Слайд 1Структурная геология
Разрывные нарушения
Слайд 2Если деформирующие напряжения превышают предел пластичности, наступает хрупкое разрушение горных
пород - возникают разрывы.
Разрывы условно подразделяются на:
разрывы без смещения
(трещины);
разрывы со смещением (разрывные нарушения).
Слайд 3Сбросы и взбросы
Сбросы и взбросы - разрывные нарушения (разломы)
со смещением по падению, в вертикальном направлении.
Трещина, по которой
происходило смещение пород - сместитель - разделяет два блока, сместившихся друг относительно друга и именуемых крыльями.
В случае, когда сместитель наклонный, то крыло, которое расположено над сместителем, называется висячим, а то, которое расположено под сместителем - лежачим.
Слайд 4Сброс
Сброс - разрывное нарушение, висячее крыло которого опущено относительно
лежачего.
Слайд 5Сброс
Иными словами, сброс — разрывное нарушение, сместитель которого падает
в сторону относительно опущенного крыла
Слайд 6Взброс
Взброс — разрывное нарушение, сместитель которого падает в сторону
относительно приподнятого крыла
Слайд 7Вертикальный сброс
Если сместитель вертикальный – нет ни висячего, ни лежачего
крыльев, разлом именуется сбросом.
Слайд 8Речь идет именно об относительном перемещении крыльев, так как чаще
всего истинное, абсолютное перемещение определить затруднительно или вообще невозможно.
Мы
наблюдаем только результат: смещение одного крыла относительно другого.
Предположение об истинном перемещении блоков возможно лишь на основе анализа истории геологического развития территории, да и то не всегда.
Слайд 9Амплитуды сбросов и взбросов
Расстояние, на которое сместилось одно крыло относительно
другого, называется амплитудой сброса (взброса).
Различают:
полную амплитуду – Ап (вдоль
сместителя),
вертикальную – Ав (в вертикальном направлении) и
горизонтальную – Аг (в горизонтальном направлении).
Слайд 10Амплитуды сброса
Горизонтальная амплитуда наклонного сброса называется также зиянием, т.к. если
задать над этим местом скважину, то она не встретит пласт.
Ап
Ав
Аг
Слайд 11Амплитуды взброса
Горизонтальная амплитуда взброса называется также перекрытием - скважина, заданная
над этим местом, дважды пересечет пласт.
Ап
Ав
Аг
Слайд 12Особенности строения сместителей сбросов и взбросов
Сбросы и взбросы образуются
при растяжении земной коры.
Первоначально возникают трещины отрыва, для которых
характерны неровные стенки и наличие некоторого пространства между стенками.
Слайд 13Особенности строения сместителей сбросов и взбросов
При смещении блоков неровности
скалываются, а обломки заполняют промежутки между стенками трещины.
Слайд 14Особенности строения сместителей сбросов и взбросов
Впоследствии обломки цементируются более
мелкими продуктами истирания и минералами, отложившимися из гидротермальных растворов, часто
с примесью рудных минералов.
Слайд 15Особенности строения сместителей сбросов и взбросов
В итоге получаются тектонические
брекчии, потенциально рудоносные.
Помимо тектонических брекчий, могут присутствовать породы, состоящие
из мелко раздробленных обломков - катаклазиты, а также из тонко истертого материала - милониты.
Слайд 16
Тектоническая брекчия. Варнаутский разлом, Горный Крым.
Тектоническая брекчия
Слайд 17
На участках плотного прилегания стенок трещины образуются заглаженные, приполированные поверхности
- зеркала скольжения.
Зеркала скольжения
Слайд 18
Эти поверхности часто покрыты штрихами и бороздками, процарапанными более твердыми
обломками, а также мелкими поперечными уступами.
Зеркала скольжения
Слайд 19
Микроскопические уступы создают "занозистость": если провести рукой по поверхности зеркала
скольжения, то в направлении смещения будет ощущаться меньшее сопротивление, чем
во встречном направлении.
Таким образом, в случае однократного перемещения блоков по штриховке и "занозистости" зеркала скольжения можно определить направление относительного перемещения блоков.
Зеркала скольжения
Слайд 20
Стенки сместителей разрывных нарушений редко бывают плоскими, обычно они покрыты
волнообразными изгибами – структрурными волнами.
