big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Компрессионная схема

В первоначальном виде эта схема была разработана на примере мелких складок, развитых в различных по возрасту и составу слоистых толщах платформенных областей (Бронгулеев, 1945, 1947, 1951). Сейчас она значительно расширена и может быть использована для объяснения происхождения очень многих складок течения любых тектонических зон.

На возможность широкой трансформации в земной коре вертикальных сил в тангенциальные указал впервые М. М. Тетяев (1934). Он полагал, что во всех тех случаях, когда в центральных частях развивающихся прогибов возникают локальные поднятия, т. е. происходит изменение знака движения земной коры (инверсия), в толще ее пород могут проявиться сжимающие, вертикально действующие усилия. В результате породы большей части разреза окажутся раздавленными, отжатыми в стороны и смятыми в складки. Таким образом, по мнению этого автора, должны возникать все или почти все складчатые структуры геосинклинальных областей. Сущность данного процесса с позиций М. М. Тетяева, была связана со своеобразным динамическим (инерционным) эффектом, обусловленным суммированием противоположно направленных движений слоистых толщ земной коры.

Необходимо сразу же подчеркнуть, что в своем построении М. М. Тетяев допустил принципиальную ошибку, пытаясь объяснить возможность вертикального раздавливания пород их инерционным сжатием. Дело в том, что темп тектонических процессов, и, в частности, вертикальных движений земной коры, как известно, настолько мал, что они ни при каких условиях не могут вызвать указанного выше эффекта вертикальной компрессии слоистых толщ. Кроме того, с данным процессом, конечно, нельзя связывать происхождение всех складчатых структур геосинклинальных областей. Это очевидное преувеличение роли рассматриваемой схемы.

Попытка несколько изменить точку зрения М. М. Тетяева была сделана в свое время В. В. Белоусовым. Он также полагал, что подавляющая масса складчатых структур земной коры возникла в результате вертикального раздавливания и неравномерного оттока ее слоистых толщ. Однако возможность такого процесса он связывал уже не с инерционным эффектом, а с сопротивлением пород локальным поднятиям земной коры.

Схема рассматриваемого процесса в интерпретации В. В. Белоусова также оказалась малоприемлемой. Неправильным опять-таки было предположение, что с этим процессом связаны почти все складчатые структуры геосинклинальных зон. Было установлено, что в подавляющем большинстве они отнюдь не представляли собой форм течения пород. Не обнаружились также и те пресловутые «покрышки», которые при своем предполагаемом растяжении должны были обеспечивать сжатие нижележащих слоистых толщ. Напротив, повсюду констатировались складчатые формы, захватывавшие наиболее молодые части разреза, что совершенно не вязалось с предлагаемой схемой. Эти обстоятельства вновь поставили под сомнение реальность самого принципа рассматриваемого механизма, вызвав в его адрес множество справедливых замечаний. Положение усугубилось также и крайней неясностью сущности предполагаемого процесса и той роли, которую играло в нем сопротивление пород растягивающим усилиям при их вертикальных перемещениях. Само по себе это сопротивление не могло обеспечить эффекта вертикального сжатия слоев. Смысл всего явления, как будет показано ниже, заключался совсем в другом.

На первый взгляд процесс вертикальных движений слоистых толщ (т. е. по существу процесс образования штамповых форм) кажется очень простым: слои на некоторых участках перемещаются с одного гипсометрического уровня на другой, претерпевая поперечное растяжение. Между тем при более внимательном рассмотрении он оказывается гораздо сложнее. Во время вертикальных движений в недрах слоистого комплекса должно происходить перераспределение давлений — увеличение его в одних местах и уменьшение в других. Это перераспределение и обусловливает возникновение соответствующих силовых полей, в пределах которых может развиваться послойное течение вещества, а следовательно, и сопровождающее его складкообразование.

