Складчатые деформации. 
Геология

Деформации и нарушения. Когда мы говорим о складках и разрывах, то подразумеваем, что^горные породы выведены из своего первичного залегания в результате деформаций, которые, в свою очередь, обусловлены действием сил на эти породы. Напряжения, возникающие в горных породах, могут вызвать изгибание пластов, а могут приводить к их разрушению, разрыву. Все эти процессы изучает механика сплошной среды.

Если сила, прилагаемая к породе, относится к поверхности какого-либо ее объема, например к кровле или подошве пласта, тогда ее называют поверхностной. Если же сила воздействует на определенный объем горной породы, ее называют объемной. Все силы, действующие на горную породу, обладают не только величиной, но и определенным направлением. Причины деформаций могут быть различными: это и приложенная по какому-то направлению механическая сила; это и сила тяжести, наиболее универсальная из всех сил; это и влияние температуры; увеличение объема породы из-за пропитывания ее водой и др.

Любая деформация в горных породах зависит от времени ее протекания, а в геологических процессах оно может быть очень велико.

Складкой называют изгиб слоя без разрыва его сплошности. Выделяют два основных типа складок: антиклинальные и синклинальные (рис. 5.4). Антиклиналью называют складку, в ядре которой залегают более древние породы. При этом не имеет значения, как наклонены слои, ограничивающие складку. Синкли-

Рис. 5.4. Основные типы складок: а — антиклинальная; б — синклинальная.

Рис. 5.5. Основные элементы складки.

наль — это складка, в ядре которой располагаются более молодые слои пород.

При описании складки необходимо обратить внимание на ее основные элементы (рис. 5.5). В антиклиналях и синклиналях выделяют крылья и замки. Замок складки — это место перегиба крыльев. Множество точек перегиба в осевой части замка называют шарнирной линией или шарниром. Продолжение крыльев складки в сторону замка до их пересечения составляет угол при вершине складки, а поверхность, делящую этот угол пополам, называют осевой поверхностью складки. Проекцию осевой поверхности на горизонтальную плоскость называют осью складки. Ядром складки называют ее внутреннюю часть, ограниченную каким-либо пластом. Это понятие неопределенное. По этим элементам можно легко описывать любые разновидности складок и классифицировать их.

По соотношению осевой поверхности и крыльев выделяют следующие типы складок (рис. 5.6):

• 1) прямые, если осевая поверхность располагается вертикально и крылья отстоят от нее на одинаковое расстояние;
• 2) наклонные, если осевая поверхность наклонена в сторону более полого наклоненного крыла и расстояния до крыльев неодинаковы;
• 3) опрокинутые, если осевая поверхность и крылья наклонены в одну и ту же сторону;

Рис. 5.6. Классификация складок по соотношению их осевой поверхности и крыльев: а — прямая; б — наклонная; в — опрокинутая; г — лежачая; д — ныряющая.

Рис. 5.7. Крымский полуостров. Таврическая серия. Терригенный флиш. Лежачая складка.

• 4) лежачие, если осевая поверхность и крылья занимают почти горизонтальное положение (рис. 5.7);
• 5) ныряющие, если осевая поверхность и крылья наклонены ниже горизонта.

По форме замка складки бывают острыми, округлыми, сундучными и корытообразными, а также изоклинальными (от греч. isos — равный, klino — наклон), когда и осевая поверхность, и крылья складки параллельны друг другу (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Классификация складок по форме замка: а — острая; б — округлая; в — изоклинальная; г — сундучная; д — корытообразная В плане складки могут быть линейными и брахискладками. В первом случае длина складки намного больше ее ширины. Такие складки обычно располагаются параллельно друг другу. В брахискладках отношение ширины к длине обычно составляет 1: 3. Соответственно такие антиклинали называют брахиантиклиналями, а синклинали — брахисинклиналями. Почти округлые складки носят название куполов, а синклинали — мульд, или чаш.

Как же образуются складки в горных породах? Для этого к пластам горных пород должна быть приложена сила. Она может быть направлена горизонтально или вертикально, пласты способны оползать под действием силы тяжести. При взгляде на причудливо смятые пласты твердых песчаников или известняков невольно возникает мысль о невозможности деформации таких твердых пород. Однако все дело заключается в очень длительном времени воздействия сил и высокой температуры, которую породы приобретают на глубине. В таких условиях даже очень твердые породы способны медленно деформироваться.

Процесс смятия горных пород в складки называют сладчатостью, а территорию, на которой распространены складки, — складчатой областью.

Во многих районах земного шара слои пород, смятых в складки, слагают все пространство, в котором нет участков без складок. Такую складчатость называют полной, когда крыло каждой антиклинали служит крылом соседней с ней синклинали. Подобные складчатые области образуют, например, Урал, Кавказ, Карпаты, Альпы, Алтай, Гималаи.

В других районах, где пласты горных пород залегают почти горизонтально, местами развиты лишь отдельные, изолированные, складки, разделенные нескладчатым пространством. Складчатость такого типа называют прерывистой.

Любая складка может образоваться только в том случае, если пласты пород будут скользить друг по другу. Возьмите толстую тетрадь и проведите черту на ее обрезе, а потом начните сгибать тетрадь. Вы увидите, как эта черта начинает удлиняться и менять свое первоначальное положение, потому что листы тетради скользят друг по другу. Поэтому, когда слои сминаются в складку, то они только проскальзывают друг по другу: слои на крыльях раздавливаются, а вещество нагнетается в замки складок.

Если складки с глубиной не меняют наклона своих крыльев, а их замки как бы раздуваются, то такие складки называют подобными. Их подавляющее большинство. Но если мощность пластов не меняется на крыльях и в замках, то тогда с глубиной меняются и форма замков, и наклоны крыльев. Такие складки называют концентрическими (рис. 5.9).

Рис. 5.10. Диапировые складки и купола каменной соли, медленно всплывающие сквозь толщу осадочных пород.

Рис. 5.9. Складки: а — подобная; б — концентрическая Существуют очень пластичные породы, например каменные соли, гипс, глины, которые нагнетаются в замки складок, а иногда и протыкают их, образуя диапировые складки (рис. 5.10). Каменная соль обладает плотностью 2,2 г/см³, а осадочные породы — в среднем 2,4—2,5 г/см³. Поэтому соль как более.

Рис. 5.11. Антиклинорий (а) и синклинорий (б).

легкая порода может всплывать, подобно капле масла в жидкости. Происходит этот процесс крайне медленно (1—2 см в год), но продолжается десятки миллионов лет, поэтому мы и видим купола соли на поверхности, как, например, в Прикаспийской впадине, где нижнепермские соли образуют множество диапировых складок и куполов каменной соли. Вообще процессы диапиризма в породах распространены широко.

В складчатых областях складки группируются в структуры, называемые антиклинориями и синклинориями (рис. 5.11). В антиклинориях преобладают антиклинали при подчиненной роли синклиналей, а в синклинориях, наоборот, шире развиты синклинали.

Вопросы

• 1. Что такое антиклинальная и синклинальная складки?
• 2. Какие элементы складки вы знаете?
• 3. Какие складки можно выделить по соотношению осевой поверхности и крыльев?
• 4. Какие разновидности складок можно выделить по форме замка?
• 5. Какими бывают складки в плане?
• 6. Что представляет собой полная и прерывистая складчатость?
• 7. Чем подобные складки отличаются от концентрических?
• 8. Как образуются диапировые складки?
• 9. Чем синклинорий отличается от антиклинория?