Структурная геология сложнодислоцированных комплексов

Размещено на http://www.allbest.ru/

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА - ЛЕНИНА

Кафедра региональной геологии и полезных ископаемых

Учебно-методическое пособие

по курсу «Структурная геология»

СТРУКТУРНАЯ ГЕОЛОГИЯ СЛОЖНОДИСЛОЦИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ

КАЗАНЬ 2010

УДК 551.243'252

Печатается по решению Редакционно-издательского совета ГОУ ВПО

«Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина»

методической комиссии геологического факультета

Протокол № 9 от 26 марта 2010 г.

заседания кафедры региональной геологии и полезных ископаемых

Протокол №5 от 19 февраля 2010 г.

Автор-составитель

канд. геол.-мин. наук, доц. В.С. Полянин

Рецензент:

кандидат геол.-мин. наук, доцент А.М. Ануфриев

Структурная геология сложнодислоцированных комплексов: Учебно-методическое пособие / В.С. Полянин. - Казань: Казанский государственный университет, 2010. 28 с.

В учебном пособии приведена характеристика основных типов деформационных структур, определяющих строение сложнодислоцированных геологических комплексов: упорядоченных ориентированных структур, разнотипных складок, будинаж-структур, гранито-гнейсовых куполов, тектонических покровов и трещиноватости, а также методические подходы и приемы тектонофизической их интерпретации и реконструировании тектонических полей напряжений, ответственных за формирование названных типов структурных элементов. Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов геологических специальностей, изучающих курс «Структурная геология».

Казанский государственный университет, 2010 г.

тектонофизический геологический гранит гнейсовый

Введение

Настоящее учебное пособие посвящено характеристике основных типов деформационных структур, определяющих строение и слагающих сложнодислоцированные геологические комплексы фундамента древних платформ и складчатых областей неогея. Автор пособия постарался не только дать характеристику деформационных структур, но и описать методику и основные приемы реконструкции (восстановления) тектонических условий их формирования. При этом автором использованы не только литературные данные, но также и некоторые собственные разработки.

Основой учебного пособия являются лекции, читаемые автором студентам специальности «Геология» и «Геология нефти и газа» по второй части курса «Структурная геология», носящей название «Структурная геология сложнодислоцированных комплексов».

При составлении учебно-методического пособия кроме авторских данных использованы следующие работы:

Михайлов А.Е. Структурная геология. М.: Недра, 1984.

Геологическая съемка сложнодислоцированных комплексов /Вознесенский В.Д., Горлов Н.В., Доливо-Добровольский А.В. и др. Л.: Недра, 1980.

Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука, 1975.

Тохтуев Г.В. Закономерности деформаций в неоднородно-слоистых геологических средах. Киев: Наукова думка, 1972.

Ажгирей Г.Д. Структурная геология. М.: МГУ, 1966.

1. Определение положения в пространстве линий и плоскостей

При проведении полевых работ, а затем камеральных исследований геологу постоянно приходится определять и выносить на карту ориентировку различных линий (линия хода маршрута, линия буровых скважин, линия погружения шарнира складки и др.) и плоскостей (контакты слоев - слоистость, поверхности тектонических трещин, плоскостей контактов различных по составу пород и др.).

Ориентировка (азимут простирания, падения, погружения и т.д.) линий в пространстве определяется величиной правого векторного угла, образованного направлением на север и искомой линией (если линия горизонтальна) или её проекцией на горизонтальную плоскость (если линия наклонна) (рис.1).

Пространственное положение (ориентировка) любой плоскости в пространстве определяется тремя характеристиками: ориентировкой (азимутом) линии простирания, ориентировкой (азимутом) линии падения и величиной угла падения.

Линия простирания - это линия пересечения изучаемой плоскости с любой горизонтальной плоскостью. Азимут простирания этой линии - это правый векторный угол между направлением на север и линией простирания.

Линия падения - это проекция на горизонтальную плоскость линии максимального уклона измеряемой плоскости, перпендикулярная линии простирания. Азимут линии падения (азимут падения) плоскости - это правый векторный угол между направлением на север и вектором линии падения.



Угол падения - угол, образованный горизонтальной и измеряемой плоскостями.