Схема процесса поднятия изолированного блока пород под действием жёсткого цилиндрического штампа

Обратимся вначале к наиболее простому случаю, когда поднятие испытывает цилиндрический блок пород, совершенно изолированный от окружающих толщ и свободно покоящийся на поверхности субстрата, являющегося для него источником вертикальных сил. Площадь приложения последних для краткости можно именовать «площадью штампа».

Пока блок находится в состоянии покоя (стадия а) давление у поверхности штампа определяется отношением общего веса блока к площади его основания. Это давление можно назвать нормальным (Qd). Оно будет равно произведению мощности пород блока (т) на их удельный вес (d), т. е.

 

Когда блок начнет подниматься (стадия б), к нормальному давлению нужно прибавить величину, равную произведению его массы на ускорение. Однако, учитывая ничтожные скорости тектонических процессов, этой величиной можно пренебречь. Таким образом, нетрудно прийти к заключению, что и при движениях блока в рассматриваемом случае нормальное давление в его основании или вообще в любом его горизонтальном сечении изменяться не будет. Графически это можно показать горизонтальной прямой (жирная линия на рис. 137).

Схема процесса поднятия неизолированного блока пород под действием жёсткого цилиндрического штампа

Теперь посмотрим, что произойдет, если взятый цилиндрический блок будет составлять с окружающими его породами единое целое (рис. 138). В состоянии покоя (стадия а) величина нормального давления повсюду сохранится прежней, т. е. будет равна произведению md. Однако как только блок начнет подниматься (стадия б), давление сразу же отклонится от нормальной величины. Это обусловливается следующим. Все породы обладают известным запасом прочности (большим при действии сил малого периода и меньшим при действии сил большого периода). Несмотря на то что действующие снизу силы прилагаются лишь к ограниченной поверхности пород (в нашем случае к основанию цилиндра с диаметром D), в движение благодаря сцеплению частиц пород из какой-то степени неизбежно окажутся вовлеченными и участки слоев, расположенные по соседству с площадью штампа. Очевидно, давление на этой площади (на рис. 138 над D) в течение всего периода его движения будет выше нормального. Избыточное давление (Qр) будет равно отношению веса всего дополнительно втянутого поднятие объема пород к той же самой площади штампа. Таким образом, полное давление (Q) на указанной площади в период развития процесса должно представлять собой сумму нормального и избыточного давлений, т. е.

Нетрудно понять, что одновременно с увеличением давления на площадь штампа должно происходить его уменьшение на соседних участках. Слои здесь окажутся несколько приподнятыми, и поверхность субстрата, на которой они до того лежали, будет в какой-то мере освобождена от нагрузки. Непосредственно за краем штампа давление должно быть минимальным (даже может быть равным нулю). Еще далее в стороны от штампа давление будет постепенно (возрастать, пока не достигнет величины нормального (Qd). Графически это изменение давления вдоль поперечного профиля штампа показано на рис. 138 жирной кривой. Естественно, что величина прироста давления на площадь штампа будет в точности равна величине его убыли на периферии. Различие в давлениях создается только вследствие перераспределения веса пород, общая величина которого в целом для данного их комплекса остается, конечно, неизменной. Таким образом, в рассмотренном случае силы, вызывающие локальные поднятия слоев, могут совершать работу только по преодолению их тяжести. Другими словами, противодействовать этим силам могут лишь гравитационные силы.

В рассмотренном примере имелся в виду наиболее простой случай, когда породы взятого (блока представляли собой однородную и в общем упругую массу. Однако хорошо известно, что в природной обстановке слоистые толщи характеризуются различными физическими свойствами. Это заставляет прийти к заключению, что сопротивление слоистого комплекса, испытывающего локальное поднятие (т. е. локальное растяжение), в общем случае должно быть крайне неравномерным — одни его компоненты, более вязкие при данных условиях, способны оказывать большее сопротивление, другие, менее вязкие, — меньшее. В связи с этим сам процесс перераспределения давлений должен представлять в высшей степени сложное явление.

