Физические свойства минералов

    Перемещаясь в любом направлении в плоскости  сместителя, как правило, можно отметить изменение амплитуды смещения, а  иногда и его направления. Все  разрывные смещения где-то затухают и полностью прекращаются.

    Переходим к краткой морфологической характеристике отдельных разновидностей разрывов со скольжением. В зависимости от направления относительного смещения по разрывам среди них выделяются сдвиги, сбросы, взрезы, взбросы, надвиги, покровы.

    Сдвиг — это разрывное смещение, направленное по простиранию трещины, т. е. горизонтально. Сместитель сдвига может быть как вертикальным, так и наклонным. Различают правый и левый сдвиги. Если смотреть на сдвиг перпендикулярно к разрыву, то в правом сдвиге удаленное от наблюдателя крыло смещается вправо, а в левом сдвиге удаленное крыло смещается влево. Легко понять, что один и тот же сдвиг окажется либо правым, либо левым, с какой бы стороны мы на него ни смотрели (рис.4).

    Таким образом, сдвиг характеризуется  положением сместителя в пространстве, направлением (правым или левым) смещения и амплитудой последнего. В слоистых толщах, залегающих наклонно, можно  также говорить о продольных, косых  и поперечных сдвигах. Продольный сдвиг, т. е. направленный по простиранию слоев, не приводит ни к каким видимым на геологической карте или профиле перемещениям стратиграфических подразделений. Сдвиг, пересекающий выходы наклонных слоев, вызывает соответствующее смещение их выходов.

    Сброс представляет собой разрывное смещение, направленное по падению сместителя. В результате смещения по сбросу висячее крыло приобретает положение опущенного крыла, а лежачее — поднятого. Такие сбросы называются нормальными. Обычно к сбросам относят и разрывные вертикальные смещения, происходящие по вертикальным трещинам. Однако для таких вертикальных по положению сместителя и по смещению разрывов предлагается также термин взрез.

    По  простиранию сброса может наблюдаться изменение амплитуды смещения и полное его затухание. Смещение по взрезу на протяжении последнего может изменить свое направление: опущенное крыло дальше по простиранию превращается в поднятое, а поднятое — в опущенное. Такое разрывное нарушение с меняющимся по простиранию направлением относительного смещения называется шарнирным.

    Сбросы  и взрезы в природе часто объединяются в группы. На рис. 4 среди других изображены группы ступенчатых взрезов. Среди  них выделяют синтетические и  антитетические взрезы. Синтетические взрезы (а также синтетические сбросы) характеризуются смещениями, согласными с общим падением слоев. Перемещения по ним суммируются с наклоном слоев и ведут к увеличению среднего падения толщи. Антитетические взрезы и сбросы характеризуются смещениями против общего наклона слоев. Смещения по разрывам в этом случае как бы вычитаются из наклона слоев, уменьшая их среднее падение. Аналогичное разделение на синтетические и антитетические структуры выше было указано для флексур.

    Если  сбросы или взрезы ограничивают опущенный участок, то такая структура называется грабеном. Если между сбросами и взрезами участок относительно поднят, это горст.

    В плане сбросы и взрезы могут пересекаться и упираться один в другой под  разными углами, ограничивая таким  образом замкнутые опущенные или поднятые глыбы разной формы. При этом разрывы бывают не только прямолинейными, но и изогнутыми. Замкнутые депрессии, окаймленные сбросами, называются также овалами оседания.

    Взброс. Этот разрыв со смещением характеризуется  крутым; (от 60° и больше) положением сместителя и поднятым висячим крылом. Описание взбросов в значительной степени повторило бы сказанное о сбросах и взрезах: по прострианию амплитуда взбросов меняется и смещение может не только затухнуть, но и перейти в нормальный сброс, когда висячее крыло окажется не поднятым, а опущенным. Параллельные, со смещением в одну сторону взбросы образуют систему ступенчатых взбросов. Подобно сбросам взбросы могут окаймлять опущенные и поднятые участки земной коры, которые сохраняют соответственно названия грабенов и горстов. В этом случае горсты расширены вверху и круто надвинуты на соседние участки, тогда как при сбросах разрывы либо вертикальны (взрезы), либо наклонены от горстов к грабенам.

    У надвига поднятым является также  висячее крыло, но падение сместителя положе 60°. Для надвигов характерны значительные изменения наклона сместителя как по его простиранию, так в особенности и по падению — восстанию, в результате чего надвиг становится местами круче, а местами положе. В крупных надвигах такая волнистость сместителя столь интенсивна, что местами сместитель становится горизонтальным и даже «ныряющим», т. е. приобретает обратный уклон. Кроме того, могут встретиться участки с опрокинутым положением сместителя. Группы параллельных надвигов с перемещением в одном направлении образуют систему чешуйчатых надвигов (рис. 5).

