Визначення напрямку переміщення блоків скидів

 

Для визначення напрямку переміщення блоків слід розрізняти переміщення відносне і абсолютне. Для визначення напрямку абсолютного переміщення встановлюють зміщення кожного блоку відносно горизонту. Переважно достатньо мати дані про відносне переміщення, тобто знати напрямок зміщення одного блоку відносно другого. З цією метою можна скористатися дзеркалами і борознами ковзання, які розташовуються окремими групами, об’єднаними спільною поверхнею відриву. Якщо провести рукою по дзеркалу ковзання вздовж борозн, то в одному напрямку пальці будуть ковзати і не зустрінуть опору, а у зворотньому напрямку ковзання пальців буде ускладнене, оскільки поверхні відриву перешкоджають ковзанню. Напрямок вільного ковзання руки співпадає із зміщенням примикаючого блоку.

Для визначення напрямку руху блоків велике значення мають згини шарів поблизу поверхні зміщувача; шари вигинаються в напрямку зміщення блоків.

При визначенні відносного переміщення блоків вздовж поверхні розриву необхідно порівняти вік порід, які відслонюються на поверхні вздовж зміщувача. Припіднятим блоком буде той, на якому відслонюються відносно більш давні породи; в опущеному блоці на поверхні відслонюються більш молоді породи.

 

Визначення віку скидів

 

Встановлення віку розривних порушень являє собою складну задачу, оскільки треба при цьому враховувати багато факторів. Основною ознакою, яка дозволяє визначити вік порушення, є вік порід, через які це порушення проходить. Велике значення мають дані про час формування складчастості в певному районі, час прояву інтенсивних вертикальних рухів, інтрузивний магматизм та вулканізм, крім того велике значення має належність порушення до типу конседиментаційних чи постседиментаційних.

Для визначення віку конседиментаційного порушення слід детально вивчити історію геологічного розвитку території, відновити тектонічні рухи, зробити фаціальний аналіз та ін.

Якщо розривне порушення є постседиментаційним, його вік визначають у відповідності до віку порушених порід і віку порід, які перекривають розрив. Таким чином, слід керуватися таким правилом: те, що перетинає, молодше від того, що перетинається. Якщо розрив прослідковується тільки в одній ділянці складки (наприклад в склепінні антиклінальної складки, де відслонюються найбільш давні породи), треба мати на увазі, що порушення розвиває складку в цілому, отже, утворилось після її формування.

Таким чином, цей розрив молодший від наймолодшого шару, який бере участь в її будові.

 

Підкиди

 

Підкидами називаються порушення, в яких поверхня розриву нахилена в бік розташування припіднятих порід (рис.8.12).

 

Рисунок 8.12 - Підкид в розрізі (а) і в плані (б)

 

У скидах розрізняють такі елементи: опущений або лежачий блок (Б), припіднятий або висячий блок (А), зміщувач (В), кут нахилу зміщувача (a), амплітуда переміщення вздовж зміщувача (а₁-б₁), вертикальна амплітуда (а₁-б₃), горизонтальна амплітуда (б₁-б₂), стратиграфічна амплітуда (а₁-б₁), вертикальний відхід (а₁-б₃), горизонтальний відхід (б₁-а₂).

Вважається, що при підкиді маси гірських порід переміщаються уверх за повстанням зміщувача. Підкид супроводжується (і переважно викликається) скороченням (стискуванням) ділянки земної кори.

При бурінні свердловин, які перетинають підкид, встановлюється збільшений розріз з повторюванням окремих шарів (рис 8.13).

 

 

Рисунок 8.13 - Перетин підкиду буровою свердловиною

º Класифікація підкидів

 

Класифікація підкидів майже співпадає з класифікацією скидів. Їх розрізняють за такими ознаками: за кутом падіння зміщувача, за співвідношенням до простягання порушених порід, за співвідношенням нахилу порід і зміщувача, за напрямком переміщення блоків, за взаємним розташуванням в плані, за часом утворення.

За кутом нахилу зміщувача виділяють підкиди:

- похилі, з кутом нахилу до 30º;

- круті, з кутом нахилу 30-80º;

- вертикальні, з кутом нахилу більше 80º.За відношенням до простягання порушених порід виділяють повздовжні, косі або діагональні та поперечні підкиди.

