Что такое горсты и грабены и как они образуются

Геология

о теории и практике

Грабены, горсты, рифты.

Размеры грабенов различны. Они развиваются как на небольших куполах и брахиантиклиналях, так и на крупнейших сводовых поднятиях, например на огромном Байкальском своде (Байкальский грабен), на сводовом поднятии, объединившем до палеогена Шварцвальд и Вогезы (Рейнский грабен, разделяющий в настоящее время эти хребты, картиночка 176), и др.

В рельефе крупные грабены часто выражены в виде вытянутых впадин, занятых озерами (Байкал, Мертвое море и др.), реками (Иордан, Рейн). Склоны таких впадин могут быть осложнены ступенчатыми сбросами (177, а), образующими некоторое подобие лестниц, опускающихся к подножиям. Нередко некоторые глыбы при опускании сложных грабенов оказываются относительно приподнятыми, как бы компенсирующими погружение смежных блоков (177, б). Такие комбинации называют компенсационными сбросами, а относительно поднятые глыбы — горстами (от нем. Horst — возвышенность).

175. Сложные горст (а) и грабен (б).

Горсты не всегда связаны со сложными грабенами. Они часто образуются самостоятельно в виде воздымающихся блоков горных пород между двумя или несколькими сбросами (в первом случае горсты называют простыми, во втором — сложными, см. рис. 175, а). К сложным горстам относятся Западный Саян, Тянь-Шань и др. В зависимости от наклона сбрасывателей различают клинообразные (суживающиеся вниз) горсты и косые (наклонные), ограниченные сбросами, падающими в одну сторону.

Грандиозная сложнейшая система горстов, грабенов и раздвигов приурочена к сводам срединных океанических хребтов, образуя так называемые рифтовые зоны.

Рифтами (от англ. rift — расщелина) называются узкие замкнутые ущелья-грабены шириной от нескольких километров до нескольких десятков километров, длиной десятки, реже сотни(?) километров и относительной глубиной 1—4 км. Рифты обычно кулисообразно располагаются вдоль свода хребта и обрамляются серией высоко (иногда выше уровня воды) воздымающихся гребней-горстов, разделенных межгорными впадинами-грабенами с размахом рельефа от сотен метров до 2—3 тыс. м. Срединные океанические хребты вместе с рифтовыми зонами составляют единую глобальную структуру, вытянутую на 60 тыс. км и частично распространяющуюся на материки. К ней, например, относят огромную систему сложных грабенов, рассекающую Восточную Африку от р. Замбези через область Больших Африканских озер к Абиссинии и далее через рифт Красного моря и Аденский залив соединяющуюся с рифтом срединного хребта Индийского океана (178).

178. Африканские системы грабенов (рифтов) (по В. В. Белоусову). 1 — сбросы; 2 — условные изогипсы. Грабены (цифры на карте): 1 — Мертвого моря; г — Суэцкий; з — Красного моря; 4 — Аденского залива; 5 — Абиссинский; 6 — Восточно-Африканские (восточная Дуга).

Срединные океанические хребты с их рифтовыми зонами приурочены к областям расширения земной коры, продолжающегося и в настоящее время. С рифтовыми зонами совпадают очаги многочисленных землетрясений, уменьшение плотности верхней мантии, мощные проявления вулканизма и аномально высокий поток тепла из недр. Многие геологи считают, что в рифтовых зонах формируется земная кора океанического типа за счет дифференциации поступающего по разломам мантийного вещества.

С рифтами иногда сравнивают (вряд ли обоснованно) авлакогены — крупные (около 1000 км длиной и 100—200 км шириной) линейно вытянутые грабены, образованные вдоль разломов кристаллического фундамента платформ и ограниченные с боков системами сбросов.

Формирование авлакогенов завершается прогибанием их крыльев и образованием крупнейших прогибов платформ—синеклиз, заполняющихся мощными толщами осадочных пород, перекрывающих авлакогены, т. е. авлакогены — погребенные структуры, не выходящие на поверхность Земли.

Источник

Грабен

Что такое грабен

Грабен — это просевшая часть земной коры, которая образовалась в результате тектонического разлома и ярко выделяется среди приподнятых участков.

Грабены обычно появляются в результате возникновения растягивающих сил около приподнятых участков земли. Под действием этого происходит оседание почвы и образуется провал пластов породы.

