Слайд 1Структурная геология
Структуры складчатых областей. Складки и их элементы
Слайд 2Элементы складчатой структуры
Слайд 3Элементы складчатой структуры
Я - ядро; К - крыло; ОП -
осевая поверхность; О - ось; ОЛ - осевая линия; Ш
- шарнир; γ - угол складки; З - замок
Слайд 4Элементы складчатой структуры
Ядро - породы, слагающие центральную часть складки
Слайд 5Элементы складчатой структуры
Замок - часть складки в месте перегиба слоев
(в плане – замыкание - Зм);
З
З
Зм
Зм
Слайд 6Элементы складчатой структуры
Крылья - части складок, примыкающие к замку
К
К
К
К
Слайд 7Элементы складчатой структуры
Угол складки - угол, образованный линиями, являющимися продолжением
крыльев
γ
Слайд 8Элементы складчатой структуры
Осевая поверхность - поверхность, проходящая через точки перегиба
слоев
Слайд 9Элементы складчатой структуры
Ось - линия пересечения ОП с вертикальной плоскостью,
поперечной к ней
Слайд 10Элементы складчатой структуры
Осевая линия - линия пересечения ОП с земной
поверхностью
Слайд 11Элементы складчатой структуры
Шарнир - линия пересечения ОП с поверхностью одного
из слоев
Слайд 12Изображение складки на карте зависит от положения шарнира
При горизонтальном шарнире
крылья складки в плане параллельны, а ядро складки на всем
протяжении сложено породами одного возраста.
P
C
C
D
D
Слайд 13При вертикальном шарнире на карте наблюдается поперечное сечение складки
Слайд 14При наклонном шарнире крылья складки в плане сближаются и сходятся
вместе, образуя замыкание.
При этом в ядре складки древние породы
сменяются более молодыми в сторону погружения шарнира.
Слайд 15Центриклинали и периклинали
На замыкании синклинальной складки падения пород направлены к
центру, такое замыкание называется центриклинальным (или просто центриклиналью).
Слайд 16Центриклинали и периклинали
На замыкании антиклинальной складки падения направлены к
периферии. Такое замыкание называется периклинальным (или просто периклиналью).
Слайд 17Ундуляция шарнира
Шарнир складки может также волнообразно изгибаться, поочередно погружаясь и
воздымаясь.
Такое поведение шарнира называется ундуляцией, а сам шарнир -
ундулирующим (от лат.: undulatio - образование небольших волн).
При ундуляции шарнира на карте наблюдается поочередное сближение и расхождение крыльев складки, а в ядре обнажаются поочередно то более древние, то более молодые породы
Слайд 18Ундуляция шарнира
Синклиналь с ундулирующим шарниром
Карта
N
N
K
K
А
Б
Разрез по
осевой линии
А
Б
N
N
K
погружение
воздымание
погружение
Слайд 19Ундуляция шарнира
Антиклиналь с ундулирующим шарниром
Слайд 20Погружение шарнира
Направление погружения – в сторону молодых пород.
Замыкания складок выглядят
на карте по-разному в зависимости от того, насколько круто погружаются
их шарниры.
При крутом погружении шарнира видимые мощности слоев на замыкании и на крыльях различаются незначительно.
При пологом погружении шарнира видимые мощности слоев на замыкании значительно больше, чем на крыльях
Слайд 21Погружение шарнира
Синклиналь с круто погружающимся шарниром
Слайд 22Погружение шарнира
Синклиналь с полого погружающимся шарниром
Слайд 23Учет угла погружения шарнира
при построении разреза
А
Б
I
I
II
II
III
III
Зная угол погружения шарнира α,
построим вспомога-тельные разрезы по осевым линиям складок I-I, II-II и
III-III и совместим их в одной плоскости
α
Определим глубины, на которых шарниры складок пересекутся с плоскостью разреза АБ (h1, h2 и h3)
h1
h2
h3
На разрезе по линии АБ проведем оси складок, отложим на них отрезки h1, h2, h3 и построим замки складок.
А
Б
h1
h2
h3
Слайд 24Морфологическая классификация складок
При морфологической классификации складки разделяются по форме. В
основу разделения могут быть заложены различные особенности формы.
