Структурная геология - Ажгирей Г.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Образование четвертичных надвигов, плоскости которых обнажаются непосредственно на поверхности в Тянь-Шане и на Алтае, в верхних частях земной коры не сопровождается заметной пластической деформацией и также происходит по типу хрупкого среза (скалывания).
Вот почему нельзя все трещины скалывания считать обязанными пластическим деформациям, а все трещины отрыва — вызванными упругими деформациями.
Ориентировка трещин в горных породах относительно главных осей деформации
Для того чтобы иметь возможность изучать генезис деформационных структур горных пород, сравнивать их между собой, и, самое важное, предугадывать особенности всего комплекса структурных элементов на изучаемом участке земной коры, необходимо уметь определять ориентировку трещин относительно главных осей деформации и, обратно, ориентировку главных осей деформации по расположению трещин.
Генетический тип трещин — принадлежность их трещинам скалывания или трещинам отрыва обычно определяется по морфологическим признакам, описанным выше.
Квадрант сжатия и расширения. В простейшем случае, как уже было указано, две сопряженные системы трещин скалывания развиваются под углом приблизительно в 45° относительно осей деформации А я С, пересекаясь в оси В. В том квадранте, образуемом пересекающимися трещинами, где относительное перемещение вдоль трещин направлено внутрь, биссектрисой угла является меньшая главная ось деформации С (рис. П-23а). Это так называемый квадрант сжатия. Квадрант, в котором относительное перемещение направлено наружу, называется квадрантом расширения, и биссектрисой угла в нем является ось деформации А.
Практически, в поле, чтобы определить ориентировку осей деформации, необходимо установить направление перемещения хотя бы по одной системе трещин скалывания. Если в нескольких случаях удается надежно зафиксировать, скажем, смещение более древних прожилков или характерных слоев вдоль трещин скалывания (рис. 11-23 б), этим самым иногда определяется положение квадрантов сжатия и расширения и, следовательно, ориентировка главных осей деформации.
Комплексы сопряженных систем трещин скалывания. Полевые наблюдения показывают, что в очень большом количестве случаев, кроме
сопряженной системы плоскостей скалывания, пересекающихся в оси В (а так как таких пересечений и плоскостей может быть много, правильнее говорить о трещинах, пересекающихся в зоне оси В), одновременно образуются также системы плоскостей скалывания в зонах осей С
Забой Выработки
Рис. 11-23. Квадранты сжатия и расширения
с) квадранты сжатия и расширения в системе сопряженных трешин скалывания; б) определение положения квадрантов сжатия и расширения в забое выработки по смещению пород вдоль трещины скола
и даже Л. Явление это объяснимо с точки зрения представлений об объемном напряженном состоянии вещества при тектонических деформациях.
Вопрос об условиях образования комплексов сопряженных систем трещин скалывания рассматривался А. А. Белицким (1949) на примере изучения трещин кливажа разлома в складчатых структурах Кузнецкого бассейна в Сибири.
Одним из важных факторов, определяющих, какое количество пар сопряженных систем трещин скалывания, принадлежащих разным зонам, может образоваться в данных условиях, по мнению Белицкого, является отношение между величиной возникающих в горной породе напряжений и пределом прочности этой породы на сжатие. Его рассуждения таковы: допустим, что при некоторых значениях сь аг и из и соответственно ть Т2 и тз (рис. П-24) предел прочности породы на сжатие равен ті Очевидно, в таком случае возможна только упругая и в очень малой мере пластическая деформация, однако образования трещин скалывания не произойдет. Если прочность породы на скалывание равна т .в ней при данных значениях напряжений образуется только одна сопряженная система трещин скалывания, в зоне оси В. При т'з уже возможно образование двух сопряженных систем трещин скалывания в зонах осей Б и С, наконец, при т ± сопряженные системы трещин скалывания образуются в зонах всех трех главных осей деформации.
Следовательно, в разнообразных условиях возможно одновременное формирование в одних и тех же породах от двух до шести систем трещин скалывания при тектонических движениях.
Приведенные рассуждения встречают серьезные возражения и, возможно, недостаточно строги. Однако одновременное образование нескольких сопряженных систем трещин скалывания допускается многими исследователями.
Экспериментально шесть систем трещин скалывания были получены А. А. Белицким путем сжатия парафиновых брусков в закрытом ящике с поршнем при нагрузке на брусок не только с боков, но и сверху. Опыты производились при двух различных способах приложения сил — путем прямого сжатия и путем применения пары сил. При осевом сжатии продольные и поперечные трещины падают под углом, близким к 45°, а диагональные имеют вертикальное падение. При вращательном сжатии получались те же системы трещин,
Рис. П-24. Условия образования двух, четырех и шести систем плоскостей трещин скалывания в зависимости от изменения характеристики прочности породы