Для определения и измерения ориентировки линий в пространстве используется геологический компас. Все замеры производятся по северной стрелке компаса в положении, когда север (нуль на лимбе) компаса ориентирован по измеряемому направлению.

На рис. 2 приведены используемые в практике проведения исследований обозначения основных структурных элементов на геологических и структурно-тектонических картах.



2. Ориентированные (упорядоченные) деформационные структуры

Метаморфические комплексы подвижных поясов и фундамента древних платформ характеризуются наличием в них ориентированных (упорядоченных) структур, сложнопостроенных складчатых структур, разрывных нарушений разного типа и трещиноватости.

К типу ориентированных (упорядоченных) деформационных структур относятся: сланцеватость (гнейсовидность), полосчатость и линейность.

Сланцеватость - это ориентированное расположение пластинчатых, чешуйчатых и листоватых минералов в метаморфической горной породе. Минералы названных габитусов в складках обычно ориентированы параллельно их осевым поверхностям. Интенсивное развитие сланцеватости затушевывает первичные осадочные текстуры пород (слоистость, слоеватость и др.) вплоть до полного их «уничтожения» (когда они становятся «нечитаемыми»).

Полосчатость - полосчатое (близпараллельно - полосчатое) расположение пород (минеральных агрегатов), отличающихся по минеральному составу, структуре и текстуре, в составе метаморфических комплексов.

Полосчатость обычно ориентирована параллельно сланцеватости, но может занимать и секущее положение, являясь более ранним образованием (структурным элементом). Полосчатость (отдельные «полосы», линзы) обычно не прослеживается на большие расстояния.

Линейность - ориентированное расположение зерен агрегатов линейно вытянутых (длинно-пластинчатых, игольчатых) минералов в составе метаморфических пород.

Линейность фиксирует направление наибольшего удлинения геологического тела (складчатой структуры, сланцевого комплекса и др.) и, как мы увидим позднее, совпадает (фиксирует) с ориентировкой оси у₁ (ось «растяжения») деформируемого метаморфического комплекса.

На ранних этапах (1940-1950 гг.) изучения геологии раннедокембрийских метаморфических комплексов (в это время преобладал чисто петрографический подход к их изучению) сложилось представление о достаточно простой их структуре. Считалось, что метаморфические породы образуют простые формы: пологие (или крутые) тупые складки, моноклинали и др. В это время полагали, что нередко наблюдаемые мелкие сложные складки представляют собой незначительные и локальные осложнения крупных относительно простых по строению структур.

В основе этих представлений лежало положение о том, что сланцеватость и полосчатость метаморфитов наследует первичную слоистость осадочных и вулканогенно-осадочных пород, за счет преобразования которых они сформированы.

Позднее (при проведении детальных и крупномасштабных геологических съемок) выявилось значительно более сложное строение этих, как считалось, ранее, простых складчатых форм древних метаморфитов).

В результате проведения полевых структурных и экспериментальных исследований была обоснована модель перестройки первичных слоистых текстур в полосчатые и сланцеватые (рис.3).

Как показывает анализ этой модели, слоистость и полосчатость - это, как говорят в Одессе, «две большие разницы». Иначе говоря, названные структуры представляют собой результат проявления разновременных и генетически разнотипных геологических процессов.

3. Складчатые структуры

Складки - это волнообразные изгибы тел первоначально пластообразной (слоистой), пластинообразной формы и упорядоченных параллельных структур (сланцеватость и др.).

В складки могут быть смяты слои, пласты осадочных и вулканогенных пород, дайки, жилы, а также сланцеватость, полосчатость и линейность.

Складки в осадочных толщах по положению выпуклости подразделяются на антиклинальные и синклинальные. В метаморфических толщах, где стратиграфическая последовательность обычно неясна, выделяют синформные и антиформные складки.

Основными элементами складок являются: крылья, замок, шарнир, левая поверхность, зеркало [Михайлов, 1984].

Крыло - часть складки, где слои имеют односторонний наклон и одинаковые углы падения. Крылья смежных антиклиналей и синклиналей являются общими.

Замок - место (область) перегиба слоев горных пород в складке, которое разделяет её боковые части - крылья.