По краям грабена появляются возвышающиеся части, которые образуются в результате скопления новых пород, они называются «крылья грабена».

В длину могут достигать несколько десятков и сотен километров — по ширине. Самые ярко выраженные и широко известные грабены находятся в Восточной Африке. Они расположены вдоль озёр Танганьика, Виктория, Ньянса. В России самый большой грабен — это Баргузинская впадина, котловина озера Байкал.

В Солнечной системе самый крупный грабен — долина Маринера, расположенная на Марсе. Причина образования — вулканическая активность.

Что такое горст

Горст — это приподнятый по разломам блок земной коры, образованый в результате тектонических движений.

Относительно поверхности выделяют три типа горстов:

Часто совокупность горстов создают горы с плоскими вершинами. Длина обычно достигает сотни, а ширина — десятков километров, высота — несколько тысяч метров. Яркими примерами горстов являются горный хребет в Испании Сьера-Невада, горный массив на юго-западе Германии Шварцвальд.

Впервые термин «горст» был введён в науке геологии в 1873 году австрийцем Эдвардом Зюссом. Говоря своими словами, грабен — это впадина, горст — возвышенность.

Источник

Понятие о горстах и грабенах

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2012 в 12:20, контрольная работа

Описание работы

ГОРСТ (нем. Horst — гнездо) — участок земной коры, резко приподнятый над окружающей местностью по вертикальным или крутонаклонным тектоническим разломам (сбросам) до нескольких сотен и даже тысяч метров в высоту, длиною в десятки сотен километров при ширине в десятки километров с крутыми склонами, например Сьерра Невада в Испании с высотой до 2000 м при ширине 90 км.

Работа содержит 1 файл

Вопрос 29. Понятие о горстах и грабенах

ГОРСТ (нем. Horst — гнездо) — участок земной коры, резко приподнятый над окружающей местностью по вертикальным или крутонаклонным тектоническим разломам (сбросам) до нескольких сотен и даже тысяч метров в высоту, длиною в десятки сотен километров при ширине в десятки километров с крутыми склонами, например Сьерра Невада в Испании с высотой до 2000 м при ширине 90 км.

ГРАБЕН (нем. Graben — ров) — участок земной коры, опущенный относительно окружающей местности по крутым или вертикальным тектоническим разломам. Длина грабена достигает сотен километров при ширине в десятки и сотни километров. Места обычных образований грабенов в зонах растяжения земной коры (рифтовые зоны). Величайшая система грабенов в Восточной Африке находится вдоль озер Виктория, Ньясса, Танганьика. В России — это Байкал, Баргузинская впадина.

Горст (от нем. Horst) — дислокация, приподнятый, обычно вытянутый участок земной коры, образовавшийся вследствие тектонических движений. Ограничен круто наклонёнными разломами. Примерами горста являются горы Гарц, Шварцвальд, Вогезы, Сьерра-Невада, Беласица и др.

Грабен (англ. graben, ров) — дислокация, участок земной коры, опущенный относительно окружающей местности по крутым или вертикальным тектоническим разломам. Грабенами называются участки земной коры, опущенные системе сбросов. Сбросом называется разрывное смещение, при котором висячее крыло движется вниз по круто падающей плоскости смесителя в направлении, близком к вертикальному. Длина грабенов достигает сотен километров при ширине в десятки и сотни километров. Места обычных образований грабенов в зонах растяжения земной коры (рифтовые зоны). Величайшая система грабенов в Восточной Африке находится вдоль озер Виктория, Ньяса, Танганьика. В России большой провал (грабен) образовавшийся по разломам, представляет собой котловина глубокого озера Байкал, также известна Баргузинская впадина.

Совершенно своеобразный тектонический тип представляют узкие впадины проседания типа Байкала, Осло, верхней долины Рейна, Восточноафриканских грабенов. На единство этих геологических структур указал Н.С. Шатский (1932).

