Складка (геология)

редактировать
Складки чередующихся слоев известняка и кремня встречаются в Греции. Первоначально известняк и кремни откладывались плоскими слоями на дне глубоководного морского бассейна. Эти складки были созданы альпийской деформацией.

В структурной геологии складка представляет собой набор изначально плоских поверхностей, таких как осадочные пласты, изогнутые или искривленные при остаточной деформации. Складки в породах различаются по размеру от микроскопических извилин до складок размером с горы. Они встречаются как отдельные изолированные складки или периодические наборы (известные как последовательности складок). Синседиментарные складки образуются во время осадочного отложения.

Складки образуются при различных условиях напряжения, порового давления и градиента температуры, о чем свидетельствует их присутствие в мягких отложениях, полный спектр метаморфических пород и даже в качестве первичных структур потоков в некоторых магматических породах. Набор складок, распределенных в региональном масштабе, образует складчатый пояс, общий признак орогенных зон. Складки обычно образуются в результате укорачивания существующих слоев, но могут также образовываться в результате смещения неплоского разлома (складка изгиба разлома) на вершине распространяющегося разлома (складка распространения разлома), за счет дифференциального уплотнения или из-за воздействия высокоуровневого опасного вторжения, например над лакколитом.

складки полосы перегиба в пермском периоде штата Нью-Мексико, США бассейн Рейнбоу синклиналь в формации Барстоу около Барстоу, Калифорния

Содержание

  • 1 Терминология сгиба
  • 2 Описательные элементы
    • 2.1 Размер сгиба
    • 2.2 Форма сгиба
    • 2.3 Плотность сгиба
    • 2.4 Симметрия сгиба
    • 2.5 Обращение и сближение
    • 2,6 Классы стилей деформации
  • 3 Типы складок
  • 4 Причины складывания
    • 4.1 Параллельное многослойное укорачивание
    • 4.2 Сгибание, связанное с ошибками
      • 4.2.1 Сгибание с изгибом при неисправности
      • 4.2.2 Распространение неисправности складывание
      • 4.2.3 Отрывное складывание
    • 4.3 Складывание в зонах сдвига
    • 4.4 Складывание в отложениях
    • 4.5 Магматическое проникновение
    • 4.6 Складывание потоком
  • 5 Механизмы складывания
    • 5.1 Проскальзывание при изгибе
    • 5.2 Изгиб
    • 5.3 Массовое перемещение
  • 6 Механика складывания
  • 7 Экономическое значение
    • 7.1 Горнодобывающая промышленность
    • 7.2 Нефтяная промышленность
  • 8 См. Также
  • 9 Примечания
  • 10 Далее чтение

Терминология складывания

Трехмерная модель эскиза сгиба

Петля складывания Линия, соединяющая точки максимальной кривизны на изогнутой поверхности. Эта линия может быть как прямой, так и изогнутой. Термин «линия петли» также использовался для этой особенности.

Поверхность складки, если смотреть перпендикулярно направлению ее укорачивания, можно разделить на части петли и конечностей, конечности - это боковые стороны складки, а зона петли - где конечности сходятся. В зоне шарнира находится точка шарнира, которая является точкой минимального радиуса кривизны (максимальной кривизны) складки. Гребень складки представляет наивысшую точку поверхности сгиба, тогда как впадина является самой низкой точкой. точка перегиба складки - это точка на отгибе, в которой вогнутость меняется на противоположную; на обычных сгибах это средняя точка отгиба..

Боковая поверхность и шарнир

Осевая поверхность определяется как плоскость, соединяющая все линии шарниров уложенных друг на друга сложенных поверхностей. Если осевая поверхность плоская, то она называется осевой плоскостью и может быть описана в терминах простирания и падения.

Складки могут иметь ось изгиба. Ось сгиба «является самым близким приближением к прямой линии, которая при перемещении параллельно самой себе создает форму сгиба». (Дэвис и Рейнольдс, 1996 г. после Доната и Паркера, 1964 г.; Рамзи 1967 г.). Складка, которая может быть образована осью складки, называется цилиндрической складкой. Этот термин был расширен и теперь включает складки, близкие к цилиндрической. Часто ось сгиба совпадает с линией шарнира.