Шарнир - это линия перегиба складки. Пространственное положение шарнира (азимут погружения и угол погружения) может быть замерено и вынесено на геологическую карту.

Осевая поверхность - плоскость, проходящая через шарниры, проведенные по всем слоям, смятым в складку.

Осевые поверхности складок обычно параллельны сланцеватости пород.

Пространственное положение (азимут падения и угол падения) осевых поверхностей складок может быть замерено с помощью геологического компаса и вынесено на карту.

Зеркало складок - это поверхность (плоскость), соединяющая шарниры группы складок по одной стратиграфической поверхности. Ориентировка зеркал складок также может быть замерена в поле и вынесена на геологическую карту.

Знаки, используемые для обозначения элементов складок и примеры их выделения на карту (план) приведены на рис.2.

Каждая складка может быть классифицирована по ряду признаков.

По положению осевой поверхности выделяют складки симметричные и асимметричные.

Симметричные складки характеризуются вертикальным положением осевой поверхности.

Асимметричные складки (складки с наклонной осевой поверхностью) подразделяются на следующие виды [Михайлов, 1984]: наклонные, опрокинутые, лежачие и ныряющие.

По величине угла между крыльями среди складок выделяют: тупые, острые и сундучные.

По форме замка складки подразделяются на округлые, килевидные и с острым замком.

По соотношению между крыльями выделяют складки: нормальные, изоклинальные и веерообразные.

По соотношению между длиной и шириной выделяют складки: линейные, брахиформные и куполовидные.

По соотношению мощности деформируемого слоя в крыльях и замке складки выделяют складки:

подобные - складки не сохраняющие одинаковую мощность в замке и крыльях; складки этого типа (а среди них - изоклинальные) наиболее развиты в метаморфических комплексах;

концентрические - складки, в которых мощность деформируемого слоя остается примерно одинаковой в их крыльях и замках.

Размеры складчатых структур изменяются в широких пределах. Нередко складки наблюдаются при изучении петрографических шлифов метаморфических пород: ширина их может составлять доли - первые миллиметры. И в то же время известны складчатые структуры шириной во многие десятки километров.

Разнопорядковые складчатые структуры. Складки в метаморфических комплексах закономерно организованы. Обычно в складчатых структурах выделяются одновозрастные складки нескольких порядков (разного масштаба и размера).

Осевые поверхности разнопорядковых одновозрастных складок близпараллельны.

Положение зеркала мелких складок (складки более высокого порядка) маркирует залегание поверхности крыла и свода следующей по масштабу (более крупной) складки - складки более низкого порядка (рис.4.).

Дисгармоничные структуры в складках наблюдаются в направлении, нормальном (перпендикулярном) их зеркалу и крыльям: здесь нередко происходит угасание одних типов складок и появление на них месте других.

Наложенные складчатые структуры. В метаморфических комплексах нередко наблюдаются следы процессов наложения разновозрастных складчатых деформаций. Эти структуры опознаются и картируются только в тех случаях, когда проводятся детальные буровые работы.

Так изображенная на рис.5 лежачая складка, смятая в складки более высокого порядка до проведения глубокого бурения (были углублены скважины 1-6) интерпретировалась как «простая» складчатая структура, состоящая из серии тупых складок, возникших при смятии горизонтально залегающих слоев. И лишь дополнительное бурение (углубка скважин 1-6 и бурение скважины 7) позволило определить истинную морфологию и условия формирования этой структуры.

Основными признаками наложения разновозрастных складчатостей являются:

непосредственно наблюдаемое смятие складок в новые складки;

разное направление осевых поверхностей и шарниров мелких складок в соседних обнажениях;

развитие складок с вертикальными шарнирами;

разное направление осевых поверхностей складок разных порядков.



4. Тектонофизическая интерпретация упорядоченных деформационных и складчатых структур

Складки продольного сжатия возникают в результате воздействия на слоистую толщу сжимающих тектонических усилий, направленных параллельно (продольно) по отношению к ориентировке слоев.

Будем сжимать тело слоистого строения в направлении, параллельном слоистости. В результате тело будет деформироваться (укорачиваться в одном и удлиняться в других направлениях) и приобретет складчатую структуру (возникнут складки разной морфологии и типа).