Первоначальные представления об образовании Байкальской впадины были высказаны еще П. Далласом, считавшим, что одновременно с поднятием берегов Байкала произошло оседание его дна. И.Д. Черский (1886) считал, что впадина, занятая Байкалом, представляет крутую синклинальную складку, возникшую в раннем палеозое или древнее. В.А. Обручев в 1897 г. (1937, стр. 559) пришел к выводу, что впадина Байкала вместе с целой системой забайкальских депрессий представляет сложную цепь грабенов, образовавшихся при расколах жесткой глыбы байкальского кристаллического массива. При этом он рассматривал впадину Байкала не как изолированное образование, а как наиболее крупный грабен среди целой системы впадин, развитых на большой территории. Изучавший Африканские грабены Дж. Грегори (1921) и другие исследователи (Пикард, 1939) также пришли к выводу об образовании узких впадин путем обрушения земной коры по параллельным сбросам. Г. Клоос (1939) связал грабены с формированием сводовых поднятий и обрушением замковых частей сводов

Грабен (нем. Graben, буквально — ров) участок земной коры, опущенный по крутым, нередко вертикальным разрывам, обычно сбросам, относительно окружающих участков. Система величайших в мире Г. проходит на В. Африки (см. Восточно-Африканская зона разломов). В Западной Европе крупнейшим Г. является долина р. Рейн. Подобные Г. планетарного масштаба названы рифтами; Г., осложнённые по краям дополнительными разрывами, создающими ступени, называются сложными.

Что такое «грабен»? В переводе с немецкого это слово означает «ров». В геологии под «грабеном» понимается участок земной коры, опустившейся по тектоническим разрывам (сбросам) по отношению к смежным участкам. Грабены образуются обычно на участках сводовых поднятий или в районах, где земная кора испытывает деформации растяжения. Вполне понятно, что подобные образования чаще встречаются в горных странах, где наиболее интенсивно происходили и происходят тектонические движения земной коры. Например, глубочайшее в мире озеро Байкал является грабеном, который заполнился пресной водой впадающих в него 336 рек (Ангара, как известно, единственная река, питающаяся водами Байкала). Протяженность Байкальского грабена более 600 километров, средняя ширина около 50 километров. Всем известное Красное море, отделяющее Африканский материк от Аравийского полуострова, также является гигантским грабеном протяженностью 2000 километров, шириной 250.

Грабеном называется блок горных пород, ограниченный разрывными нарушениями и опущенный относительно смежных с ним блоков.

Они сопутствуют почти всем соляным куполам Северного Прикаспия.

Горстом называется ограниченный разрывными нарушениями блок горных пород, поднятый относительно смежных с ним блоков.

Горсты могут быть тесно связанны с антиклинальными складками, а также могут быть самостоятельными структурными формами.

Вопрос 36. Классификация складок по возрасту пород в ядре.

СКЛАДКИ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ

Складками называют волнообразные изгибы в слоистых толщах, образующиеся при пластических деформациях горных пород.

Совокупность складок составляет складчатость.

Среди складок выделяются две основные разновидности — антиклинальные и синклинальные. Антиклинальными складками (антиклиналями) называются изгибы, в центральных частях которых располагаются наиболее древние породы относительно их краевых; периферических частей. В синклинальных складках (синклиналях) центральные их части сложены породами более молодыми по сравнению с породами, слагающими их краевые части.

В складке выделяются следующие элементы. Часть складки в месте перегиба слоев называется замком, сводом или ядром (рис. 8, 1—2; 3—4; 5—6; 7—8). Термин «ядро складки» употребляется при характеристике пород, слагающих центральные части складки. При описании формы перегиба слоев употребляются термины «свод» или «замок». Части складок, примыкающие к своду (замку), называются крыльями (2—3; 4—5; 6—7). У смежных антиклинали и синклинали одно крыло является общим. Угол, образованный линиями, являющимися продолжением крыльев складки, называется углом складки α.

Осевой поверхностью складки называется поверхность, проходящая через точки перегиба слоев, составляющих складку.

Осевой линией складки, или осью складки, называется линия пересечения осевой поверхности с поверхностью рельефа. Осевая линия характеризует ориентировку складки в плане. Ее положение определяется азимутом простирания.

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

Гребневой поверхностью называется поверхность, соединяющая самые высокие точки расположения слоев, образующих складку. Гребень складки представляет собой линию пересечения гребневой поверхности с кровлей или подошвой любого из слоев складки (рис.9).

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.6.

Размеры складок характеризуются длиной, шириной и высотой. Длина складки — это расстояние вдоль осевой линии между смежными перегибами шарнира. Ширина складки (или горизонтальный размах) составляется из расстояния между осевыми линиями двух соседних антиклиналей или синклиналей. Высотой складки (или вертикальным размахом) называется расстояние по вертикали между замком антиклинали и замком смежной с ней синклинали, измеренное по одному и тому же слою (рис. 10).