Принцип зависимости послойного пластического течения материала от перераспределения давлений в слоистой толще можно проиллюстрировать следующим простым примером. Если толща пород, подвергающаяся локальному поднятию, образована всего лишь двумя комплексами, из которых нижний является более пластичным и менее вязким, чем верхний, то нетрудно подобрать такое сочетание физических свойств обоих комплексов, при котором полное давление Q, испытываемое нижним комплексом, над площадью штампа станет значительно выше предела его длительной прочности. Очевидно, при этом соотношении породы нижнего комплекса начнут пластически деформироваться, т. е. перемещаться из области с повышенным давлением в область давлений относительно более низких (рис. 139).

 

Схема механизма образования складок компрессионного течения в результате раздавливания слоистого комплекса, при распределении давлений в процессе роста штамповой антиклинали

На основании изложенного можно считать, что в рассматриваемом случае перемещение пластического вещества должно происходить от сводовых частей растущей штамповой антиклинали к ее периферии, ибо максимальные давления, как выяснилось, будут развиваться над зоной, испытывающей восходящее движение, тогда как область минимумов расположится вокруг нее концентрически. Очевидно, процесс перемещения масс должен представлять собой их внутрисловное течение с преобладающим тангенциальным направлением. Пластическое вещество, испытывая в разных частях неравномерное всестороннее сдавливание, будет перемещаться в пространстве точно так же, как под напором в трубе перемещается жидкость. При этом неравномерное распределение скорости внутри пластического потока приведет к неодинаковой концентрации материала в различных его сечениях. Такой характер движения неизбежно проявится в изгибании «струй», т. е. в 'развитии складок. Очень важно понять, что в данном случае движение масс будет происходить под влиянием своеобразного поля сил, скаляром которого является давление. Градиентом такого поля будет вектор, направленный в сторону увеличения или уменьшения скаляра, по величине равный его приращению на единицу расстояния.

Итак, в рассматриваемом случае движение частиц вещества пород будет происходить под действием силового поля от одной поверхности равных давлений к другой. Наиболее важным является то, что весь объем перемещающегося пластического комплекса должен испытывать здесь общее сжатие и каждая частица должна находиться одновременно под действием разности потенциалов всестороннего давления. При этом скорость течения будет зависеть, при прочих равных условиях, от градиента поля А. В данном случае нет и в помине толкающего действия тангенциальных сил, приложенных извне по какой-то поверхности (как это имеет место, например, в схеме Уиллиса). Течение вещества происходит в результате действия рассредоточенных сил, принципиально сходных с «объемными», но, однако, зависящих от передаточной среды. Такой способ приложения сил, естественно, должен приводить к очень сложному движению масс. Малейшие изменения силового поля немедленно проявятся в изменении направления движения потока и его интенсивности. Если в случае деформаций, происходящих под действием тангенциально приложенных поверхностных сил, скорости перемещения масс неизбежно падают в направлении действия этих сил, то в рассматриваемом случае может наблюдаться и обратная картина. Скорости перемещения пластического потока вдоль общего направления его движения могут изменяться весьма различно, так как при постоянстве расхода масс они зависят от площади его поперечного сечения. Очень часто, по-видимому, возможны и такие случаи, когда скорости течения передних частей потока будут большими по сравнению со скоростями частей, расположенных сзади. Эта неравномерность скорости распространения потока проявится в местном сокращении мощности пластического комплекса, т. е. в его локальном растяжении. Однако последнее может иметь чисто геометрический смысл, так как само течение здесь обусловливается лишь общим сжатием масс. Важно заметить, что если процесс образования складок коробления в слоистых толщах происходит при условии обладания веществом пород «упругостью формы», то в дайной схеме возникновение «изгибов» осуществляется при универсальной способности вещества проявлять «упругость объема».

Не нужно думать, что в процессе роста штамповых «складок в их краевых частях под более вязким комплексом в какой-то момент могут возникнуть пустоты, в которые спорадически будет поступать материал пластичных слоев. Поступление последнего возможно при условии, когда внутри толщи возникнет и будет поддерживаться градиент давлений. Возникновение градиента давлений и перераспределение пластических масс следует представлять как две стороны единого неразрывного процесса.