За відношенням до нахилу порід і зміщувача (у вертикальних розрізах) виділяють узгоджені і неузгоджені підкиди (рис. 8.14).

 

 

Рисунок 8.14 - Узгоджений (а) і неузгоджений (б) підкиди у вертикальному розрізі

 

В узгоджених підкидах нахил порід і зміщувача направлені в один бік, а в неузгоджених – породи і зміщувач нахилені в протилежні боки.

За напрямком переміщення блоків виділяють три типи підкидів: прямі, обернені і шарнірні. В прямих підкидах висяче крило переміщається догори, в обернених – лежаче крило переміщається донизу, в шарнірних – крила обернені навколо осі, яка знаходиться на одному з кінців розриву.

За взаємним розташуванням в плані розрізняють сходинчасті, радіальні і перисті підкиди.

Зміщувач підкидів має ті самі характерні риси, що й зміщувач скидів; напрямок руху за зміщувачем, амплітуда і вік підкидів визначаються так само як і скидів. Разом з тим, на відміну від скидів, тектонічні брекчії зміщувачів підкидів мають меншу товщину і значно сильніше розтерті (до стану мілонітів).

За часом утворення підкиди поділяються на конседиментаційні і постседиментаційні. В перших переміщення блоків відбулось одночасно з осадконакопиченням, тому в опущеному блоці товщина порід більша, ніж на припіднятому. Постседиментаційні підкиди розвиваються після утворення порід і не мають відмінностей товщин і фацій у різних блоках.

 

Походження підкидів

 

Будова підкидів характеризується перекриттям одного блоку іншим, що вказує на обстановку загального стискування. Це викликається горизонтальним тектонічним тиском, який часто перевищує межі міцності порід.

Розвиваються підкиди головним чином в районах з лінійною складчастістю і при горизонтально орієнтованих напругах вхрест простягання осьових ліній складок або під певним кутом до них. Оскільки з глибиною сила тяжіння збільшується, а відповідно зростає вертикальна напруга, горизонтальний тиск тут поступово зменшується. Це приводить до того, що підкиди розвиваються переважно поблизу земної поверхні.

 

Системи скидів і підкидів

Часто на обширних територіях скиди і підкиди розвиваються групами. Виділяють сходинчасті скиди і підкиди, грабени і горсти.

Сходинчасті скиди і підкиди характеризуються переміщенням блоків гірських порід в одному напрямку вздовж системи паралельних або майже паралельних поверхонь розривів (рис. 8.15).

 

Рисунок 8.15 - Сходинчасті скиди (а) і підкиди (б)

Грабени

 

Грабени являють собою лінійні структури, утворені скидама чи пікидами, центральні ділянки яких занурені. Внаслідок денудації в центральній (зануреній) ділянці опиняються більш молоді породи ніж на припіднятих блоках (рис. 8.16).

У будові грабенів можуть брати участь скидо-зсуви і підкидо-зсуви. Розрізняють прості і складні грабени. Прості грабени утворені двома-трьома скидами або підкидами; в складних грабенах занурення центральної ділянки відбувається сходинчасто вздовж розривних порушень.

 

Рисунок 8.16 - Схема грабенів в розрізах

а – простого, утвореного двома скидами;б - простого, утвореного двома підкидами;в – складного, утвореного скидами;г – складного, утвореного підкидами

 

За часом утворення виділяють накладені грабени і грабени, які сформувались паралельно з осадконакопиченням.

Накладені грабени розвиваються в раніше утворених товщах гірських порід, часто зім’ятих в складки і прорваних інтрузивами. Товщини порід в центральних і периферійних блоках однакові; при цьому не змінюються фації та склад порід. Амплітуди зміщення сягають сотень метрів, а протяжність за простяганням досягає багатьох кілометрів. Іноді накладені грабени розвиваються в ділянках розтягування порід в склепіннях куполоподібних складок і в замках антикліналей.

Грабени, які формувались паралельно з осадконакопиченням, мають більш складну будову. В центральних частинах накопичуються потужні товщі гірських порід, які повністю відсутні або мають незначні товщини в периферійних ділянках. Древні породи, які відслонюються на припіднятих блоках, часто служать джерелом зносу уламкового матеріалу, який накопичується в центральних занурених ділянках. Грабени, які формуються паралельно з осадконакопиченням, розвиваються упродовж довгого часу і проявляють активність на протязі десятків мільйонів років.