Размеры волн различны: от нескольких сантиметров
до сотен метров.
Одновременно могут присутствовать волны нескольких порядков.
Структурные волны ориентированы по направлению смещения блоков.
Структурные волны
Слайд 21
Зеркало скольжения, покрытое штриховкой и структурными волнами.
Варнаутский разлом, Горный
Крым.
Слайд 22
Относительное перемещение крыльев можно определить по горизонтальному смещению наклонных слоев
(или любых других наклонных поверхностей).
Определение относительно приподнятого (опущенного) крыла
разрывного нарушения
Слайд 23
Эта блок-диаграмма показывает положение крыльев, предшествующее смещению.
Определение относительно приподнятого (опущенного)
крыла разрывного нарушения
Слайд 24
Эта блок-диаграмма показывает положение крыльев вслед за смещением.
Слайд 25
Эта блок-диаграмма показывает положение крыльев после выравнивания земной поверхности процессами
денудации.
Слайд 27
В относительно приподнятом крыле разлома слои оказываются смещенными в направлении
своего падения по отношению к одновозрастным слоям в опущенном крыле.
Слайд 28
Поднятый Пласт Перемещен По Падению
Правило «пяти П»
Слайд 29
Расстояние такого перемещения (при одной и той же амплитуде) зависит
от угла падения пласта: чем больше угол падения, тем меньше
перемещение. Вертикальный пласт вообще не будет перемещен.
Вертикальная амплитуда сброса может быть вычислена по формуле:
h = l ·tgα
где h - вертикальная амплитуда, α - угол падения, l - горизонтальное расстояние между смещенными границами пласта по направлению падения.
Слайд 30
Кроме того, мы видим, что древние слои в относительно приподнятом
крыле разлома приведены в соприкосновение с более молодыми слоями в
опущенном крыле. Это правило можно назвать "правилом возраста".
Правило возраста
Слайд 31
Проведем классификацию сбросов и взбросов сначала для одиночных, а затем
для групповых разрывных нарушений.
Классификация сбросов и взбросов
Слайд 32
I. Одиночные разрывные нарушения подразделяются:
1) по соотношению простираний сместителей
с простиранием слоев или складок
а) продольные
Слайд 35
2) по соотношению направлений падения сместителя и пластов в крыльях
а) согласные
сброс
взброс
Слайд 37
II. Групповые сбросы и взбросы подразделяются
1) по взаимному расположению
в плане (на местности и на геологической карте)
а) параллельные
Слайд 42
е) сочетание радиальных и концентрических (структура «битой тарелки»)
Слайд 43
2) по относительному перемещению блоков
а) ступенчатые сбросы (взбросы)
Слайд 50
Грабены и горсты могут быть наложенными, то есть образованными после
завершения осадконакопления,
и конседиментационными – образующимися на фоне осадконакопления.
Слайд 51
Конседиментационные грабены имеют сложное строение. В их центральных частях могут
накапливаться мощные толщи пород, отсутствующих или имеющих небольшую мощность в
периферийных частях.
Слайд 52
Приподнятые древние породы, обнажающиеся на краях грабена, нередко служат источником
сноса материала, накапливающегося в его центральных частях.
Слайд 53
Горсты, наоборот, являются областями разрушения древних пород, и в случае
конседиментационного их развития осадконакопление происходит в краевых частях горстов.
Слайд 54
Крупные грабены, выраженные в современном рельефе долинами или впадинами, называют
рифтами.
Слайд 55
Байкальский рифт ограничен крупными глубинными сбросами и имеет более 1000
км в длину и до 60 км в ширину. Наибольшая
глубина в озере 1650 м.
Байкальский рифт
Слайд 56
На северо-востоке и юго-западе Байкальский рифт продолжается в виде сложной
системы кулисообразно расположенных грабенов.
Байкальский рифт
Слайд 57
Рифт возник в конце олигоцена. Его активное развитие продолжается до
сих пор со средней скоростью погружения дна 0,6 см/год.
Байкальский
рифт
Слайд 58
Средняя скорость раздвига составила 0,2—0,3 см/год; погружение кристаллического основания в
Южно-Байкальском троге 6—7 км; в Северо-Байкальском 4—5 км.