I. По углу
складки подразделяют на острые, или остроугольные (угол складки меньше 90°) и тупые, или тупоугольные (угол складки больше 90°).
Слайд 25Морфологическая классификация складок
Слайд 26Морфологическая классификация складок
Слайд 27Морфологическая классификация складок
II. По степени симметрии (по положению осевой поверхности)
выделяются складки:
А. Симметричные (прямые).
Осевая поверхность у таких складок
вертикальна, углы падения на крыльях одинаковы.
На карте такие складки выглядят симметричными относительно осевой линии, то есть видимые мощности одновозрастных слоев на крыльях приблизительно одинаковы.
Слайд 28Морфологическая классификация складок
Слайд 29Морфологическая классификация складок
D
C
P
P
На карте прямая складка симметрична относительно ОЛ, видимые
мощности слоев на крыльях примерно одинаковы.
Слайд 30Морфологическая классификация складок
Прямая антиклинальная складка в девонских известняках. Новая Земля.
Слайд 31Морфологическая классификация складок
Б. Асимметричные.
У асимметричных складок осевая поверхность наклонная
или горизонтальная, углы падения на крыльях разные (могут быть и
одинаковыми - при опрокинутом залегании одного из крыльев).
Среди асимметричных складок различают: а) наклонные; б) опрокинутые; в) лежачие; г) ныряющие.
Слайд 32Морфологическая классификация складок
Осевая поверхность наклонная, крылья падают в противоположные стороны
под разными углами
Слайд 33Морфологическая классификация складок
D
C
P
P
На карте наклонная складка асимметрична относительно ОЛ, видимые
мощности слоев на крыльях различаются.
Слайд 34Морфологическая классификация складок
Наклонная складка в песчаниках верхнего девона. Новая Земля.
Слайд 35Морфологическая классификация складок
Осевая поверхность наклонная, оба крыла падают в одну
сторону, одно из крыльев имеет опрокинутое залегание
Слайд 36Морфологическая классификация складок
D
C
P
P
На карте опрокинутая складка распознается по значкам опрокинутого
залегания.
Слайд 37Морфологическая классификация складок
Небольшая опрокинутая антиклиналь в песчаниках силура. Новая Земля
Слайд 38Морфологическая классификация складок
Лежачие складки - осевые поверхности горизонтальные
Слайд 39Морфологическая классификация складок
Ныряющие - осевая поверхность изогнута до обратного наклона
Слайд 40Морфологическая классификация складок
III. По соотношению между крыльями и по форме
замка выделяются складки:
а) обыкновенные (открытые);
б) изоклинальные;
в) вееробразные;
г) коробчатые (сундучные);
д) шевронные;
е) гребневидные
Слайд 41Морфологическая классификация складок
Обыкновенные (открытые) складки - замок округлой формы соединяет
крылья, падающие в противоположные стороны
Слайд 42Морфологическая классификация складок
Прямая открытая антиклинальная складка в среднекаменноугольных известняках. Новая
Земля
Слайд 43Морфологическая классификация складок
Изоклинальные - крылья складок параллельны друг другу, то
есть падают в одну сторону под одним и тем же
углом
Слайд 44Морфологическая классификация складок
Изоклинальная антиклиналь в черных кремнисто-глинистых сланцах нижнего карбона
хорошо прослеживается по светлым прослоям доломитов. Высота обрыва около12 м.
Новая Земля
Слайд 45Морфологическая классификация складок
Вееробразные - сильно сжатые складки, крылья изменяют падение
до опрокинутого в противоположные стороны
Слайд 46Морфологическая классификация складок
Веерообразная антиклиналь в известняках карбона. Новая Земля.
Белой
линиией выделена фигура человека для масштаба
Слайд 47Морфологическая классификация складок
Коробчатые (сундучные) складки - широкий плоский замок соединяет
относительно крутопадающие крылья
Слайд 48Морфологическая классификация складок
Коробчатая складка, осложненная опрокинутыми складками, в известняках нижнего
девона. Высота тригонометрического пункта (справа вверху) около 5 метров. Новая Земля
Слайд 49Морфологическая классификация складок
Шевронные (аккордеонные, гармониеобразные) складки - плоские крылья и
острый замок
Слайд 50Морфологическая классификация складок
Серия шевронных складок в известняках нижнего карбона. Полярный
Урал.