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.11.).

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ СКЛАДОК

Классификации складок строятся на различных принципах. В основу классификации может быть положена форма складок или их происхождение. Классификация, в которой складки разделены по форме, называется морфологической; классификация, отражающая условия образования складок, носит название генетической. Морфологическая и генетическая классификации учитывают различные свойства складок и поэтому отнюдь не исключают, а дополняют друг друга.

В морфологической классификации складки делятся по ряду признаков.

I. По положению осевой поверхности выделяют:

А. Симметричные складки с вертикальной осевой поверхностью и одинаковыми углами наклона крыльев (рис. 12, 1).

Б. Асимметричные складки с наклонной или горизонтальной осевой поверхностью и различными углами наклона крыльев (рис. 12, 2). В свою очередь они могут быть разделены на четыре вида:

1) наклонные складки с падением крыльев в противоположные стороны различными углами и наклонной осевой поверхностью (рис. 12, 3).

2) опрокинутые складки с крыльями, наклоненными в одну и ту же сторону, и наклонной осевой поверхностью (рис. 12, 4). В опрокинутых складках различаются нормальные и опрокинутые (или подвернутые) крылья (рис. 12, 5): в нормальном крыле породы залегают нормально, т. е. молодые отложения располагаются выше древних; в опрокинутом, подвернутом крыле соотношение между древними и молодыми породами ненормальное — древние породы залегают выше молодых;

3) лежачие складки с горизонтальным положением осевых поверхностей (рис. 12, 7);

4) ныряющие, или перевернутые, складки с осевой поверхностью, изогнутой до обратного падения (рис. 12, 8).

II. По отношению между крыльями складок выделяются:

1) обычные, или нормальные, складки с падением крыльев в различные стороны (рис. 13, а);

2) изоклинальные складки с параллельным расположением крыльев. При вертикальном расположении крыльев изоклинальные складки называются прямыми, при наклонных крыльях — опрокинутыми (рис. 13, б, в);

3) веерообразные складки с веерообразным расположением слоев. Ядра веерообразных складок нередко оказываются пережатыми, т. е. отделенными от остальных их частей (рис. 13, г, д).

III. По форме замка различаются (рис. 14):

1) острые складки, с углом складки меньше 90°;

2) тупые складки, с углом складки больше 90°;

3) сундучные (или коробчатые) складки, с плоскими замками и крутыми крыльями.

IV. По соотношению мощностей слоев на крыльях и в сводах складок выделяются:

1) подобные складки, у которых мощность слоев на крыльях меньше мощности в сводах, а форма замка не меняется с глубиной (рис.15, I);

2) концентрические складки с одинаковой мощностью слоев в своде и на крыльях. С глубиной радиус кривизны свода таких складок изменяется и антиклинали становятся более резкими, а синклинали расплываются (рис. 15, II). В природе развиты преимущественно подобные складки. Однако различие в мощностях на своде и на крыльях подобных складок бывает обычно настолько незначительным, что на разрезах чаще изображаются концентрические складки, так как изменения в мощностях на разрезах не всегда могут быть отражены;

3) антиклинальные складки с утоненными замками (рис. 15, III). В складках этого вида мощности пород в сводах меньше, чем на крыльях, вследствие чего для них характерно увеличение угла падения на крыльях с глубиной. Синклинальные складки подобной формы не встречаются;

4) синклинальные складки с повышенными мощностями пород в замках (рис. 15, IV). Как и в антиклинальных скаладках с утоненными замками, в описываемом виде складок углы наклона крыльев увеличиваются с глубиной.

По соотношению длиной оси складки (длины) к ее короткой оси (ширине) различают: линейные, брахиформные и куполовидные.

Линейными называются складки, у которых отношение длины к ширине больше трех. Складки, у которых это отношение меньше трех, называются брахиформными (брахиантиклиналями и брахисинклиналями). В случае приблизительно одинаковых поперечных размеров складки называются куполовидными, а синклинальные складки этого вида — чашевидными.