Продвижение пластического потока от центральных частей штамповых складок к их краям будет способствовать более равномерному и широкому затягиванию в поднятие верхнего вязкого комплекса. В общем случае это должно проявляться в расширении контура поднятия от нижних слоев разреза к верхним. Если поверхность штампа, на котором располагаются оба рассматриваемых комплекса, идеально ровная и его поднятие будет происходить равномерно, то раздавливание пластического комплекса также должно 'быть более или .менее (равномерным над всей площадью штампа. Если же, напротив, поверхность штампа окажется неровной или ее движение в отдельных частях неравномерным, то и раздавливание будет иметь сложный характер. Перераспределение давлений нельзя будет изобразить столь простым графиком, как это было показано на рис. 139, и, очевидно, перемещение пластического материала пойдет в этом случае уже значительно более сложным путем.

Выше отмечалось, что зоны минимальных давлений должны являться теми «резервуарами», в которые будут нагнетаться пластические массы. Очевидно вместе с тем, что эти зоны должны представлять собой и естественные границы распространения пластических масс. В общем случае, если предел длительной прочности вещества нижнего комплекса окажется превзойденным в результате действия только полного давления Q, то это вещество, попадая в краевые зоны, потеряет свою пластичность и, следовательно, его перемещение прекратится. Иначе должны вести себя более пластичные породы, способные деформироваться под нагрузками, меньшими нормального давления. Их движение, очевидно, будет более интенсивным, ибо зоны минимальных давлений не представляют для них столь непреодолимых преград. Не исключена также возможность, что в некоторых случаях направление перемещения пластических масс в пределах одной и той же штамповой антиклинали в разных ее частях окажется взаимно противоположным, что выразится в столкновении текущих навстречу друг другу масс. Это может произойти в связи с тем, что от зоны минимумов к периферии давление вновь несколько увеличивается (до значения, равного произведению md).

Нельзя предполагать, что пластическое перераспределение вещества нижнего комплекса будет продолжаться в течение всего времени роста каждой данной штамповой складки. Скорее, напротив, оно должно рассматриваться как некоторый эпизод ее истории. В процессе локального поднятия слоев непрерывно происходят изменения в соотношениях давлений. На известных стадиях раздавливание может прекратиться главным образом вследствие потери сплошности верхнего комплекса. Следует заметить, что образование разрывов вряд ли будет происходить по всему контуру поднятия одновременно. Разрывы могут возникать постепенно, вначале лишь в некоторых участках, резко искажая при этом конфигурацию силового поля. В конце концов увеличение разрывов должно привести к полному уничтожению последнего.

Таким образом, рассмотренный элементарный случай, в котором поднятие испытывала толща, образованная только двумя различными по физическим свойствам комплексами пород, дал возможность продемонстрировать основной принцип зависимости процесса преимущественно горизонтального перераспределения материала одного комплекса от процесса локального перераспределения веса другого.

Теперь, учитывая все изложенное, можно обратиться к реконструкции того же процесса в его наиболее общем виде. Выше уже указывалось, что реакция слоистых толщ на их локальное поднятие, т. е. вообще на образование любых по масштабам штамповых складок, должна быть весьма сложной. Несмотря на то что физические свойства большинства пород изучены еще недостаточно, можно с уверенностью сказать, что их разнообразие в этом отношении является довольно значительным. Это становится особенно понятным при учете влияния различных факторов среды (всестороннего давления, соотношения с растворителями, температуры и др.). Хорошо известно, что поведение вещества пород определяется совокупным действием всех указанных переменных и по существу является их сложной функцией.

