Вторичные формы залегания осадочных горных пород

Вторичные формы залегания осадочных горных пород встречаются довольно часто в земной коре, например, в виде трещин. Нарушения первичного залегания горных пород под влиянием тектонических причин могут происходить с сохранением, без нарушения целостности ( сплошности) и с нарушением сплошности, то есть с образованием в слоях трещин и разрывов. В первом случае нарушения называются пластичными или связными ( пликативными), во втором-разрывными (дизъюнктивными). Наиболее простыми видами связных нарушений являются складки.

Простые складки можно представить в виде двух сопряженных структурных форм: антиклинали и синклинали.Антиклиналью называют складку, направленную перегибом вверх. В ядре ( центре) изгиба ее лежит более древние породы.Складку в ядре изгиба которой лежат более молодые породы и направленную перегибом вниз, называют синклиналью ( рис-1).Боковые склоны складок называют крыльями.Замок складки -это линия перегиба, соединяющая между собой крылья или борта.Замковая часть антиклинали называется седлом, в синклиналях ее называют мульдой(корытообразное прогибание).

Читай также формы залегания горных пород

Рисунок-1. Карта ( выше линии АБ) и профиль ( ниже линии АБ) участка земной поверхности с наклонными осями складок:

Карта ( выше линии АБ) и профиль ( ниже линии АБ) участка земной поверхности с наклонными осями складок

ДЕ-осевая плоскость синклинали а; ВГ -осевая плоскость антиклинали б; 1, 2, 3, 4, 5-хронологическая последовательность отложения слоев

Осевая плоскость складки-воображаемая плоскость, разделяющая складку пополам, ее след на плане называют осью складки.Шарнир-линия, образующаяся при пересечении продолженных крыльев или бортов; шарнир может вздыматься и погружаться -это явление называется ундуляцией.Углом складки называется угол между продолженными до пересечения крыльями или бортами ( рисунок-2).Складки с отношением длинных и коротких осей в плане от 1:1 до 2:1 называются куполами; с отношениями -от 2:1 до 5:1-брахискладками (брахиантиклинальные и брахисинклинальные ), вытянутые складки называются линейными.

Рисунок-2. Элементы складки:

Элементы складки

аá-шарнир антиклинали ; бб′-шарнир синклинали; в-высота складки ;г-соответственно ширина антиклинали и синклинали ; ее′-теоретическая линия пересечения плоскостей , параллельных крыльями ; а-угол складки; 1, 2, 3, 4-точки перегибов слоев на крыльях складки.

При классификации складок главное значение значение имеет положение осевой плоскости в пространстве и падение их крыльев.Принято различать :1) нормальные симметричные антиклинальные и синклинальные складки с вертикальной осевой плоскостью и крыльями, падающими под одинаковыми углами.2) асимметричные складки, среди которых выделяют косые, наклонные, лежачие и перевертнутые ; 3) веерообразные антиклинальные и синклинальные складки, у которых крылья опрокинуты в противоположные стороны; 4) изоклинальные складки -это такие складки, у которых крылья и борта параллельны осевой поверхности и друг другу; они также могут быть опрокинутыми, лежачими и перевернутыми.

Наряду с перечисленными существуют складчатые формы переходного типа.К таким формам принадлежат флексуры, представляющие собой ступенчатый или коленчатый изгиб слоев без разрыва их сплошности. Образование складок может сопровождаться появлением трещин (разрывов без смещений).В антиклиналях такие трещины расходятся кверху, а в синклиналях -книзу.Особенно большое значение эта трещиноватость имеет при постройке подземных и гидротехнических сооружений, тунелей, шахт и плотин ( рисунок-3 и 4).

Рисунок-3. Различные случаи заложения туннелей в зависимости от условий залегания пород:

Различные случаи заложения туннелей в зависимости от условий залегания пород

 

а-ось туннеля проходит по простиранию слоев , залегающих горизонтально или с небольшим уклоном; б-то же, по простиранию крутопадающих слоев; в-то же, вкрест простирания крутопадающих слоев.

Рисунок-4.Варианты заложения туннелей в складках

Варианты заложения туннелей в складках

Определение действительной формы складки и ее положения в земной коре становится возможным только в том случае, когда твердо определены кровля ( верх) и подошва ( низ) пластов. Для этого пользуются прямыми и косвенными признаками:

1) кровля пласта сопоставляется с кровлей соседних пластов, возраст которых определен по остаткам ископаемых организмов;

2) наблюдаются местные несогласия в напластовании, при этом наиболее важным является наличие слоя или прослойки конгломератов ( как уже известно, конгломерат будет сложен галькой более древних пород , то есть базальный конгломерат);

3) отторженцы -обломки более древних пород, захваченные более молодым слоем при его формировании;

4) ритмичная слоистость ( более крупные частицы, как и более тяжелые, лежат в основании прослойкой, составляющих слой );

5) пузырьки от газов в кровле лавового потока;

6) отверстия, высверленные ракушками и так далее.