У земній корі розвинуті грабени довжиною до сотень кілометрів, які своїми коренями досягають нижніх зон земної кори та мантії, такі структури називають рифтами.

 

Горсти

До горстів відносяться лінійні структури, утворені скидами, підкидами, скидо-зсувами і підкидо-зсувами, центральні ділянки яких припідняті відносно периферійних. За рахунок денудації в центральних ділянках горстів вскриваються більш давні породи, ніж в крайових частинах. Розрізняють прості і складні горсти (рис. 8.17).

 Прості горсти утворюються двома-трьома скидами або підкидами; в складних горстах бере участь більша кількість розривів.

Горсти можуть розвиватися як після осадконакопичення, накладаючись на вже сформовані структури, так і одночасно з осадконакопиченням. В останньому випадку утворення осадків відбувається в крайових ділянках за рахунок руйнації і розмиву припіднятих центральних ділянок горсту.

 

 

Рисунок 8.17 - Схема горстів у розрізах

 

Найбільш розповсюджені горсти з відносно невеликими лінійними розмірами – від одиниць до десятків кілометрів при ширині в сотні метрів. Часто горсти формуються одночасно з грабенами при рифтогенезі.

Крім паралельного розташування ліній розривів, спостерігаються радіальні, кільцеві, розгалужені та перисті розриви скидового і підкидового характеру, які в цілому являють собою горсти та грабени.

 

Зсуви

 

Зсувами називають розриви, зміщення вздовж яких відбувається в горизонтальному напрямку – за простяганням зміщувача (рис. 8.18).

Рисунок 8.18 - Зсуви: а - крутий; б - похилий; в - горизонтальний

 

У зсувах розрізняють блоки (крила), зміщувач, кут нахилу зміщувача і амплітуду зміщення.

За кутом нахилу зміщувача зсуви поділяються на горизонтальні (кут нахилу від 0⁰до 10⁰), похилі (кут нахилу від 10⁰ до 45⁰), круті (кут нахилу від 45⁰ до 80⁰), вертикальні (кут нахилу зміщувача від 80⁰ до 90⁰).

По відношенню до простягання порушених порід зсуви можуть бути повздовжніми, діагональними (косими) та поперечними; крім того зсуви можуть бути узгодженими і неузгодженими (за аналогією із зсувами).

За відносним положенням блоків у плані розрізняють праві і ліві зсуви: праві – якщо переміщення блоків відбувається за годинниковою стрілкою, і ліві – якщо переміщення відбувається проти годинникової стрілки.

Напрямок переміщення блоків в зсувах може бути встановлений за борознами ковзання, які на поверхні зміщувача мають горизонтальне положення. Зсуви, зображені на картах, відрізняються від скидів і підкидів за структурними особливостями порушених шарів.

У зсувах при переміщенні блоків в положення, яке вони займали до виникнення розриву, кінці розірваних структур сходяться і структура відновлюється як ціла (рис. 8.19). У скидах і підкидах геологічна будова блоків на поверхні зазвичай різко відмінна, тому переміщення їх вздовж зміщувача в горизонтальному напрямку не може відновити форму структури, яка існувала до розриву.

 

Рисунок 8.19 - Зсув (а) і скид (б) в плані

Часто зміщення блоків в розривах відбувається не строго вертикально і не в горизонтальному напрямку, а навскіс по відношенню до горизонту. В цьому випадку в розривах проявляються як зсувна, так і скидова або підкидова складові і розриви називаються скидо-зсувами або підкидо-зсувами.

Зсуви являють собою найбільш розповсюджену групу розривних порушень у земній корі, які утворюються внаслідок впливу на гірські породи протилежно направлених сил (пари сил). Зсуви проявляють себе як на невеликих ділянках територій, так і в межах структур регіонального плану, простягаючись на тисячі кілометрів.