На положение складок в земной коре большое влияние оказывают их шарниры. На поверхности Земли при горизонтальных шарнирах крылья складок параллельны осевой линии. Там, где шарнир погружается или воздымается, слои огибают осевую линию. Участки антиклинальных складок, на которых шарнир наклонен, носят название периклинального замыкания. Слои на таких участках падают в стороны от ядра складки. В синклинальных складках части складок, обладающих наклонным шарниром, называются центриклинальным замыканием. В этом случае слои, огибая ось складки, наклонены к ее ядру.

Источник

Происхождение грабенов и горстов.

При образовании грабенов и горстов, ограниченных сбросами, на горные породы действует двойное усилие: общее растяжение и силы гравитации. Последнее вызывает погружение центральных частей грабенов и крыльев гор­стов, в то время как поднятые части структур могут сохранять, стабильное положение. Особенно часто грабены, ограниченные сбросами, встречаются в сводовых частях куполовидных складок (соляных диапирах и др.).

Рис. 212. Схема горстов в разрезах:

а — простого, образованного двумя сбросами; б — простого, образованного двумя взбросами; в — сложного, образованного сбросами; г — сложного, образованного взбросами

Грабены и горсты, образованные взбросами, обычно являются следствием активного сжатия земной коры в горизонтальном на­правлении. В осадочных чехлах такие же структуры могут возник­нуть при блоковых вертикальных перемещениях фундамента. Гра­бены, ограниченные взбросами могут образовываться вследствие сдавливания их центральных частей при боковом сжатии, но встречаются редко и получили специальное название «рамп».

Помимо описанных выше грабенов и горстов сбросы и взбросы могут образовывать и иные сочетания. На смыкающих крыльях флексур и в других подобных структурах, связанных с растяже­ниями, нередко возникают ступенчатые сбросы. При воздействии в горизонтальном направлении пары сил и действии векторов па­раллельно сместителю развиваются кулисообразные сбросы.

Магматические штоки и соляные диапиры часто вызывают по­явление концентрических разрывов как сбросового, так и взбросового строения. В таких же условиях развиваются сбросы на периклинальных погружениях складок.

Часто встречающиеся прямоугольная или параллелепипедная системы сбросов могут быть результатом переориентировки напря­жений по горизонтальным осям. Например, при разгрузке напряже­ния σ3 и замене его σ2 при сохранении значения и вертикального положения σ1. Причем образование одного из направлений сбросов отделено от появления другого направления интервалом времени, в течение которого происходит изменение ориентировки осей глав­ных нормальных напряжений.

Сдвиги

Сдвигами называются разрывы, смещения по которым происходят в горизонтальном направлении — по простиранию сместителя (рис. 213).

В сдвигах различаются крылья, сместитель, угол наклона сместителя и амплитуда смещения.

По углу наклона сместителя сдвиги делятся на горизон­тальные (угол наклона от 0 до 10°), пологие (угол наклона от 10 до 45°), крутые (угол наклона от 45 до 80°), верти­кальные (угол наклона сместителя от 80 до 90°).

Рис. 213. Крутой (а), поло­гий (б) и горизонтальный (в) сдвиги

По отношению к простиранию нарушенных пород сдвига так же, как и сбросы и взбросы, могут быть продольными, ко­сыми, или диагональными, и поперечными. Различают правые и левые сдвиги. Для того чтобы установить ха­рактер смещения, наблюдатель должен стать лицом к сместителю в пункте обрыва слоя. Если на противоположном крыле сдвига слой относительно наблюдателя будет смещен вправо, сдвиг будет называться правым, если влево — левым.

Сложную задачу представляет отделение сдвигов от сбросов и взбросов. Направление перемещения крыльев в сдвигах может быть установлено по бороздам скольжения, которые на поверхно­стях сместителя имеют горизонтальное положение. На вертикальное смещение границ указывает видимое горизонтальное смещение вертикальных границ (дайки,штоки,разломы). Смещение оси складок(осевая поверхность вертикальна). Смещение в одном направлении слоев с противоположным падением. Подворот слоев.

Происхождение сдвигов.

Образование сдвигов вызывается воз­действием на горные породы противоположно направленных сил (пары сил). Для вертикальных сдвигов «наиболее типична такая система напряжений, при которой ось промежуточного главного нормального напряжения (σ2) ориентирована вертикально (грави­тационное давление), а две другие оси главных нормальных на­пряжений (σ1,σ2) располагаются в горизонтальной плоскости и связаны с горизонтальным тектоническим сжатием

Сдвиги могут относиться как к хрупким, так и к вязким разры­вам. Первые широко развиты в чехлах платформ, вторые — в складчатых областях как поперек, так и под углом к простиранию осей складок.