Часто можно наблюдать, что крылья большой складки осложнены меньшей складчатостью. Соответственно различают складчатость первого, второго и последующих порядков, принимая за первый порядок самые крупные складки, известные в данном районе. В горных районах выделяются большие складчатые области и там эти складки более контрастны. Обычно они вытянуты вдоль шарнира, имеют значительно меньшую ширину по сравнению с длиной и крутые углы падения крыльев. Их называют синклинориями и антиклинориями.

Когда складчатостью непрерывно покрыты значительные области при равном развитии синклинальных и антиклинальных форм, говорят о полной складчатости. В случае развития отдельных изолированных складок, обычно в виде пологих округлых антиклиналей -о прерывистой складчатости. Типичными формами прерывистой складчатости являются диапировые структуры. Диапировыми( протыкающими) называются структуры, имеющие выпуклые строение в результате внедрения пластичных пород в осадочный покров.

Такими пластичными породами являются каменная соль, гипс, глины. Если в центральных частях куполов находится шток соли или гипса, их называют соляными куполами; если шток сложен сильно обводненными глинами, говорят о грязевых куполах.Особенностью всех диапировых структур является увеличение угла наклона сбоев с глубиной. Так, например, в некоторых грязевых структурах Апшеронского п-ва углы падения у поверхности структуры достигают 3-5 °, на глубине 1000 м они равны 7-12°, а на глубине 3000 м-уже 15-25°.

Наиболее простой формой разрывных нарушений являются трещины, широко распространенные в земной коре .Наблюдения показывают, что в природе практически не встречаются породы , лишенные трещин. Формы, размеры, частота, степень раскрытия и ориентировка трещин очень разнообразны и зависят от характера пород.Они должны быть учтены при оценке инженерно-геологических условий района работ.По степени раскрытия выделяют трещины скрытые, закрытые и открытые.Скрытые -обычно не видны ( волосовидны), но обнаруживаются при разбивании породы.Они играют большую роль при проведении горных выработок, разработке карьеров, использовании горных пород в качестве строительного камня.

Так , наличие скрытых трещин позволяет легко выбирать камень в карьере, но препятствует получению больших кусков и уменьшает устойчивость горных выработок. Присутствие этих трещин ускоряет разрушение породы, что необходимо учитывать при возведении различных сооружений.опасность заключается в том, что волосовидные трещины могут быть не замечены при предварительном обследовании.Закрытые трещины -это трещины, видимые визуально, но лишенные заметного раскрытия( стенки их плотно сдвинуты). Они хорошо прослеживаются по вторичным заполняющим их минералам-гипсу, кальциту и др.

Открытые трещины раскрыты, но при этом раскрытие не всегда происходит за счет их раздвигания , часто это просто приоткрывание закрытых трещин в результате различных процессов выветривания. Породы, слагающие стенки трещин при этом разрушаются ( или растворяются ) и трещины становятся шире.
Трещины также принято делить по размерам по отношению к протяженности пластов, к форме кристаллических массивов и так далее.По происхождению трещины могут быть тектонические и нетектонические. К нетектоническим относят трещины отдельности, наслоения, выветривания, обвалов, оползней, усыхания и искусственные трещины. Трещины отдельности образуются в магматических породах, уже после их затвердевания, вследствие растягивающих усилий и контракционных натяжений , возникающих в результате неравномерного охлаждения.

Контракционные трещины связаны с сокращением массы породы и ориентированы перпендикулярно по отношению к направлениям сокращения. Направления же сокращения связаны с положением охлаждающей поверхности и со скоростью охлаждения. В зависимости от ориентировки возникают трещины пластовые ( или плитообразные), столбчатые и шаровидные. Отдельность часто обуславливает качество пород как строительных материалов. Горнорабочие пользуются трещинами отдельности при разработке пород для получения правильных блоков желательных размеров.

Это возможно, если породы разбиты тонкими равномерно и не часто расположенными трещинами. При наличии большого количества разнообразно направленных трещин блоки строительного камня получить невозможно , можно добывать только остроугольный щебневый материал.Трещины наслоения возникают в осадочных горных породах. Относительно слоистости они могут быть поперечными, продольными, косыми а также располагаться в плоскости наслоения пород.