Розсуви

 

Розсуви це розриви, в яких переміщення блоків відбувається перпендикулярно до поверхні відриву. При розсуві збільшується порожнина між блоками, тому розсуви частіше, ніж інші види розривів, заповнені гірськими породами та мінералами пізнішої генерації. З ними пов’язані поодинокі крупні вертикальні дайки, які заповнюють зміщувачі розсувів, а також лінійні дайкові пояси.

 

Насуви

Розглянуті вище розривні порушення характеризуються крихким відривом або в’язкою руйнацією гірських порід без помітних попередніх пластичних деформацій або супроводжуються незначними пластичними деформаціями. Навпаки, досить широко розповсюджені насуви виникають і розвиваються паралельно з утворенням складок.

Власне насувом слід називати порушення підкидового типу з похилим (до 60⁰) зміщувачем, утворені одночасно із складчастістю, тобто при стискуванні земної кори. Головні морфологічні та генетичні ознаки насувів такі: нахил зміщувача в бік піднятого блоку, невеликий кут нахилу зміщувача; більш значне, ніж у підкидах, горизонтальне переміщення, коли перекриття перевищує горизонтальну амплітуду; хвиляста та дугоподібна поверхня переміщення (рис. 8.20); зв’язок із складкоутворенням під дією горизонтального стискування земної кори і виникаючих при цьому сколюючих напруг або з явищами гравітації; можливо також, що насуви мають менш глибоке ніж підкиди закладання в земній корі.

 

 

Рисунок 8.20 - Насув у розрізі.

 

Стрілки вказують напрямки рухів блоків; с₁- вертикальна і с₂- горизонтальна амплітуди переміщення блоків

Насуви відбуваються або при розриві нахилених складок, в процесі їх розвитку, або самі викликають складчастість. В обох випадках зміщувач вигинається, хоча спочатку він міг бути плоским. Частина насувів типу тектонічних покривів утворюється під дією сили тяжіння (гравітаційні насуви, які безпосередньо можуть бути не пов’язані із складчастістю).

Насув має ті самі елементи, що й підкид, тільки до назв блоків додається ще: насунутий (висячий) і піднасунутий (лежачий) блоки.

За кутом нахилу поверхні розриву виділяють насуви: круті – з кутом нахилу поверхні більше 45⁰, похилі з кутом нахилу поверхні менше 45⁰, горизонтальні – з приблизно горизонтальним розташуванням поверхні і пірнаючі з вигнутою поверхнею розриву.

У плані насуви мають просторовий зв’язок з окремими складками. Вони розвиваються вздовж осьових ліній складок або на їх крилах паралельно осьовим лініям і виклинюються при виположуванні складок. Насуви виникають в ділянках, де складки сильно стиснуті або перекинуті; часто окремі насуви об’єднуються охоплюючи дві чи більше складок. В складчастих комплексах, перекинутих в один бік, часто розвиваються паралельні насуви, які надають загальній структурі лускувату будову (звідси назва – лускуваті насуви).

Насуви пов’язані із сколюванням і, як правило, утворюються внаслідок безпосередньої дії горизонтальних тектонічних рухів у відносно пластичних породах. Тому більшість їх формується паралельно з розвитком молодої складчастості, вздовж поверхонь сколювання при пластичній деформації порід.

 

Покриви (шар’яжі)

 

Тектонічний покрив або шар’яж – це насув з великим перекриттям, яке вимірюється іноді десятками кілометрів, з дуже похилою і звичайно хвилястою поверхнею переміщення. У шар’яжів переміщується тільки висячий блок, який на великій площі вкриває більш молоді породи нерухомого лежачого.

В покривних структурах виділяють наступні морфологічні елементи (рис. 8.21): переміщені маси (висячий блок) – алохтон; основа, по якій відбувається переміщення (лежачий блок) – автохтон; поверхня, що відокремлює алохтон від автохтону, називається поверхнею зриву або волочіння; передня частина структури алохтону називається лобовою або фронтальною.

 

 

Рисунок 8.21 - Схема будови покриву

І – автохтон; ІІ – алохтон; а-а’ – поверхня переміщення; б - насуви

 

Область, звідки починається переміщення покриву, називається корінням. При знищенні денудацією окремих частин покриву в тілі алохтону утворюються тектонічні вікна автохтону; ділянки покриву, що залишилися після розмиву на автохтоні, називаються тектонічними останцями або кліпенами.

