Складчатые деформации

Складки -волнообразные изгибы геологических тел, без видимого нарушения их сплошности. Складки выделяются благодаря различным структурным поверхностям (поверхности напластования, полосчатости, маркирующие поверхности и т.д.).

Элементы строения складки: крылья, замок складки, ось складки (осевая поверхность), шарнир складки.

Крыло складки – это участок с постоянными элементами залегания; замок складки – участок с изменяющимися элементами залегания (зона сочленения крыльев).

Крылья разделяются точками излома, через которые проходит линия шарнира, или замок складки.

По соединению крыльев (по форме замка) различают:

Крылья соединяются через точки излома (линию шарнира)	Крылья соединяются через замок
Угловатые	Килевидные	Округлые	Веерообразные	Коробчатые, сундучные
Рис. 1. Классификация складок по типу сочленения крыльев и форме замка. ab – область замка.

Рис. 2. Сопряженные складки. ab – шарнир; α угол между крыльями; темные плоскости – осевые плоскости; ab, a₁b₁, a₂b₂ – шарниры; светло-серые области – замки; пунктирная линия – след медианной плоскости, делящей крылья смежных складок пополам.

 

В природе складки, как правило, встречаются сопряженными сериями (рис. 2). Сопряжённые складки - складки с общим крылом. В таком случае граница между ними проводится посередине смыкающего (общего) крыла.

По соотношению длины крыльев: симметричные (с одинаковой длиной) и ассиметричные (с разной длиной) складки.

По углу между крыльями складки:

1. α>90^о – открытые (тупые);

2. α=10÷90^о – закрытые (острые, сжатые);

3. α=0÷10^о – изоклинальные (с параллельным или субпараллельным расположением крыльев).

Через точки максимального перегиба структурных поверхностей в складке проводится осевая плоскость (поверхность). Линия пересечения осевой плоскости с любой структурной поверхностью называется шарниром (см. рис. 2). Определение элементов залегания осевой плоскости и шарнира позволяет определить положение складки в пространстве и в географических координатах.

Исходя из величины угла падения (β) осевой плоскости складки выделяют (по (Fleuty, 1991)):

1. β=80÷90^о – вертикальные (рис. 3, А);

2. β=10÷80^о – наклоненные (рис. 3, Б):

2.1. β=10÷30^о – полого наклоненные;

2.2. β=30÷60^о – умеренно наклоненные;

2.3. β=60÷80^о – круто наклоненные;

3. β=0÷10^о – лежачие (рис. 3, В);

Рис. 3. Классификация складок по критерию угла падения осевой плоскости. Складки: А - вертикальная, Б – наклонная, С - лежачая; ab – шарнир; β – угол падения осевой плоскости.

Наклонные складки: нормальные - крылья падают в противоположные стороны;

опрокинутые - крылья падают в одну сторону.

Опрокинутые называются так, потому что имеют нормальные и опрокинутые (подвернутые) крылья. При нормальном залегании стратифицируемых толщ у нормальных складок последовательность залегания слоев на крыльях сохраняется, у опрокинутых - на одном из крыльев меняется на противоположное. Очевидно, что у лежачих складок одно крыло всегда опрокинуто, а у веерообразных складок с круто наклоненным и вертикальным положением осевой плоскости оба крыла опрокинуты.

В зависимости от величины угла (γ) падения (погружения) шарнира (Fleuty, 1991, с изменениями):

1. γ=0÷10^о – с горизонтальным шарниром (рис. 3, А-В);

2. γ =10÷80^о – с наклонным шарниром (рис. 4, А):

2.1. γ =10÷30^о – с полого наклонным;

2.2. γ =30÷60^о – умеренно наклонным;

2.3. γ =60÷80^о – круто наклонным;

3. γ =80÷90^о – с вертикальным шарниром (рис. 4, Б).

 

Рис. 4. Складки: А - с погружающимся шарниром, Б – с вертикальным шарниром; ab – шарнир.

