3.1. Складки та їх елементи та параметри
Серед складок виділяються елементарні типи складок – антиклінальні та синклінальні (рис. 3.1), нейтральні, а також антиформи та інформи (рис.3.2).
Антиклінальними складкамиабоантикліналяминазиваються вигини, в центральних частинах яких розташовуються найбільш древні породи щодо їх крайових частин.Синклінальними складкамиабосинкліналяминазиваються вигини , у яких центральні частини складені молодішими породами, ніж їх крайові частини. Складки, в яких елементи залягання осьової поверхні (ОП) і шарніру збігаються, називаються нейтральними. Це можливо: а) при вертикальному заляганні порід, шарніру та ВП складки; б) при похилому заляганні порід у крилах складки та горизонтальному – ВП та шарніру; в) при похилому заляганні порід і однаково похилому – ВП та шарніру. У сильно деформованих товщах, де неможливо визначити покрівлю і підошву шарів, складки, звернені опуклістю вгору, називаються антиформами, а звернені опуклістю вниз, – інформами (рис. 3.2).
Мал. 3.1. Антиклінальна (а) та синклінальна (б) складки
Мал. 3.2. Антиформи (а) та інформи (s) у перетині з ерозійною поверхнеюРР.
У складці виділяються наступніелементи– замок або склепіння, крила, осьова поверхня, осьова лінія або вісь складки, шарнір складки, гребінь та кіль, гребенева та кільова поверхня, лінія перегину або медіанна лінія, поверхня перегину, ядро, замикання (рис. 3.3 – 3.6).
Мал. 3.3. Елементи складок:
1-2 – замок антикліналі (сідло); 3-4 - замок синкліналі (мульда); 5 – крила; 1-6-2 – кут складки; 6-7 - бісектриса кута складки або осьова лінія; 8 – вісь чи шарнір складки; 9 – гребінь; 10 – кіль.
Мал. 3.4.Осьові елементи складок:
1 – вісь чи шарнір складки; 2 – осьова поверхня; 3 – осьова лінія.
Замокабо зводскладки - місце перегину шарів, в якому їх поверхні, що примикають до перегину, утворюють між собою кут або складніші фігури. Замок може мати плавну (параболічну, гіперболічну) або незграбну (шевронну) форму. Замок антикліналі іноді називаютьсідлом, а замок синкліналі -мульдою.
Криласкладки - бічні частини складки, що примикають до склепіння і представлені поверхнею шарів, одноманітно (вгору або вниз) нахилених від перегину. У суміжних складок – антикліналі та синкліналі одне крило є загальним. Положення крил, як площинних елементів, визначається азимутом та кутом падіння.
Мал. 3.5. Елементи складок:
а– окреслені однією поверхнею;б- окреслених серією субпаралельних поверхонь;в– «складних», окреслених дзеркальними поверхнями.
Восьовий (шарнірної) поверхнеюскладки називається поверхня, що проходить через точки перегину шарів, що складають складку. Вона також визначається азимутом та кутом падіння. Лінія перетину осьової поверхні з поверхнею рельєфу називається слідом осьової поверхні (СОП). Вона характеризує орієнтування складки у плані і карті проводиться шляхом з'єднання точок, розташованих у місцях перегину шарів (в замку складки). Лінія перетину осьової поверхні з поверхнею одного з шарів (покрівлею або підошвою), що складають складку, називається віссю складки або шарніром складки. Положення шарніра, як лінійного елемента, визначається азимутом та кутом занурення (або здіймання). Простирання шарніра збігається з віссю складки тільки в тому випадку, коли осьова поверхня складкивертикальна. Занурюється шарнір у бік розташування молодших порід. У тому випадку, коли азимут занурення шарніра змінюється на зворотний кілька разів, або величина кута занурення періодично змінюється по простяганню, шарнір називають ундулюючим. Кут занурення або піднімання шарніра іноді називають кутом занурення або піднімання складки (рис. 3.7, 3.8).
Мал. 3.7. Елементи складок у блок-дааграмі:
АБ- положення осьової лінії
ВГіВ'Г'- положення шарніра;αіβ– кути занурення шарніра.
Мал. 3.8. Структурні елементи складки:
Положення шарніра в синклінальній складці в плані (а) та в розрізі (б). Умовні знаки для зображення на картах: шарнірів синклінальних (в) та антиклінальних (г, д) складок. Стрілками вказано напрямок занурення,
а цифрами – кути занурення шарнірів.
Лінія перегинуабомедіанна лінія– лінія, розташована на крилі складки, яка ділить крило приватної складки навпіл і орієнтована у напрямку шарніра.По обидва боки медіанної лінії кривизна крила окреслюється у протилежних напрямках. Тому кут падіння крила складки рекомендується вимірювати в зоні медіанної лінії. Поверхня перегину – поверхня, що проходить через лінії перегину приватних складок.
Ядроскладки - внутрішня частина складки у місці її найбільшого перегину з внутрішньої сторони вигнутого пласта. Це умовне і залежить від морфології складки і глибини ерозійного зрізу. Зазакінченняскладки приймається ділянка, де вигнута поверхня змінюється площиною.Замиканняскладки визначається по зміні азимуту занурення шарніра на зворотний азимут.
