Билет 1. Происхождение Вселенной. Идеи и доказательства. Эволюция Вселенной (стр. 23 )

Складки скользят друг по другу и при этом, в своде складки мощность слоев увеличивается, т. к. материал слоев, раздавливаясь на крыльях, нагнетается и перемещается в своды складок. Такие складки называются подобными, потому что углы наклона всех слоев в крыле складки одинаковы и не меняются с глубиной. Но есть другой тип изгиба, когда, наоборот, мощность слоев остается везде неизменной, но при этом форма свода складки должна изменяться. Такие складки называются концентрическими.

Существует еще один очень интересный тип складок – диапировый. Образуется он в том случае, когда в толщах горных пород присутствуют пластичные и относительно легкие породы, например, такие как соль, гипс, ангидрит, реже глины. соль легче перекрывающих ее пород, она менее плотная. Возникает легкая масса внизу, а более тяжелая – наверху. Это состояние неустойчиво и достаточно небольших движений, например, поднятия какого-то блока земной коры под соленосным пластом, как соль начинает перетекать, двигаться и при этом вести себя как очень вязкая жидкость. соль, благодаря своей относительной легкости, движется вверх и всплывает в виде гигантской капли или гриба. Всплывая, соль приподнимает слои, залегающие выше, деформирует их и прорывает, появляясь иногда на поверхности в виде соляного купола

Чаще всего мы видим смятые в складки слои горных пород в поперечном разрезе, в котором они выглядят наиболее эффектно. Но если разрезать складку в горизонтальной плоскости, то мы получим форму складки в плане. И можно убедиться, что складки в этом сечении также разнообразны: они могут быть вытянутыми, очень длинными, но узкими – линейными или, наоборот, овальными, почти круглыми - брахискладками; иногда они приобретают квадратную форму (в разрезе - корыта или сундуки., о которых говорилось выше). Замыкание антиклинальной складки в плане называется периклиналью, а синклинальной –центриклиналью. Разнообразие формы складок зависит от свойств горных пород и от направления действия силы, приложенной к пластам.

Как правило, в горных областях наблюдается сложное сочетание складок в большом объеме пород, т. е. все пространство занято складками, переходящими друг в друга. Обычно такое сочетание складок называют полной складчатостью, в противоположность прерывистой складчатости, характеризующейся тем, что отдельны складки разделены обширным пространством с горизонтальным залеганием пород. Сочетание складок в областях с полной складчатостью приводит к образованию антиклинориев ( с преобладанием антиклинальных складок) и синклинориев( с преобладанием синклинальных.

Механизмы формирования практически всех известных типов складок можно свести к трем главным типам

1)Первый тип – это складки поперечного изгиба. Они образуются в том случае, когда сила, сминающая горизонтально залегающий пласт, направлена перпендикулярно к нему.

2)Второй тип складок – это складки продольного изгиба. В данном случае силы направлены вдоль пластов по горизонтали. Такой тип складок можно получить, сжимая на столе толстую пачку листов бумаги. При этом отчетливо будет видно, как листы бумаги, сминаясь в складки, скользят друг по другу, иначе, как уже говорилось, смять их невозможно. Представим себе, что продольное сжатие испытывают слои разной вязкости: твердые песчаники и мягкие глины. При общем смятии более податливые глины будут сильнее раздавливаться и выжиматься с крыльев складок в их своды, которые будут увеличиваться в объеме. В них как бы накачивается, нагнетается пластичная глина.

3)Третий тип складок – это складки течения или нагнетания. Они свойственны таким пластичным породам, как глины, гипс, каменная соль, ангидрит, каменный уголь. Складки из таких пород отличаются очень прихотливой формой. Надо отметить, что при высоких температурах, которые существуют на глубинах в несколько километров, пластичными становятся даже такие прочные породы как кварциты, мраморы, известняки и песчаники.

КЛАССИФИКАЦИИ СКЛАДОК

1.  По положению осевых поверхностей и падению слоёв Прямые (симметричные); 2. Косые (асимметричные или наклонные); 3. Опрокинутые; 4. Лежачие; 5. Перевёрнутые (ныряющие).

11. По характеру сжатия ядер 1. Открытые; 2. Сжатые; 3. Пережатые (веерообразные).

111. По соотношению между крыльями Обычные (нормальные, округлые – открытые); 2.Изоклинальные; 3. Коробчатые; Веерообразные.

1V. По ширине размаха крыльев Плоские (широкие); 2. Равномерные (средние); 3. Высокие (узкие).

V. По форме замка1. Острые (угол складки меньше 90º); 2. Тупые (угол складки больше 90º);

3. Сундучные (или коробчатые) – с плоскими замками и крутыми крыльями.

V1. По соотношению мощности слоёв в сводах и на крыльях1. Подобные – мощность слоёв на крыльях меньше мощности в замках (сводах), а форма замка с глубиной не меняется.

2. Концентрические – с одинаковой мощностью слоёв в своде и на крыльях.