    Рис.5

    Разновидностью  надвигов являются тектонические покровы, или шарьяжи. Под этими названиями известны надвиги с очень большим (иногда до нескольких десятков километров) перемещением по пологим волнистым поверхностям, в целом близким к горизонтальному положению (рис. 6).

     рис. 6 

    Породы, подстилающие покров и находящиеся на месте, называются автохтоном. Породы перемещенные, образующие тело покрова, носят название аллохтона. Передний край покрова называется лбом покрова, или его фронтальной частью. Начало покрова — место, где тело покрова непосредственно смыкается с породами того же возраста, находящимися в коренном залегании, т. е. составляющими уже часть автохтона, называется корнем покрова, или его дистальной частью. Амплитуда перемещения покрова измеряется обычно по направлению его перемещения от корня до лба.

    Неравномерная эрозия может привести к тому, что  одни части покрова окажутся к  нашему времени смытыми, а другие — сохранятся. При этом сохранившиеся части уже не будут соединены с корнем покрова. Такие сохранившиеся, но отчлененные эрозией от корня покрова части называются останцами покрова, а участки, где покров смыт и где обнажаются породы автохтона, окруженные аллохтоном, именуются тектоническими окнами. Если они лишь частично окаймлены аллохтоном, то иногда говорят о полуокнах. При ровной подошве покрова останцы и окна связаны с неровностями рельефа земной поверхности. При волнистой подошве покрова останцы и окна могут образоваться и при выровненном рельефе.

    Сложные разрывные смещения. Приведенная  классификация разрывных смещений со скольжением учитывает смещения только по простиранию и падению сместителя. В действительности такие «простые» смещения в чистом виде представляют собой редкость. Правда, в зависимости от масштаба исследований, во многих случаях можно пренебречь некоторым отклонением смещения от «чистого» направления. Но при детальных исследованиях необходимо иметь в виду, что большинство смещений, наблюдаемых в природе, относится к разряду сложных, т. е. объединяющих движения как по падению, так и по простиранию. В этих случаях результирующие перемещения могут обозначаться двойными терминами, причем на второе место следует ставить термин, отражающий преобладающее движение. Например, сбрососдвиг обозначает перемещение преимущественно сдвиговое (горизонтальное), но с некоторой вертикальной составляющей. Так же можно говорить о сдвигосбросе или сдвиговзбросе, если вертикальная компонента преобладает. 

    Явления, сопровождающие

    разрывные дислокации

    Разрывные смещения сопровождаются изменениями внутреннего строения прилегающих к разрыву пород.

    Только  самые мелкие тектонические разрывы  выражены одной трещиной. Крупные тектонические разрывы представлены всегда некоторой зоной, ширина которой может колебаться от долей метра до нескольких километров. Зона состоит из большого числа разрывов, преимущественно грубопараллельных или пересекающихся под острыми углами. Вследствие такого расположения разрывов зона бывает разделена на узкие длинные линзы менее нарушенных пород, окаймленные полосами интенсивного дробления.

    При смещении пород по сместителю соприкасающиеся глыбы трутся друг о друга. На поверхностях скольжения образуются штрихи, царапины, борозды, рубцы. Их расположение может быть использовано для определения направления смещения. Следует лишь иметь в виду, что смещения по одной и той же зоне разрыва могут происходить многократно, причем от одного толчка к другому направления смещения значительно меняются. Линзы могут вращаться, что приведет к различному направлению штрихов и царапин на разных участках одной и той же линзы. Таким образом, общее смещение по разрыву, выявляемое геологическим картированием, всегда является результатом суммирования многочисленных мелких движений в разных направлениях. Поэтому не следует преувеличивать значение наблюдений над штрихами и бороздами на отдельных поверхностях скольжения. Для определения общего направления смещения по данной разрывной зоне необходимо основываться в большей мере на региональных геологических критериях.

    На  поверхности смещений образуются и  зеркала скольжения— блестящие гладкие поверхности, обязанные своим происхождением как полирующему действию скользящих друг по другу пород крыльев трещины, так и образованию в зоне трения новых плоских блестящих минералов (хлорита, серицита, эпидота и др.). Это стресс-минералы, обязанные своим образованием давлению на поверхности разрыва.

    В прилегающих к разрыву зонах  слои, подвергаясь волочению, изгибаются в сторону смещения. Ширина зоны такого «подворота» слоев бывает разной — от долей метра до многих десятков метров — и зависит от свойств пород, толщины слоев, амплитуды и длительности смещения. Следует, однако, иметь в виду, что изгиб слоев у разрыва может быть остатком той пластической деформации (например, флексуры), которая предшествовала образованию разрыва.