Таким образом, различия в физических свойствах пород должны приводить к неизбежному распадению слоистых толщ (внешне часто весьма однородных) на ряд комплексов, поведение которых при росте штамповых складок, да и вообще при любых тектонических процессах, обусловленных вертикальными движениями земной коры, будет резко дифференцированным. Те комплексы, которые при данных условиях окажутся наиболее вязкими, будут вовлекаться в локальные вертикальные движения на более широких площадях и вызывать тем самым возникновение силовых полей. Последние в свою очередь смогут способствовать развитию пластической миграции менее вязких слоев и, следовательно, при определенных условиях образованию складок течения.

Выше уже отмечалось, что движение частиц пластического потока мыслится как переход от одной поверхности равных давлений к другой. В общем случае конфигурация силовых полей должна определяться конфигурацией площадей локальных поднятий. Но поднятия, как известно, оконтуриваются при помощи стратоизогипс. Таким образом, стратоизогапсы можно рассматривать и как сечения эквипотенциальных поверхностей силовых полей. Отсюда становится понятной линейная форма складок течения. Действительно движение материала может происходить только по направлению силовых линий поля, а его общий фронт должен располагаться параллельно поверхностям равных давлений.

В рассмотренном идеальном примере (см. рис. 139) концентрация пластического материала должна происходить равномерно вокруг поднятия. В природных условиях картина может быть гораздо более сложной. По-видимому, во многих случаях миграция вещества пород осуществляется в пределах лишь отдельных секторов соответствующих полей, что выражается в небольших размерах возникающих складок. Другими словами, каждый данный пластический поток должен иметь свои «берега», в границах которых и будет происходить складкообразование.

Учитывая уже изложенные соображения о характере предполагаемого течения масс в связи с перераспределением давлений внутри слоистых толщ, можно прийти !к заключению, что в рассматриваемых условиях образующиеся «изгибы» слоев должны иметь преимущественно антиклинальный характер. Этот вывод вытекает из самого способа перераспределения давлений. В краевых частях штамповых складок разгрузка пластичных комплексов может происходить только сверху, в связи с чем вещество этих комплексов в процессе своего преимущественно тангенциального движения должно отклоняться главным образом вверх. Наиболее значительные отклонения пластического потока будут вызываться образованием трещин растяжения в покрывающих его толщах. В этих случаях полости трещин как особенно «емкие резервуары» по мере развития процесса должны постепенно заполняться поступающим снизу веществом. Именно этим путем и возникают те формы, которые ранее были названы автором амагматическими инъекциями, а также и все сложные образования типа гибридных диапировых структур (Barton, 1925; Nettleton, 1934; Parker, 1935; Бронгулеев, 1947; Горин, 1946; Косыгин, 1940, 1952; Неволин, 1951; Лебедева, 1956, 1958, 1962; Шнеерсон, 19476 и мн. др.). Следует думать, что реализация данного процесса может осуществляться лишь при ограниченных размерах разрывов (по протяжению). Во всяком случае разрывы должны быть меньше основных штамповых форм, с которыми они являются структурно связанными, ибо в противном случае силовые поля будут ими «сниматься» и внедрение масс окажется невозможным.

Поскольку явление течения вызывается общим сжатием пород, оно не может происходить непосредственно на земной поверхности. В связи с этим никаких фациальных изменений породообразующих складки компрессионного течения, происходить не будет. Наряду с этим возможна их внутренняя текстурная перестройка, о чем уже говорилось выше.

Очевидно далее, что течение масс должно быть преимущественно тангенциальным, так как оно совпадает с направлением напластования и экранируется и снизу и сверху относительно неподвижными комплексами пород.

