Основные вопросы и методы изучения структур рудных полей и месторождений - Вольфсон Ф.И.
Скачать (прямая ссылка):
5. Тектонические трещины второго порядка
Выше мы рассмотрели закономерности сочетания крупных трещин, непосредственно связанных с теми деформациями, которые выражаются в образовании складчатости, и отметили, что многие трещины более мелкого масштаба могут также оказаться элементами этих деформаций. Однако, вероятно, большинство мелких трещин, которые мы видим в горных породах складчатых зон, связаны с этими движениями не непосредственно, а косвенно.
Известно, что при образовании каждой отдельной складки изгибание слоев сопровождается относительным смещением одних слоев по. другим (см, рис. 2, А). В отдельных слоях, в которьгх такое дифференциальное скольжение невозможно или затруднено, должны возникнуть
внутренние напряжения, растягивающие на внешней стороне дугообразно изогнутого слоя и сжимающие на внутренней (рис. 19). Нейтральная линия, располагающаяся внутри такого слоя горной породы, не подвергается ни удлинению, ни укорочению. Л„ Поскольку прочность горных
Рис. 19. Образование трещин отрыва в сво- разрыв сравнительно
довых частях складок. Пунктиром показана F м v к
нейтральная линия, не подвергающаяся уд- невелика, растягивающие напря-линению или укорочению, стрелками — на- жения могут привести к образо-правления относительных смещений пластов ванию трещин отрыва во внешней, более мощной части слоя. Трещины расположатся перпендикулярно к поверхности слоя, будут зияющими около его верхней границы и должны затухать к средней линии слоя. Однако образование таких трещин во внешней части слоя позволяет рассматривать его внутреннюю часть как самостоятельный слой, во внешней части которого теперь могут возникнуть растягивающие напряжения и, следовательно, могут образоваться трещины отрыва. Вероятнее всего трещины, образовавшиеся вначале, будут продолжаться и в этой части слоя. Продолжая рассуждение, мы придем к выводу, что трещины отрыва могут пересечь слой по всей его мощности. Такие трещины, параллельные простиранию осей складок и перпендикулярные к залеганию слоев, встречаются действительно довольно часто, особенно в сводовых частях складок.
Наряду с образованием этих трещин в некоторых слоях должно происходить и скольжение одних слоев по отношению к другим в направлении, показанном стрелками на рис. 2, А. Поскольку такое проскальзывание сопровождается значительным трением, каждый слой, особенно на его границе с соседним, подвергается деформирующим уси-34
лиям, имеющим характер усилия косого по отношению к внешним ограничениям слоя, т. е. некоторого сочетания сдвига и сжатия.
Примерно такой же характер имеет, по-видимому, и деформация пород в непосредственной близости от тектонических нарушений, по которым происходят смещения соседних блоков. Деформацию, которой будут подвергаться эти породы, можно представить, приняв, что соседние участки, разделенные плоскостью нарушения, стремятся сместиться в противоположные стороны, чему препятствует трение на границах этих участков. До возникновения смещения по границе деформация квадрата, мысленно выделенного в поперечном сечении каждого из этих блоков, может быть упрощенно (без учета тех сил, которые прижимают эти блоки друг к другу) названа сдвигом.
При способности материала к значительной упругой деформации эти квадратики были бы деформированы в ромбы в соответствии со схемой, изображенной на рис. 20. Если бы в квадратик до деформации был вписан круг, то он перешел бы в эллипс, длинная ось А которого была бы параллельна длинной диагонали ромба.
Так как величина упругой деформации горных пород до разрушения весьма невелика, то скашивание квадратика будет незначительным, и эллипс почти не будет отличаться от круга. Следовательно, длинная ось этого эллипса будет практически совпадать с диагональю квадрата, имеющей «северо-восточное простирание». Если в результате деформации образуются трещины отрыва, то они будут перпендикулярны к этой диагонали, т. е. будут иметь «северозападное простирание».
Такие трещины отрыва будут расположены по обе стороны от плоскости скольжения одинаково и будут составлять с ней угол около 45°, открытый в сторону, противоположную направлению движения соответствующего блока.
Эта закономерность может быть использована для определения направления относительного перемещения по тектоническим нарушениям. Нарушения, около которых имеются такие трещины отрыва, были названы в свое время Г. Клоосом оперенными, а сами трещины отрыва — трещинами оперения.
Легко видеть, что трещины отрыва могут возникнуть и в слоях, участвующих в образовании складки в результате проскальзывания соседних слоев по отношению друг к другу.
Во многих работах отмечается существование таких трещин отрыва в складчатых толщах, еще чаще упоминаются трещины отрыва, сопряженные с тектоническими нарушениями. Во многих случаях по сочетанию последних с «оперяющими» их трещинами делались правильные выводы о направлениях относительных перемещений. Но в описаниях некоторых нарушений можно встретить также указания, что около них, наряду с трещинами отрыва или без них, встречаются трещины, которые по своим морфологическим особенностям скорее отвечают трещинам скалывания. Иногда и такие трещины, если они расположены под острым углом к основному разрыву, относят к категории «оперяющих». Кроме того, известно, что многие разрывы (преимущественно надвиги и сдвиги) представлены не одной плоскостью, а зоной, в преде-3* 35.