    В породах, примыкающих к разрыву, развиваются также явления дробления и перетирания. На первой стадии образуется интенсивная трещиноватость: участки вблизи разрыва всегда характеризуются повышенной частотой трещин и разнообразием их систем. Здесь возникают и параллельные разрыву трещины скалывания и «оперяющие» разрыв трещины отрыва. Нередки и вторичные системы трещин.

    Дальнейшим  результатом раздробления пород  в зоне разрыва является образование  тектонической брекчии. Глыбы пород, отделенные друг от друга трещинами, в процессе движения смещаются и поворачиваются. Глыбы могут быть угловатыми, но вследствие смещения преимущественно в одном направлении они в этом направлении стачиваются и приобретают форму, вытянутую параллельно сместителю. Размеры глыб в тектонических брекчиях различны: до десятков метров в поперечнике, но чаще от нескольких сантиметров до дециметров. Тектоническая брекчия, состоящая из обломков меньше 1 см, называется какиритом, или орешником.

    Дальнейшее  раздробление {катаклаз) породы приводит к образованию катаклазита — плотной массы, состоящей из обломков микроскопического размера. Под микроскопом в катаклазите особенно характерно выглядят зерна кварца: эти зерна, с волнистым угасанием в поляризованном; свете, пронизанные трещинами, окружены по периферии оторочкой, состоящей из кварцевой крошки. Другие минералы бывают сильнее раздроблены или изогнуты.

    Результатом наиболее тонкого перетирания породы в зоне разрыва является милонит—порода, зерна которой перетерты до состояния  пыли. Одновременно порода подвергается перекристаллизации: происходит окварцевание, образуются новые чешуйка серицита, хлорита и некоторых других минералов. Под сильным увеличением видно, что новые зерна имеют уплощенную линзовидную форму. Макроскопически милониты представляют собой плотную сливную породу, напоминающую роговик и имеющую ленточную или волокнистую текстуру.

    Все эти раздробленные и перетертые породы, сопровождающие разрывные смещения, от брекчий до милонитов, называются тектонитами.

    Образование тектонитов того или иного типа зависит от рядафакторов: амплитуды смещения, глубины, на которой оно происходило, механических свойств пород, скорости смещения. В зависимости от изменения этих факторов вдоль одной и той же зоны разрыва можно наблюдать изменение характера тектонитов от места к месту. Сбросы, являющиеся разрывами, образующимися в обстановке растяжения, обычно сопровождаются грубыми угловатыми брекчиями. Надвиги, в зоне сместителя которых имеет место сжатие, характеризуются преимущественно тонкоистертыми тектонитами — катаклазитами и милонитами.

    Большие тектонические покровы нередко  сопровождаются особыми видами тектонитов, известными под общим названием  текконического меланжа, или тектонической смеси. Это огромные массы разбитых, развальцованных и смешанных пород, покрывающие десятки и сотни квадратных километров и имеющие мощность в сотни метров.

    Образуются  меланжи разными путями. Некоторые  из них представляют собой результат  разрушения фронтальной части тектонического покрова, двигавшегося по поверхности  земли. Такое разрушение происходит постепенно, по мере того, как покров продвигается вперед и его лоб повисает над крутым склоном соседней депрессии. Породы откалываются большими глыбами и соскальзывают в депрессию. Там они могут быть захоронены под последующими осадками. Так образуются горизонты «экзотических глыб», «клиппов» или «дикого флиша».

    Иногда  откалываются и сползают в депрессии  целые слои. Они захороняются плоскими плитами или перед захоронением мнутся в складки. Такие пласты, отделившиеся от места своего коренного залегания, как уже говорилось, называются олистолитами, а полосы (струи) небольших обломков — олистостромами. Опознавательная черта экзотических глыб, скатившихся со лба покрова,— нагромождение их в обратной стратиграфической последовательности: более молодые породы внизу, более древние вверху, так как вначале разрушаются породы, лежащие наверху, а потом те, которые лежат глубже. Меланжи этого типа называются осадочными.

    В других случаях образуются чисто  тектонические меланжи. Они связаны  с процессами, происходящими в теле тектонического покрова при его движении. Вследствие неравномерного движения покрова и неоднородности материала внутри покрова могут отщепляться большие пластины, которые потом, под влиянием относительных смещений соседних участков, свертываются в рулоны или раскалываются на глыбы. Крупные глыбы образуются из более твердого материала, тогда как более мягкий (глинистый и мергелистый) материал проникает между глыбами, отделяя их друг от друга. В процессе течения глыбы вращаются в пластичной массе. В ней также образуются завихрения. Перемешиванию способствует погружение относительно более тяжелых глыб в подстилающий менее плотный материал и внедрение последнего по трещинам вверх. На рис. 58 приведены зарисовки тектонических меланжей.