Генетична класифікація складок, Геологічне картування, структурна геологія, Навчальна база
Процес утворення складок у земній корі дуже складний і різноманітний і зумовлений багатьма причинами, серед яких далеко не завжди вдається виділити головні та другорядні. Виходячи з величезної кількості емпіричних та експериментальних даних, зазвичай пропонується дві генетичні класифікації складок. Ода їх заснована на відмінностях у динамічних умовах пластичних деформацій, іншу – відбиває геологічну обстановку, у якій формуються складки.
Групи складок, зумовлені динамічними умовами.
Відмінності в динамічній обстановці дозволяють виділити складки поздовжнього та поперечного вигину, складки сколювання, течії та волочіння (рис. 3.24 – 3.25).
● Складки поздовжнього вигину розвиваються при поздовжньому стисканні, викликаному парою спрямованих один до одного сил, або при односторонній дії сил, орієнтованих зазвичай горизонтально і діючих уздовж шаруватості (рис. 3.24). Міжшарове ковзання відбувається на тлі загального переміщення речовини в напрямку, перпендикулярному до дії зусиль, що стискають, в ділянки з відносно меншим тиском. Ширина і висота складок поздовжнього вигину зростає зі збільшенням потужності шарів і в'язкості порід, а осі складок зазвичай орієнтовані в поперечному напрямку по відношенню до стискаючих зусиль. При однорідному складі шаруватих товщ та двосторонньому стисканні утворюються зазвичай симетричні складки. При односторонній дії стискаючих сил виникають похилі або перекинуті складки, нахил яких вказує на напрямок діючих сил (рис. 3.24).
Мал. 3.24. Різні типи складок:
а, б - поздовжнього вигину; г - поперечного вигину; д – течії; 1 – напрямки діючих сил; 2 – напрямок переміщенняпорід; 3 – ділянки розтягування; 4 – ділянки стиску.
● Складки поперечного згину утворюються при дії сил, орієнтованих перпендикулярно до площини нашарування (рис. 3.24). При утворенні складок поперечного вигину речовина переміщається в сторони від ділянок з максимальним радіусом кривизни інтенсивніше, ніж на ділянках з меншою кривизною. Під впливом ядра, що активно піднімається вгору (граніто-гнейсового діапіру, соляного, гіпсового або глиняного ядра) одночасно з формуванням складки поперечного вигину можуть виникати на периферії складки характерні сколи типу скидів. Складки такого походження називаються діапіровими.
● Складки сколювання або ковзання, на відміну від складок вигину, утворюються без значного переміщення речовини всередині шарів у результаті переміщення вздовж численних поверхонь, орієнтованих субпаралельно осьовим поверхням (рис. 3.25).
Мал. 3.25. Утворення складок сколювання в умовах горизонтального стиснення:
а - стояча складка; б - асиметрична з різною потужністю шарів на крилах.
Передбачається, що складки сколювання (подібні або асиметричні) утворюються при горизонтальному стисканні, що сприяє виникненню великої кількості тріщин сколювання. Розташовуються ці тріщини на відстані від часток міліметрів до кількох сантиметрів один від одного і переміщення по кожній тріщині незначні. Геометрія результуючих складок залежить від кута між площинами сколювання та напластуванням (рис. 3.25). В результаті переміщень потужність різних за компетентністю порід у замках більша, ніж на крилах. Але якщо вимірювати товщину шару не по перпендикуляру до площин напластування, а в площинах диференціального ковзання, вона буде однаковою на крилах і в замку.
● Складки волочіння (або пошарової течії) є різновидом невеликих за розміром дисгармонійних складок. Утворюються вони в умовах поперечного або поздовжнього вигину у шарах пластичних порід, укладених між твердими породами. Причиною утворення цих складок є міжшарове прослизання, яке призводить до волочіння матеріалу більш пластичної породи слідом за шаром жорсткої породи, що переміщається (рис. 3.26). Складки волочіння завжди асиметричні та осьові поверхні їх перекидаються у бік замків антикліналів великих складок. Гострий кут між осьовою поверхнею складки волочіння і поверхнею напластування завжди відкритий назустріч вектору, що показує відносний рух неподатливих шарів (3.27). Ці властивості використовуються при геологічному картуванні для визначення положення антиклінальних та синклінальних частин складок та для встановлення нормального та перекинутого залягання шарів.
Мал. 3.26. Утворення складок волочіння:
а – вичавлювання пластичного матеріалу в крилі складки;
б - формування дрібних складок у пластичному шарі. Стрілки показують напрям зсуву.
Мал. 3.27. Схематичне зображення складок волочіння у плані та розрізі (на блок-діаграмі).
Стрілки показують рух (відносне усунення) непластичних шарів.
