называется осью складки илишарниромскладки. Положение шарнира, как линейного элемента, определяется азимутом и углом погружения (или воздымания). Простирание шарнира совпадет с осью складки только в том случае, когда осевая поверхность складки вертикальна. Погружается шарнир в сторону расположения более молодых пород. В том случае, когда азимут погружения шарнира меняется на обратный несколько раз, либо величина угла погружения периодически меняется по простиранию, шарнир называютундулирующим. Угол погружения или воздымания шарнира иногда называют углом погружения или воздымания складки (рис. 3.7, 3.8).

Рис. 3.6. Положение осевой (АБ) и гребневой (ВГ) поверхности в вертикальном поперечном

разрезе складки.

Гребневой поверхностьюназывается поверхность, соединяющая самые высокие точки расположения слоёв, образующих складку.Гребеньскладки – линия пересечения гребневой поверхности с кровлей или подошвой любого из слоёв складки.Килевой поверхностьюназывается поверхность, соединяющая самые низкие точки расположения слоёв, образующих складку.Кильскладки – линия пересечения килевой поверхности с кровлей или подошвой любого из слоёв складки. Эти элементы складок определяют обычно только при изучении наклонных и опрокинутых складок.

Рис. 3.7. Элементы складок в блок-дааграмме:

АБ – положение осевой линии

(или СОП);

ВГ и В'Г' – положение шарнира; α и β – углы погружения шарнира.

Рис. 3.8. Структурные элементы складки:

Положение шарнира в синклинальной складке в плане (а) и в разрезе (б). Условные знаки для изображения на картах: шарниров синклинальных (в) и антиклинальных (г, д) складок. Стрелками указано направление погружения,

а цифрами – углы погружения шарниров.

Линия перегибаилимедианная линия– линия, расположенная на крыле складки, которая делит крыло частной складки пополам и ориентирована по направлению шарнира. По обе стороны медианной линии кривизна крыла очерчивается в противоположных направлениях. Поэтому угол падения крыла складки рекомендуется измерять в зоне медианной линии.Поверхность перегиба– поверхность, проходящая через линии перегиба частных складок.

Ядроскладки – внутренняя часть складки в месте её наибольшего перегиба с внутренней стороны изогнутого пласта. Это понятие условное и зависит от морфологии складки и глубины эрозионного среза. Заокончаниескладки принимается участок, где изогнутая поверхность сменяется плоскостью.Замыканиескладки определяется по смене азимута погружения шарнира на обратный азимут.

Рис. 3.9. Зеркала складок: симметричных (а),

асимметричных (б, г) и разнопорядковых (в).

Зеркало складок– условная поверхность, проведённая в пространстве через точки наибольшего перегиба слоя в одновременно возникших одноимённых структурах одного порядка. Такими поверхностями могут быть касательная к замкам симметричных антиклиналейо-оили же касательная к замкам синклиналейs-s(рис. 3.9 а) Параллельна им будет и медианная линияm-m.Аналогичным образом проводится зеркало складок и для асимметричных складок (рис. 3.9 б). При деформации слоистых пород обычно образуются складки нескольких порядков, и для каждого из них можно провести своё зеркало складок, напримерl₁, l₂, l₃ на рис. 3.9в, где видно, что, чем крупнее складки, тем зеркало складок всё более приближается к прямолинейному. И из этого можно сделать вывод:залегание (простирание и падение) пачки в целом отражается зеркалом наиболее крупных складок.По углу между зеркалом складок и их осевыми поверхностями можно определить, на каком крыле асимметричной запрокинутой складки находится исследуемое обнажение:1 –на нормальном крыле осевые плоскости дополнительных складок падают круче, чем их зеркало, а на подвёрнутом крыле – положе; 2 –угол между зеркалом складок и их осевыми поверхностями в точке перегиба близок к 90º, уменьшается в сторону медианной зоны складки и имеет минимальное значение в медианной зоне подвёрнутого крыла(рис. 3.9г).

Параметры складки

К параметрамскладкиотносятся – длина, ширина (полуволна, горизонтальный размах), высота (амплитуда, вертикальный размах) и угол складки (рис. 3.10).Длина складки– это расстояние вдоль осевой линии между смежными перегибами шарнира, либо между участками, где изогнутая поверхность сменяется плоскостью.Ширина складки(илиполуволна) – это кратчайшее расстояние между точками перегиба (рис. 3.10).Высотой илиамплитудой складки называется кратчайшее расстояние между точкой максимальной кривизны и линией, соединяющей точки перегиба (или медианные линии) (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Параметры симметричной (а, б) и асимметричной (в) складок:

h и b – высота и ширина симметричной складки; h₁ и h₂ – высота короткого и длинного крыльев асимметричной складки; b₁ – ширина асимметричной складки; А, W/2 – амплитуда и длина полуволны симметричной складки;

l – крыло складки (l₁ – короткое, l₂ – длинное);

α – угол между крыльями.

По А.Е. Михайлову понятие о высоте и ширине складки отличается от выше приведённого. Высотой или вертикальным размахомскладки он называет расстояние по нормали между замком антиклинали и замком смежной с ней синклинали, измеренное по кровле или подошве одного и того же слоя. Ашириной или горизонтальным размахом складки – расстояние между осевыми линиями двух соседних антиклиналей или синклиналей (рис. 3.11).

Угол, образованный линиями или плоскостями, являющимися продолжением крыльев складки, называется углом складкиили углом между крыльями складок. Он отражает степень сжатости пластов и обычно принимается как условный показатель интенсивности складчатой деформации.

Рис. 3.11. Размеры складок в плане и на разрезе:

а – длина, б – ширина, в -высота складки;

Размеры и форма складки определяются длиной её крыльев в профильном (перпендикулярном к шарниру) сечении, коэффициентом асимметрии складки (отношением размера длинного крыла к короткому), углом между крыльями, шириной складки, высотой или амплитудой, или же длиной полуволны складки.

В прямоугольной (декартовой) системе координат с осями а,b,с, определяющей согласно Б.Зандеру, как формальную симметрию складки, так и её кинематические особенности, ось координат bпараллельно шарниру, ось координаталежит в осевой плоскости и перпендикулярна осиb, осевая плоскость –аb, а ось координатсперпендикулярна к ней (рис. 3.12). В кинематическом отношении осьb– это ось вращения или постоянная ось деформации, осьа– ось движения, а осьс– ось укорочения или сжатия.

Структурные элементы складки

Наблюдение и измерение структурных элементов складок при геологическом картировании имеет большое значение. Под структурными элементами складки следует понимать линейные, плоскостные и объёмные формы однотипного строения. Одни из них (полосчатость, сланцеватость, линейность) имеют вещественное выражение, а другие (шарнир складки, осевая поверхность и др.) – геометрическое. И те, и другие являются индикаторами складчатых и других деформационных процессов.

Рис. 3.12. Морфологические и геометрические элементы складки:

А – антиклиналь; С – синклиналь;

α, b, c – оси координат.

Кглавным структурным элементам, которые необходимо замерять в поле, относятся первичная слоистость (S₀), метаморфическая полосчатость (S_1+n), сланцеватость различных направлений (Сц_1+n), крылья складки (Кр), шарнир складки (Ш), линии пересечения слоистости и сланцеватости, которые в большинстве случаев статистически ориентированы также как и шарниры складок.

К дополнительным структурным элементам, которые также необходимо замерять в поле, относятся – осевая плоскость (ОП), след осевой поверхности (СОП), линейности (l) разного рода (минеральная, агрегатная, бороздчатость, ребристость, линейность фрагментов, будин и т.д.).

Содержание