Процесс течения отдельных комплексов разреза слоистых толщ независимо от своего масштаба должен быть дифференцированным по своей скорости. Более пластичные породы будут течь быстрее и, следовательно, расход их материала на единицу площади поперечного сечения пластического потока будет больше. Материал этих слоев в зонах ослабленных давлений должен накапливаться скорее, чем материал менее подвижных соседних слоев. Раздувание возникающих таким путем линз должно вызывать искривление смежных слоев и создавать тем самым благоприятные условия для их «подпруживания». В конце концов этот процесс в комплексе способных к пластическим деформациям пород может привести к образованию резко дисгармоничных складок. Нетрудно убедиться, что с точки зрения излагаемой гипотезы вполне логичное объяснение получают и все другие еще более частные кинематические особенности рассмотренного складкообразовательного процесса. Так, например, в свете всего изложенного становится совершенно понятной возможность развития дисгармоничных складок разных порядков. Возникновение последних следует рассматривать как результат особенно резкого распадения пластического потока на отдельные «плоские струи», характеризующиеся различными скоростями перемещения. Интересен вопрос и о последовательности образования складок течения. В пределах каждой группы складки, вероятно, не возникают все сразу, а наращиваются постепенно одна за другой. Их приращение происходит, как видно из схемы процесса, лишь в направлении, противоположном общему движению масс. Появление каждой последующей деформации (складки) затрудняет продвижение пластического потока и, следовательно, в общем случае способствует образованию новых деформаций именно с той стороны, откуда поступает материал. Складки в этом процессе должны постоянно как бы «подпруживать» друг друга.

С точки зрения излагаемой схемы соотношения складок течения в пределах их групп определяются характером соответствующих силовых полей. Спокойные геометрически правильные поля будут обеспечивать возникновение правильно и закономерно расположенных на площади складок. Напротив, сложные по своей конфигурации поля должны приводить к причудливому и, на первый взгляд, беспорядочному их расположению. Тем не менее во всех случаях характер размещения складок течения должен быть тесно связан со структурным планом тех площадей, на которых они развиваются. Другими словами, их простирания должны, как правило, совпадать с простиранием стратоизогипс, оконтуривающих все те более крупные складчатые формы, с которыми они генетически связаны.

Наконец, отчетливо выраженная локальность возникающих в земной коре силовых полей позволяет прийти к выводу, что в характере взаимного расположения отдельных групп складок течения не должно быть никаких связей. Каждая группа будет располагаться в плане в соответствии с конфигурацией данного силового поля и было бы ошибочным искать между отдельными группами какую-то геометрическую общность.

Последний вопрос, который следует здесь затронуть, касается количественной оценки некоторых сторон рассмотренного процесса. Наибольший интерес представляет определение порядка величин полных давлений, возникающих внутри слоистых толщ в связи с их местными вертикальными перемещениями. Как уже указывалось, нормальное давление Qd на любом гипсометрическом уровне земной коры будет определяться произведением удельного веса пород на глубину среза (т. е. на их мощность). Величина дополнительного давления Qp, возникающая в период вертикальных перемещений отдельных участков коры, может быть определена несколько более сложным путем. Наибольшая площадь локального поднятия (штампа) при наименьшем периметре имеет, как известно, круговое очертание. Для этого простейшего, но в то же время и наиболее вероятного случая можно вычислить величину общего веса затягиваемых в поднятие частей слоистой толщи (мощностью m), расположенных уже за пределами этого круга (с диаметром D). Как уже отмечалось, ширина затягиваемой в поднятие круговой зоны во всех случаях будет определяться силами сцепления соответствующих пород. Общий вес пород этой зоны должен быть равным произведению площади боковой поверхности цилиндра с диаметром основания D на элементарную величину силы сцепления данных пород (Р) или величину их сопротивления срезывающим усилиям. Таким образом, дополнительное давление определится из отношения указанного общего веса пород к площади основания взятого цилиндрического блока, т. е.

 

В более общем случае, когда контур площади поднятия будет иметь неопределенную форму, это равенство примет вид:

где к - коэффициент пропорцтональности, зависящий от формы контура площади поднятия, S - площадь поднятия.

Из данной формулы видно, что дополнительное давление при любых условиях оказывается прямо пропорциональным произведению мощности приподнимаемого комплекса слоев на величину их сопротивления срезывающим усилиям и обратно пропорциональным площади поднятия (штампа).

