Курс лекций по инженерной геологии (стр. 49 )

Платформенные складки между собой не связаны и находятся среди горизонтально лежащих слоев горных пород платформы, поэтому их также называют прерывистыми, или локальными. Складки платформ — это волнообразные изгибы слоев чехла, захватывающие толщу чехла на всю  мощность. Они образуются при медленном перемещении глыб фундамента под  действием волнообразных колебательных движений земной коры. Вследствие этого платформенные складки также называют глыбовыми, складками.

У прерывистых складок длина незначительно превышает ширину или даже равна ширине. Среди прерывистых складок выделяет: 1) крупные, 2) мелкие и 3) диапиры.

1. У крупных складок платформ амплитуда перегиба слоев не превышает нескольких единиц километров, а углы падения слоев на крыльях в месте премыкания их к горным сооружениям  или щитам платформ достигают 5° и более. К группе крупных складок относятся антеклизы и синеклизы (термин “синеклиза”  предложен в 1898 г. ), имеющие в плане круглую  или неправильную форму, поперечник их достигает 300—500 км, в поперечном разрезе антеклиза представляет собой коробчатую складку, развивающуюся в породах чехла над подымающейся глыбой фундамента. Примером антеклиз является Анабарская и Воронежская (поперечник 250 км), а синеклиз — Украинская, Московская (докембрий в ней местами погружен на 2 км и более); диаметр Московской — около 300 км. Образование антеклиз и синеклиз длится несколько геологических периодов. Колебательные тектонические движения в них получают отражение в перерывах в накоплениях осадочных толщ, в изменении мощности и состава толщ от областей поднятия к областям опускания.

2. Малые прерывистые складки представлены брахискладками, валами, рвами, куполами, чашами. Амплитуда поднятий исчисляется десятками,  реже одной-двумя сотнями метров, углы в крыльях менее 3—5° у брахискладок чаще не превышают 1°, т. е. не могут быть замерены горным компасом  и  обнаруживаются только в результате тщательного геологического картирования местности.

Брахискладками называют такие складки, у которых отношение длины к ширине выражается как 2,5:1—5:1. В случае срезания брахискладки денудационными процессами в плане будут наблюдаться овально сходящиеся слои, образующие эллипсы. Среди брахискладок различают брахиантиклинали и брахисинклинали. Изолированную удлиненную брахиантиклиналь называют также валом. Крылья брахиантиклиналей на коротком расстоянии погружаются в обе стороны по своему простиранию, а крылья брахисинклинали воздымаются, переходя в горизонтально лежащие слои. Валы протягиваются на несколько сотен километров, ширина их несколько десятков километров, амплитуда поднятия слоев 200— 300 м (Окско-Цнинский вал на Русской платформе, разделяющий Московскую и Восточно-Русскую синеклизы и др.). Вал в поперечном разрезе представляется как флексура (коленооб-разная складка пород чехла). Изолированную удлиненную складку называют рвом.

Куполами называют выпуклые складки, у которых отношение длинной оси к короткой 1:1 — 2:1. При срезаний складки горизонтальными поверхностями линии простирания ее крыльев образуют окружности. Между отдельными куполами слои лежат горизонтально.

Чаша по размерам и форме в плане соответствует куполам, но слои в ней прогнуты.

Прерывистые складки могут возникать в геосинклинальных областях, но лишь в последнюю стадию их развития (в стадию перехода в платформу).

3. Диапиры — особый вид куполовидных прерывистых складок (купола протыкания). Образуются, как правило, за счет выдавливания высокопластических горных пород (соль, гипс, глина, тонкослоистые мергели, уголь)  в покрывающие их породы. Выжимание пластического материала происходит постепенно в течение многих миллионов лет, и это получило отражение в изменении мощности слоев осадочных пород, покрывающих пластические толщи. При выжимании мощность пластических пород в одних участках уменьшается, в других увеличивается. Среди слоистых покровов образуются ядра нагнетания, или диапировые ядра (диапиро с греч. — протыкаю). Они имеют форму линз, куполов, колонн, грибов и т. п. Колоннообразные и грибообразные формы имеют иногда высоту до нескольких тысяч метров при незначительной площади. Покрывающие породы приобретают форму купола, осложненного разрывами. Нередко более пластическая порода протыкает покрывающие менее пластические слои полностью и выходит на поверхность. Вокруг соляных куполов наблюдаются понижения — компенсационные мульды.

Куполовидные складки описанного генезиса широко развиты в Северном Прикаспии, где к ним приурочена нефть. Купола здесь являются результатом соляной тектоники, форма и размеры их самые различные. Расстояние между ними от сотен метров до 15—30 км, диаметр куполов — от нескольких десятков метров до десятков километров.