Для тектонических трещин характерна общая выдержанность ориентировки по одному или нескольким направлениям.Такими трещинами обычно пересекаются не отдельные слои а целые серии слоев различного возраста и состава, разбивая их на отдельные глыбы и способствуя их разработке или снижая прочность пород как оснований сооружений. Принято различать: разрывные нарушения без смещения и со смещением. Для того чтобы охарактеризовать все многообразие форм разрывных тектонических движений и иметь возможность отличить их друг от друга, принято различать отдельные элементы: поверхность разрыва( плоскость), по которой произошло смещение, называемую смесителем или сбрасывателем, два крыла и амплитуды их перемещения.

По отношению к напластованию поверхности разрывов могут быть согласными, поперечными и косыми. При углах падения плоскости смесителя более 45° нарушения считают крутыми, при меньших-пологими. Крыльями в разрывных нарушениях называют участки породы, непосредственно прилегающие к образовавшейся трещине. В случае перемещения крыльев в вертикальном или близком к нему направлении одно из крыльев называется опущенным, другое -поднятым. При наклонных смесителях верхнее крыло называют висячим, нижнее -лежачим.Расстояние, на которое переместились крылья относительно друг друга, называется полной амплитудой смещения. Различают вертикальную составляющую этой амплитуды ( вертикальная амплитуда) и горизонтальную ( горизонтальная амплитуда , смотри рисунок-5).

Рисунок-5. Типы разрывных нарушений:

Типы разрывных нарушений

I-нарушение со смещением слоев; А-поднятое крыло ; Б-опущенное крыло ; ав-амплитуда полная; бв-амплитуда горизонтальная ; аг-амплитуда вертикальная , видна поверхность разрыва или сместитель; стрелками показано направление движения; II-сброс; III-взброс; IV-сдвиг; V-грабен; VI-горст.

Нарушения со смещениями подразделяются на сбросы, взбросы, сдвиги и надвиги, разломы, горсты, грабены и шарьяжи( покровы).Сбросом называется разрывное смещение, при котором висячее крыло движется вниз по круто падающей плоскости смесителя в направлении, близком к вертикальному. Взброс-смещение в направлении, прямо противоположном сбросу. Сдвиг -крылья перемещены друг относительно друга в горизонтальной плоскости по простиранию трещины.Поверхности смесителя могут иметь как вертикальное, так и любое наклонное падение.

В природе часто наблюдаются комбинации перечисленных форм называемые сбросо-взбросо-сдвигами.Поверхность сбрасывателя может быть хорошо отполирована при трении пород и называется в этом случае зеркалом скольжения. На полированных поверхностях зеркал скольжения имеются следы -штрихи перемещений блоков пород. Надвигами называются разрывные движения, сопровождающиеся скольжением масс в горизонтальной и полого наклонной к горизонту плоскости ( по типу взброса); при этом происходит сокращение горизонтальных размеров участка и увеличение вертикальных.

Перемещения в надвигах измеряются в пределах от нескольких метров до нескольких километров. Надвиги наблюдаются обычно в областях, смятых в складки. Грабенами называются участки земной коры, опущенные по системе сбросов. Большой провал ( грабен), образовавшийся по разломам, пердставляет собой котловина глубокого озера Байкал. Горстами называют участки земной коры, поднятые по системе взбросов. Различают простые, ступенчатые, наклонные, клинообразные и другие горсты( рисунок-5).

Шарьяж-это крупный пологий надвиг. Смещение измеряется десятками а иногда сотнями километров. Разлом -крупный разрыв в земной коре, прослеживающийся на значительном расстоянии по протяженности. При значительной глубине (на всю мощность литосферы) их называется глубинным. Глубинные разломы существуют длительное время и захватывают огромные территории.Такими разломами вся земная кора разделена как бы на огромное количество глыб, разных размеров и форм. Границы между глыбами представляют собой ослабленные участки ( или швы) внутри земной коры.

Поэтому, когда глубинные процессы вызывают поднятие или опускание какого либо участка земной коры, форма этого участка в значительной степени подчиняется сложившейся сетке глубинных разломов.Целые тектонические зоны приобретают определенную ориентировку, подчиняясь направлению глубинных разломов. Если посмотреть на тектоническую или геологическую карту, то можно увидеть, что на огромном пространстве от Байкала до Италии почти все хребты вытянуты в одном ( северо-западном) направлении и лишь незначительное число хребтов в этой полосе не подчиняется указанной закономерности-это Северный и Южный Тянь-Шань, хребты Турции, Урала, хотя в полярной части Урала снова появляется северо-западное направление.

Такая правильность не случайна. Видимо, на этом отрезке земная кора была пронизана глубинными разломами северо-западного направления, вдоль которых и происходили поднятия и опускания земной коры. Глубинные разломы не всегда существовали а возникали на каком-либо определенном этапе развития земной коры. Разделение земной коры глубинными разломами на глыбы играет очень значительную роль во всех внутренних геологических процессах

РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.