Покриви мають амплітуду переміщення від 10-20 км до 50 км. Причини і механізм таких переміщень пов’язані з формуванням складчастості при геосинклінальному режимі. Деякі шар’яжі формуються гравітаційним шляхом; у таких випадках причиною може бути вертикальне підняття крупних блоків земної кори.

В покривних структурах розвиваються нахилені, перекинуті, лежачі і пірнаючі складки, широко розвиваються насуви, які розбивають тіло алохтону на окремі луски. Осьові лінії складок і розривні порушення орієнтовані перпендикулярно до напрямку переміщення покриву; нахилені осьові поверхні та зміщувачі переважно назустріч напрямку переміщення.

Класичною областю розвитку покривів є Альпи, де ці структури були вперше вивчені. Крім цього вони широко розповсюджені в інших складчастих областях, в тому числі в Карпатах, на Кавказі, на Уралі та інших місцях.

 

Глибинні розломи

Глибинні розломи – це розривні порушення протяжністю в сотні і тисячі кілометрів, корені яких сягають мантії; розвиваються вони упродовж тривалого часу (на протязі декількох періодів, інколи декількох ер). Розломи служать граничними структурами між крупними рухомими блоками земної кори, наприклад між складчастими спорудами і прилягаючими платформами, або обмежують міжгірські депресії. Вони властиві геосинклінальним областям і супроводжують їх розвиток на всіх етапах, а потім переходять у структури фундаменту платформ (“поховані” або “сліпі” глибинні розломи). У першому випадку переважають розломи підкидо-насувного типу і в меншій ступені зсувного. Нахилене переміщення “висячих блоків” розломів зумовлює їх інтенсивне дроблення, розчленування на пластини та клиноподібні блоки, що володіють високою рухомістю, в яких виникають дрібні стиснуті складки, сланцюватість, кліваж.

Глибинні розломи фундаменту платформ (переважно скидового типу) безпосередньо не розповсюджуються на осадки чохла, але в останніх над розломами формуються флексури, платформенні складки, тектонічні уступи, відмежовуючі ділянки із стрибкоподібно зміненими фаціями, формаціями і товщинами осадових порід.

Глибинні розломи служать каналами, які пов’язують мантію з земною корою, до них тяжіють очаги землетрусів, інтрузії гранітоїдів, вулканічні центри, пояси основних і ультраосновних інтрузій,, зони інтенсивного метаморфізму та підвищеної гідротермальної мінливості порід. З ними пов’язані виходи на поверхню підземних вод, часто нафти і газу, родовищ ендогенних корисних копалин.

Глибинним розломам відводиться велика роль у формуванні структур земної кори в зонах і поясах стискування. На поверхні і в верхній зоні земної кори вони виражені не поодинокими порушеннями, а розривними зонами в десятки кілометрів.

 

Контрольні запитання

 

1 Що таке розриви із зміщенням і розриви без зміщення?

2 Дайте геометричну класифікацію тріщин.

3 Наведіть генетичні типи тріщин?

4 Вкажіть морфологічні та генетичні розбіжності тріщин відриву і сколювання.

5 Види кліважу і причини його виникнення.

6 Методи вивчення тріщин.

7 Значення тріщинуватості в утворенні ряду родовищ корисних копалин, зокрема нафти і газу.

8 Класифікація розривів із зміщенням.

9 Морфологічна класифікація розривів із зміщенням.

10 Кінематична класифікація розривів із зміщенням.

11 Характеристика скидів і їк класифікації.

12 Характеристика підкидів і їх класифікації.

13 Чим відрізняються скиди від підкидів за часом і умовами утворення?

14 Які види амплітуд зміщення виділяють у скидах і підкидах?

15 Що таке горсти і грабени?

16 Системи скидів, підкидів, горстів і грабенів.

17 Дайте характеристику зсувів і розсувів.

18 Що таке насув, елементи насуву, типи і умови утворення.

15 Покриви, їх елементи і умови утворення.

16 Чим відрізняються покриви від інших типів розривів із зміщенням?

17 Як визначається вид розривних порушень?

18 Значення розривів із зміщенням у формуванні родовищ корисних копалин, зокрема покладів нафти і газу.