Описательные особенности

Размер сгиба

Незначительные складки довольно часто видны на обнажении; крупные складки встречаются редко, за исключением более засушливых стран. Однако второстепенные складки часто могут дать ключ к основным складкам, с которыми они связаны. Они отражают ту же форму и стиль, направление, в котором лежат смыкания основных складок, а их расщепление указывает положение осевых плоскостей основных складок и направление их переворачивания

Форма складки

Шевронные складки, Ирландия

Складка может иметь форму шеврона, с плоскими конечностями, пересекающимися на угловой оси, в виде острия с изогнутыми конечностями, как круглая с изогнутой осью, или в виде эллипса с неравной длиной волны.

Плотность сгиба

Углы между конечностями

Плотность сгиба определяется величиной угла между конечностями складки (измеряется по касательной к согнутой поверхности в точке перегиба линия каждой конечности), называемый межконечным углом. Плавные складки имеют угол между конечностями от 180 ° до 120 °, открытые складки - от 120 ° до 70 °, закрытые - от 70 ° до 30 ° и плотные - от 30 ° до 0 °. Изоклины, или изоклинальные складки, имеют угол между конечностями от 10 ° до нуля и по существу параллельны конечностям.

Симметрия сгиба

Не все сгибы равны по обе стороны от оси сгиба. Те, у которых конечности относительно равной длины, называются симметричными, а те, у которых конечности сильно неравны, - асимметричными. Асимметричные складки обычно имеют ось, расположенную под углом к ​​исходной развернутой поверхности, на которой они образовались.

Обращение и вергенция

Вергенция рассчитывается в направлении, перпендикулярном оси сгиба.

Классы стилей деформации

Складки, сохраняющие одинаковую толщину слоя, классифицируются как концентрические складки. Те, которые этого не делают, называются похожими складками. Подобные складки указывают на истончение конечностей и утолщение зоны шарнира. Концентрические складки возникают из-за деформации из-за активного коробления слоев, тогда как аналогичные складки обычно образуются из-за некоторой формы сдвигового потока, когда слои не являются механически активными. Рамзи предложил схему классификации складок, которая часто используется для описания складок в профиле на основе кривизны внутренней и внешней линий складки и поведения изогон падения. то есть линии, соединяющие точки равного падения на смежных складчатых поверхностях:

Классификация складок по сходимости изогон падения (красные линии).
Схема классификации Рамзи для складок
КлассКривизна CКомментарий
1Cвнутренний>C внешнийУгловые изогоны сходятся
1AОртогональная толщина на шарнире уже, чем на конечностях
1BПараллельные складки
1CОртогональная толщина на конечностях уже, чем на шарнире
2Cвнутренний = C внешнийИзогоны падения параллельны: аналогично складки
3Cвнутренние < CвнешниеИзогоны дипа расходятся

Типы складок

Антиклиналь в Нью-Джерси Моноклиналь у национального памятника Колорадо Лежащая складка, Фьорд короля Оскара
  • Антиклиналь : линейная, пласты обычно отклоняются от осевого центра, самые старые пласты в центре независимо от ориентации.
  • Синклинали : линейные, пласты обычно наклоняются к осевому центру, самые молодые пласты в центре независимо ориентации.
  • Антиформ : линейная, пласты наклонены от центра оси, возраст неизвестен или инвертирован.
  • Synform : линейный, пласты наклонены к центру оси, возраст неизвестен или инвертирован.
  • Купол : нелинейный, пласты наклоняется от центра во всех направлениях, самые старые пласты в центре.
  • Бассейн : нелинейный, пласты наклонены к центру во всех направлениях, самые молодые пласты в центре.
  • Моноклиналь : линейные, пласты падают в одном направление между горизонтальными слоями с каждой стороны.
  • Шеврон : угловая складка с прямыми конечностями и небольшими петлями
  • Лежащая: прямая, осевая плоскость складки ориентирована под небольшим углом, что приводит к переворачиванию пластов на одной конечности
  • Осадка: обычно моноклинальная, результат дифференциального уплотнения или растворения во время седиментации и литификации.
  • Птигматический: складки хаотичны, случайны и разъединены. Типичная осадочная складчатость, мигматиты и зоны отслоения деколлементов.
  • Паразитические: коротковолновые складки, образованные внутри складчатой ​​структуры с большей длиной волны, обычно связанные с различиями в толщине пласта
  • Дисгармония: складки в соседних слоях с разной длиной волны и формой

(гомоклин подразумевает наклон слоев в одном и том же направлении, хотя и не обязательно какой-либо складчатый.)