 

 

По критерию соотношения истинных мощностей деформируемых тел в замке и на крыльях складки:

1. концентрические, с выдерживающейся мощностью. Очевидно, что при таких условиях складки будут изменяться и затухать по направлению вверх и вниз (рис. 5, А);

2. подобные, у которых мощности в замках больше мощностей на крыльях, а форма замка не изменяется (рис. 5, Б). Структурные плоскости имеют одинаковую форму. Подобным образом складка распространяется книзу и кверху. При образовании складок такого типа существенное значение имеет пластическое движение материала при образовании складок от крыльев к замкам;

3. конседиментационныескладки (рис. 5, В, Г). Складки этого типа образуются при одновременности процессов складкообразования и осадконакопления. Слои в замке антиклинали тоньше потому, что она поднималась во время образования осадков; наоборот, слои мощнее в замке синклинали потому, что она погружалась во время накопления осадков. Следует обратить внимание, что в отличие от подобных в конседиментационных складках с глубиной изменяется угол между крыльями.

 

Рис. 5. Классификация складок в зависимости от соотношения мощностей в замках и на крыльях: А – концентрические, Б –подобные, В-Г - конседиментационные.

Еще одним элементом строения складок является ядро, область распространения которого определяется контуром самой внутренней структурной поверхности складки (рис. 6). Но следует обратить внимание на то, в зависимости от глубины среза понятие ядра может отличаться на горизонтальном и поперечном срезе (см. рис. 6, А)

 

 

Рис. 6. Антиклинальная (А) и синклинальная (Б) складки. Геологический возраст слоев: t > t₁ > t₂ > t₃ > t₄ > t₅

За исключением лежачих и складок с вертикальным шарниром все остальные принято разделять на антиформные,выгнутые вверх и синформные,выгнутые вниз. В стратифицируемых толщах антиформная складка называется антиклиналью, если в ее ядре залегают более древние породы, относительно остальных частей складки (см. рис. 6, А). В свою очередь, синформу называют синклиналью, если в ее ядре залегают более молодые породы, относительно остальных частей складки (см. рис. 6, Б). При опрокинутом залегании пород синформа будет являться антиклиналью, а антиформа – синклиналью. Поэтому, в полевых записях термины “антиклиналь” и “синклиналь” следует использовать только в тех случаях, когда твердо установлена стратиграфическая последовательность смятых в складки отложений. В остальных случаях, а также при изучении смятых в складки метаморфогенных и интрузивных тел, следует употреблять термины “антиформа” и “синформа”.

При картировании складок и изучении их геометрических характеристик на геологических картах значение приобретают ось складки и их линейные размеры в плане. Осью складки (осевой линией) называется линия пересечения осевой плоскости с поверхностью рельефа. На карте она проводится через точки максимального перегиба овалов, в виде которых замыкаются в плане структурные поверхности, участвующие в строении складки. Азимут простирания оси характеризует ориентировку складки в плане. Складки, овалы которых характеризуются отношением длинной и короткой осей более трех называются линейными, с отношением меньше трех, но более чем 1:1 – брахиформными. В случае приблизительно равных поперечных размеров антиформные складки называются куполовидными, а синформные – чашевидными или мульдами.

Области замыкания в плане антиформных складок называются периклиналями, а в их пределах структурные поверхности падают в сторону от ядра. У синформных складок аналогичные области называются центриклиналями, но структурные поверхности здесь падают в сторону ядра.

Флексуры - ступенеобразные изгибы горизонтально или моноклинально залегающих геологических тел. Они состоят из двух длинных однонаправленных крыльев и короткого смыкающего крыла. Крылья соединяются между собой двумя изгибами. Подобно складкам по наклону шарниров изгибов флексуры делятся на

- вертикальные (рис. 7, А),

- наклонные (рис. 7, Б),

- горизонтальные (рис. 7, В).

Среди вертикальных флексур принято также выделяют согласные и несогласные разновидности. В согласных флексурах верхнее, нижнее и смыкающие крылья падают в одну сторону (рис. 7, Г), у несогласных – верхнее и нижнее крыло наклонены в одну сторону, а смыкающее – в противоположную (рис. 7, Д).

Рис. 7. Положение геологических тел в основных разновидностях флексур: А – вертикальная, Б – наклонная, В – горизонтальная, Г – согласная, Д - несогласная. Пунктирная линия – шарнир.