Складчато-разрывные дислокации

Основные процессы складкообразования вызваны эндогенными причинами. Это эндогенная складчатость. Изгибы слоев в верхней части разреза коры, вызванные экзогенными причинами образуют экзогенную складчатость. Разрывные структуры распространены значительно шире складчатых. Они представлены трещинами – разрывами без смещения – диаклазами. Разрывы со смещением (параклазы, или разломы). Они тесно связаны со складчатостью.

Кинематические и динамические условия образования складок отличаются большим разнообразием. В механическом отношении выделяются три типа складок: складки продольного изгиба, складки поперечного изгиба и складки течения. Между двумя последними типами иногда выделяют промежуточный тип – складки скалывания.

Складки продольного изгиба, которые вызываются силами, направленными навстречу друг другу вдоль слоистости, характеризуются интенсивным ростом в направлении, перпендикулярном слоистости. Осевые поверхности таких складок перпендикулярны направлению действия сил. Складки продольного изгиба, возникающие при простом сдвиге, когда к слою приложены силы параллельные слоистости, но направленные в противоположных направлениях, и одна из этих сил действует в кровле слоя, а другая в его подошве, осевые поверхности складок ориентированы под углом к направлению действующих сил.

Складки поперечного изгиба испытывают неодинаковое по интенсивности растяжение. Ось сжатия направлена перпендикулярно слоистости, а удлинения – вдоль слоев.

Складки течения развиваются в пластичных породах. Они характеризуются сложными очертаниями.

Геологические условия образования складок в земной коре весьма разнообразны. Образование складок в осадочных толщах приповерхностной части разреза не сопровождается существенными изменениями состава пород. Эти складки Э. Арган назвал покровными складками. Складки в метаморфических толщах сопровождаются перекристаллизацией пород в условиях высоких температур и давлений. Эта складчатость получила название глубинной.

Среди покровной складчатости наибольшим распространением пользуются складки регионального сжатия, или компрессионные складки. Они возникают под действием горизонтально ориентированного стресса. Эти складки характеризуются отчетливо выраженной линейностью и вергентностью (однообразным по направлению наклоном осевых поверхностей). Среди механизмов образования покровной складчатости выделяются механизмы, связанные с вертикальными движениями внутри подвижного пояса. Первая из моделей связывает складчатость с глубинным диапиризмом (В. В. Белоусов) и увеличением объема пород, вследствие чего они сминаются в складки. В другой модели рассматривается гравитационный механизм, в котором слои под действием силы тяжести сползают с крыльев растущего поднятия и сминаются в складки.

Вторая группа концепций основывается на приоритете горизонтальных движений. Наиболее ранние представления исходят из контракционного сжатия остывающей Земли. Позднее появилась модель о подвиге платформ под геосинклинальные осадки, затягивание этих осадков на глубину нисходящими мантийными течениями (О. Ампферер, Г. Штилле, Э. Краус и др.). Дальнейшим развитием этих представлений стали модели, основанные на тектонике плит. Согласно этим представлениям основными зонами складчатых деформаций являются зоны конвергенции литосферных плит (субдукции и коллизии). Одни складки возникают в глубоководном желобе при формировании аккреционной призмы. Другая геодинамическая обстановка – это обстановка сжатия континентальной окраины под воздействием уходящей под нее зоны субдукции. Важную роль в этом процессе играет пластовый срыв чехла по поверхности фундамента и отдельных частей разреза чехла по наиболее пластичным породам. Слои сминаются в складки, в дальнейшем нагромождаются друг на друга, образуя дуплексы. На поздней стадии орогенеза к этим механизмам добавляется гравитационное сползание пород.

Складчатость общего сжатия на платформах образуется также в результате регионального сжатия, исходящего от складчатых поясов. При этом сжатие передается вдоль компетентных преимущественно карбонатных пород, которые отслаиваются от фундамента и некомпетентных слоев, испытывающих нагнетание в своды растущих антиклиналей. Кроме таких, бескорневых складок, на платформах распространены складки облекания (отраженная, штамповая складчатость), представляющая собой складки поперечного изгиба, вызванные движениями блоков фундамента.