Раздвиги

По предложению В. В. Белоусова разрывы, в которых перемещение крыльев происходит под прямым углом к поверхно­сти отрыва, называют раздвигами (рис. 220). При раздвиге увели­чивается зияние между крыльями разрыва. Амплитуда раздвига измеряется перпендикулярно к поверхности разрыва и может быть различной. В некоторых случаях она достигает десятков метров, но обычно не выходит за пределы нескольких метров.

Рис. 220. Различные виды сочетания раздвигов и слоистости. Раздвиг выполнен жилой гранита (крести­ки)

Раздвиги чаще, чем другие виды разрывов, заполнены горными породами и минералами. С ними связаны как одиночные крупные вертикальные дайки, заполняющие сместители раздвигов, так и линейные дайковые пояса.

Растяжения, вызывающие образование раздвигов, охватывают всю массу пород. При этом оси главных нормальных напряжений σ1, и σ3 располагаются в горизонтальной плоскости, а промежуточ­ная ось σ2 ориентирована вертикально.

Растяжениями в сводах над очагами интрудирующей магмы следует объяснять образование многочисленных кольцевых и ра­диальных даек интрузивных пород, часто обрамляющих округлые и овальные гранитоидные массивы с небольшой глубиной эрозион­ного среза.

Надвиги

Рассмотренные выше виды разрывов характеризуются хрупким отрывом или вязким разрушением горных пород без за­метных предварительных пластических деформаций либо сопровождаются очень незначительными пластическими деформациями. Существуют, однако, широкие распространенные разрывы, воз­никающие и развивающиеся параллельно с образованием складок. Разрывы взбросового строения, возникающие одновременно со складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры, называются надвигами.

Надвиги развиты преимущественно в сильно сжатых наклонных или опрокинутых складках. Реже они осложняют строение плавных пологих складок. В складках, образованных относительно однород­ными породами, надвиги возникают в замках и ориентированы параллельно осевой поверхности. В неоднородных толщах пород они могут развиваться в крыльях складок по границам пластичных пород. Такие надвиги широко распространены, например, среди меловых и палеогеновых отложений Восточных Карпат, где они сосредоточены в нормальных крыльях опрокинутых складок, в кровле или подошве мягких олигоценовых аргиллитов. В плане надвиги обнаруживают пространственную связь с отдель­ными складками. Они развиваются вдоль осевых линий складок или на их крыльях параллельно осевым линиям и выклиниваются при выполаживании складок. Надвиги возникают там, где складки сильно сжаты или опрокинуты. Нередко отдельные надвиги объединяются, охватывая две или больше скла­док. В складчатых комплексах, опрокинутых в одну сторону, часто развиваются параллельные надвиги, придавая общей структуре че­шуйчатое строение. Амплитуды смещения по надвигам обычно не велики и редко превышают сотни метров.

Трещины:

Рис. 153. Геометрическая классификация трещин.

В геометрической классификации трещин в осадочных и мета­морфических породах, обладающих ясно выраженной слоистостью или имеющих неясную слоистость, но четкую ориентированную текстуру, выделяются

1)поперечные трещины, секущие в плане слоистость или слан­цеватость по направлению падения. В разрезах поперечные тре­щины могут быть либо вертикальными, либо наклонными;

1)продольные трещины, параллельные линии простирания, но
секущие слоистость и сланцеватость в вертикальных разрезах;

2)косые трещины, секущие слоистость или сланцеватость под углом относительно простирания и направления падения;

3)согласные трещины. ориентированные параллельно слоистости или сланцеватости как в плане, так и в разрезах

В массивных, а также в слоистых и сланцеватых породах нередко трещины удобнее классифицировать по углу наклона. В таких случаях обычно выделяются следующие виды трещин: вертикальные (с углами падения от 80 до 90°), крутые (с углами падения» 45—80°), пологие (с углами падения Ю—45°), слабонаклонные и горизон­тальные (с углами падения от 0 до 10°).