Байкальский рифт
Слайд 59
Великая Африканская рифтовая система - система грабенов, прослеживающихся от Мозамбика
через большую часть Африки до гор Анти-Тавр в Малой Азии.
Восточно-Африканская система рифтов
Это величайшая линейная депрессия, протягивающаяся более чем на одну шестую часть окружности Земли.
Слайд 60
Рифтовые системы пересекают нагорья, образовавшиеся в процессе неоднократно возобновлявшегося подъема
Восточно-Африканская
система рифтов
Фото NASA
Амплитуда смещения дна рифтовых долин по отношению
к краям бортов может достигать 5 км.
Рифтам свойствен вулканизм третичного и четвертичного возраста; они являются также и зонами сейсмической активности.
Слайд 61
Рифтовые долины срединно-океанических хребтов
Еще более грандиозно выглядит система рифтовых
долин, протягивающихся вдоль гребней срединно-океанических хребтов. Она практически опоясывает весь
Земной шар.
Слайд 62
Рифтовые долины срединно-океанических хребтов
Океанические рифты отличаются сейсмической и тектонической
активностью.
Тепловой поток выше среднего. Большая часть тепла отводится гидротермальными
растворами.
По мере разрастания дна блоки земной коры поднимаются на высоту более 2000 м над дном рифтовой долины рядом с гребнем хребта.
Слайд 63Обследование дна океанов с обитаемых подводных аппаратов обнаружило свидетельства активного
вулканизма
Слайд 64
Надвиги
Надвиги - это разрывы взбросового строения, возникающие и развивающиеся одновременно
со складчатостью.
Надвиги развиты преимущественно в сильно сжатых наклонных или
опрокинутых складках.
Надвиги развиваются вдоль осевых линий складок или на их крыльях параллельно осевым линиям и затухают при выполаживании складок
Слайд 65
Надвиги
В геометрическом отношении надвиг имеет те же элементы, что и
другие разрывы: поверхность (сместитель) надвига (А), висячее (Б) и лежачее
(В) крылья.
Слайд 66
Сместитель надвига может иметь углы падения от 0° до 90°.
Изменения
угла падения могут происходить в пределах одной и той же
поверхности.
Слайд 67
При прямых складках поверхности надвигов обычно близки к вертикальным.
При
асимметрии складок поверхности надвигов наклоняются в ту же сторону, что
и осевые поверхности складок.
При этом они тем более пологи, чем больше наклонены и опрокинуты складки.
Слайд 68
В определенных условиях поверхность надвига может изогнуться в складки.
Слайд 69
Надвиги обычно зарождаются в ядрах антиклинальных складок, где явления сжатия
вызывают процесс скалывания.
Слайд 70
Постепенно поверхность надвига срезает все большее число слоев в ядре
складки и может перейти на ее крыло, в результате чего
происходит надвигание антиклинальной складки на соседнюю синклинальную.
Слайд 71
В связи с тем, что складки бывают нескольких порядков, соответственно
и надвиги могут быть также нескольких порядков.
Слайд 72Надвиговые поверхности могут сопровождаться более мелкими оперяющими поверхностями скалывания.
Слайд 73
На геологических картах надвиги разных порядков устанавливаются по их расположению
внутри складок соответствующих порядков.
Слайд 74
Линии надвигов на геологических картах обычно субпараллельны простиранию складок.
В
частных случаях простирание линии надвига может отклоняться от простирания складок,
даже пересекая их.
Слайд 75
В тех случаях, когда имеется несколько надвигов, наклоненных в одну
сторону, говорят о чешуйчатой структуре.
Чешуйчатые надвиги
Слайд 76
При пологих поверхностях надвигов, иногда изогнутых в складки, говорят о
покровной структуре.
Слайд 77
В тех случаях когда имеется сочетание тех и других элементов,
можно говорить о покровно-чешуйчатой или чешуйчато-покровной структуре.
Слайд 78
Отдельные тектонические блоки как в плане (на геологической карте), так
и в разрезе могут сходить на нет, выклиниваться между двумя
соседними поверхностями надвигов.
Слайд 79
Амплитуды надвигов обычно измеряются несколькими десятками или сотнями метров, достигая
в некоторых случаях десятков километров.
Слайд 80
При перемещении висячего крыла надвига возникают условия трения, которые ведут
к образованию брекчии трения, возникновению и развитию явлений катаклаза и
милонитизации, приводящим обычно к образованию милонитов.
