» » Тектонические нарушения. Пликативные дислокации

Тектонические нарушения. Пликативные дислокации

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ, УСЛОВИЯ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ И ВИДЫ
Понятие деформации
Все структурные формы земной коры, кроме первичного залегания, образуются в результате остаточных деформаций. При деформации тела происходит изменение взаимного положения слагающих его частиц. При этом геологические тела меняют форму и объем - они сжимаются, вытягиваются, изгибаются или разламываются. Часто все это происходит одновременно. Деформация происходит в результате возникающих в любом теле, в том числе и в горной породе, напряжений - внутренних сил, уравновешивающих приложенные внешние силы (тектонические, гравитационные). Деформация проявляется только в тех случаях, когда на тело действуют неравные или разнонаправленные силы, то есть тело подвергается стрессу. Если тело находится в обстановке всестороннего равномерного сжатия или растяжения, оно не меняет своей формы как геологическое тело, хотя в нем возникают объемные деформации, изучаемые в курсе геофизики. Значение для деформаций, изучаемых в структурной геологии, имеет исключительно векторная разность возникших в теле напряжений.

Главные оси деформаций
При любых однородных деформациях тела существуют такие три взаимно перпендикулярных направления, вдоль которых происходит только деформация удлинения или укорочения. Вели представить себе все напряжения, возникающие в однородном теле (объеме) в виде векторов, то в совокупности эти векторы образуют поверхность, характеризующую полное напряженное состояние данного объема. В зависимости от характера напряжений это может быть шар (характерно для условий однородных всесторонних напряжений, например, гидростатического давления), двух -, или трехосный эллипсоид. Взаимоперпендикулярные оси эллипсоида будут совпадать с направлениями, вдоль которых происходят только деформации удлинения - укорочения. Эти направления называются главными осями деформаций или осями главных нормальных напряжений. Причем, как только к телу прикладываются внешние силы, в нем возникают взаимно перпендикулярные направления относительного сжатия, относительного растяжения, средних напряжений То есть, при активном сжатии земной коры, перпендикулярно направлению наибольшего сжатия возникают направления наибольшего растяжения. Поэтому нельзя говорил» просто о структурах сжатия или растяжения Всегда следует указывать ориентировку в земной коре соответствующих осей напряжений при формировании структурных форм. В любой плоскости эллипсоида деформаций, не совпадающей с одной из осей, напряжения распадаются на перпендикулярные к этой плоскости нормальные (а) и тангенциальные (х) напряжения. В плоскостях, вдоль которых действуют главные нормальные напряжения, тангенциальные равны 0. Наибольшими тангенциальные напряжения будут вдоль двух взаимно перпендикулярных площадок, расположенных под углом 45°к осям. Характер и ориентировка деформаций, возникающих в земной коре, в первую очередь, зависят от ориентировки осей возникающего эллипсоида напряжений.
Стадии развития деформаций при приложении сил
При слабых воздействиях на геологические тела в них возникает упругая деформация. Если напряжения длительные или более сильные, возникает пластическая деформация необратимое смещение слагающих твердое тело частиц. Если напряжения возрастают еще сильнее, (превосходят предел прочности), тело разрушается - происходит разрыв между его частями То есть пликативные и разрывные деформации взаимно связаны и являются проявлением единого процесса. Если сила ниже предела прочности, но приложена к телу в течение длительного времени, то оно также может испытать пластическую деформацию или деформацию разрыва. Такое свойство тел называется ползучестью. Ползучесть играет решающую роль в образовании складчатых деформаций горных пород. Деформация, при которой тело меняет форму или объем, но не разрывается, называется пликативной деформацией. Синонимом слова «деформация» является термин «дислокация». Вместо термина «пластическая» в геологической литературе можно встретить термины «пликативная», «связная» или «складчатая». Если деформация сопровождается разрушением (образованием тpeщин и перемещением разобщенных тел друг относительно друга), говорят о разрывных или дизъюнктивных деформациях (дислокациях). Разрушение тел может происходить путем отрыва и путем скалывания. При отрыве разрыв образуется перпендикулярно главной оси растяжения. При скалывании развиваются две взаимно перпендикулярные трещины, ориентированные под углом 45° к направлениям максимальных сжимающих и растягивающих усилий (в направлении осей главных тангенциальных напряжений). Линия пересечения этих разрывов совпадает с промежуточной осью главных нормальных напряжений.