В генетической классификации выделяются следующие типы и виды трещин.
Нетектонические трещины:трещины выветривания;трещины оползней, обвалов и провалов;трещины расширения пород при разгрузке.

Тектонические трещины:трещины отрыва;трещины скалывания;кливаж.

К основным признакам, на основе которых выделены отдель­ные виды трещин, относятся: геологическая обстановка, характер механического разрушения пород, источник возникновения нагру­зок и морфологические особенности трещин.

Тектонические трещины

Тектонические трещины появляются в горных породах под влиянием тектонических сил, вызываемых в земной коре эндо­генными процессами. Возникающие при этом деформации почти всегда сопровождаются развитием в горных породах трещин, обра­зующихся как на сравнительно небольших площадях, ограничен­ных отдельными структурами, так и на огромных пространствах.

Тектонические трещины во многом отличаются от трещин не­тектонических. Эти трещины более выдержаны как по простиранию, так и по па­дению и ориентированы по еди­ному плану в разных по составу породах.

Трещины отрыва возникают при появлении в породах нормаль­ных напряжений, превышающих пределы их прочности, и ориентированы перпендикулярно к растягивающим усилиям. Они обычно приоткрыты, обладают неровной зернистой поверхностью и лишены каких-либо следов перемещений. Гальки и крупные зерна при пересечении их поверхностью отрыва нередко выпадают из породы, оставляя на поверхности трещины гнезда в виде ямок и вдавленностей. Трещины отрыва быстро выклиниваются по простиранию и падению, но часто рядом или в стороне от выклинивающейся трещины можно найти новую, продолжающуюся в том же направ­лении.

При разрастании трещин отрыва выделяется несколько после­довательных стадий их роста. Вначале появляются редкие, уда­ленные друг от друга трещины, затем при увеличении их числа и размеров они как бы заходят друг за друга и на последней стадии соединяются между собой с образованием коротких косых смыкаю­щихся разрывов. Образование трещин отрыва происходит в разнообразных ус­ловиях. Они могут быть развиты на огромных пространствах, в та­ких региональных структурах, как смыкающие крылья флексур или борта прогибов, либо имеют узкое местное распространение.

Региональные трещины отрыва особенно хорошо развиты в чех­лах платформ и в орогенных комплексах, испытавших общее рас­тяжение или неравномерные вертикальные перемещения под влия­нием движений фундамента.

Трещины отрыва интенсивно развиваются на пологих смыкаю­щих крыльях региональных флексур, совпадая с их общим прости­ранием. Однако если флек­сура формируется над сбро­сом в фундаменте при даль­нейшем перемещении крыль­ев разрыва, то на смыкаю­щем крыле скорее возник­нут трещины скалывания, наклоненные в сторону опу­щенного крыла флексуры. Сброс из фундамента мо­жет проникнуть в перекры­вающий чехол, но появится в нем позже трещин отрыва. Региональные трещины отрыва развиваются также на бортах многих платфор­менных прогибов, подверга­ющихся растяжению в свя­зи с погружением.

Морфологически регио­нальные трещины отрыва имеют ряд характерных черт. Это обычно крутые или вертикальные ровные трещины, выдержанные по простиранию и по падению на десятки и сотни метров. Они бывают открытыми, и очень часто речная и овражная сеть вырабатывается согласно с планом расположения таких трещин. Именно такие трещины на обширных пространствах развиты в палеозойских карбонатных толщах в чехле Восточно-Европейской платформы.

Местные трещины отрыва образуются на участках, испытавших растяжение при формировании складок и разрывов. Они возника­ют на сводах пологих куполовидных поднятий, на участках кру­того погружения шарниров и в ядрах складок, на смыкающих крыльях флексур.

Расположение трещин на сводах куполовидных поднятий за­висит от их формы. В изометричных куполах трещины отрыва раз­виваются по радиусам и концентрически. В овальных поднятиях появляются два направления трещин отрыва: более раннее — па­раллельное длинной оси поднятия и позднее — параллельное короткой оси. Последовательность в образовании трещин объясняется большими нормальными напряжениями в сечениях, перпендикулярных к длинной оси поднятия по отношению к напря­жениям, возникающим на сечениях, параллельных этой оси, кри­тические значения напряжений на которых появятся позже, чем на первом сечении.