(Фото студента группы РМ-04-1 Г. Чернышева)
Слайд 51Морфологическая классификация складок
Гребневидные - узкие острые антиклинали, разделяющие широкие пологие
синклинали
Слайд 52Геометрические размеры складок
У складчатых структур можно определить три размера: длину,
ширину и высоту:
а) длина - l
- определяется протяженностью осевой
линии складки, то есть расстоянием, на которое складка может быть прослежена;
б) ширина - d
- кратчайшее расстояние между осевыми линиями (осями) двух равновеликих смежных антиклиналей (синклиналей);
в) высота - h
- вертикальное расстояние между замками смежных равновелиих антиклинали и синклинали (по поверхности одного и того же слоя).
Слайд 54Порядок складок
В складчатом комплексе пород совместно присутствуют складки различных размеров.
Для классификации складок по размерам используют термин "порядок складки", обозначающий
относительный размер складки.
Наиболее крупные складки называют складками первого порядка.
Относительно более мелкие складки, осложняющие крылья и замки складок 1-го порядка, называют складками 2-го порядка. Они, в свою очередь, осложняются складками 3-го порядка.
Слайд 56Порядок складок
При построении разрезов надо внимательно следить за тем, чтобы
не пропустить складки высоких порядков.
Осевые линии складок высоких порядков
будут проходить между знаками элементов залегания, направленными в противоположные стороны, а в случае опрокинутых складок - между знаками нормального и опрокинутого залегания.
Слайд 57Порядок складок
Если линия разреза проходит вблизи замыкания складки, то складки
высших порядков обнаруживаются по форме замыкания (существует правило: "Форма складки
в плане повторяет форму складки в разрезе").
Слайд 58Концентрические (параллельные) и подобные складки
Различный облик складок обусловлен различными механическими
свойствами образующих их пород. При смятии пород в складки происходит
послойное перераспределение материала и проскальзывание между слоями.
Если смятию подвергаются пластичные породы, преобладающим процессом является послойное перераспределение материала. При этом мощность слоев изменяется - увеличивается в замках складок и уменьшается на крыльях.
Если сминаются жесткие, вязкие породы, то складкообразование сопровождается межслоевым проскальзыванием без существенного изменения мощностей
Слайд 59Концентрические (параллельные) и подобные складки
В первом случае возникают подобные складки,
у которых форма с глубиной не изменяется, а мощность в
замках больше, чем на крыльях (но вертикальные мощности на крыльях и в замках равны)
Слайд 60Концентрические (параллельные) и подобные складки
Мелкие подобные складки
Слайд 61Концентрические (параллельные) и подобные складки
Во втором случае образуются параллельные, или
концентрические складки, у которых мощности слоев в замках и на
крыльях одинаковы, но с глубиной изменяется форма
Слайд 62Концентрические (параллельные) и подобные складки
Развитие концентрических складок предполагает наличие на
глубине какого либо пластичного слоя, по которому происходит срыв и
скольжение.
Подобные складки формируются преимущественно в глубинных условиях, параллельные (концентрические) - чаще в приповерхностных условиях.
Подобные и параллельные складки в чистом виде редки, чаще наблюдается смешение признаков тех и других.
Слайд 63Дисгармоничная складчатость
Дисгармоничная складчатость - это сочетание одновременных по возникновению,
но различных по форме складок, развитых в разнородных по составу
горных породах.
Наиболее интенсивная складчатость возникает в слоистых толщах пластичных пород (аргиллитов, гипсов и др.).
Напротив, в мощных толщах жестких обломочных и вулканогенных пород возникают крупные плавные складки.
При чередовании в разрезе тех и других пород возникают дисгармоничные складки.
Слайд 64Дисгармоничная складчатость
Особенно резко дисгармония выражается при выжимании пластичных пород в
замки складок.
Слайд 65Складки волочения
При изгибе слоистой толщи из-за проскальзывания слоев к
каждому из них приложена пара сил - одна к кровле,
направлена к замку антиклинали, другая - к подошве, направлена к замку синклинали.