Причины складчатости

Складки появляются во всех масштабах, во всех типах пород, на всех уровнях земной коры. Они возникают по разным причинам.

Слоисто-параллельное сокращение

Коробчатая складка в формации Ла Эррадура, Морро Солар, Перу

Когда последовательность слоистых пород укорачивается параллельно ее наслоения, эта деформация может быть компенсирована несколькими способами, однородным укорочением, обратным сбросом или складчатостью. Отклик зависит от толщины механического слоя и разницы свойств между слоями. Если слои действительно начинают складываться, стиль сгиба также зависит от этих свойств. Изолированные толстые компетентные слои в менее компетентной матрице контролируют складывание и обычно образуют классические закругленные складки пряжки, компенсируемые деформацией матрицы. В случае регулярного чередования слоев контрастных свойств, таких как толщи песчаника и сланца, обычно образуются полосы перегиба, коробчатые складки и шевронные складки.

Антиклиналь опрокидывания Антиклиналь рампы Складка распространения разлома

Складчатость, связанная с разломами

Многие складки напрямую связаны с разломами, связанными с их распространением, смещением и размещением деформаций между соседними разломами.

Складки изгиба при разломе

Складки изгиба при разломе вызваны смещением по неплоскому разлому. При невертикальных разломах висячая стена деформируется, чтобы компенсировать несоответствие по разлому по мере продвижения смещения. Складки изгиба разломов возникают как при разломах растяжения, так и при надвигах. В дальнейшем листрические разломы образуют в своих висячих стенах антиклинали опрокидывания. При надвиге антиклинали рампы образуются всякий раз, когда надвиг пересекает секцию от одного уровня отрыва к другому. Смещение по этой наклонной поверхности с большим углом порождает складку.

Складчатость распространения разлома

Складки распространения разлома или складки концевой линии возникают, когда смещение происходит на существующем разломе без дальнейшего распространения. Как при обратных, так и при нормальных разломах это приводит к складчатости вышележащей толщи, часто в виде моноклинали.

складчатости отрыва

Когда надвиговой разлом продолжает смещаться выше плоского отрыва без дальнейшего нарушения распространения, могут образовываться складки отделения, как правило, складчатого типа. Обычно это происходит выше хорошего отрыва, например, в Джурских горах, где отрыв происходит на средних триасовых эвапоритах.

Складывание в зонах сдвига

Правый сдвиг складки в милонитах в пределах зоны сдвига, Кап де Креус

Зоны сдвига, которые приблизительно равны простому сдвигу, обычно содержат незначительные асимметричные складки с направление опрокидывания соответствует общему ощущению сдвига. Некоторые из этих складок имеют сильно изогнутые линии петель и обозначаются как. Складки в зонах сдвига могут быть унаследованы, образованы из-за ориентации слоев до сдвига или из-за нестабильности в сдвиговом потоке.

Складчатость в отложениях

Недавно осажденные отложения обычно механически слабые и склонные к ремобилизации, прежде чем они станут литифицированными, что приведет к складчатости. Чтобы отличить их от складок тектонического происхождения, такие структуры называют синседиментарными (образованными в процессе седиментации).

Складчатые осадки: когда осадки образуются в плохо консолидированных отложениях, они обычно подвергаются складчатости, особенно на их передних кромках, во время их размещения. Асимметрия складок оползания может быть использована для определения направлений палеосклонов в последовательностях осадочных пород.

Обезвоживание: быстрое обезвоживание песчаных отложений, возможно, вызванное сейсмической активностью, может вызвать извилистую слоистость.

Уплотнение: складки могут образовываться в более молодой последовательности за счет дифференциального уплотнения над более старыми структурами, такими как блоки разломов и рифы.