Скалывание развивается в условиях, приближающихся к условиям пластических деформаций (его так и называют - пластическое разрушение), тогда как отрыв - в условиях хрупкого разрушения геологических тел.
Деформации геологических тел
Все сказанное в предыдущем параграфе применимо к однородным и изотропным телам при напряжениях, развивающихся в течение коротких промежутков времени, при низких всесторонних давлениях и температурах. Как деформируются горные породы при геологических процессах, зависит от сочетания многих факторов: однородности и изотропности пород, их пластичности, насыщенности флюидами, давления, температуры, длительности напряженного состояния, величины напряжений и скорости их нарастания. В реальных геологических телах - неоднородных и анизотропных одновременно развиваются и упругие и пластичные, и разрывные деформации. Неоднородность геологических тел приводит к тому, что границы отдельных частей геологического тела являются точками концентрации напряжений и зарождения разрывов Анизотропность геологических тел приводит к искажению поля напряжений. Кроме того, в слоистых телах деформации часто реализуются проскальзыванием слоев друг относительно друга.
Огромная длительность геологического времени, повышенное всестороннее давление и температура в глубоких частях земных недр, наличие воды и другие факторы способствуют развитию пластических деформаций, а разрывные реализуются скалыванием. В приповерхностных частях земной коры преобладают разрывыные деформации скалывания и разрыва.
Будинаж. Компетентные и некомпетентные слои
Изучение пликативных дислокаций на местности показало, что ела тающие их породы могут деформироваться по-разному:
1. Изогнуться без заметного нарушения сплошности горных пород.
2. Разбиться на блоки. Каждый из блоков при этом разворачивается. В совокупности блоки образуют складку.
Если сравнительно хрупкие породы заключены между пластичными слоями, они сначала превращаются в линзы (происходит их разлитование), а затем - разделени их на блоки и облекание пластичными более хрупких. Если различие в пластичности пород небольшое, разделение происходит по поверхностям максимальных касательных напряжений, в случае же значительной разницы, сравнительно хрупкие породы разделяются по поверхностям, перпендикулярным максимальным нормальным растяжениям. Такой процесс называется будинаж, а блоки жестких пород - будимы. В пластичных породах при этом внутри крупной складки образуется своя мелкая дисгармоничная складчатость течения (волочения) Породы, менее пластичные в данной толще, деформирующиеся разрывами, называются компетентными, а пластичные, деформирующиеся пликативными нарушениями - некомпетентными породами. Одни и те же горные породы, в зависимости от своего окружения могут выступать как компетентные или как некомпетентные. Например, известняк будет компетентным при переслаивании с глинами и некомпетентным при переслаивании с туфопесчаниками, разбиться на мельчайшие, почти незаметные пластины, скользящие друг относительно друга по системе параллельных трещин.
Причины деформаций горных пород
В большинстве случаев нарушения (дислокации) первоначальною залегания пород вызываются тектоническими движениями, поэтому их называют тектоническими нарушениями или просто нарушениями. Если же нарушения вызваны другими причинами, их называют по вызвавшим их процессам. Нарушения, образованные движениями масс ледника называются гляциодислокации, оползнями - оползневые нарушения, прогибами слоев над карстовыми пустотами - провальные дислокации Иногда нарушения вызываются процессами, происходящими внутри самой породы -при изменении её объема (при гидратации и дигидратации), неравномерном уплотнении осадка (при диагенезе) и т.д.
ПЛИКАТИВНЫЕ ДИСЛОКАЦИИ
Виды пликативных дислокаций
Элементы и классификации флексур
Флексуры - это структурные формы, образованные коленообразно изогнутыми в разрезе слоями.
Согласной называется флексура с однонаправленным падением верхнего, смыкающего и нижнего крыльев.
Несогласной называется флексура с разнонаправленным падением смыкающего крыла относительно верхнего, и нижнего крыльев.
Структурной террассой называется флексура с горизонтальным смыкающим крылом.
Горизонтальной называется флексура, у которой верхнее и нижнее крыло горизонтальны.
Вертикальной флексурой называется флексура с вертикальным смыкающим крылом.
На разрезе, построенном по простиранию флексур, их невозможно отличить от горизонтально залегающих толщ.