При чередовании жестких и пластичных пород в последних при этом образуются мелкие дисгармоничные складки, называемые складками волочения
Слайд 66Складки волочения
В разрезе осевые поверхности складок волочения наклонены под
одним и тем же углом к поверхностям наслоения ограничивающих их
слоев.
Слайд 67Складки волочения
В плане осевые линии складок волочения приблизительно параллельны
осевой линии основной складки, их шарниры погружаются в одну и
ту же сторону.
Слайд 68Складки волочения
В нормальном крыле осевые поверхности складок волочения круче,
а в опрокинутом - положе поверхностей наслоения ограничивающих их слоев
Слайд 69Антиклинории и синклинории
В складчатых областях отдельные складки группируются в
крупные складчатые структуры - антиклинории и синклинории.
В центральных частях
антиклинориев обнажаются наиболее древние породы, а поверхность, огибающая замки складок, имеет выпуклую кверху форму.
В центральных частях синклинориев обнажаются наиболее молодые породы, а поверхность, огибающая замки складок, имеет вогнутую форму.
Слайд 70Антиклинории и синклинории
При прямом (унаследованном) развитии антиклинории возникают на
месте поднятий внутри геосинклинальной системы, а синклинории - на месте
прогибов.
Слайд 71Антиклинории и синклинории
Поэтому в синклинориях отложения более тонкозернистые (глубоководные)
и имеют большую мощность, чем в антиклинориях.
Слайд 72Антиклинории и синклинории
Осевые поверхности составляющих их складок чаще всего
расположены веерообразно.
Слайд 73Антиклинории и синклинории
При обращенном развитии антиклинории возникают на месте
прогибов, а синклинории - на месте поднятий.
Слайд 74Антиклинории и синклинории
Распределение мощностей и фаций в этом случае
обратное - в антиклинориях отложения более тонкозернистые (глубоководные) и имеют
большую мощность, чем в синклинориях.
Слайд 75Антиклинории и синклинории
Осевые поверхности складок часто имеют обратно-веерообразное расположение.
Слайд 76Зеркало складчатости и его использование при построении разрезов складчатых структур
Поверхность,
огибающая замки складок, именуется зеркалом складчатости.
Точнее, зеркало складчатости -
это поверхность, проходящая через шарниры складок одного порядка по поверхности одного слоя.
В направлении погружения зеркала складчатости ядра складок сложены все более молодыми породами.
Слайд 77Зеркало складчатости и его использование при построении разрезов складчатых структур
Зеркало
складчатости
Слайд 78Зеркало складчатости и его использование при построении разрезов складчатых структур
При
построении разрезов замки синклиналей и антиклиналей, образованные одной и той
же слоевой поверхностью, должны совпадать с зеркалами складчатости.
Это особенно важно при построении складок, перекрытых породами вышележащего структурного этажа.
Слайд 79Зеркало складчатости и его использование при построении разрезов складчатых структур
Определив
положение зеркала складчатости, ширину и форму складок на обнаженной части
территории, мы экстраполируем эти данные на закрытую площадь.
Слайд 80Виргация складок
Под виргацией понимается расщепление осевых линий складок с
образованием из одной складки нескольких складок того же порядка -
пучка складок.
Это явление наблюдается обычно на участках погружения и затухания складчатой зоны.
Слайд 81Виргация складок
Складки могут расходиться в одном или двух направлениях
(а), либо расходиться и сходиться, образуя миндалевидные пучки (б), либо
соединяться диагональной перемычкой, образуя кулисообразные пучки (в).
Слайд 82Динамические условия образования складок
Слайд 83
Различия в динамической обстановке позволяют разделить складки на две крупные
группы:
складки изгиба;
складки течения.
Складки изгиба развиваются при продольном сжатии,
поперечном изгибе и воздействии пары сил.
Слайд 84Складки продольного изгиба
Продольный изгиб вызывается силами, ориентированными обычно горизонтально
и действующими вдоль слоистости
1 — направления действующих сил; 2
— направления перемещения пород; 3 — участки растяжения; 4 — участки сжатия
Слайд 85Складки продольного изгиба
При скольжении вещество пере-распределяется в пределах одной
складки от изгибов с относительно большим радиусом кривизны к изгибам
с меньшим радиусом.