Мал. 3.9. Дзеркала складок: симетричних (а),
асиметричних (б,г) та різнопорядкових (в).
Дзеркало складок– умовна поверхня, проведена в просторі через точки найбільшого перегину шару в одночасно однойменних структурах одного порядку, що виникли одночасно. Такими поверхнями можуть бути дотична до замків симетричних антикліналейо-оабо ж дотична до замків синкліналейs-s(рис. 3.9 а) Паралельна ним буде і медіанна лініяm-m.Аналогічним чином проводиться дзеркало складок і для асиметричних складок (рис. 3.9 б). При деформації шаруватих порід зазвичай утворюються складки кількох порядків, і для кожного з них можна провести своє дзеркало складок, наприклад,l1, l2, l3на рис. 3.9в, де видно, що чим більше складки, тим дзеркало складок все більше наближається до прямолінійного. І з цього можна дійти невтішного висновку:залягання (простірання і падіння) пачки загалом відбивається дзеркалом найбільших складок.По куті між дзеркаломскладок та його осьовими поверхнями можна визначити, якому крилі асиметричної закинутої складки перебуває досліджуване оголення:1 –на нормальному крилі осьові площини додаткових складок падають крутіше, ніж їх дзеркало, але в підгорнутому крилі – положе; 2 –кут між дзеркалом складок та їх осьовими поверхнями в точці перегину близький до 90º, зменшується у бік медіанної зони складки та має мінімальне значення в медіанній зоні підгорнутого крила(рис. 3.9г).
Допараметрівскладкиналежать - довжина, ширина (напівхвиля, горизонтальний розмах), висота (амплітуда, вертикальний розмах) і кут складки (рис. 3.10).Довжина складки- це відстань уздовж осьової лінії між суміжними перегинами шарніра, або між ділянками, де вигнута поверхня змінюється площиною.Ширина складки(абонапівхвиля) – це найкоротша відстань між точками перегину (рис. 3.10).Висотоюабоамплітудою складкиназивається найкоротша відстань між точкою максимальної кривизни та лінією, що з'єднує точки перегину (або медіанні лінії) (рис. 3.10).
Мал. 3.10. Параметри симетричної (а, б) та асиметричної (в) складок:
hіb- висота та ширина симетричної складки;h1іh2– висота короткого та довгого крил асиметричної складки; b1 – ширина асиметричної складки;А,W/2– амплітуда та довжина напівхвилі симетричної складки;
α – кут між крилами.
За А.Є. Михайлову поняття про висоту та ширину складки відрізняється від вище наведеного.Висотоюабовертикальним розмахомскладки він називає відстань по нормалі між замком антикліналі і замком суміжної з нею синкліналі, виміряне по покрівлі або підошві одного й того ж шару.Ашириноюабогоризонтальним розмахомскладки – відстань між осьовими лініями двох сусідніх антикліналів або синкліналей (рис. 3.11).
Кут, утворений лініями або площинами, що є продовженням крил складки, називається кутом складки або кутом між крилами складок. Він відображає ступінь стиснення пластів і зазвичай сприймається як умовний показник інтенсивності складчастої деформації.
Мал. 3.11. Розміри складок у плані та на розрізі:
а– довжина,б– ширина,в-висота складки;
Розміри і форма складки визначаються довжиною її крил у профільному (перпендикулярному до шарніра) перерізі, коефіцієнтом асиметрії складки (відношенням розміру довгого крила до короткого), кутом між крилами, шириною складки, висотою або амплітудою, або довжиною напівхвилі складки.
У прямокутній (декартовій) системі координат з осямиа,b,с, що визначає згідно з Б.Зандером, як формальну симетрію складки, так і її кінематичні особливості, вісь координатbпаралельно шарніру, вісь координаталежить в осьовій площині і перпендикулярна до осіb, осьова площина –аb, а вісь координатсперпендикулярна до неї (рис. 3.12). У кінематичному відношенні вісьb- це вісь обертання або постійна вісь деформації, вісьа- вісь руху, а вісьс- вісь укорочення або стиснення.
Структурні елементи складки
Спостереження та вимір структурних елементів складок при геологічному картуванні має велике значення. Під структурними елементами складки слід розуміти лінійні, площинні та об'ємні форми однотипної будови. Одні з них (полосчастість,сланцюватість, лінійність) мають речовий вираз, а інші (шарнір складки, осьова поверхня та ін) - геометричне. І ті, й інші є індикаторами складчастих та інших деформаційних процесів.
Мал. 3.12. Морфологічні та геометричні елементи складки:
А – антикліналь; С – синкліналь;
α, b, c- осі координат.
Доголовних структурних елементів, які необхідно заміряти в полі, відносяться первинна шаруватість (S0), метаморфічна полосчастість (S1+n), сланцюватість різних напрямків (Сц1+n), крила складки (Кр), шарнір складки (Ш), лінії перетину шаруватості та сланцюватості, які у більшості випадків статистично орієнтовані також як і шарніри складок.
Дододаткових структурних елементів, які також необхідно заміряти в полі, відносяться - осьова площина (ОП), слід осьової поверхні (СОП), лінійності (l) різного роду (мінеральна, агрегатна, борозенчастість, ребристість, лінійність фрагментів, будин і т.д.).