Ось, по которой происходит максимальное укорочение деформируемого тела, называется осью алгебраически минимальных главных нормальных напряжений тектонического поля, или осью сжатия тектонического поля. На картах и разрезах эта ось обозначается как у₃.

Осью, по которой деформированное тело увеличивает свои размеры (происходит максимальное удлинение деформируемого тела) называется осью растяжения тектонического поля (осью алгебраически максимальных главных нормальных напряжений) и обозначается индексом у_1.

Ось, по которые изменения размеров деформированного тела не происходит (или их величина занимает промежуточное положение между максимальными и минимальными деформациями) называется средней осью тектонического поля и обозначается у_2.

Оси у_1, у₂ и у₃ тектонического поля напряжений ориентированы закономерно по отношению к элементам складок и упорядоченных деформационных структур (рис. 6).

Ось сжатия у₃ ориентирована:

перпендикулярно осевым поверхностям складок;

перпендикулярно сланцеватости (гнейсовидности) и линейности пород, слагающих метаморфические комплексы.

Оси у₁ и у₂ находятся в плоскости осевой поверхности складок и сланцеватости. При этом ось у₁ направлена в общем случае примерно в направлении падения осевой поверхности складок и параллельно направлению линейности, а ось у₂ ориентирована по простиранию осевой поверхности складок и перпендикулярно линейности.



5. Изучение и реконструирование типа и тектонических условий формирования крупных складчатых структур

Геолог проводит наблюдения в обнажениях, канавах, шурфах, керне скважин. Объектами его изучения являются фрагменты крупных и мелкие складчатые структуры, сланцеватость, линейность, зеркала мелких складок и др. структурные элементы, являющиеся составными частями более крупных и региональных складчатых и разрывно-складчатых структур.

Одной из задач геолога при проведении геолого-съемочных и поисковых работ и является расшифровка (реконструирование) и определение типа и тектонических условий формирования развитых в районе складчатых структур.

Необходимо отметить, что крупные складчатые структуры закономерно организованы (рис. 4):

осевые поверхности складок разного порядка параллельны (при условии, что сформированы они одновременно);

положение зеркала мелких складок фиксирует залегание крыльев и свода более крупных (более низкого порядка) складок.

Определение принадлежности крупной складчатой структуры к определенному типу и восстановление тектонических условий ее формирования проводится исходя из положений изложенных в разделе «Тектонофизическая интерпретация упорядоченных деформационных и складчатых структур» (см. выше).

6. Будинаж-структуры и складки волочения

Будинаж-структуры (структуры разлинзования) образуются в сложнодислоцированных комплексах в процессах деформации неоднородных по составу и физико-механическим свойствам пород.

Будинаж (разлинзование) - это явление залегания отдельных осадочных слоев и пластов, даек и жил хрупких пород в виде разобщенных линз, блоков (называемых будинами) различной формы, погруженных в более пластичную основу (матрикс). В качестве хрупкой составляющей обычно выступают кварцевые, кварц-полевошпатовые породы, первоначально слагавшие жилы, слои, дайки. Пластичная матрица сложена слюдистыми, глинистыми и др. породами.

В сечении блоки-будины могут иметь самую разнообразную в поперечном сечении форму (табл.1): линзовидную, овальную, полуокруглую, боченковидную, квадратную, параллелограмовидную, ромбовидную, трапецевидную и др.

По степени разобщенности будин можно судить (и количественно оценить) о степени деформации (степени удлинения) подвергшихся разлинзованию геологических тел.

По механизму формирования будинаж-структуры относятся к структурам поперечного и косого сжатия.

Первый тип структур будинаж формировался в условиях действия на геологическое тело, сложенное хрупкими породами тектонического поля с осью ориентированной поперечно (перпендикулярно) ему (рис. 7). В этом случае ограничения будин будут рассечены ориентированными перпендикулярно оси у₃ трещинами сплющивания, а в межбудинном пространстве и самих будинах получат развитие трещины отрыва, плоскости которых ориентированы параллельно оси у_3.

Второй тип структур будинаж образуется при воздействии на геологическое тело тектонического поля с осью у_3, ориентированной косо к его простиранию. Трещины, ограничивающие и обрамляющие Будины, будут принадлежать трещинам скола.