Скольжение происходит на фоне общего перемещения вещества в направлении, перпендикулярном к действию сжимающих усилий, в участки с относительно меньшим давлением
Слайд 86Складки продольного изгиба
При образовании складок продольного изгиба происходит общее
сжатие пород в направлении, нормальном к осевым поверхностям складок, и
удлинение вдоль осевой поверхности.
Слайд 87Складки продольного изгиба
В прямых складках ось максимального сокращения (с)
располагается горизонтально и перпендикулярно к простиранию складок, ось максимального удлинения
(а) будет вертикальной, а средняя ось деформации (b) вытянется по направлению складки
Слайд 88Складки продольного изгиба
Ширина и высота складок продольного изгиба возрастает
с увеличением мощности слоев и вязкости пород.
В маломощных слоях
складки обычно невелики по размерам.
По отношению к сжимающим усилиям оси складок продольного изгиба ориентируются в поперечном направлении. Однако в вертикальных сечениях они могут иметь различное положение
Слайд 89Складки продольного изгиба
При однообразном составе и двустороннем сжатии образуются
симметричные складки, нарушения концентричности или подобия в которых могут быть
вызваны различиями в физических свойствах отдельных слоев.
Слайд 90Складки продольного изгиба
Дисгармоничное смятие пластических пород в ядре антиклинали,
крылья которой сложены более жесткими породами, во Флишевых Карпатах (по
Свидзинскому)
Слайд 91Складки поперечного изгиба
При поперечном равномерном изгибе силовое воздействие ориентировано
перпендикулярно к плоскости напластования.
Образованию складок на начальных стадиях и
в этом случае способствует скольжение слоев, но направленное иначе, чем в складках продольного изгиба
Слайд 92Складки поперечного изгиба
1 — направления действующих сил; 2 —
участки растяжения.
При поперечном равномерном изгибе повсеместно будет наблюдаться неодинаковое по
интенсивности растяжение пород(б).
б
а
Слайд 93Складки поперечного изгиба
Если силы, вызывающие образование складок поперечного изгиба,
сосредоточены вдоль определенных линий, возникают сложные деформации, повторяющие те линейные
направления, от которых передаются усилия (а).
Участки с интенсивным растяжением в таких складках могут локализоваться в виде флексур.
б
а
Слайд 94Складки, образующиеся при действии пары сил
Складки, образующиеся при действии
пары сил (сдвиговых деформациях), имеют ряд отличительных черт.
Если пара сил
действует в горизонтальной плоскости, оси складок обычно располагаются кулисообразно под углом 40—50° к активной паре сил.
Если действие сил сосредоточено по разные стороны от линии разрыва, оси складок при приближении к нарушению дугообразно изгибаются в направлении смещения крыльев разрыва.
Слайд 95Складки, образующиеся при действии пары сил
Схема расположения складок, сопровождающих
крупный сдвиг.
Двойная линия — поверхность сдвига; пунктирные линии —
оси складок (план).
Слайд 96Складки, образующиеся при действии пары сил
При расположении пары сил
в вертикальной плоскости и их действии в горизонтальном направлении образуются
наклонные или опрокинутые складки, часто осложненные разрывами.
Слайд 97Складки течения
Складки течения возникают при вязко-пластическом состоянии вещества и
очень большом значении фактора времени.
Для направленного течения необходима разность
давлений в окружающей среде, способная вызвать перемещение из участков с высоким давлением к участкам, в которых давление относительно ниже.
Слайд 98Складки течения
Складки течения обладают особенно неправильными формами с многочисленными
раздувами, утонениями и пережимами слоев.
Слайд 99Складки течения
В верхних слоях земной коры, при невысоких температурах
и давлении, течение свойственно только горным породам, обладающим малой вязкостью:
солям, гипсам, углям, глинам.
При высоких температурах и давлениях высокую пластичность приобретают даже самые крепкие породы, такие как кварциты, аплиты, гнейсы и др. При этом одновременно может происходить и перекристаллизация вещества.
Складки течения, развитые в метаморфических толщах, отличаются небольшими размерами и образуются под воздействием стресса в условиях повышения температуры до сотен градусов и длительного воздействия нагрузок.