Большой интерес представляет отношение нормального давления к дополнительному. Из равенств и находим:

 

Поскольку для каждого типа пород d и р являются величинами вполне определенными и при каждых данных условиях постоянными, a k связано с формой штампов, нетрудно понять, что отношение указанных величин будет зависеть главным образом от площади этих штампов. Очевидно, легко могут быть установлены размеры штампов, при которых указанное отношение будет <1; =1 и >1. В одной из работ (1951) автор уже приводил ряд цифр, полученных в результате подстановки в указанные выше формулы, которые показывают, что дополнительные давления (Qp) в рассматриваемом процессе могут даже на небольших глубинах от земной поверхности достигать весьма значительных величин. Все зависит здесь от размеров площадей, к которым прилагаются вертикальные силы, т. е. от размеров штампов. По существу происходит своеобразная концентрация больших нагрузок на, небольших площадях. Как известно, тот же эффект используется и при получении высоких давлений в лабораторных условиях, где для этих целей применяются острия конусов.

В заключение раздела необходимо отметить, что складки компрессионного течения могут формироваться и не только в связи с ростом штамповых форм. Как уже отмечалось выше, они могут возникать и на фоне растущих складок коробления. В отличие от рассмотренного выше процесса обстановка в данном случае является несколько иной. При определенной степени продольного изгиба слои в конце концов могут расположиться перпендикулярно действующим тангенциальным силам, в результате чего их деформация примет характер поперечного расплющивания. Величина последнего может быть различной и при благоприятных условиях отдельные компоненты в целом изгибающегося комплекса слоев начнут течь из областей повышенных давлений в области их меньших значений. Течение будет сопровождаться складкообразованием. При учете особенностей обоих процессов нетрудно понять, что возникающие здесь складки течения будут располагаться не столько на крыльях складок коробления, как это имело место у штамповых форм, сколько в их сводах.

Подводя итог всему изложенному, следует заметить, что рассмотренное явление перераспределения давлений в слоистых толщах земной коры может иметь весьма различные масштабы. Наиболее часто оно должно реализовываться в масштабе всех тех складчатых форм, о которых говорилось выше. Однако, по-видимому, оно может проявляться также и в микро- и макроформах. Это обстоятельство представляет огромный интерес и на него нужно обратить особое внимание.

Возможность проявления локальных перераспределений давлений в микроформах связана с дифференциацией статической нагрузки пород. При неоднородном строении пород (т. е. при наличии пор, трещин, каверн и т. п.) распределение давлений в них должно отклоняться от нормального. На отдельных участках поверхности слоев оно будет увеличиваться вследствие концентрации избыточного веса тех частей других слоев, которые окажутся расположенными над соответствующими смежными пустотами подстилающего их комплекса. В песчаных породах, например, вес вышележащих толщ должен распределяться не по всей поверхности их слоев, а только по поверхности стыков отдельных песчинок. В этих точках давление может быть очень высоким. Оно во много раз будет превышать нормальную величину статической нагрузки на данной глубине.

Наибольший интерес представляет возможность реализации рассмотренной компрессионной схемы в макроформах. Эта реализация возможна на уровне нижних частей земной коры и в верхней мантии. Коль скоро на этих глубинах могут существовать различные по размерам очаги расширения, обусловливающие развитие локальных поднятий определенных зон коры, здесь должны возникать также и явления перераспределения веса масс, Другими словами, по изложенной выше схеме здесь смогут создаваться зоны градиентов давлений, которые, накладываясь на огромные нормальные давления Qd, будут обеспечивать целый ряд побочных явлений, представляющих большой теоретический интерес. Особое внимание в этом смысле привлекает возможность локальных колебаний температур в связи с дифференциаций давлений, а также и обусловливаемых ими резких фазовых переходов. Таким образом, данный механизм в указанном масштабе можно рассматривать как своеобразный трансформатор энергии, обеспечивающий в ходе тектонических процессов ее то или иное частичное перераспределение.

 

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

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.