Складчатые и разрывные дислокации пластов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Как в прошлые эпохи, так и в настоящее время земная кора постоянно перемещается под влиянием тех или иных геологических сил. Ее движения можно классифицировать по различным критериям. По своей направленности выделяют вертикальные и горизонтальные движения. Однако это деление весьма условно. Во-первых, потому что многие деформации происходят под тем или иным углом к земной поверхности, во-вторых, горизонтальные и вертикальные движения не постоянны и могут сменять друг друга во времени: сжатие земной коры в горизонтальном направлении приводит к формированию складок и поднятию поверхности, а растяжение ведет к выравниванию и опусканию пород.

По скорости движения разделяют на быстрые и медленные (вековые), протекающие постоянно. Быстрые движения (например, землетрясения) проявляются при воздействии на тектонические структуры значительных по силе, но кратковременных процессов. Горизонтальные движения являются более направленными, т.е. меняют знак за очень длительный период времени. Вертикальные движения наоборот более краткосрочны и часто меняют направление, в связи с чем вполне допустимо выражение - «Земля дышит».

Изначально осадочные породы залегают горизонтально. Именно благодаря многочисленным и разнообразным тектоническим движениям нарушаются их положение и ориентация в пространстве, а исходя из формы их залегания в настоящее время, можно делать выводы о происходящих в прошлые эпохи геологических процессах. Эти нарушения получили название дислокации (или вторичные формы залегания). Все тектонические дислокации принято делить на две большие группы: складчатые (или пликативные) и разрывные (или дизъюнктивные). Главное их различие заключается в том, что в результате складчатых дислокаций происходит смятие пород без нарушения их целостности, а в результате разрывных целостность залегания пород нарушается.

В результате складчатых дислокаций формируются различные структуры. Основными среди них являются синклинали - вогнутые изгибы слоев, и антиклинали - выпуклые изгибы. Однако в связи с многообразием геологических процессов, а также вследствие смятия пород под углом к поверхности нередко бывает трудно выделить каждую из этих структур. Поэтому более верным будет следующий критерий: в ядре антиклинальных складок залегают более древние породы, в ядре синклинальных складок - более молодые. Нередко встречаются и более крупные формы этих структур: антиклинории и синклинории. Также весьма распространены моносинклинали - обширные участки наклонного залегания пород, флексуры - изогнутые складки, соединяющие слои разных уровней. Различают также складки, исходя из формы и соотношения размеров. Длинные вытянутые формы, у которых длина значительно превосходит ширину, называют линейными складками. Если длина превосходит ширину в 2-5 раз, такие складки называют укороченными или брахискладками. Если параметры длины и ширины примерно равны, такие складки называют купола, если они соответствуют антиклинальной форме, и чаши (мульды), если синклинальной. Часто в ядрах куполов обнаруживаются высокопластичные породы - соли, глины и др., поднятие которых из глубины вследствие высоких температур и давления ведет к образованию этого вида складок. Иногда эти породы прорываются сквозь крылья складки и выходят на поверхность. Такие складки принято называть диапировыми складками или просто диапирами.

дислокация земной пласт строительство

Рис. 1. Складчатые дислокации:

1 - моноклиналь, 2 - флексура

Моноклиналь - наиболее простая форма связанных тектонических нарушений в слоистых горных породах, связанная с наклонным залеганием слоев, которые однообразно падают в одном направлении (от 5 и более градусов). Флексура - моноклинальное и горизонтальное залегание слоев нарушается коленообразным изгибом, обусловленным возведением на породы тангенциальных тектонических сил.

Рис. 2. Складчатые дислокации:

1 - антиклиналь, 2 - синклиналь

Тектонические процессы, ведущие к формированию различных видов складок, весьма многообразны. Однако, не детализируя, их можно разделить на три основные группы: первые - направленные перпендикулярно залеганию пород, в результате у которых формируются поперечно-изогнутые складки; вторые - направленные по горизонтали вдоль пласта пород, ведущие к формированию продольно изогнутых складок; третьи - обусловлены движением пластов каменной соли, ангидрита или другой пластичной породы. В результате формируются складки течения разнообразной формы.

