§ 33. Механизм и условия образования складок и складчатости

Образование простых и сложных складчатых дислокаций яв­ляется отражением, во-первых, единого процесса развития сло­истой структуры земной коры в ходе распределения вещества коры под воздействием гравитационного поля планеты и, во-вто­рых, общего процесса постоянных перемещений вещества осадоч­ной оболочки, а также изменения его состава и внутренней струк­туры, выражающихся при складчатости в пластическом течении вещества и связанных с любым реаль­ным механизмом деформации слоис­той структуры под влиянием текто­нических движений и различных нарушений гравитационного равно­весия.

Рис. 65. Механизм образования складок и их главнейшие типы и разновидности.

а - положение слоев до складчатости; б - складка изгиба со скольжением нерасслоенная; в - складка изгиба с первично полым отслоением в замке; г - складка изгиба с послойным течением; д - блокированная складка; е - купольная (диапировая) складка; ж - складка скалывания; е - гравитационная складка (складка течения); сплошные стрелки - направления максимальных напряжений; пунктир - дополнительные напря­жения. По Г. д. Ажгирею и В. И. Смирнову, с изменениями

В результате, с одной стороны, механическим путем образуются

многочисленные и чрезвычайно разнообразные складки изгиба (см. рис. 9, 59 и рис. 65, б-д), а с другой - в отдельных пластич­ных слоях или свитах происходит только отток материала из одних мест и перемещение его в другие. Подобная миграция мате­риала усложняет форму складок изгиба и становится главной при­чиной возникновения других форм складчатости: диапировой (см. рис. 59, 65, е), гребневидной, гравитационной (рис. 63, 65, з), относящихся, согласно В. В. Белоусову, к кинематическому типу складчатости нагнетания (гравитационные складки - частично).

Механический процесс изгибания слоев в складку может идти путем их продольного изгиба и путем поперечного изгиба (см. рис. 9). При первом из них, являющемся более распространенным спосо­бом складчатых деформаций, слои изгибаются под действием сжа­тия, вызываемого, как правило, горизонтальными силами. Однако по закону деформации тела при горизонтальном сжатии про­является и вертикальная сила, хотя и относительно слабая, соот­ветствующая длинной оси (оси растяжения) эллипсоида деформа­ций (см. рис. 6 и 66). В случае же поперечного изгиба силы ориен­тированы нормально (перпендикулярно) к плоскости слоев (т. е. большей частью вертикально), но обязательно должна действовать пара сил (см. рис. 9). Таким путем формируются верхние (над­инъективные) части диапировых, или купольных складок (см. рис. 65, е) и глыбовые (или отраженные) складки (рис. 67), связан­ные преимущественно с вертикальными движениями по разрывам (глубинным разломам) блоков фундамента.

Рис. 66. Ориентировка осей деформации в складчатом комплексе. По Г. Д. Ажгирею

Рис. 67. Глыбовые складки.

а – Доно-Медведицкий вал (по И.В. Лучицкому); б – схема конседиментационной глыбовой складки по В.В.Белоусову).

1 – фундамент; 2-5 – породы платформенного чехла; на обоих рисунках вертикальные масштабы преувеличены

Складки продольного изгиба в кинематическом отношении подразделяют на четыре типа: 1) складки изгиба со скольжением, среди которых различают: а) не расслоенные, когда смежные, большей частью жесткие (рис. 65, б), а ино­гда жесткие и промежуточный полужесткий (см. рис. 59, 10) слои остаются пло­тно прижатыми, и б) с первичным полым отслоением в замках (рис. 65, в); по­лость в них сразу же или в дальнейшем заполняется магмой или другим минераль­ным веществом, нередко рудным (рис. 68 и 69);

2) блокированные складки (рис. 65, д; 59, 11-13), т. е. скрепленные по краям в период смятия слоистой толщи И тоже имеющие между внутренними слоями полости; 3) складки изгиба с послойным течением (рис. 65, г) материала в слое пластичной породы, заключен­ном между двумя жесткими пластами, который обычно оттекает с крыльев к зам­кам; 4) складки скалывания (рис. 65, ж; 59, 16; 70), образующиеся в результате смещения горных пород вдоль сближенных трещин.

