2.3 Взаимоотношения разломов и складок
Структуры сжатия
Существует основной вопрос курицы-и-яйца, который возникает при интерпретации складок и надвигов. Обычно наблюдать в складчато-надвиговых поясах (см. дальше по тексту) (соблюдать) крупномасштабные, асимметричные складки, чьи опрокинутые крылья разбиты разломами (рис. 22). Является ли образование разломов следствием складкообразования, или складкообразование - это последствие проявления разломной тектоники?
Рисунок 22
Было возможно разработать и совершенствовать кинематические модели развития складок, которые соотносятся с движениями вдоль разломов. Различные типы модели включали: складки разломов сжатия, складки распространения разломов, складки отделения, и трещинно-надвиговые складки. Теперь, после приблизительно двадцати лет процесса создания таких кинематических моделей, они стали ну очень сложными (но все еще недостаточно правильными!). Имеются модели, которые обращаются к изменениям в углах падениях крыльев, межкрыльевых углах, углах падения плоскостей разломов, зависимостей между градиентами смещения разломов и смещающихся шарниров, изменений толщины слоя, и т.д, и т.д. Была надежда, что различные (тектонические) режимы осадочных формаций могли быть определены на основе различий, которые могли бы - якобы - быть измеренными в данной структуре. К сожалению, умные люди продолжают находить новые параметры, который позволяет им развивать (новые) другие модели, чтобы позволить им интерпретировать их любимые складки как относящиеся к типу X. Хотя начальное побуждение - определять режимы формаций - не может быть выполнено, эти кинематические модели полезны в том, что они снабжают нас гипотезами о том, как эти типы структур формируют и развиваются.
Вот некоторые важные аспекты этих кинематических моделей структур сжатия - (рис. 23):
• (часто принимаемая) наклонно-плоско-наклонная форма надвигов
• угол срезания лежачего блока
• угол между залегающими в виде пластов отложениями, которые срезаны и плоскостью висячего блока
• остаются ли складки по типу параллельными, если измененяется толщина слоя
• является ли смещение разлома постоянным
•
сильный потенциал
для синхронного с деформацией отложения
осадков, и немедленное вовлечение их в
дальнейшую деформацию
Рисунок 23
В недавно выполненных работах, ряд исследователей использовал кинематические модели для вычисления видимое состояние напряжения в полученных в результате структурах. Если выведенные напряжения, как думают, имеют отношение к деформации (например, трещиноватости), то имеется потенциал по использованию таких моделей для помощи в управлении резервуаром. Однако, мы все еще не имеем хороших передовых моделирований, которые основывались бы на надлежащей механике горных пород, так что с любыми такими предсказаниями относительно механического состояния нужно обращаться осторожно. Вероятно наиболее критический недостаток этих усилий заключается в том, что ни одно из них (до настоящего времени) не рассматривало изгибание слоев, или воздействие складкообразования со скольжением при изгибе.
Структуры расширения
В отличие от ситуации со структурами складок/надвигов, значительно меньше внимания уделялось взаимоотношениям разломов/складок в обстановке расширения. Хотя это утверждение истинно, главный пример таких взаимоотношений был известен в течение очень долгого времени: перевернутая антиклиналь (рис. 24). Однако, кинематика таких элементов продолжала изучаться и была понята только недавно.
Рисунок 24
При деформации расширения (растяжения) ориентация большинства разломов направлена под высокими углами к напластованию. Это означает, что любые результирующие складки получены при изгибании, и определенно не при сжатии. До довольно недавнего времени повсеместно полагалось, что складкообразование в ситуациях растяжения не происходит, и что, вместо этого, слои горных пород просто разбиваются разломами. (Полагалось, что слои будут растянутыми, и что результирующее состояние напряжения будет иметь очень низкие величины напряжения, приводя к ситуации, где горные породы были бы очень слабы, и следовательно склонны к разломообразованию. Эта вера была рзрушена при рассмотрении действий целой системы, и особенно для медленных деформаций некоторых тел горных пород). Любое наблюдаемое изгибание залегающих пластами горных пород было отброшено как «тормоз развития». К счастью, добротное научное исследование теперь показывает, что связанное с расширением складкообразование является важным стилем структур, который можно рационально объяснять, используя кинематические подходы, подобные тем, что использовались для обстановки сжатия. Однако всеобъемлющие передовые моделирования для этих структур также еще не доступны.
Некоторыми важными аспектами этих кинематических моделей структур растяжения являются:
• Угол напластования относительно локальной ориентации разломов (много разломов расширения являются ложкообразными)
• Постоянство / изменчивость смещения по разломам
• Присутствие / отсутствие «слабых» тел горных пород, чтобы разрешить перетекание, и связанное с этим отделение перекрывающих слоев
• сильный потенциал для синхронного с деформацией отложения осадков, и немедленное вовлечение их в дальнейшую деформацию