Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Складки чередующихся слоев известняка и кремня встречаются в Греции. Первоначально известняк и кремни откладывались плоскими слоями на дне глубоководного морского бассейна. Эти складки образовались в результате альпийской деформации .

В структурной геологии , А раз это стопка первоначально плоские поверхности, такие , как осадочные слои , которые согнуты или изогнутые во постоянной деформации . Складки в породах различаются по размеру от микроскопических извилин до складок размером с горы. Они встречаются как отдельные изолированные складки или в периодических наборах (известных как последовательности складок ). Синседиментарные складки - это складки, образованные во время осадочного отложения.

Складки образуются в различных условиях напряжения , порового давления и температурного градиента , о чем свидетельствует их присутствие в мягких отложениях , полном спектре метаморфических пород и даже в качестве первичных структур потока в некоторых магматических породах . Набор складок, распределенных в региональном масштабе, составляет складчатый пояс, общий признак орогенных зон . Складки обычно образуются путем укорочения существующих слоев, но могут также образовываться в результате смещения неплоского разлома ( складка изгиба разлома ), на вершине распространяющегося разлома ( складка распространения разлома ), дифференциальнымуплотнение или из-за воздействия вулканической интрузии высокого уровня, например, над лакколитом .

Кинк-бэнд складки в перми Нью-Мексико, США
Радуга бассейна синклинали в формировании Барстоу вблизи Барстоу, Калифорния

Терминология складывания [ править ]

Сложить эскиз 3D модели

Сгиб шарнир является линией , соединяющей точки максимальной кривизны на сложенную поверхность. Эта линия может быть как прямой, так и изогнутой. Термин « линия петли » также используется для обозначения этой особенности. [1]

Откидна поверхность видно перпендикулярно к направлению укорочения можно разделить на шарнирные и конечностях части, конечности боковых поверхностей сгиба и зоны шарнирной где сходится конечность. В зоне шарнира находится точка шарнира, которая является точкой минимального радиуса кривизны (максимальной кривизны) складки. Гребень складки представляет собой самую высокую точку сгиба поверхности , тогда как желоб является самой низкой точкой. Точка перегиба складки - это точка на конечности, в которой вогнутость меняется на противоположную; на правильных складках это середина конечности .

Боковая поверхность и петля

Осевая поверхность определяется как плоскости , соединяющей все шарнирные линии сложены сложенными поверхностей. Если осевая поверхность плоская, то она называется осевой плоскостью и может быть описана в терминах простирания и падения .

Складки могут иметь ось сгиба . 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 петли. [2] [3]

Описательные особенности [ править ]

Размер сгиба [ править ]

Небольшие складки на обнажении встречаются довольно часто; 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 на положение осевых плоскостей основных складок и направление их опрокидывания [4]

Форма складки [ править ]

Шеврон складки, Ирландия

Складка может иметь форму шеврона , с плоскими ветвями, встречающимися на угловой оси, в виде острия с изогнутыми конечностями, круглой с изогнутой осью или эллиптической с неравной длиной волны .

Плотность сгиба [ править ]

Межконечностные углы

Плотность складки определяется величиной угла между конечностями складки (измеряется по касательной к поверхности складки на линии перегиба каждой конечности), называемого 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 °. [5] Изоклины , или изоклинальные складки , имеют угол между конечностями от 10 ° до нуля и по существу параллельны конечностям.

Сложенная симметрия [ править ]

Не все складки одинаковы по обе стороны от оси складки. Те, у кого конечности относительно равной длины, называются симметричными , а с сильно неравными конечностями - асимметричными . Асимметричные складки обычно имеют ось, расположенную под углом к ​​исходной развернутой поверхности, на которой они образовались.

Облицовка и вергенция [ править ]

Вергенция рассчитывается в направлении, перпендикулярном оси складки.

Классы стилей деформации [ править ]

Складки, которые поддерживают равномерную толщину слоя, классифицируются как концентрические складки. Те, которые этого не делают, называются похожими складками . Подобные складки имеют тенденцию к истончению конечностей и утолщению зоны шарнира. Концентрические складки возникают из-за деформации из-за активного коробления слоев, тогда как подобные 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 соседних согнутых поверхностях: [6]

Классификация складок Рамсея по сходимости изогон падения (красные линии). [7]
Схема классификации Рамзи для складок
Учебный классКривизна CКомментарий
 1C внутренний > C внешнийДип-изогоны сходятся
    1АОртогональная толщина на шарнире уже, чем на конечностях
    1BПараллельные складки
    1СОртогональная толщина на конечностях уже, чем на шарнире
 2C внутренний = C внешнийДип-изогоны параллельны: подобные складки
 3C внутренний <C внешнийИзогоны падения расходятся

Типы складок [ править ]

Антиклиналь в Нью-Джерси
Моноклиналь у национального памятника Колорадо
Лежачий фолд, King Oscar Fjord