У ряді випадків у високометаморфізованих породах спостерігаються звернені складки волочіння (рис. 3.28, 3.29б), що вказують на зворотний напрямок переміщень між шарами, що зминаються в складки. Таке явище пояснюється або гравітаційним механізмом (сповзанням пластичних мас вниз по схилу) (рис. 3.32з), або діапіровим механізмом формування великих складок, при якому більш рухливі або сильніше шари, що стискаються, змінюючись вскладки діють як поршень на вищележачі шари, змушуючи речовину в них перетікати вниз. Ці складки іноді описуються як складки пошарової течії, нагнітання чи вичавлювання.
Мал. 3.28. Обернені складки волочіння.
Мал. 3.29. Звичайні (а) та звернені (б) складки волочіння.
Мал. 3.30. Пластичні шари (чорне та біле), зім'яті в дисгармонічні складки.
Мал. 3.31. Дисгармонійне зминання пластичних порід у ядрі антикліналі, крила якої складені жорсткішими породами (Карпати).
● Складки перебігу виникають при в'язкопластичному стані речовини і дуже великому значенні фактора часу, а також при достатній різниці тисків у навколишньому середовищі, здатної викликати переміщення речовини у шарі з ділянок з високим тиском до дільниць з меншим тиском (рис. 3.30). Значення цього механізму утворення складок зростає зі збільшенням температури та тиску. Складки течії, зазвичай, мають складну форму, роздуви і перетискання потужності, різні орієнтування деяких структурних елементів, тобто. є дисгармонійними (рис. 3.30, 3.31). Невеликі за розміром складки течії розвинені зазвичай у метаморфічних товщах, а більші та дисгармонічні – у породах з малою в'язкістю та зниженою щільністю (солі, гіпси та ін.).
● Реоморфічні (реїдні) складки являють собою комбінацію складок сколювання, витріщення або течії з укороченням, перпендикулярним до напрямку сколювання, і подовженням, паралельним сколюванню. Напрямок сколювання відповідає площині сплющування, і переміщення маси порід нагадують перебіг рідини. У складках зазвичай значне потонання на крилах і роздмухування в гребенях і килях складок, що свідчить про значну плинність порід.Утворюються вони у високо некомпетентних пластах і товщах, що зазнали дуже значних пластичних деформацій та переміщень – у солоносних товщах, у породах, що зазнали інтенсивної складчастості, синхронної з метаморфізмом тощо.
● Сідлоподібні складки, як вважають деякі дослідники, утворюються в умовах поздовжнього стиснення за наявності серії різнорідних по компетентності шарів, що чергуються, де кожен жорсткий шар піднімається в замковій частині над більш пластичним шаром у вигляді арки. Утворена порожнина пізніше може бути заповнена рудним або нерудним магматичним матеріалом, утворюючи таким чином «сідлоподібні жили» або факоліт (рис. 3.32в).
● Блоковані складки також пов'язані з різною поведінкою шарів гірських порід при зім'яті в складки (рис. 3.32д). Вони можуть утворитися в умовах поздовжнього стиснення в результаті диференціації руху різних шарів, їх відшаровування та подальшої деформації. Порожнини, що виникли, можуть бути пізніше заповнені стороннім матеріалом (породним, рудним та ін).
Мал. 3.32. Механізм утворення складок та їх найголовніші кінематичні типи (за Г.Д. Ажгірею):
а - положення шарів до складчастості; б - складка вигину зі ковзанням, не розшарована; в – сідлоподібна складка або складка вигину з первинно порожнім відшаруванням у замку; г - складка вигину з пошаровою течією; д – блокована складка;
е – купольна (криптодіапірова) складка; ж - складка сколювання; з – гравітаційна складка (складка течії).
Суцільні лінії – напрями максимальної напруги; пунктир – додаткова напруга.
● Птигматитові складки. Птигматитовими називаються складнодеформовані тонкі жили, що січуть сланцюватість, а також різні (в основному дрібні) з звивистим малюнкомпоперечному перерізі складки, у яких ці жили змінюються (рис. 3.33). Вони зустрічаються в метаморфічних чи «гранітизованих» комплексах, де відбувалася хоча б часткова мобілізація речовини, і складені в основному кварцом або кварц-польовошпатовим матеріалом без ознак крихких тріщин або катаклазу. У птігматитові складки можуть змінюватися спочатку січучі жили, орієнтовані під великим кутом до площини сплющування, або впроваджуються в породи синхронно з метаморфізмом і пластичними деформаціями. Осьові поверхні цих складок відповідно будуть або згодні зі сланцюватістю, або відхилятимуться від домінуючого орієнтування сланцюватості.
Мал. 3.33. Птигматиові складки (2) у гнейсі (1).