big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Общие замечания к механизму формирования складок и их классификации

Обращаясь, наконец, к основному вопросу нашего исследования — к выяснению механизма формирования складчатых структур земной коры, рассмотрим вначале некоторые общие понятия и отвечающие им термины.

Прежде всего необходимо уточнить сделанное ранее определение понятия «складка». В одной из своих более ранних работ автор предлагал называть складками «любые по масштабу и форме волнообразные изгибы слоистых толщ» (Бронгулеев, 1956). Это определение, будучи по существу чисто геометрическим, не зависит от какой бы то ни было геологической специфики их формирования и поэтому охватывает все многообразие данных структурных элементов земной коры. Попытки так или иначе сузить это понятие и называть складками деформации только какого-либо одного масштаба или какой-либо одной формы противоречили бы его основному геометрическому смыслу. Кроме того, выделение любого узкого типа «собственно складок», как это предлагал, например, М. М. Тетяев, потребовало бы новых наименований для всех не относящихся к нему форм, что еще более усложнило бы и без того достаточно сложную геотектоническую терминологию. Вместе с тем отсутствие четких диагностических признаков (масштаб, к сожалению, почти всегда условен) являлось бы причиной недоразумений, так как во всех оценках постоянно сохранялся бы субъективный элемент.

Несмотря на ясность приведенного определения, оно все же имеет некоторые недостатки и требует ряда оговорок и дополнений. Так, упоминание о «слоистых толщах» вызывает желание выяснить причину игнорирования толщ, лишенных слоистости (например, магматических). Может показаться (особенно это относится к учебной геологической литературе), что в этих толщах складчатые деформации вообще не возникают. Очевидно, что это не так, но столь же очевидна и сложность обнаруживания складок в породах, достаточно однородных по своим свойствам (т. е. почти лишенных слоистости). Таким образом, из данного определения не должно следовать, что процесс деформаций горных пород может протекать исключительно в слоистых разностях, но вместе с тем должно быть понятно, что изгибы как формы геометрические вне слоистых толщ изучаться не могут.

Более существенными кажутся оговорки, касающиеся введенного автором понятия «единичная элементарная складка» (Бронгулеев, 1959). В большинстве учебников по структурной геологии единичные складки изображаются в виде участков синусоид с двумя полуволнами, обращенными вниз и вверх от произвольной средней линии (это синклинали и антиклинали). При знакомстве с такими примерами создается впечатление, что в земной коре складки всегда по меньшей мере двойные. Однако это впечатление ошибочно. Упомянутый способ изображения складок сохранился еще от времени господства идей примитивного контракционизма. Именно поэтому многие геологи до сих пор представляют процесс складкообразования только как следствие одного коробления слоев, т. е. их продольного изгиба под действием приложенных извне тангенциальных сил. Сейчас уже хорошо известно, что этот процесс не является единственным и что складки могут возникать и иными путями.

Таким образом, говоря о единичных элементарных складчатых формах, следует иметь в виду отнюдь не двустороннюю «волну» (двойная складка), а только лишь любую ее половину. Следует также помнить, что по соседству с той или иной полуволной вовсе не обязательно должны располагаться обратные ей формы. Синклинали и особенно антиклинали могут быть совершенно самостоятельными. Но сказанное еще не определяет понятия «единичная элементарная складка». Обычно, когда говорят о каких бы то ни было складках, имеют в виду некоторую совокупность изгибов неопределенного числа слоев. Складки, как правило, уходят своим основанием в глубину, и их очень редко удается наблюдать полностью. Попытка уточнить это понятие заставляет отказаться от привычной неопределенности и требует введения соответствующих ограничений. Хорошо известно, что при построении чисто морфологических классификаций складок авторы используют для изображения их типов всего один-два слоя, а то и просто границу раздела двух произвольно взятых слоев. Между тем при использовании большего числа слоев возможны недоразумения. Некоторые из складок (например, изоклинальные, веерообразные) на определенных уровнях либо резко затухают по разрезу, либо постепенно изменяют форму поперечного сечения. В этих случаях определение морфологического типа складок встречает большие трудности. Одна и та же складка в разных слоях может оказаться построенной весьма различно, т. е. может принадлежать к разным морфологическим типам.