Рис. 68. Разрез антнклиналь­ной складки изгиба и отслое­ния. По Силлвелу. Черное ­золоторудные седловидные жилы.

На крыльях складок почти всегда появляются трещины отрыва и скалывания (см. рис. 9), нередко заполненные рудным веществом. Характер этих вторичных деформаций в большой степени зависит от порядка сочетаний сминающихся слоев с различной степенью пластичности (см. рис. 69).

Рис. 69. Характер вторичных деформаций в складчатой структуре при смятии разнородных слоев (а-е). По А. В. Королеву и П. А. Шехтману.

х - хрупкий (жесткий). n - пластичный. н - несущий (полухрупкий, обладающий способностью быстро залечивать образующиеся при изгибании трещины)

Рис. 70. Изоклинальная складка скалывания, деформирующая пачку железорудных прослоев. По Н.П. Семененко

Литологический состав пород и общая тектоническая обста­новка, в которой происходит складкообразование, определяют направленность и характер деформаций пород. От этих факторов особенно от механических свойств пород зависит соотношение мощностей слоев в складке, меняющееся в процессе складкообразования *. По этому признаку различают складки: концентрические, подобные, а также с уто­ненными слоями в сводах и с увели­ченной мощностью слоев в мульдах. Первые два типа характерны для складчатости общего смятия в геосин­клинальных областях. У концентрических, или параллельных складок мощ­ность на крыльях и в замках сохра­няется одинаковой (рис. 59, 8). В на­правлении от сводов и мульд к ядрам складок углы перегиба слоев посте­пенно уменьшаются (радиус кривизны изменяется) и внутренние слои пред­ставляют собой уже более острые складки; образуются они в толщах со сходными механическими свойствами слоев. У более широко рас­пространенных подобных складок, образующихся в толщах, где слои обладают различной степенью пластичности, мощности в замках увеличены (рис. 59, 9) в результате оттока пластичного материала с крыльев к замкам. Различия мощности в замках и на крыльях обычно незначительны и по­добные складки выглядят как параллельные. Следующие два типа складок: с утоненными слоями в замках (рис. 65, е; 73) и с утол­щенными слоями в мульдах (рис. 75) представлены преимуще­ственно платформенными структурами (соляными куполами и компенсационными синклиналями).

В зависимости от тектонической и палеогеографической обста­новки и ее изменения во времени формируется два вида складча­тости, названные по предложению С. С. Шульца конседимента­ционной и постседиментационной. Оба вида могут развиваться как в геосинклинальных, так и в платформенных условиях.

Конседиментационные складки образуются одновременно с от­ложением осадков (лат. «кон» - СО, с; «седиментум» - осадок) и их диагенезом. Характерными признаками таких складок яв­ляются: меньшая мощность слоев на сводах или большая в мульдах по сравнению с крыльями; несоответствие крутизны крыльев и их разные поперечные размеры; изменение фаций отло­жений на сводах антиклиналей (рис. 67, б) и в мульдах синклина­лей (рис. 75). Рост конседиментационных складок может происходить в любой тектонической обстановке, но больше они свой­ственны складчатости платформ и предгорных прогибов.

Постседиментационные складки (лат. «пост» - после) форми­руются после отложения и диагенеза осадков и в общем сохраняют параллельность слоев и другие признаки первичной слоистости. Однако и в них может меняться мощность и частично состав слоев от крыльев к замкам. Когда процесс складчатости протекает на больших глубинах, породы осадочного комплекса в большей или меньшей степени (в зависимости от глубины и интенсивности складкообразования) метаморфизуются.

Постседиментационные складки образуются преимущественно в геосинклинальных условиях. Они составляют основную массу складок земной коры.