Сместители надвигов
Слайд 81
Брекчия надвига состоит из кусков первичной породы основания висячего крыла
надвига, цементируемых той же самой, но тонко измельченной породой.
Сместители
надвигов
Слайд 82
Поверхность висячего крыла надвигов, притираясь и выглаживаясь, часто дает зеркала
скольжения.
Сместители надвигов
Слайд 83
Тектонические покровы, или шарьяжи (от фр. charrier - катить) -
крупные надвиги с перемещениями на километры и десятки километров по
пологим и волнистым поверхностям.
Тектонические покровы
Покровы развиваются в областях со сложным складчатым строением, охватывая крупные массы горных пород, заключающие иногда целые складчатые комплексы.
Слайд 84
В покровах выделяются перемещенные массы висячего крыла, называемые аллохтоном, и
оставшееся на месте лежачее крыло – автохтон.
Элементы покрова
Обычно породы аллохтона
древнее пород автохтона, но встречаются покровы и с обратным соотношением пород.
Поверхность сместителя тектонического покрова часто называют поверхностью волочения.
Слайд 85
В аллохтоне иногда различают переднюю лобовую часть (голова или фронт
покрова), тело, или панцирь покрова и "корни".
Строение покровов
Под корнями
понимается то место, где породы аллохтона залегают тектонически нормально и откуда они начинали свое перемещение.
Изгибание в складки поверхности надвига, разделяющей аллохтон и автохтон, связано с продолжающимся складкообразованием.
Слайд 86
При частичном разрушении аллохтона эрозией на дневной поверхности может выступить
автохтон.
Тектонические окна и тектонические останцы
Такие участки автохтона среди общего
поля аллохтона называются тектоническими окнами.
Слайд 87
Участки аллохтона, изолированные эрозией от его тела, называются тектоническими останцами
(экзотическими скалами, клиппами, или клиппенами).
Тектонические окна и тектонические останцы
Слайд 88
Так как поверхность волочения обычно пологая, то линия сместителя покрова
в плане извилистая, огибает неровности рельефа.
Схема строения тектонического покрова
Слайд 89
Тектонические меланжи
С тектоническими покровами тесно связаны тектонические меланжи, возникающие при
раздроблении покровов и перемешивании обломков пород автохтона и аллохтона.
Слайд 90
Тектонические меланжи
Предполагается, что некоторые меланжи образуются вследствие разрушения фронтальной части
тектонического покрова по мере его продвижения вперед.
Тектонические меланжи могут
быть сходны с отложениями подводных оползней и обвалов.
Слайд 91
Францисканский меланж
Францисканский меланж. США, Калифорния
Слайд 92
Виды покровов
По условиям образования могут быть выделены три вида покровов.
Первый из них образуется из крупных лежачих складок. Эти покровы
часто бывают одиночными.
Слайд 93
Небольшой шарьяж (Аннабергская лежачая складка).
Нижний триас представлен очень пластичными породами.
1 - корни аллохтона, 2 - лоб аллохтона, 3 -
тектонический останец. Желтым цветом выделен базальный горизонт песчаников верхнего триаса, прерывистыми линиями показаны реконструированные ("воздушные") части структуры.
Аннабергская лежачая складка
Слайд 94
Виды покровов
Покровы второго вида возникают из надвигов в складчатой структуре
и обычно дают комплексы из нескольких перекрывающих друг друга покровов.
Слайд 95
Виды покровов
Третий вид покровов, который широко распространен в Альпах, связывается
с гравитационным скольжением складчатых структур со склонов тектонических поднятий в
прилежащие тектонические прогибы.
Слайд 96
Виды покровов
Покров Гларус в Альпах
Слайд 97
Виды покровов
Амплитуда смещения аллохтона в покровных структурах достигает 50-60 км.
Слайд 98
Сдвиги
Сдвиги - разрывы, смещения по которым происходят в горизонтальном направлении,
вдоль простирания сместителя.
В сдвигах, как в сбросах и взбросах,
различаются сместитель, крылья, угол наклона сместителя и амплитуда смещения.
Слайд 99
Правый и левый сдвиги
По направлению взаимного смещения крыльев различают правый
и левый сдвиги.
