Механізм згину шарів в складки

 

Згин шарів у складки являє собою пружнов’язку деформацію. Якщо деформація не супроводжується пластичним зміщенням речовини, відбувається руйнування породи і утворення розривів.

Відмінність у динамічній обстановці утворення складок дозволяє поділити складки на дві групи: складки згину та складки течії (рис 7.16).

Рисунок 7.16 - Типи складок за механізмом утворення: а, г – повздовжнього згину; б, в – поперечного згину; д – течії

 

Складки згину утворюються внаслідок повздовжнього стискування, поперечного згину та дії пари сил.

Повздовжній згин викликається силами, орієнтованими в цілому горизонтально і діючими вздовж шаруватості. При однорідному складі шаруватих товщ ковзання розподіляється по всій масі порід; якщо шари мають відмінні властивості, воно концентрується в найбільш м’яких пластичних шарах (наприклад прошарок аргіліту між шарами пісковиків). Малопластичні шари при цьому можуть розриватися і переміщатися у вигляді окремих блоків (рис. 7.16.г).

Ковзання відбувається на фоні загального переміщення речовин у напрямку, перпендикулярному до дії стискуючих сил, в ділянки з відносно меншим тиском. Таким чином, при утворенні складок повздовжнього згину відбувається загальне стискування порід у напрямку, нормальному до осьових поверхонь складок і подовження вздовж осьової поверхні.

В прямих складках вісь максимального скорочення (с) спрямована горизонтально та перпендикулярно до простягання складок; вісь максимального подовження (а) буде вертикальною, а середня вісь деформації (в) витягнеться за напрямком складки (рис. 7.17).

 

Рисунок 7.17 - Розташування осей деформацій в складці

 

Ширина і висота складок повздовжнього згину зростає із збільшенням товщини шарів та в’язкості порід.

Симетричні складки утворюються в умовах двохстороннього стискування порід однорідного складу. Якщо в розрізі товщі присутні породи з різним ступенем пластичності, можуть виникати більш складні складки з розривами і зміщеннями блоків крихких порід, склепінними відшаруваннями та ін.

Односторонній направлений тиск викликає утворення нахилених та перекинутих складок.

Якщо в нижній частині товщі, яка стискується, породи більш крихкі, ніж у верхній частині, то нахил складок відповідає напрямку діючих сил. Навпаки, при зворотньому співвідношенні порід, нахил складок спрямований в бік, протилежний діючим силам.

У складках поперечного згину силовий вплив здійснюється перпендикулярно до горизонтальної площини. Утворенню складок на початкових стадіях сприяє ковзання шарів, але воно направлене інакше, ніж в складках повздовжнього згину. Речовина буде переміщатися в сторони від ділянок з максимальним радіусом згину в більшій ступені, ніж на ділянках з меншим радіусом. Значний поперечний згин в ділянках перпендикулярних до шаруватості викликає тріщини, а потім і значні розриви із зміщенням; таким чином центральні ділянки таких складок можуть відриватися від крил і занурюватись під дією сили тяжіння. Якщо сили, які викликають утворення складок поперечного згину, зосереджені вздовж певних ліній, виникають особливо складні деформації; вони повторюють в загальних рисах ті лінійні напрямки, вздовж яких передається силовий вплив. Ділянки з інтенсивним розтягуванням можуть локалізуватися у вигляді вузьких смуг, утворюючи флексури.

Складки, які утворюються під дією пари сил (зсувні деформації), мають відмінні риси, в залежності від того, діють вони в горизонтальній чи у вертикальній площині.

У першому випадку осьові лінії складок розташовані кулісоподібно під кутом 40-50⁰ до активної пари сил, займаючи весь простір у інтервалі між діючими силами.

Якщо дія сил зосереджена з різних боків від лінії розриву, осі складок при наближенні до порушення дугоподібно вигинаються в напрямку зміщення розірваних блоків.

У другому випадку, при розташуванні пари сил у вертикальній площині і їх дії в горизонтальному або близькому до нього напрямку, утворюються нахилені чи перекинуті складки, часто ускладнені розривами, осьові поверхні яких перпендикулярні до діючих сил.

При активній дії верхнього вектору нахил і перекидання складок та дія вектору направлені в один бік. Якщо активним є нижній вектор, нахил і перекидання складок відбувається в бік, протилежний дії вектору.

Складки течії виникають в умовах в’язко-пластичної деформації речовини в певних термодинамічних умовах відносно невисоких тисків і температур, складки витікання утворюють породи з малою в’язкістю: солі, гіпси, глини, вапняки, вугілля. При достатньо високих температурах і тисках високої пластичності набувають навіть найміцніші породи з одночасною перекристалізацією речовини: гнейси, кварцити, апліти та ін.

Складки течії володіють особливо неправильними формами з багаточисельними роздувами, потоншеннями та пережимами шарів. Найбільш звичайні умови, за яких виникають складки течії, пов’язані із загальним горизонтальним стискуванням порід. При цьому відбуваються відносно вільне зростання антикліналей догори, а породи з малою в’язкістю переміщаються з крил на ділянки з меншим тиском в ядра складок, де вони утворюють структури течії, іноді дизгармонійні відносно будови основної складки.

Солі, гіпси та глини, переміщаються догори, формують складки витікання в ядрах діапірових структур. В кристалічних породах складки течії утворюються в умовах довготривалого впливу тисків і температур, що приводить до метаморфізму.