3. С утоняющимися слоями в сводах (антиклинальных складок).

4. С повышенными мощностями в замках (синклинальных складок).

V11. По соотношению длинной и короткой осей Линейные – отношение длины к ширине больше 3.Овальные ( брахиморфные) – – « – – « – меньше 3.Куполовидные (антиклинали) и чашевидные или мульды (синклинали) при равенстве длины и ширины.

Билет 84. 85. Нелинейные процессы в геологии.

Важнейшие положения, сформулированные в рамках нелинейно-динамической

концепции, носят фундаментальный характер. В частности, утверждается

следующее.

Огромное большинство интересующих нас процессов в общем случае не поддается прогнозированию; надежный прогноз скорее исключение, чем правило. При этом непрогнозируемы не обязательно только сложные процессы, управляемые множеством трудноучитываемых факторов, но и сравнительно простые, контролируемые всего двумя-тремя факторами. К тому же знание механизма процесса не гарантирует прогнозируемости: механизм может быть таков, что порождает хаотическое, несводимое к средним траекториям, поведение, непредсказуемое по своей природе, а не потому, что оно представляется нам таким из-за недостаточной фактической изученности или несовершенства методик изучения.

Из вышесказанного ясно, что предсказуемость выбора пути в точках бифуркации мыслима

лишь в физически нереализуемых ситуациях: при бесконечно точном задании начальных условий. Непредсказуемость же общего хода эволюции чрезвычайно усугубляется еще и тем, что природные, в частности, геодинамические, системы в общем случае глубоко иерархизированы: любая из них включает совокупности объектов (подсистемы) нескольких или даже многих масштабных уровней, или рангов. Так, напряженный крупный породный массив включает меньшие, нагруженные по-другому, и, в свою очередь, состоящие из еще более мелких блоков с собственными особенностями распределения напряжений, и т. д. И каждая из подсистем в ходе эволюции проходит не одну, а множество точек бифуркации с непредсказуемым всякий раз выбором пути дальнейшего развития, предопределяемым тончайшими, недоступными для регистрации и оценки различиями начальных условий. Так, ни один макроскопический скол (тектонический, в том числе, сейсмогенный, сдвиг, взброс, сброс) не возникает сразу, одноактно, а всегда лишь после накопления в породном массиве достаточно большого количества разрывов подчиненного ранга, их последующего разрастания и взаимосочленения – вплоть до образования завершающего магистрального разрыва. Этому, в свою очередь, предшествует аналогичная эволюция разрывообразования и растрескивания на еще более мелких масштабных уровнях, начиная от возникновения первичных микротрещин. И каждый из единичных актов подобного

процесса предварялся каскадом бифуркаций с непредсказуемым выбором местоположения и ориентации предстоящей дислокации. К тому же в окрестностях любого разрыва любого ранга при его возникновении существенно непредсказуемоперестраиваются структурно-динамические условия, в которых будет преодолеваться следующая по времени точка бифуркации.

Понятно, что в подобных обстоятельствах, независимо от того, сколь детально и полно проводятся исследования, эволюция в целом неизбежно будет восприниматься как хаотическая, ибо перестают работать фундаментальные принципы эволюции «простых», линейных систем: однозначности, устойчивости, суперпозиции, сводимости ксреднимтраекториям, пропорциональности вариаций результата изменениям начальных условий. Даже при сколь угодно близких (но не тождественных) начальных условиях поведение нелинейной системы может оказываться очень различным, ибо ее возможные траектории, исходящие из таких начальных точек, со временем «разбегаются» весьма быстро – экспоненциально, а не пропорционально, как у линейных систем. В вышеприводившихсяпримерах предсказать конечный результат – место, ориентацию, размеры, время возникновения итогового разрыва можно было бы не иначе, как обладая бесконечно точной оценкой начальных условий – структуры, разупрочненности, напряженного состояния – на каждом ранге системы.

В последние годы осознание огромной роли нелинейности геодинамических систем, таких фундаментальных особенностей их поведения, как чрезвычайная чувствительность к начальным условиям, хаотичность эволюции, принципиальная в общем случае непрогнозируемость, все глубже проникает в геологию. С этих позиций разными исследователями проанализировано множество разнотипных и разномасштабных явлений, изучаемых в сейсмологии, геодинамике, геохимии, петрологии, гидрогеологии и многих других разделах геологической науки, предложены соответствующие модели механизмов их возникновения и эволюции. Достаточно упомянуть хотя бы концепциювысоконадкритичной, существенно хаотической, «турбулентной» динамики мантийного материала, приходящую на смену прежним, еще недавно новаторским, а ныне уже традиционным моделям слабонадкритичной, упорядоченной мантийной конвекции.

Несомненно, что эта тенденция – нелинейного взгляда на мир – в ближайшие годы будет

крепнуть, проявляясь в исследованиях все новых геологических объектов и процессов, приводя к неожиданным результатам как фундаментального, так и прикладного характера.