магматическое вторжение

Размещение вулканических вторжений имеет тенденцию деформировать окружающую страну рок. В случае высокоуровневых вторжений, вблизи поверхности Земли, эта деформация концентрируется над вторжением и часто принимает форму складчатости, как в случае с верхней поверхностью лакколита.

складчатости потока

складчатости потока : изображение эффекта продвижения ската твердой породы на податливые слои. Вверху: низкое сопротивление пандусу: толщина слоев не меняется; Дно: высокое сопротивление: самые низкие слои имеют тенденцию к смятию.

Податливость слоев горной породы называется компетенцией: компетентный слой или пласт породы может выдерживать приложенную нагрузку без разрушения и является относительно прочным, в то время как некомпетентный слой относительно слабый. Когда горная порода ведет себя как жидкость, как в случае очень слабой породы, такой как каменная соль, или любой другой породы, которая залегает достаточно глубоко, это обычно показывает складчатость потока (также называемую пассивной складчатостью, потому что оказывается небольшое сопротивление): сдвигались неискаженными, принимая любую форму, впечатленную им из-за окружающих более твердых пород. Слои просто служат маркерами складчатости. Такая складчатость также характерна для многих магматических интрузий и ледника льда.

Механизмы складчатости

Складчатость горных пород должна уравновешивать деформацию слоев с сохранением объема в горная масса. Это происходит за счет нескольких механизмов.

Скольжение при изгибе

Скольжение при изгибе позволяет складывать за счет создания параллельного слою проскальзывания между слоями сложенных пластов, что в совокупности приводит к деформации. Хорошая аналогия - сгибание телефонной книги, где сохранение объема достигается за счет скольжения между страницами книги.

Складка, образованная сжатием компетентных пластов горных пород, называется «складкой изгиба».

Изгибание

Обычно считается, что изгиб происходит в результате простого изгиба плоской поверхности и ее ограничивающего объема. Изменение объема компенсируется параллельным слоем, укорачивающим объем, который увеличивается в толщину. Складывание с помощью этого механизма типично для подобного типа складывания, так как утонченные ветви укорачиваются по горизонтали, а утолщенные петли - по вертикали.

Массовое смещение

Если деформация складчатости не может быть компенсирована изгибным скольжением или сокращением (короблением) с изменением объема, породы обычно удаляются с пути воздействия напряжения. Это достигается с помощью растворения под давлением, формы метаморфического процесса, при котором породы укорачиваются за счет растворения компонентов в областях с высокой деформацией и их повторного отложения в областях с более низкой деформацией. Складки, созданные таким образом, включают примеры в мигматитах и областях с сильным осевым планарным расколом .

Механика складчатости

Складки в породе образуются около напряжения поле, в котором расположены породы, и реология, или метод реакции на напряжение, породы в момент приложения напряжения.

Реология складываемых слоев определяет характерные особенности складок, которые измеряются в полевых условиях. Породы, которые легче деформируются, образуют множество коротковолновых складок с большой амплитудой. Камни, которые не так легко деформируются, образуют длинноволновые складки с малой амплитудой.

Экономические последствия

Горнодобывающая промышленность

антиклинальная нефтесборная ловушка

Слои породы, складывающиеся в шарнир, должны выдерживать большие деформации в зоне шарнира. Это приводит к образованию пустот между слоями. Эти пустоты, и особенно тот факт, что давление воды в пустотах ниже, чем за их пределами, действуют как спусковые механизмы для отложения минералов. За миллионы лет этот процесс позволяет собирать большое количество микроэлементов с больших пространств породы и откладывать их в очень концентрированных местах. Это может быть механизм, отвечающий за вены. Подводя итог, можно сказать, что при поиске жил ценных минералов было бы разумно искать сильно складчатую породу, и это причина, по которой горнодобывающая промышленность очень заинтересована в теории геологической складчатости.

Нефтяная промышленность

Антиклинальные ловушки образованы складчатостью горных пород. Например, если пласт пористого песчаника, покрытый глинистым сланцем с низкой проницаемостью, складывается в антиклиналь, он может содержать углеводороды, захваченные гребнем складки. Большинство антиклинальных ловушек создаются в результате бокового давления, складывающего слои горных пород, но также могут возникать из-за уплотнения отложений.

См. Также

Примечания

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-05-20 09:59:02
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте