книги / Структурная геология

А

Б

В

Рис. 6.22. Ступенчатые сбросы: молодые, выраженные в рельефе (А); древние, не проявленные в рельефе (Б); листрические (В)

Системы грабенов регионального или планетарного масштабов, в которых проявлен магматизм, получили название рифтов. Выделяют океанические рифты, совпадающие с осевыми частями СОХ (срединно-океанических хребтов). Континентальные рифты располагаются на континентах. К этому типу относятся: Байкальский, протяженностью более 700 км, Восточно-Аф- риканский рифт, протяженностью в несколько тысяч км, Рейнский грабен, к которому приурочена долина реки Рейн. Вертикальная амплитуда последнего составляет 1,5 км.

Механизм образования грабенов показан на рис. 6.23. В начале закладываются разрывные нарушения, по которым центральный блок опускается и становится дном бассейна осадконакопления. В его пределах накапливаются молодые осадки, в то время как в соседних блоках (плечах грабена), наоборот, идет разрушение пород и обнажаются все более древние породы.

Грабены могут образовываться как системой сбросов, так и системой взбросов (рис. 6.24). В плане (на геологической карте) грабены узнаются по более молодому возрасту пород в центральном блоке. На рисунке 6.25 центральная часть грабена сложена породами пермского возраста, в то время как на его плечах обнажаются более древние породы каменноугольного возраста.

Специфическим видом грабенов являются односторонние грабены или полуграбены (рис. 6.26). Они образуются, когда разрывы наклонены в одну сторону.

Рис. 6.23. Стадии образования грабена: накопление слоистой толщи (А), образование плоскостей сместителя (Б), опускание центрального блока (В), накопление осадков в центральном опущенном блоке и денудация пород в соседних блоках (Г)

Рис. 6.24. Грабены двух видов: ограниченные сбросами (А) и взбросами (Б)

Рис. 6.25. Грабен в плане. Центральный блок опущен, так как в его пределах обнажаются более молодые породы (пермского (Р) возраста), а плечи приподняты, так как сложены более древними отложениями (каменноугольного (С) возраста). Образован грабен системой сбросов, так как опущенный центральный блок является висячим, под него падают разрывные нарушения (на это указывают элементы падения разрывов)

Возникновение грабенов связывают с растяжением отдельных участков земной коры и последующим оседанием их центральных частей. Так образуются грабены в сводах куполов и антиклинальных складок, затухающих обычно на глубине. Отдельные структурные элементы групповой системы нарушений показаны на рисунке 6.27. Листрические разломы — это выполаживающиеся на глубину разрывы, детачмент — пологий сброс, ограничивающий

сбросовую систему снизу. Детачмент еще называют региональным базальным срывом или региональным горизонтом скольжения.

Рис. 6.26. Односторонние грабены, образованные как одним сместителем (А), так и группой сместителей (Б)

Рис. 6.27. Структурные элементы сбросовых систем (Twiss, Moores, 1992)

Горсты — линейные в плане структуры, образованные системами разрывных нарушений, у которых центральный блок приподнят. Механизм их формирования показан на рисунке 6.28, где даны стадии от накопления слоистой толщи до образования горста и выравнивания поверхности над ним. Горсты распознаются на геологических картах по наличию группы параллельных или субпараллельных нарушений, в пределах которых центральный блок будет представлен более древними породами, нежели переферийные (рис. 6.29). Горсты, как и грабены, могут быть образованы как системой взбросов, так и сбросов (рис. 6.30).

Рис. 6.28. Стадии формирования горста: накопление слоистой толщи (А); заложение поверхностей сместителя (Б); поднятие центрального блока (В); выравнивание поверхности, денудация центрального блока и накопление слоев более молодых пород по периферии (Г)

Рис. 6.29. Горсты, образованные системой сбросов (А) и взбросов (Б)

Рис. 6.30. Горст, образованный системой сбросов в плане. Центральный блок горста сложен более древними отложениями (юрской системы) по сравнению с плечами (отложения палеогена)

Фиг. 6.3. Фрагмент учебной геологической карты № 23. В центральной части изображен горст, центральный блок которого представлен породами юрского и мелового возраста,

а боковые — породами неогена и палеогена. Условные обозначения см. в Приложении № 10

На фиг. 6.3 показан фрагмент учебной геологической карты. В ее центральной части находится горст, образованный системой разрывных нарушений северо-западного простирания. Центральный блок горста сложен более древними породами (юрской и меловой систем) по сравнению с его плечами (отложения палеогена и неогена). Разрывные нарушения, ограничивающие центральный блок с юга, имеют северо-восточное крутое падение, о чем свидетельствуют направления изгиба нарушений в долинах рек. Поскольку

6.4.4. СДВИГИ

Сдвигами называются разрывы, смещения по которым происходят в горизонтальном направлении, по простиранию сместителя (рис. 6.32). Сместитель у сдвигов может быть представлен как одной плоскостью, так и сдвиговой зоной, состоящей из системы сближенных плоскостей.

Рис. 6.32. Сдвиги, сместитель которых представлен: А — одной поверхностью; Б — сдвиговой зоной, состоящей из системы сближенных поверхностей

При диагностике сдвигов необходимо учитывать, что просто смещение геологических границ вдоль линии разрывного нарушения на карте еще далеко не является признаком сдвига. Дело в том, что если слой залегает наклонно, то при его смещении в вертикальном направлении проекция его точек на горизонтальную плоскость (т. е. на карту) тоже сместится, и на карте это смещение можно принять за сдвиг. Однозначно можно говорить о сдвиге только в том случае, если вдоль нарушения в плане происходит смещение границ вертикально залегающего тела. В этом случае проекции точек на горизонтальную плоскость при перемещениях в вертикальном направлении не смещаются. Геологические границы будут смещаться только при перемещениях в горизонтальном направлении. К числу часто встречающихся вертикальных или субвертикальных геологических объектов относятся осевые поверхности складок, которые при пересечении с поверхностью рельефа образуют оси, контакты интрузивных тел (рис. 6.33, фиг. 6.5).

Рис. 6.33. Признаки сдвигов: смещение оси складки (А); смещение частей интрузивного тела (С)

Если смещение тела произошло по сдвигу, то при мысленной реконструкции первоначального положения блоков геологические границы тела должны совпасть по обе стороны плоскости сместителя. Так, при движении северного блока на юго-восток (см. фиг. 6.5) границы слоев синклинальной складки должны совпасть, как это было до сдвига. Если этого не происходит,

то мы имеем дело либо не со сдвигом, либо со сложным сдвигом, когда блоки перемещались не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости.

Фиг. 6.5. Фрагмент учебной геологической карты № 20. Смещение по сдвигу оси синклинальной складки. Условные обозначения см. в Приложении № 9

В строении сдвигов выделяют блоки; сместитель, положение которого определяется азимутом простирания, азимутом падения и углом падения, и амплитуду смещения. По отношению к простиранию нарушенных пород сдвиги бывают: продольные, диагональные, поперечные (рис. 6.34).

Рис. 6.34. Классификация сдвигов по отношению к простиранию нарушенных пород: продольные (А); диагональные (Б); поперечные (В)

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 от 80° до 90°)

В зависимости от направления перемещения крыльев сдвиги бывают левые и правые (рис. 6.35). Определяется вид сдвига следующим образом. Наблюдатель мысленно становится на смещаемую линию (кровлю или подошву слоя) лицом к плоскости сместителя и смотрит, в каком от него направлении сместилась данная граница по другую сторону разрыва. Если влево — то это будет левый сдвиг, если вправо — то правый сдвиг.

Рис. 6.35. Сдвиги: А — левый (левосторонний); Б — правый (правосторонний)

Сдвиги бывают протяженные и короткие. У последних сместитель имеет прямолинейные очертания, у первых — как прямолинейные участки, так и изгибы. Изгибы подразделяются на свободные (рис. 6.36) и ограничивающие (рис. 6.37).

Рис. 6.36. Правосторонний сдвиг со свободным изгибом (по А. В. Прокопьеву, В. Ю. Фридовскому, В. В. Гайдуку)

Рис. 6.37. Правосторонний сдвиг с ограничивающим изгибом (по А. В. Прокопьеву, В. Ю. Фридовскому, В. В. Гайдуку)

Как следует из рисунков, на ограничивающих изгибах будет происходить сжатие, а на свободных — растяжение.

Для чистых сдвигов отклонение направления перемещения блоков от горизонтального не должно превышать 10°. В противном случае нарушения относят к сбросо-сдвигам или к взбросо-сдвигам. При образовании таких структур дополнительное боковое растяжение называется транстенсией, а образовавшиеся структуры — транстенсионными. Дополнительное боковое сжатие называется транспрессией, а образовавшиеся при этом структуры — транспрессионными.

В пределах сдвиговой зоны развиваются более мелкие разрывы, которые пересекаясь образуют блоки, похожие на ромбы, ограничивающиеся плоскостями главного сдвига. Внутренняя структура таких ромбов представляет серию блоков, разделенных второстепенными сдвигами. Такие ромбовидные

образования получили название дуплексов (см. рис. 6.36, 6.37). По А. В. Прокопьеву, В. Ю. Фридовскому, В. В. Гайдуку, присдвиговым дуплексом называется тектоническая структура, обычно ограниченная двумя главными, круто ориентированными сдвиговыми зонами. Между этими зонами располагаются более мелкомасштабные, располагающиеся кулисообразно сдвиги, имеющие, как правило, комбинированную сдвигово-взбросовую (транспрессивный дуплекс сжатия) или сдвиго-сбросовую (транстенсивный дуплекс растяжения) кинематику.

Дуплекс сжатия представляет собой горстообразное поднятие, каждый блок которого ограничен взбросом или надвигом со сдвиговой составляющей (рис. 6.38 А). Дуплекс растяжения представляет собой грабенообразное опускание или провал, каждый блок которого ограничен сбросом со сдвиговой компонентой. Такие структуры присдвигового опускания получили название пулл-апарт (рис. 6.38 Б).

Рис. 6.38. Структуры сжатия (А) и растяжения (Б) в зоне сдвига (по А. В. Прокопьеву, В. Ю. Фридовскому, В. В. Гайдуку)

Примером крупных сдвигов являются трансформные разломы, по которым смещаются фрагменты срединно-океанических хребтов. Правосторонним сдвигом является Командорский разлом, по которому скорость перемещения блоков составляет 1,5 см/год. Правосторонним сдвигом является и разлом Сан-Андреас с суммарной амплитудой около 580 км.

6.4.5. НАДВИГИ

Разрывы взбросового типа, возникающие одновременно со складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры, называются надвигами (рис. 6.39). Они развиваются в сильно сжатых наклонных или опрокинутых складках (рис. 6.39 II), возникают в замках и ориентированы параллельно осевым поверхностям складок (рис. 6.39 III). Отдельные надвиги могут объединяться, охватывая две и более складок. В складчатых комплексах, опрокинутых в одну сторону, развиваются параллельные надвиги, создавая чешуйчатую структуру. Амплитуды смещения по ним редко превышают сотни метров. По наклону поверхности разрыва выделяют: крутые надвиги (угол наклона более 45°), пологие (угол наклона менее 45°), горизонтальные — с субгоризонтальной поверхностью и ныряющие — с изогнутой поверхностью разрыва, меняющей на отдельных участках падение на противоположное.