Геологические условия распространения и размеры флексур
Флексуры распространены, главным образом, в осадочном чехле платформ, особенно на их окраинах. Часто встречаются как осложнение моноклиналей или горизонтально залегающих слоев. По простиранию они распространяются на десятки километров, а вертикальная амплитуда их смыкающих крыльев составляет десятки и согни метров. По простиранию флексуры либо выполаживаются и переходят в моноклиналь, либо переходят в разломы.
Полузамкнутые структурные формы
Структурный нос - локальный выступ на моноклинали или половинка антиклинали, «сидящая» на монклинали. В топографическом рельефе аналогией структурного носа может служить уступ трамплин на склоне.
Структурный cлив половника синкликлинали, «сидящая» на моноклинали. В топографическом рельефе аналогией структурного залива служит береговая линия залива водоема или овражек на склоне.
Седло (седловина) - структурная форма, похожая на конское седло для верховой езды или горный перевал. С двух сторон от него находятся вершины, а с двух других - пониженные участки.
Складки - замкнутые структурные формы
Складка - волнообразный изгиб в слоистой толще. Складка не бесконечна и всегда где-то переходит в другую складку, или затухает (выполаживается) среди недислоцированных слоев
Элементы складок
Замок, (если говорят о форме) ядро (если говорят о горной породе) - масть складки в месте перегиба. Ядро - понятие условное, выделяется как центральная часть срезанной эрозией складки на геологической карте. Крылья боковые части складки, отходящие от перегиба, образующие моноклинали.
Угол складки - угол, образованный поверхностями на продолжении крыльев складки.
Осевая поверхность - воображаемая поверхность, делящая пополам угол складки или поверхность, проходящая через замки складок в различных слоях слоистой толщи
Ось - линия пересечения осевой поверхности с горизонтальной плоскостью или земной поверхностью.
Шарнир - линия пересечения осевой поверхности с кровлей или подошвой слоя, обрисовывающая складку в продольном разрезе. Изгибы шарнира называются егоундуляциями Шарниров в складке можно провести столько, сколько в ней слоев. Положение шарнира в пространстве характеризуется азмутом и углом воздымания и погружения. Иногда иод термином «шарнир» подразумевают ось складки, хотя это разные линии. У одной и той же складки ось может быть прямой, а шарнир - волнистый.
Гребень, свод - самая высокая часть складки.
Киль, днище - самая низкая часть складки. В случае прямой складки замок совпадает с килем или гребнем складки.
Амплитуда - расстояние по перпендикуляру вкрест простирания складки между замками антиклинали и смежной синклинали. Другими словами кратчайшее расстояние между касательными, проведенными к замкам антиклинали и смежной синклинали. Амплитуда измеряется по одному слою. Для одиночной складки - разница абсолютных отметок между двумя - самой высокой и самой низкой замкнутыми стратоизог ипсами. Высота - расстояние по вертикали между замками антиклинали и смежной синклинали, или - для одиночной складки - разница абсолютных отметок между самой высокой и самой низкой замкнутой стратоизог ипсами. Иногда высотой складки называют ее амплитуду. В случае прямой складки (см. далее), высота и амплитуда совпадают.
Ширина складки - кратчайшее расстояние между осевыми поверхностями соседних антиклинальных и синклинальных складок, или, в случае одиночных складок - кратчайшее расстояние по самой нижней замкнутой сгратоизогипсе.
Длина складки длина ее шарнира между одноименными перегибами или, в случае одиночных складок - наибольшее расстояние по самой нижней
замкнутой сгратоизогипсе.
Простирание - ориентировка длинной оси складки.
Замыкание складки - участок складки с наименьшим радиусом или часть складки, где слои огибают в плане ось складки Замыкание называется периклинальным у антиклинали и центриклинальным у синклинали.
На геологических картах складчатое залегание пород определяется по следующим признакам:
1. Положение геологических границ не зависит от рельефа, поэтому границы разновозрастных пород пересекают горизонтали рельефа.
2. Породы лежат концентрически-симметрично (кругами или вытянутыми овалами). При этом в ядрах синклинальных складок (на плоском рельефе) выходят более молодые породы, которые окружаются более древними. Значками элементов залегания падение показывается к центру складки (ядру).