Значение сказанного становится более очевидным, если принять во внимание возможность существования «складок», в пределах которых механизм формирования изгибов различных слоев мог быть совершенно разным. Всем достаточно хорошо известен, например, термин «диапировая складка». Его можно встретить в любом учебнике по структурной геологии. Между тем этот термин представляет собой весьма досадное недоразумение. Действительно, в строении диапиров участвуют разнообразные и нередко очень многочисленные как складчатые, так и разрывные структуры.

Пример гетерогенного складчатого комплекса. Соляной диапир в районе Ганновера

Среди первых отчетливо обособляются два совершенно различных типа. Один является результатом течения слоев в ядре диапира, другой возникает во вмещающих породах вследствие роста этого ядра (рис. 128). Здесь, таким образом, имеется не одна «диапировая складка», а целый комплекс складок, каждая из которых может рассматриваться как единичная элементарная форма. Приведенный пример является наиболее наглядным. В большинстве же случаев гетерогенность складчатых структур обнаруживается с меньшей ясностью. Вместе с тем она несомненно существует и тем самым заставляет ввести понятие об элементарных единичных складках.

На первый взгляд может показаться, что к элементарным единичным складкам следует относить изгибы лишь какого-то одного слоя. Однако такой путь был бы неправильным, так как весь вопрос потерял бы всякую практическую значимость. Конечно, в природе нет резких граней, но в каждом конкретном случае следует производить необходимые обобщения и называть единичными элементарным и (или простыми) складками различные по масштабу и форме односторонние (т. е. либо антиклинальные, либо синклинальные) волнообразные изгибы комплексов слоев, морфологически имеющие сходное строение и кинематически являющиеся однотипными.

В заключение нужно так же сказать несколько слов о терминах, значение которых нуждается в определенной конкретизации.

Здесь только что упоминалось о формах, в разных своих частях имеющих гетерогенное строение. В свое время М. М. Тетяев (1934) предлагал именовать такие структурные элементы земной коры «гибридными». Этот термин неплох и можно считать, что гибридные формы в общем случае должны состоять из ряда элементарных (или простых) единичных складок. Вместе с тем и сами эти формы могут быть единичными или образовывать группы. При этом их единичность следует уже понимать лишь как обособленность в плане.

Как простые, так и гибридные складчатые структуры могут образовывать известные совокупности, которые удобнее всего называть группами. Все формы в пределах данной группы должны характеризоваться определенной общностью строения и взаимного расположения. Некоторые авторы (например, В. В. Белоусов) предлагали использовать для тех же целей термин «пучок». Этот термин предполагает сходную направленность осей складок, что в общем случае для какой-то их совокупности может оказаться и нехарактерным. Термин «группа» не учитывает морфологических особенностей форм и поэтому кажется более удобным.

Существенно важно обратить внимание и на понятие о гак называемых концентрических и подобных складках. Концентрические складки, как известно, характеризуются параллельным расположением слоев, т. е. неизменностью их мощностей, и последовательным изменением радиусов кривизны. Они представляют собой образования дисгармоничные, локализующиеся в сравнительно ограниченных по величине комплексах пород. В подобных складках сохраняется форма изгибов, образующих их слоев за счет ритмического изменения мощности части последних. Поэтому подобные складки могут захватывать неограниченный по величине разрез пород.

Многие авторы считали и считают, что указанные морфологические различия этих складок должны предопределять и различия в их образовании. Однако это вряд ли правильно.

Забегая несколько вперед, нужно сразу же отметить, что и концентрические и подобные складки, вероятно, могут формироваться как в сходных, так и в различных условиях. Они могут возникать при действии тангенциальных сил, а также вследствие процесса течения слоистых толщ. Невозможным кажется только их развитие в результате поперечного растяжения слоев. Более того, знакомство с различными примерами концентрических и подобных складок приводит к заключению, что самостоятельными, независимыми из них могут быть только первые. Подобные складки скорее всего представляют собой лишь части концентрических складок, развивавшиеся в определенных по своим физическим свойствам комплексах пород среди захваченных деформацией слоистых толщ.