Образование соляных куполов объясняется следующим образом. Соль легче перекрывающих ее песчаников и глин (удельный вес соли 2,15, пород — 2,3). Соль под тяжестью вышележащих толщ устремляется вверх. Как показали наблюдения , купола на юго-западе растут со скоростью 0,5— 1,0 см/год, а на северо-востоке, где мощность покрывающих толщ в 2 раза больше, купола формируются быстрее. Для уточнения скорости роста соляных куполов в районе озера Баскунчак в 1951 г. была заложена сеть специальных реперов; в 1958 и 1961 гг. геодезические измерения повторили. Подземный соляный купол, выраженный на поверхности горой Большое Богдо, поднимается со скоростью 1 мм/год, а впадина озера Баскунчак почти с такой же скоростью опускается.

Развиты диапировые складки также в Западном Приуралье, в Донецком бассейне, в предгорьях Карпат.

В пределах Керченского, Таманского и Апшеронского полуостровов развиты глиняные диапиры. Благодаря выжиманию глин по разрывам могут образовываться гребневидные складки; они широко развиты, как и типичные диапировые, в предгорных прогибах (Предкавказском, Предкарпатском и др.).

Для установления условий возникновения соляных и глиняных диапиров, влияния мощности и удельного веса толщ, покрывающих пластические породы, а также влияния разрывных нарушений, по которым могут перемещаться пластические породы, в лаборатории тектонофизики геологического факультета МГУ под руководством производится моделирование процессов образования диапировых куполов, а также образования других видов складок и разрывных нарушений.

РАЗРЫВНЫЕ НАРУШЕНИЯ

Разрывные (дизъюнктивные) нарушения первоначального залегания слоев горных пород или слоев, собранных в складки, выражаются в разрыве их по какой-либо поверхности. Нарушения сплошности горных пород возникают в том случае, когда действующие на горные породы усилия вызывают в них упругие напряжения, постепенный рост которых приводит в известное время к превышению предела прочности пород, к разрыву и к смещению слоев по образовавшемуся разрыву (переход количества в качество путем скачка). Образование разрывов связано как с растягивающими, так и с сжимающими напряжениями, возникающими при тектонических движениях земной коры. Направление разрывов определяется прежде всего направлением разрывающих усилий. На направление их также влияют состав толщи, наличие в породах крупных пустот (вокруг пустот происходит концентрация напряжений) и геоморфология региона.

Разрывные дислокации наблюдаются в платформенных и геосинклинальных областях, но особенно они широко развиты в последних, развиваясь как параллельно образованию складок, так и после завершения их формирования. Разрывные дислокации в земной коре проявляются в виде трещин, не выходящих за пределы одного слоя, и в виде разрывов или даже зон дробления протяженностью до десятков и даже сотен километров; вдоль последних наблюдаются существенные смещения слоев.

Тектонические разрывы классифицируются в зависимости от размеров, от наличия и характера смещений, по разрыву и т. п. По размерам тектонические разрывы разделяют на малые — трещины, чаще не выходящие за пределы слоя, и крупные, рассекающие несколько слоев и протягивающиеся нередко на многие километры и десятки и сотни километров. Трещины отличаются настолько малыми смещениями разорвавшихся частей относительно друг друга, что ими можно пренебречь. Крупные разрывы почти всегда сопровождаются существенными смещениями разорванных частей вдоль плоскостей разрыва.

Трещины со смещениями по ним называются разрывами (параклазами — термин, отмирающий в нашей литературе), трещины без смещения так и называются трещинами (диаклазами).

Разрывы. Трещина, разделяющая разорванные части слоев, по которой наблюдается смещение, получила название сместителя и обозначается буквами ff. Мощность сместителя весьма разнообразна: от долей метра до нескольких метров (когда сместитель представлен зоной дробления, в которой мелкие разрывы пересекаются между собой). Трещины могут быть как закрытыми (стенки их плотно примыкают друг к другу), так и открытыми (стенки раздвинуты). Открытые трещины только в исключительных случаях бывают зияющими и при этом, как правило, маломощные (2—3 см); встречаются они в самых верхних слоях земной коры, где всестороннее давление пород невелико. Чаще же они даже у молодых разрывов заполнены обломками пород, рассеченных ими. Перемещающиеся по разрывам гидротермальные растворы цементируют эти обломки солями кальция, окислами железа, кремния и другими и тем самым превращают обломки в крепкую породу — тектоническую брекчию. Прилегающие к сместителю участки горных пород называются крыльями разрыва если у разрыва сместитель наклонен к горизонту то у него различают висячие и лежачие крылья (рис. 7); сместитель перекрывает лежачее крыло (/) и подстилает висячее крыло (II).

Смещение слоев одного крыла относительно слоев другого называется размахом, или, амплитудой разрыва (рис.8) Различают

истинную амплитуду (а1) — расстояние в плоскости сместителя между кровлей или подошвой одного и того же пласта в висячем и лежачем крыльях;

вертикальную амплитуду (а2) — проекция отрезка, выражающего  истинную амплитуду на вертикальную плоскость;

горизонтальную амплитуду  (а3)— проекция отрезка выражающего истинную амплитуду, на горизонтальную плоскость;