Тектоническая интерпретация будинаж-структур описанных типов приведена на рис.7.

Складки волочения (течения) - мелкие складки, формирующиеся обычно внутри пластичных слоев, заключенных между более жесткими. Они образуются в результате межслоевого проскальзывания, которое приводит к «волочению» материала слоев более пластичных пород за перемещающимся слоем более жесткой.



К типу складок волочения относятся, в частности, следующие системы микроскладок:

связанные с перемещением пластов по разрывным нарушениям;

возникшие синхронно с формированием глубинных складок продольного изгиба (рис. 8А.);

связанные с формированием складок поперечного изгиба, локализованных в обрамлении соляных куполов и магматических интрузий (рис. 8Б.);

связанные с метаморфическими процессами высоких ступеней, когда вещество находится в полурасплавленном состоянии (например, формирование птигматитовых складок).

Направление длинных крыльев складок волочения, указывающее на движение вещества в процессе их формирования, направлено в сторону антиформ (складчатость продольного изгиба) и синформ (складчатость поперечного изгиба) (рис. 8.). Это явление используется при проведении картирования складчатых структур и определении положения ядерных частей анти- и синформных структур и поисках минеральных месторождений.



7. Гранито-гнейсовые купола (ГГК).

Гранито-гнейсовые купола (валы) - это куполовидные (или вытянутые) в плане антиформные складки, в состав которых входят граниты, гранито-гнейсы и мигматиты. Обрамлением (рамой) ГГК являются гнейсово-амфиболитовые и гнейсовые комплексы различного состава и возраста. Наиболее широко описываемые структуры развиты среди раннедокембрийских отложений: ГГК локализованны в основном в пределах щитов древних платформ и кристаллических массивов (срединные массивы или палеомикроконтиненты) складчатых подвижных поясов неогея.

Граниты - интрузивные породы кислого состава; среди минералов, слагающих граниты, ведущее положение занимают полевые шпаты (плагиоклазы и/или калиевые полевые шпаты), кварц и, в качестве второстепенных, отмечаются слюды, амфиболы и др.

Гранито-гнейсы по составу отвечают гранитам, но характеризуются в отличие от них метаморфическими ориентированными структурами (гнейсовидность, сланцеватость, реже - линейность). Гранито-гнейсы образуются за счет метасоматической переработки первично осадочных и магматических пород в результате привноса Na и K. Процесс формирования этих пород идет при высоких стрессовых напряжениях без расплавления вещества.

Мигматиты - это гнейсы различного состава, в большей или меньшей степени пронизанные сеткой или параллельными полосами магматических инъекций кварц-полевошпатового состава. В соответствии с этим выделяют сетчатые (агматиты) и полосчатые мигматиты. Мигматиты представляют собой как бы переходные между гранитами и гранито-гнейсами породы.

Гнейсы - это метаморфические породы переменного состава, возникшие в результате изменения осадочных и магматических пород в условиях амфиболитовой и гранулитовой фаций (t > 650^о).

Схема строения гранито-гнейсового купола в плане и разрезе приведена на рис. 9.

Как следует из анализа рис. 9 ГГК построены закономерно и характеризуются концентрически-зональным строением. Отметим, что по периферии структур типа ГГК гнейсы нередко смяты в тесно сжатые прямые или наклонные складки, осевые поверхности которых на крыльях огибают контуры ГГК, а в центральной (осевой) части - субгоризонтальны.

Основными особенностями структуры ГГК и их обрамления являются следующие:

преимущественная приуроченность ГГК к антиформным (брахиформным или линейным, называемым соответственно куполами или валами) структурам в гнейсовых комплексах. Однако, нередко поля гранито-гнейсов занимают секущее по отношению к структурам вмещающих их анти- и синформ положение;

конформность (согласное расположение) ориентировки контактовых поверхностей ГГК и ориентированных (упорядоченных) структур в их гнейсовом обрамлении;

наличие в ядерных (приосевых) частях ГГК автохтонных (образованных на месте) гранитоидов;

нередко наблюдаемое в ГГК наличие реликтовых структур, которые могут прослеживаться во вмещающие их гнейсовые комплексы (рис.9);

наличие вокруг ГГК контактовых ореолов с зонами (в направлении от купола): биотит-силлиманитовой > андалузит-силлиманитовой > андалузит-кордиеритовой > гранатовой.