Это заключение подтверждается и тем фактом, что крупные подобные складки в природе почти неизвестны. В тех же случаях, когда их приходится наблюдать, у исследователя не бывает уверенности в том, что их строение сохраняется и на других недоступных обозрению гипсометрических уровнях, т. е., что они всюду остаются подобными.

Как уже упоминалось, важнейшим условием возникновения подобных складок должно быть наличие ритмичного чередования слоев с резко различными вязкостями. Если такой комплекс пород будет испытывать тангенциальное сжатие, то наиболее активными в нем окажутся наиболее вязкие слои. Мощность расположенных между ними менее вязких слоев, способных к большим пластическим деформациям, быстро изменится и тем самым создадутся условия для возникновения подобных складок.

Если же тот же комплекс пород будет испытывать дифференцированное всестороннее давление, то наиболее активными в нем окажутся уже наименее вязкие слои. Движение их материала приведет к его ритмическому перераспределению (внутри слоев) с концентрацией в перегибах образующихся складок. Более вязкие слои будут испытывать здесь лишь пассивное изгибание, не сопровождающееся изменением их мощности. В результате вновь могут возникнуть условия, благоприятные для формирования складок, морфологически не отличимых от подобных.

Учет изложенного заставляет не акцентировать в дальнейшем внимание на рассмотренных морфологических различиях складок. Эти различия не являются принципиальными и практически не отражают сущности процесса образования складок.

Наконец, представляется желательным уточнить значение широко распространенного термина «складчатость». У разных авторов этот термин имеет существенно различный смысл. Вероятно правильнее всего, как это в свое время рекомендовал А. А. Богданов, понимать под ним не те или иные группы или типы складчатых форм, а определенный процесс. Можно, например, говорить о времени развития складчатости, о ее интенсивности, о соответствующих механизмах, но не о ее строении, расположении и т. д.

Перед геологами, пытающимися понять механизм образования тех или иных структурных элементов земной коры и в частности складчатых, постоянно возникают большие трудности, связанные с тем, что они никогда непосредственно не наблюдают процесса становления данных элементов и могут анализировать только их совершенно готовые формы. Нетрудно понять, что процесс складкообразования как и любой процесс, связанный с перемещением тел в пространстве, должен рассматриваться с двух точек зрения — с кинематической и динамической. Только совокупность этих характеристик может дать о нем исчерпывающее представление.

Задача реконструкции кинематики данного процесса может быть решена путем анализа всех наиболее существенных морфологических особенностей изучаемых форм. Под кинематикой при этом следует понимать общий характер некогда происходивших движений слоистых толщ, независимо от вызывавших их причин, стиль движений, их направленность и т. д. Все эти стороны складкообразовательного процесса могут быть раскрыты при анализе достаточно типичной складчатой структуры, способной, как уже указывалось выше, явиться своеобразным эталоном для понимания данного процесса в наиболее широком смысле слова.

Иное положение возникает, когда обращаются к решению второй задачи — к реконструкции динамики соответствующего тектонического процесса. Динамика, как известно, охватывает проблему движения масс в связи с вызывающими его силами. Она объясняет причины движения, его темп, последовательность отдельных стадий и т. д. Если кинематические характеристики движения могут быть непосредственно установлены из анализа тех или иных конкретных морфологических особенностей изучаемых объектов, то все, что связано с характеристикой динамики данных процессов, так же просто получено быть не может. Индуктивный метод в данном случае оказывается бессильным, и здесь в основном нужен уже не столько анализ фактов, сколько, скорее, их синтез.

Учитывая эти соображения, автор сделал попытку последовательно применить как индуктивный, так и дедуктивный методы исследования. Как уже отмечалось в историческом обзоре, в процессе изучения складчатых структур герцинского мегантиклинория Каратау было выяснено, что среди их многообразия довольно отчетливо выделяются три кинематически различных типа — штамповый, коробления и течения. Вопросы кинематики соответствующих складкообразовательных процессов решались преимущественно на основании анализа важнейших морфологических особенностей изученных складок, тогда как вопросы их динамики — на основании учета главным образом общетеоретических предпосылок.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.