3. В антиклиналях более древние породы (при плоском рельефе) окружаются молодыми Падение пород (по значкам элементов залегания) в стороны от ядра
Морфологическая классификация складок
Складки можно классифицировать но различным особенностям их формы. В результате получаются классификации по различным морфологическим признакам. Рассмотренные складки называются простыми, состоящими из элементарных форм. Такие складки встречаются в том случае, если вся толща сложена примерно одинаковыми по жесткости породами. Совокупность складок составляют складчатость какого-либо района Складки, в которых изгибы пластов одинаковы, называются гармоничны' ми. Они возникают при смятии однородных по пластическим свойствам пород. В противном случае возникает дисгармоничная складчатость При этом более пластичные слои сминаются в складки сложной формы, с разными наклонами осевых плоскостей.
Кинематическая классификация (механические условия образования) складок
Складки течения возникают при неравномерном перемещении вещества некомпетентных пород из областей относительно высоких давлений в области их низких значений. Другое название этих складок складки нагнетания. В верхних зонах земной коры в условиях сравнительно невысоких температур и давлений течение свойственно только высокопластичным горным породам - солям, ангидритам, гипсам, насыщенным водой глинам, углям, известнякам. При однородных вязких свойствах отдельных слоев течение вещества происходит по всему массиву горных пород Складки течения образуют совершенно неправильные структурные формы, отражающие турбулентность потока вещества, слагающего горные породы. Пластичные глины и соли часто перекрываются более тяжелыми породами и оказываются в ситуации инверсии плотностей. В результате эти
породы стремятся всплыть, приподнимая и разрывая над собой вышележащие. В результате возникают складки называемые диапировыми, а процесс, приводящий к их формированию - диапиришом. Кроме того, складки течения характерны для глубинной складчатости, о чем будет подробнее рассказано позже, при описании структурных форм метаморфических горных пород. Продольный изгиб вызывается сжатием, действующим вдоль слоистости. При этом происходит перемещение вещества, направленное параллельно поверхностям наслоения. Складки продольного изгиба образуют симметричную линейную складчатость. Ось наибольшего сжатия ориентирована перпендикулярно /шинным осям складок, ось наибольшею растяжения - по амплитуде, а промежуточная ось - параллельно длине складок. Опыты по моделированию складок показали, что размеры складок продольного изгиба увеличиваются с увеличением мощности слоев и возрастанием вязкости пород. Складки продольного изгиба часто возникают над или рядом со сдвигом, под воздействием противоположно направленных сил Обычно их оси наклонены в сторону действия активных сил и имеют в плане кулисообразное строение, подходя к поверхности сдвига под углом, близким к 45°. Складки поперечного изгиба характеризуются приложением сжатия в направлении, перпендикулярном слоистости. Породы при этом испытывают большее или меньшее растяжение вдоль слоистости. В складках поперечного изгиба ось наибольшего сжатия ориентирована обычно перпендикулярно слоистости, а ось наибольшего растяжения -вдоль слоев. В вытянутых овальных складках растяжение максимально в направлении вкрест простирания складки, а минимально - вдоль оси простирания складки. В изометричных куполах и мульдах сжатие в вертикальном направлении сопровождается растяжением по всем радиусам. Складки поперечного изгиба часто имеют сундучную и куполовидную форму. Они характерны для платформенных и смежных с ними областей.
Геологическая классификация складок (геологические условия образования складок)
Геологические обстановки, в которых происходит образование складок, весьма разнообразны. Как правило, различные типы складчатости соотносятся с определенными механическими условиями образования складок и соответствуют определенным формам. В геологической классификации в одной таблице сведены воедино складки, разнообразные как по происхождению, так и по размеру.
Значение пликативных дислокаций для нефтегазовой геологии
Значение изучения пликативных структур для нефтегазовой геологии невозможно переоценить. Особенно важную роль в ней играют антиклинальные складки. Более того, у нефтяников под термином «структура» подрузамевается обычно антиклинальная складка. Еще пятьдесят лет тому назад в нефтяной геологии безраздельно господствовала, так называемая, антиклинальная теория, которая месторождения нефти и газа связывала, в основном, с антиклинальными складками. И до сих пор, эти структурные формы являются главными объектами нефтегазопоисковых и разведочных работ.
Тем не менее, не все виды складок равноценны для нахождения в них месторождений нефти и газа. Другие пликативные дислокации имеют значительно меньшее значение. Сюда относятся структурные носы, которые иногда могут образовавать незначительные по размерам ловушки, и несогласные флексуры, если они осложнены разломами.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.