Как уже было сказано выше, разрывные дислокации происходят с нарушением целостности залегания слоев пород. Выделяют две основные группы таких нарушений: тектонические трещины и разрывы. Тектонические трещины - нарушения, при которых не наблюдается смещения блоков относительно плоскости нарушения. При тектонических разрывах такие смещения происходят, причем смещаться может как один из блоков, так и оба. Тектонические трещины образуются вследствие воздействия тех или иных сил (сжатия, растяжения, изгиба) на породы различной степени хрупкости. Как правило, они группируются в системы под разными углами, составляя единуютрещиноватость в масштабах всей планеты. Эта трещиноватость подчиняется фигуре вращения Земли. Выделяют 4 основных направления распространения тектонических трещин: широтное, меридиональное, с северо-запада на юго-восток и с северо-востока на юго-запад.

Разрывные дислокации классифицируют в зависимости от направления смещения блоков. Как правило, разрывы происходят не перпендикулярно, а под некоторым углом к поверхности. Исходя из этого блок, под который наклонена плоскость смещения, называют висячим. Противоположный блок принято называть лежачим. Среди разрывов выделяют: сбросы - разрывы, при которых висячий блок опускается ниже лежачего; взбросы - обратная ситуация: висячий блок поднимается над лежачим; сдвиги - смещение одного или двух блоков, находящихся на одной высоте, в противоположные стороны; надвиг - один из случаев взброса, когда оба блока пологие, и угол плоскости разрыва не превышает 450. В таких случаях висячий блок частично перекрывает лежачий. Одной из видов надвигов является шарьяж или тектонический покров, характерный для почти горизонтальных поверхностей. Здесь наблюдается значительное или даже полное перекрытие лежачего блока висячим. Лежачий блок в шарьяже называют автохтон, висячий блок - аллохтон. Шарьяжи интересны и с точки зрения инженерной геологии, т. к. зачастую к ним приурочены месторождения важных полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. Однако как разрабатывать, так и просто обнаружить их весьма затруднительно, вследствие того, что пласты пород, содержащие эти ископаемые, перекрыты сверху пластами, иногда совершенно иными по составу.

Тектонические разрывы могут наблюдаться как одиночно, так и в системе. Выделяют: горсты - относительно поднятые участки, ограниченные двумя сбросами, реже взбросами, и грабены - и грабены, опущенные участки коры, ограниченные сбросами. Эти структуры образуются в результате противоположных по направлению процессов: горсты вследствие сжатия, грабены вследствие растяжения коры. Крупные системы грабенов протяженностью в сотни и тысячи километров составляют рифты. Самые крупные системы рифтов приурочены к срединно-океаническим хребтам, где происходит формирование молодой океанической коры в результате поступления базальтов из мантии Земли. Ярким примером грабена является озеро Байкал. Он представляет собой многоступенчатый грабен, входящий в рифтовую систему молодых грабенов общей протяженностью 2500 км.

Рис. 3. Разрывные типы дислокаций(а - неподвижная часть земной коры, б - подвижная часть)

С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость.Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства - нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей (рис. 4).

Рис. 4. Неблагоприятные (а) и благоприятные (б) условия строительства

Все вышеперечисленные тектонические разрывы можно объединить в одну группу - коровые, поскольку они развиваются только в пределах земной коры. Помимо их выделяют глубинные разломы, охватывающие вместе с корой и верхний слой мантии. Эти разрывы обладают большой протяженностью и разделяют крупные блоки коры с различными тектоническими режимами и историей развития.То есть земная кора находится в постоянном движении, обусловленном различными геологическими процессами. Эти движения происходят в разных направлениях, с разной скоростью и, следовательно, различно проявляют себя как на земной поверхности, так и в толще пластов пород. Благодаря тектоническим движениям вместе с влиянием экзогенных процессов происходило формирование рельефа Земли, как в прошлые геологические эпохи, так и в настоящее время.

Размещено на Allbest.ru