Если смотреть в плане на линию сдвига
по перпендикуляру к ней, то в правом сдвиге дальнее крыло смещается вправо. В левом сдвиге при тех же условиях смещение происходит влево.
Слайд 106
Различие между сдвигами и сбросами
Отличить сдвиги от других разрывов бывает
затруднительно.
Часто обычные сбросы и взбросы принимаются в практике за
сдвиги, особенно на аэрофотоснимках.
Слайд 107
Различие между сдвигами и сбросами
Различие заключается в том, что при
сдвиге все элементы структуры смещаются в плане в одну сторону
и на одинаковое расстояние,
а при сбросе (взбросе) величина и направление горизонтального смещения зависят от направления и угла падения данного элемента структуры.
Слайд 108
Различие между сдвигами и сбросами
В сдвигах при мысленном возвращении крыльев
в положение, существовавшее до возникновения разрыва, концы оборванных структур сходятся,
и структура восстанавливается как целая.
Кроме того, осевая линия складки при сдвиге, в отличие от сброса, перемещается вместе с крыльями.
Слайд 109
Различие между сдвигами и сбросами
При сдвигах следует внимательно выяснить действительные
соотношения по разрыву, поскольку аналогичный результат может возникнуть при сбросах,
секущих опрокинутые изоклинальные складки.
Слайд 110
Различие между сдвигами и сбросами
До смещения
Слайд 111
Различие между сдвигами и сбросами
Сброс
Слайд 112
Различие между сдвигами и сбросами
Правый сдвиг
Слайд 113
Различие между сдвигами и сбросами
Левый сдвиг
Слайд 114
Сбросо-сдвиги и взбросо-сдвиги
Смещение крыльев в разрывах часто происходит не строго
в каком-то одном направлении по поверхности сместителя - по горизонтали,
вверх или вниз, а косо по отношению к горизонту.
В этом случае в разрывах появляются как сдвиговая, так и сбросовая или взбросовая составляющие и разрывы называются сбросо-сдвигами и взбросо-сдвигами.
Слайд 115
Сбросо-сдвиги и взбросо-сдвиги
Сбросо-сдвиг
Слайд 116
Размеры сдвигов
Сдвиги широко распространены в земной коре. Они образуют как
местные (локальные) структуры, так и структуры регионального значения.
Крупнейшие сдвиги прослеживаются
на многие сотни и даже тысячи километров. Они оказывают влияние на тектоническое строение целых регионов.
Слайд 120
Разлом Сан-Андреас
Один из наиболее крупных разломов земной коры - Сан-Андреас.
Разрыв
Сан-Андреас в Калифорнии прослеживается на расстоянии более 800 км и
сопровождается зоной брекчирования иногда до 1000 м шириной.
Слайд 121
Разлом Сан-Андреас
Как показывает изгибание русел и других современных морфологических элементов,
правое смещение по сдвигу в северной части разлома в течение
современного периода нигде не превышает 1000 м.
Слайд 122
Разлом Сан-Андреас
На схемах показано, как в результате подвижек по разлому
сместились долины рек
Слайд 123
Разлом Сан-Андреас
После землетрясения 1906 г. в Сан-Франциско разлом быстро приобрел
широкую известность.
Вдоль линии разлома, проходящей через западные окраины города,
на расстоянии примерно 430 км проявились смещения, достигавшие 7 м.
Слайд 124
На фотографии видны разрушения после землетрясения - сдвинутые трамвайные пути
и тротуар.
Слайд 125
На фотографии видно, как после одной из подвижек по разлому
забор, окружающий участок, сместился на 2,5 метра.
2,5 м
Слайд 126
На протяжении геологического времени по сдвигу Сан-Андреас произошли горизонтальные смещения
на много километров.
В 1953 г. Хилл и Диббли установили,
что за время, прошедшее начиная с мелового периода, величина смещения превысила 500 км.
Слайд 127
Общим для всех крупных сдвигов является, помимо горизонтальных смещений на
десятки и сотни километров, наличие крупных вертикальных смещений (от 1
до 3 км в среднем), мощных зон брекчирования и проявления второстепенных разломов.
Слайд 128
Характерна для сдвигов и длительность развития,
обычно охватывающая не
одну эру,
причем это развитие в одних случаях могло быть практически непрерывным,
в других – возобновляться после значительных перерывов.