В ядрах линейных складок трещины отрыва могут возникнуть по одному или двум направлениям. Одно из них совпадает с про­стиранием осей складок, другое — поперечное. Появление продоль­ных трещин объясняется общим растяжением пород в замках складок изгиба; поперечные трещины возникают там, где шарниры складок образуют антиклинальные перегибы (рис. 160). Растяже­ния, которые испытывают при этом породы, направлены вдоль оси складки и приводят к образованию поперечных трещин отрыва. На периклинальных погружениях складок растяжение пород в па-правлении осевой линии также может привести к образованию тре­щин отрыва, поперечных к простиранию складки.

Трещины отрыва образуются не только при растяжении, но и при сжатии пород и действии пары сил. При сжатии они возни­кают параллельно оси сжатия и нормально к оси поперечного рас­тяжения. Образование трещин отрыва таким путем возможно в зонах тектонического дробления или в тектонических брекчиях.

Рис. 160. Схема расположения тре­щин в ядре антиклинальной складки

При действии пары сил трещины отрыва располагаются кулисо-образно перпендикулярно к диагонали растяжения и под тем или иным углом к направлению действия сил, зависящим от свойств пород. Они обычно короткие, нередко четковидные с ветвлениями на концах.

Трещины скалывания образуются в направлении максимальных касательных напряжений при нагрузках, превышающих прочность пород. Стенки трещин скалывания обычно плотно сжаты и имеют гладкую поверхность, нередко покрытую штрихами скольжения. Гальки и крупные зерна, попадающие на линию разрыва, срезаются, а не выдергиваются из своих гнезд, как это отмеча­лось для трещин отрыва. Трещины скалывания сохраняют свою ориентировку по простиранию и падению и обладают большой про­тяженностью.

Широко распространены трещины скалывания на участках, на­рушенных сбросами и сдвигами. Образование этих структур про­исходит в условиях сжатия земной коры или под воздействием пары сил. Однако, прежде чем напряжения сконцентрируются на одной поверхности и вызовут появление разрыва, в породах ра­зовьются трещины скалывания, ориентированные по двум направ­лениям под углом к оси сжатия или одному направлению, соответ­ствующему действию пары сил.

Нередко в крыльях разрывов, вблизи поверхности сместителей, образуются многочисленные трещины скалывания и отрыва, полу­чившие название «оперяющих трещин». У сбросов с перемещением крыльев в различные стороны трещины отрыва направлены впротивоположную сторону по отношению к наклону сместителя и пер­пендикулярно к оси наибольших растягивающих напряжений. Один из рядов трещин скалывания параллелен поверхности сместителя, второй соответствует второму направлению максимальных каса­тельных напряжений (рис. 163,6). При взбросах ориентировка трещин скалывания и отрыва будет такой, как это показано на рис. 163, а.

Рис. 163. Боковые оперяющие трещины, образующиеся при взбросе (а) и сбро­се (б).

Тонкие линии — трещины скалывания; трещины отрыва.

Стрелками указано направление смещения крыльев разрывов и направление максимальных касательных (T max) и нормальных (σ max) напряжений (разрезы)

При наложении трещин скалывания на трещины отрыва может произойти объединение последних и образование единой крупной трещины.

Трещины скалывания не только связаны с формированием от­дельных структур, но и широко распространены во многих райо­нах. Они возникают в складчатых областях в тех случаях, когда уплотненные и преобразованные в процессе складчатости породы, неспособные в поверхностных зонах земной коры к дальнейшим пластическим деформациям, вновь испытывают сжатие в периоды, следующие за временем формирования складчатости. Трещины в таких случаях располагаются под острым углом по отношению к общему направлению сжатия.

Трещины скалывания очень часто возникают в интрузивных по­родах, подвергшихся сдавливанию после окончания кристаллиза­ции и полного остывания.

Кливаж. Кливажем называются частые параллельные поверх­ности скольжения, развивающиеся при пластической деформации горных пород. В механическом отношении кливаж выражается в образовании многочисленных поверхностей скольжения и срезы­вания, по которым в процессе пластической деформации частицы смещаются относительно друг друга. Образование кливажа соот­ветствует последней стадии развития пластической деформации, характеризующейся потерей прочности перед разрывом.

На земной поверхности и вблизи нее в зоне выветривания кли­важ имеет вид открытых или закрытых частых параллельных трещин с ровными поверхностями, нередко со следами скольжения

Источник