Структурная геология - Ажгирей Г.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Если деформировать тело вращательным усилием, т. е. парой сил, оси деформации в этом теле поворачиваются относительно первоначального положения. На рис. 11-26 Л и С обозначают первоначальное положение осей деформации, Л1 и С1 — их положение после некоторого поворота вокруг оси В, обязанного сдвиговому элементу внешних усилий. NNi обозначает положение поверхностей скалывания, соответствующее
первоначальному положению осей деформа- п тт 0?. „
л г Р'иС' "-26. Диаграмма, иллю-
ции ЛИС стрирующая образование од-
B процессе деформации поверхности носистемного скалывания раскалывания не только повернутся на тот же потеза Г. Ф. Беккера) угол, соответствующий новому положению
осей деформации Л1 и С1, но также произойдет, как установлено выше, вращение плоскостей скалывания. Плоскость N развернется против часовой стрелки, и суммарный угловой поворот ее будет больше поворота системы осей деформации. Плоскость Ni развернется по часовой стрелке и суммарный угловой поворот ее будет определяться разностью между поворотом системы против часовой стрелки и разворотом плоскости N^ по часовой стрелке. Эти различия в повороте одной и другой системы поверхностей скалывания отражены на диаграмме разным размерам заштрихованных центральных углов.
Так как угловые скорости перемещения одной и другой систем поверхностей скалывания не равны, материал горных пород будет деформироваться различным образом по тому и другому направлению, что и выражается в развитии по одному направлению системы поверхностей скалывания, тогда как по другому направлению сопряженная система поверхностей скалывания не развивается.
Рассмотренная гипотеза о причинах односистемного скалывания, однако, ни в коем случае не может претендовать на универсальность, Не всегда односистемное скалывание есть результат вращательных тектонических сил. Известно, что в результате пластических деформаций в породах могут развиваться системы поверхностей ламинарного скольжения в направлении, перпендикулярном к оси деформации С, вероятно, без участия вращательных сил. Эти поверхности также представляют результат односистемного скалывания.
Системы трещин отрыва. Механически наиболее легко система трещин отрыва возникает в плоскости ВС, т. е. она располагается перпендикулярно к главной оси деформации А, по которой происходит наибольшее удлинение. Однако в складчатых областях, где ось А располагается вертикально, широкому образованию трещин отрыва ВС препятствует нагрузка вышележащих пород и потому в региональном плане эти трещины нехарактерны. Наоборот, наиболее широким распространением в складчатых областях пользуются трещины отрыва в плоскости АС, расположенные перпендикулярно по отношению к главной оси деформации В.
Системы сопряженных крупноамплитудных трещин и трещины оперения. Выше были рассмотрены трещины и поверхности скалывания, обладающие очень малыми амплитудами перемещений по отдельным поверхностям. Оказывается, что и крупноамплитудные сбросовые, взбросовые, надвиговые и сдвиговые трещины обычно в полной мере могут анализироваться при помощи квадрантов сжатия и расширения и соответствующего построения ориентировки осей деформации.
Ф. И. Вольфсоном было показано (1947 б), что если по крупной тектонической трещине устанавливаются определенные сдвиговые перемещения, то смещения по примыкающим к этой трещине сколовым разрывам часто происходят по правилу квадрантов сжатия и расширения.
Частным случаем трещин, сопряженных с разрывами значительной амплитуды, являются трещины оперения, быстро затухающие по бокам главной трещины (откуда и название — оперение). Очень важно, что трещины оперения могут быть двух совершенно различных генетических типов — скалывания в зоне оси В и отрыва ВС. Схема образования тех и других трещин показана на рис. 11-27. Из нее видно, что острый угол, образуемый трещинами оперения типа отрыва, направлен в сторону движения того блока пород, в котором образовалась трещина. Наоборот, острый угол, образуемый трещинами оперения типа скалывания, направлен в сторону, противоположную движению блока пород, вмещающих трещины.
Рис. 11-27. Схема образования трещин оперения вдоль сбросовой плоскости
абвг— некоторый квадрат, вписанный в породу до начала движения по сбросу; а'б'в'г' — параллелограмм, в который превратился первоначальный квадрат, по мере развития деформации; А и С —главные оси деформации. Тонкими линиями показаны образующиеся трещины скалывания, двойными линиями —трещины отрыва
Трещины оперения широко используются в геологической практике для определения направления смещений по крупным разрывам. Однако, как видно из сказанного выше, прежде чем определять направление смещения, нужно твердо установить, с какими оперенными трещинами — скалывания или отрыва мы имеем дело. Иногда это удается установить по морфологии трещин, иногда нет. В последнем случае решение задачи становится неопределенным [6].
ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ДЕФОРМАЦИИ
До последних лет изменение объема горных пород при деформациях и связанные с этим явлением особенности формирования тектонических структур не принимались в расчет на том основании, что при деформации материала (горной породы) сохраняется равенство межмолекулярных расстояний и, следовательно, объем его остается постоянным* Между тем накапливается все больше и больше фактов, показывающих, что пренебрегать изменением объема горных пород при анализе деформаций горных пород нельзя (Крейтер, 1947). Давно известно, что положение о сохранении межмолекулярных расстояний даже для монокристаллических тел не совсем справедливо. При упругой деформации происходит изменение объема деформируемого тела как раз в связи с нарушением межмолекулярных расстояний.