Линейный [ править ]

  • Антиклиналь : линейная, пласты обычно отклоняются от осевого центра, самые старые пласты в центре независимо от ориентации.
  • Синклиналь : линейная, пласты обычно падают к центру оси, самые молодые пласты в центре независимо от ориентации.
  • Антиформа : линейная, слои наклонены от осевого центра, возраст неизвестен или перевернут.
  • Синформация : линейная, пласты наклонены к центру оси, возраст неизвестен или инвертирован.
  • Моноклиналь : линейная, пласты падают в одном направлении между горизонтальными пластами с каждой стороны.
  • Лежачий: прямая, осевая плоскость складки ориентирована под небольшим углом, что приводит к переворачиванию пластов на одной конечности складки.

Другое [ править ]

  • Купол : нелинейный, слои падают от центра во все стороны, самые старые слои в центре.
  • Бассейн : нелинейный, пласты падают к центру во всех направлениях, самые молодые пласты в центре.
  • Шеврон : угловая складка с прямыми конечностями и небольшими петлями
  • Осадка: обычно моноклинальная, результат дифференциального уплотнения или растворения во время седиментации и литификации.
  • Ptygmatic: складки бывают хаотичными, случайными и несвязанными. Типичны для осадочных складчатых обвалов , мигматитов и зон отрыва деколлемента.
  • Паразитические: коротковолновые складки, образующиеся внутри складчатой ​​структуры с большей длиной волны, обычно связанные с различиями в толщине слоя [8]
  • Дисгармоничный: складки в соседних слоях с разной длиной волны и формой [8]

( Гомоклиналь подразумевает наклон пластов в том же направлении, но не обязательно складчатость.)

Причины сворачивания [ править ]

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

Послойно-параллельное сокращение [ править ]

Коробчатая складка в формации Ла Эррадура , Морро Солар , Перу

Когда последовательность слоистых пород укорачивается параллельно ее слоистости, эта деформация может быть компенсирована несколькими способами: однородным сокращением, взбросом 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, которые компенсируются деформацией матрицы. В случае регулярного чередования слоев с контрастирующими свойствами, таких как последовательности песчаника и сланца, обычно образуются полосы перегиба, коробчатые складки и шевронные складки. [9]

Антиклиналь опрокидывания
Рампа антиклиналь
Кратность распространения неисправности

Сворачивание, связанное с ошибкой [ править ]

Многие складки непосредственно связаны с разломами, связанными с их распространением, перемещением и аккомодацией деформаций между соседними разломами.

Сгибание изгиба ошибки [ править ]

Складки изгиба-разлома вызываются смещением по неплоскому разлому. В случае невертикальных разломов 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. [10] При надвиге антиклинали рампы образуются всякий раз, когда надвиг пересекает секцию от одного уровня отрыва к другому. Смещение по этой наклонной рампе вызывает складывание. [11]

Сворачивание распространения ошибки [ править ]

Складки распространения разлома или складки концевой линии возникают, когда смещение происходит на существующем разломе без дальнейшего распространения. Как в взбросе, так и в сбросах это приводит к складчатости вышележащей толщи, часто в виде моноклинали . [12]

Складывание отряда [ править ]

Когда надвиговой разлом продолжает смещаться выше плоского отрыва без дальнейшего распространения разлома, могут образовываться складки отрыва , обычно коробчатого типа. Обычно они встречаются над хорошим отрывом, например, в горах Джура , где отложение происходит на эвапоритах среднего триаса . [13]

Складывание в зонах сдвига [ править ]

Правосторонние сдвиговые складки в милонитах в зоне сдвига , Кап де Креус

Зоны сдвига, которые близки к простому сдвигу, обычно содержат незначительные асимметричные складки, при этом направление опрокидывания соответствует общему ощущению сдвига. Некоторые из этих складок имеют сильно изогнутые линии петель и называются складками оболочки . Складки в зонах сдвига могут быть унаследованы, образованы из-за ориентации слоев до сдвига или из-за нестабильности в сдвиговом потоке. [14]

Складывание в отложениях [ править ]

Недавно отложенные отложения обычно механически непрочны и склонны 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).