Кроме того, выделяются приразломные складки, образующиеся в чехле над активными разломами; диапировые складки (складки нагнетания), обусловленными нагнетанием пластичных пород (солей, гипсов, глин, углей). Близкую природу имеют складки, связанные с перемещением магмы в земной коре, а также серпентинитовые диапиры, которые могут формировать протрузии.

Складчатость часто сопровождается кливажем, который макроскопически выражен параллельной делимостью горных пород. В современных моделях его связывают с процессами минералогической дифференциации при деформации. Такая дифференциация протекает путем избирательного растворения минералов (кварца, хлорита, кальцита и др.) под давлением. Остаточная концентрация слабо растворимых минералов образует кливажные швы, которые разделяют микролитоны – пластины и линзы исходной породы. Кливаж всегда формируется в парагенезе с минеральными жилами растяжения, бороздами нарастания, тенями давления. Среди разновидностей кливажа выделяют межзерновой (дизъюнктивный) кливаж, который развит в слабо измененных обломочных породах, и кливаж плойчатости (грануляционный кливаж), распространенный в метаморфических породах и аргиллитах. Выделяется также послойный кливаж, образующийся до складчатости в процессе катагенеза. При однородном изгибе слоев со сплющиванием, скольжением вдоль кливажных швов, возникает веерообразный и обратный веерообразный кливаж. Если происходит скольжение по границам слоев, формируются различные типы преломляющегося кливажа. Если главным механизмом является сплющивание и скольжение по кливажу без изгиба, образуется главный (параллельный) кливаж. При скольжении частей породы по секущему слоистость кливажу могут формироваться складки скалывания (кливажные складки). В процессе метаморфизма и перекристаллизации возникают различные типы сланцеватости, макроскопически почти не отличимые от кливажа.

Глубинная (синметаморфическая) складчатость – это складчатость течения, возникающая в условиях высоких температур и давлений. Складчатость вертикального течения возникает при воздействии усилий, близких к горизонтальным. Складчатость горизонтального течения образуются под влиянием стресса в вертикальном направлении.

Гранитогнейсовые купола и валы – это особый вид синметаморфической складчатости. Они представляют собой крупные (десятки и сотни километров в поперечнике) пологие поднятия, сложенные гранитогнейсами. В их ядрах распространены анатектические граниты, а по периферии – метаморфические сланцы убывающей степени метаморфизма. Сланцы часто отделены от гранитогнейсового ядра первичным несогласием. Такие купола получили название окаймленных куполов. На контакте оболочки и ядра встречается конгломерат с галькой гранитогнейсов и гранитов из ядра и, вместе с тем, гранитоиды могут прорывать образования оболочки («эффект Седергольма»). Объясняется это тем, что породы ядра первично представляли фундамент, а оболочка чехол, но затем подверглись ремобилизации – повторному разогреву с переходом в пластичное и расплавленное состояние. Образование куполов обязано инверсии плотностей. Слагающие их ядро гранитогнейсы и граниты обладают меньшей плотностью, чем вмещающие метаморфические породы и всплывают, когда метаморфизм достигает амфиболитовой фации. При этом метаморфиты их крыльев оказываются смятыми в мелкие сжатые складки с вергентностью, направленной к ядру купола.

Экзогенная складчатость представлена подводно-оползневыми складками (характерными для флишевых толщ), складками осадочного облекания неровностей эрозионного рельефа, складками уплотнения, образующимися при неравномерном уплотнении осадка в диагенезе, складками разбухания, возникающими в зоне гипергенеза, в частности за счет гидратации ангидрита и перехода его в гипс, складки оседания, образующиеся в процессе карстования пород. Выделяются также складки, относящиеся к гляциодислокациям и криотурбациям.