Процессы формирования гранито-гнейсовых структур нередко называются гранито-гнейсовым тектогенезом.

Формирование ГГК, по современным представлениям, связано с потоками энергии и динамическими (тектоническими) воздействиями, концентрирующимися при осевых частях антиформных структур.

Размеры гранито-гнейсовых куполов в поперечнике исчисляется первыми километрами - десятками километров.

8. Тектонические покровы (шарьяжи)

Тектонические покровы относятся к числу наиболее сложных структурных форм земной коры.

Тектонические покровы (шарьяжи) - это крупные структуры перекрытия, когда один геологический комплекс пород лежит (залегает) на другом наподобие более молодой толщи, но отделен от него полого залегающим разрывным нарушением (рис. 10).

Породы, залегающие под покровом, называются автохтонными (автохтоном).

Породы, слагающие покровы (перемещенные, шарьированные), называются аллохтонными (аллохтоном).

Поверхность, разделяющая авто- и аллохтонные пластины, залегает полого, участками - горизонтально и обычно имеет сложную форму.

Останцы разрушенных (подвергшихся денудации) после своего формирования аллохтонных пластин называются клиппами (рис.10.)

Выходы пород автохтона среди аллохтонных (например, в долине реки, эродирующей тело шарьяжа) называются тектоническими окнами (рис.10.).

Типы тектонических покровов. Выделяют два типа покровов: 1) покровы течения и 2) покровы скалывания.

Первый тип покровов - шарьяжи, образованные сложно дислоцированными (смятыми в лежачие, опрокинутые складки и рассеченные разрывами (отложениями (рис. 11). Они сложены мощными толщами пластичных (в период шарьяжеобразования) пород: флишоидами, серпентинитами и др. Второй тип покровов образован сравнительно слабо деформированными пластинами, сложенными твердыми, непластичными (в период формирования) хрупкими горными породами (рис.11).

Мощность покровов достигает 3-4 км, пакетов покровов - 7-8 км.

Доказанные амплитуды горизонтальных перемещений шарьяжных пластин исчисляется многими десятками и сотнями погонных километров.

Время (нижний возрастной уровень) покровообразования определяется возрастом наиболее молодых пород, входящих в состав авто- и аллохтонных пластин, а также возрастом перекрывающих аллохтон осадочных отложений (верхний возрастной уровень). Покровообразование происходит в наиболее крупных масштабах на коллизионной стадии развития подвижных поясов.

Покровообразование сопровождается формированием таких специфических геологических образований как меланжевые и олистостромовые комплексы (рис. 12).

Меланж (фр. - смесь) представляет собой породы неоднородного хаотического строения, содержащие обломки (угловатые и со сглаженными контурами) относительно жестких пород, окруженных пластичными породами, являющимися как бы матрицей первых.

Роль жестких (хрупких) блоков нередко играют габброиды, перидотиты, эффузивы и песчаники, в качестве пластичной матрицы могут выступать рассланцованные серпентиниты, глинистые и слюдистые породы.



Меланжевые комплексы образуются обычно в подошве (постели) тектонических покровов, сложенных офиолитами (серпентинит-терригенный меланж) и флишоидами (осадочно-терригенный меланж).

Олистостромы - это геологические образования морфологически, а нередко и по составу подобные меланжу, но имеющие первично нетектоническое происхождение. Они представляют собой пачки осадочных (глинистых, песчано-глинитсых) пород, содержащих большее или меньшее количество крупных глыб чужеродных пород (например, известняков, базальтов и др.), называемых обычно олистолитами.

Олистостромы образуются в зонах горообразования на земной поверхности в результате разрушения, подводного оползания и переотложения крупнообломочного материала в обрамлении положительных тектонических структур, какими являются, например, горстовые выступы или тектонические покровы. В последнем случае олистостромовые образования образуются обычно во фронте (внешней периферии) покровных (шарьяжных) пластин.

Мощность горизонтов олистостром составляет первые метры - первые километры, а размер обломков в их составе достигает многих сотен метров.

9. Тектоническая трещиноватость

Трещиноватость горных пород - это совокупность рассекающих их трещин.