Складчатость оползней: 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 толщах осадочных пород. [15]

Обезвоживание: быстрое обезвоживание песчаных отложений, возможно, вызванное сейсмической активностью, может вызвать образование извилистых отложений. [16]

Уплотнение: складки могут образовываться в более молодой последовательности путем дифференциального уплотнения более старых структур, таких как блоки разломов и рифы . [17]

Магматическое вторжение [ править ]

Размещение магматических интрузий имеет тенденцию деформировать окружающие вмещающие породы . В случае высокоуровневых интрузий вблизи поверхности Земли эта деформация концентрируется над интрузией и часто принимает форму складчатости, как в случае верхней поверхности лакколита . [18]

Сворачивание потока [ править ]

Складывание потока: изображение эффекта продвижения ската твердой породы на податливые слои. Вверху: низкое сопротивление пандусу: толщина слоев не меняется; Внизу: высокое сопротивление: самые низкие слои склонны к деформации. [19]

Податливость слоев горных пород называется компетентностью : компетентный слой или пласт породы может выдерживать приложенную нагрузку без обрушения и является относительно прочным, в то время как несостоятельный слой относительно слаб. 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): появляются пласты сдвигались неискаженными, принимая любую форму, впечатленную им из-за окружающих более твердых пород. Слои просто служат маркерами складчатости. [20] Такая складчатость также характерна для многих вулканических интрузий и ледникового льда. [21]

Складные механизмы [ править ]

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

Скольжение при изгибе [ править ]

Скольжение при изгибе позволяет складывать, создавая параллельное слоям проскальзывание между слоями сложенных пластов, что в целом 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».

Защита [ править ]

Обычно считается, что складывание происходит в результате простого коробления 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 перемещение [ править ]

Если деформация складчатости не может быть компенсирована изгибным скольжением или укорочением (короблением) с изменением объема, породы, как правило, удаляются с пути воздействия напряжения. Это достигается растворением под давлением , формой 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 аксиальным планарным кливажем .

Механика складывания [ править ]

Складки в горных породах образуются вокруг поля напряжений, в котором они расположены, и реологии или метода реакции породы на напряжение в момент приложения напряжения.

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

Экономические последствия [ править ]

Горнодобывающая промышленность [ править ]

антиклинальный нефтеуловитель

Слои камня, 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 складчатые породы, и это причина, по которой горнодобывающая промышленность очень заинтересована в теории геологической складчатости. [22]

Нефтяная промышленность [ править ]

Антиклинальные ловушки образуются 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. [23]

См. Также [ править ]

  • Трехмерная эволюция складок
  • Орогенез
  • Горное строительство
  • Механика горных пород
  • Ошибка тяги

Примечания [ править ]

  1. ^ MJ Fleury, Описание складок, Труды ассоциации геологов, том 75, выпуск 4, 1964, страницы 461-492, ISSN 0016-7878, https://doi.org/10.1016/S0016-7878(64) 80023-7 .
  2. ^ Судипта Сенгупта; Субир Кумар Гош; Кшитиндрамохан Наха (1997). Эволюция геологических структур от микро- до макромасштабов . Springer. п. 222. ISBN. 0-412-75030-9.
  3. Перейти ↑ RG Park (2004). «Ось сгиба и аксиальная плоскость» . Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 26. ISBN 0-7487-5802-X.
  4. Перейти ↑ Barnes, JW, & Lisle, RJ (2013). «5 полевых измерений и методов». Основы геологического картирования: 4-е издание . Джон Вили и сыновья. п. 79. ISBN 978-1-118-68542-6.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Лайл, Ричард Дж (2004). «Складной». Геологические структуры и карты: 3-е издание . Эльзевир. С.  33 . ISBN 0-7506-5780-4.
  6. ^ См., Например, RG Park (2004). «Рисунок 3.12: Классификация складок на основе диаграмм падения» . Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 31 сл . ISBN 0-7487-5802-X.
  7. ^ Невилл Дж. Прайс; Джон В. Косгроув (1990). «Рис. 10.14: Классификация профилей складок с использованием изогональных структур» . Анализ геологических структур . Издательство Кембриджского университета. п. 246. ISBN. 0-521-31958-7.
  8. ^ a b Парк, RG (2004). Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 33. ISBN 978-0-7487-5802-9.
  9. ^ Рамзи, JG; Хубер М.И. (1987). Методы современной структурной геологии . 2 (3-е изд.). Академическая пресса. п. 392. ISBN. 978-0-12-576922-8. Проверено 1 ноября 2009 .
  10. ^ Уитджек, Миссури; Schlische (2006). «Геометрические и экспериментальные модели разломно-изгибных складок растяжения» . В Buiter SJH & Schreurs G. (ред.). Аналоговое и численное моделирование процессов земной коры . Специальные публикации 253. Геологическое общество RW, Лондон. С. 285–305. ISBN 978-1-86239-191-8. Проверено 31 октября 2009 .
  11. ^ Rowland, SM; Duebendorfer EM; Шифлебейн И.М. (2007). Структурный анализ и синтез: лабораторный курс по структурной геологии (3-е изд.). Вили-Блэквелл. п. 301. ISBN. 978-1-4051-1652-7. Проверено 1 ноября 2009 .
  12. ^ Джексон, Калифорния; Gawthorpe RL; Sharp IR (2006). «Стиль и последовательность деформации во время распространения разломов» (PDF) . Журнал структурной геологии . 28 (3): 519–535. Bibcode : 2006JSG .... 28..519J . DOI : 10.1016 / j.jsg.2005.11.009 . Проверено 1 ноября 2009 .
  13. ^ Reicherter, К., Froitzheim, Н., Jarosinki, М., Badura J., Franzke, Х.-Ю., Хансен, М., Hubscher, К., Мюллер Р., Poprawa П., Reinecker , J., Stackebrandt, W., Voigt, T., von Eynatten, H., Zuchiewicz, W. (2008). «19. Альпийская тектоника к северу от Альп» . В Макканн, Т. (ред.). Геология Центральной Европы . Геологическое общество, Лондон. С. 1233–1285. ISBN 978-1-86239-264-9. Проверено 31 октября 2009 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  14. ^ Каррерас, Дж .; Другет Э .; Гриера А. (2005). «Складки, связанные с зоной сдвига» . Журнал структурной геологии . 27 (7): 1229–1251. Bibcode : 2005JSG .... 27.1229C . DOI : 10.1016 / j.jsg.2004.08.004 . Проверено 31 октября 2009 .
  15. ^ Брэдли, Д .; Хэнсон Л. (1998). "Палеосклонный анализ складок оползания в девонском флише штата Мэн" (PDF) . Журнал геологии . 106 (3): 305–318. Bibcode : 1998JG .... 106..305B . DOI : 10.1086 / 516024 . S2CID 129086677 . Проверено 31 октября 2009 .  
  16. ^ Николс, Г. (1999). «17. Отложения в горных породах: пост-осадочные процессы» . Седиментология и стратиграфия . Вили-Блэквелл. п. 355. ISBN 978-0-632-03578-6. Проверено 31 октября 2009 .
  17. ^ Hyne, штат Нью - Джерси (2001). Нетехническое руководство по нефтяной геологии, разведке, бурению и добыче . Книги PennWell. п. 598. ISBN 978-0-87814-823-3. Проверено 1 ноября 2009 .
  18. ^ Орчуэла, I .; Lara ME; Суарес М. (2003). «Продуктивная крупномасштабная складчатость, связанная с магматическими интрузиями: месторождение Эль Трапиал, бассейн Неукен, Аргентина» (PDF) . Тезисы AAPG . Проверено 31 октября 2009 .
  19. ^ Арвид М. Джонсон; Раймонд К. Флетчер (1994). «Рисунок 2.6» . Складывание вязких слоев: механический анализ и интерпретация структур в деформированной породе . Издательство Колумбийского университета. п. 87. ISBN 0-231-08484-6.
  20. Перейти ↑ Park, RG (1997). Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 109. ISBN 0-7487-5802-X.;Р.Дж. Твисс; EM Moores (1992). «Рисунок 12.8: Пассивное складывание сдвига» . Структурная геология (2-е изд.). Макмиллан. С. 241–242. ISBN 0-7167-2252-6.
  21. ^ Hudleston, PJ (1977). «Подобные складки, лежачие складки и гравитационная тектоника во льдах и скалах». Журнал геологии . 85 (1): 113–122. Bibcode : 1977JG ..... 85..113H . DOI : 10.1086 / 628272 . JSTOR 30068680 . S2CID 129424734 .  
  22. ^ https://www.win.tue.nl/~mpeletie/Research/minerals.shtml
  23. ^ https://energyeducation.ca/encyclopedia/Oil_and_gas_traps

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Барнс, JW; Лайл, RJ (2013). «Полевые измерения и методы». Основы геологического картирования (4-е изд.). Джон Вили и сыновья. п. 79. ISBN 978-1-118-68542-6.
  • Дэвис, Джордж Х .; Рейнольдс, Стивен Дж. (1996). «Складывается». Структурная геология горных пород и регионов . Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. С. 372–424. ISBN 0-471-52621-5.
  • Донат, ФА; Паркер, РБ (1964). «Складки и складывание». Бюллетень Геологического общества Америки . 75 : 45–62. DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1964) 75 [45: FAF] 2.0.CO; 2 . ISSN  0016-7606 .
  • Энергетическое образование, страница = [1]
  • Лайл, Ричард Дж. (2004). «Складной». Геологические структуры и карты (3-е изд.). Эльзевир. С.  33 . ISBN 0-7506-5780-4 - через Archive Foundation.
  • Макнайт, Том Л .; Гесс, Даррел (2000). «Внутренние процессы: складывание» . Физическая география: оценка ландшафта . Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall. С.  409–14 . ISBN 0-13-020263-0 - через Archive Foundation.
  • Марк Пелетье, стр. [2]
  • Поллард, Дэвид Д.; Флетчер, Раймонд С. (2005). Основы структурной геологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-83927-0 - через Archive Foundation.
  • Рамзи, Дж. Г., 1967, Складчатость и трещиноватость горных пород: McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк, 560 стр.