По условиям образования и морфологии среди тектонических трещин выделяются 3 основных типа:

- трещины отрыва;

- трещины скола (скалывания);

- трещины раздавливания (сплющивания).

Трещины отрыва имеют обычно линзовидную (иногда S-образную) форму. Трещины отрыва нередко образуют кулисообразные ряды (рис.13).

Они образуются в результате раздвигания (приоткрывания) стенок трещин: прямого (трещины отрыва) или косого (трещины разрыва). Обычно трещины выполнены различными жильными минералами (кварц, карбонаты, рудные и др.) и/или дайками магматических пород.

Ось алгебраически максимальных главных нормальных напряжений (у₁) в период формирования трещин отрыва ориентирована в направлении, нормальном (перпендикулярном) их плоскостям.

Оси у₂ и у₃ залегают в плоскости трещины отрыва: в общем (простейшем) случае ось у₃ залегает в направлении простирания формирующейся трещины отрыва, а ось у₂ - совпадает с линией её падения (рис. 13).

Трещины скола - по морфологии прямолинейны или слабоизвилисты и характеризуются притертыми (тесно сжатыми) краями и наличием на плоскостях трещин штрихов (борозд) скольжения. Последние свидетельствуют о перемещении стенок трещин относительно друг друга. Трещины обычно «пустые» (без выполнения) и лишь в местах изгибов при перемещении стенок трещин могут возникнуть пустые (позднее выполненные жильными минералами) небольшие по мощности полости.

Обычно одновременно формируются не менее 2 систем так называемых сопряженных (сопряженность трещин определяется по обычно наблюдаемому взаимному пересечению трещин) во времени и пространстве (синхронных) трещин скола. В кинематическом отношении эти трещины относятся к категории взбросов (взбросо-сдвигов, сдвигов и др.) (рис.13.).

Для правильного понимания динамики процесса трещинообразования необходимо дать определения двух терминов.

Квадрант сжатия - область, заключенная между трещинами скалывания, в которой расположена ось сжатия (у₃).

Квадрант растяжения - область, заключенная между трещинами скалывания, в которой расположена ось растяжения (у₁).

Установлено, что «ось сжатия» у₃ (ось алгебраически минимальных главных нормальных напряжений) является биссектрисой острого (в других случаях - тупого) угла, образованного сопряженными трещинами в квадранте сжатия. Положение названной оси определяется в результате анализа кинематического типа сопряженных трещин (рис. 13).

Ось у₂ («средняя») ориентирована в направлении простирания трещин и в общем случае маркирует направление линии их пересечения.

Оси у₁ («растяжения») направлена перпендикулярно осям у₂ и у₃ и является биссектрисой тупого угла (или острого) между сопряженными трещинами скола, в квадранте растяжения.

Кливаж - способность горных пород раскалываться на тонкие пластинки по густо развитой системе параллельных поверхностей (трещин), обычно секущих слоистость. Кливаж широко развит в метаморфических, интенсивно смятых в складки и рассеченных разрывными нарушениями горных породах.

Необходимо отметить, что нередко используемым термином «кливаж разлома (кливаж скалывания)» обозначаются совокупности часто (с частотой до 0,1-0,5 см) расположенных трещин скола, обычно маркирующих осевые (или краевые) зоны разрывных нарушений.

Трещины сплющивания - прямолинейные, тесно сжатые, короткие, без выполнения. На их стенках отсутствуют штрихи скольжения, что свидетельствует о том, что перемещения по плоскостям трещин сплющивания не происходили.

Ось у₃ всегда ориентирована строго перпендикулярно плоскостям трещин сплющивания, ось у₂ - по их простиранию, ось у₁ - по направлению их падения (рис. 13).

Встречаемые в литературе термины «кливаж течения», «кливаж осевой поверхности», «кливаж главный», формирование которых сопровождает соответственно формирование сланцеватости (гнейсовидности) метаморфитов и тесно сжатых изоклинальных складок, используются для обозначения густой (с частотой трещин в 0,0n - 0,n см) сети параллельно расположенных трещин сплющивания, обычно «маркированных» листоватыми и пластинчатыми минералами.

Размещено на Allbest.ru

...