Какие бывают складки в горах
Если наблюдать горные породы, смятые в складки, например на Южном берегу Крыма или под Новороссийском на южных склонах Кавказа, может показаться, что формы складок бесконечно разнообразны. На самом деле их можно свести к нескольким основным типам и легко различать эти типы в кажущемся хаосе складок, различных по форме и размерам.
Существуют два основных типа складок: антиклинальные (от греч. «анти» — «противо-» и «клино» — «гну», «выгибаю») и синклинальные (от греч. «синклиниэ» — «склоны противолежащих гор»). В центральной части (или, как говорят, в ядре) антиклинальной складки залегают более древние породы; в ядре синклинальной складки — более молодые. Эти определения не меняются, даже если складки наклонить, поло-1 жить на бок или перевернуть.
Существуют определённые части каждой складки, называемые всеми геологами одинаково: крыло складки (т.е. её боковая часть), угол при вершине I складки, ядро, свод, осевая поверхность, ось. С помощью этих понятий, обозначающих разные части (элементы) складок, легко классифицировать сами складки. Например, по соотношению крыльев и осевой поверхности складки бывают: прямые, наклонные, опрокинутые, лежачие и ныряющие.
Особенно интересны складки с разными по форме сводами. Нередко можно наблюдать складки «острые», напоминающие зубья пилы, или, наоборот, с очень плавными, округлыми сводами. В Горном Дагестане широко распространены мощные складки, называемые сундучными и корытообразными. Они сложены толщами плотных известняков, изогнутых вверх наподобие сундуков, а вниз — в форме корыт. На обрывистом краю одной такой сундучной складки располагается знаменитый аул Гуниб, последний оплот восставшего Шамиля. Всё разнообразие этих складок можно наглядно представить себе, сгибая лист бумаги.
Проведём простой опыт: возьмём любой журнал и начнём его сгибать в складку. Мы увидим, что страницы скользят и смещаются относительно друг друга и без такого скольжения изгиб журнала вообще невозможен. Точно так же ведут себя и слои горных пород, медленно сминаемые в складку. Они скользят относительно друг друга, и при этом в своде складки мощность слоев увеличивается, т.к. материал слоев, раздавливаясь на крыльях, нагнетается и перемещается в своды складок.
Есть ещё один очень интересный тип складок — так называемые диапировые. Образуются они в том случае, когда в толщах горных пород присутствуют пластичные и относительно лёгкие породы, например, такие, как соль, гипс, ангидрит, иногда глины. Плотность соли (2,2 г/см
3) меньше, чем плотность осадочных пород (в среднем 2,5— 2,6 г/см
3). В далёкие времена на месте Прикаспийской впадины существовала морская лагуна. Климат был сухой, жаркий, и морская вода, попав в залив, периодически испарялась, а на дне откладывался тонкий слой соли. Так продолжалось сотни тысяч лет, и постепенно накапливавшаяся соль образовала пласт мощностью (толщиной) в десятки метров. Это очень большая мощность пласта, и, чтобы её наглядно представить, можно посмотреть на главное здание Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. От асфальта до 24-го этажа ровно 125 м.
Со временем климат и условия накопления осадков изменились, и пласт соли, медленно погружаясь, был перекрыт уже другими осадочными породами — песками, глинами, известняками. Но соль легче перекрывающих её пород, она менее плотная. Образовалась, как говорят, инверсия (изменение порядка) плотностей, т.е. лёгкая масса находится внизу, а более тяжёлая — наверху. Это состояние неустойчиво, и достаточно небольших движений, например поднятия какого-то блока земной коры под соленосным пластом, как соль начинает перетекать, двигаться и при этом вести себя как очень вязкая жидкость. Как только на пласте соли образуются вздутия, сразу же, согласно закону Архимеда, начинает действовать сила выталкивания, и соль благодаря своей относительной лёгкости движется вверх, всплывая в виде гигантской капли, гриба или редьки, обращенной хвостом вниз.
Всплывая, соль приподнимает слои, залегающие выше, сминает их и, наконец, прорывает, появляясь на поверхности в виде соляного купола. Такие диапировые складки и купола широко распространены в уже упоминавшейся Прикаспийской впадине, в которой имеются соляные толщи пермского периода, так называемого кунгурского яруса, образовавшиеся в лагунах в условиях жаркого климата примерно 260—265 млн лет назад. За это время над пластинами соли накопилась толща осадочных пород мощностью в несколько километров. А соль, приведённая в неустойчивое состояние тектоническими движениями, постепенно всплывала. Поскольку соль в ядре складки имеет форму купола, то на поверхности мы наблюдаем образование, напоминающее разбитую тарелку, т.к. в стороны от купола отходят радиальные (направленные по радиусу) разломы, а между ними наблюдаются концентрические (т.е. имеющие общий центр) разломы или трещины. Соляные купола растут очень медленно, примерно 1—3 см в год. Но за многие миллионы лет они ♦проходят» путь в несколько километров.
Геологами хорошо изучены соляные купола во многих районах земного шара: на Украине (в Днепровско-Донецкой впадине), в Белоруссии (в Припятском прогибе), Северной Германии, Мексиканском заливе и в других местах. Часто купола похожи на перевёрнутые капли, причём нередко они оторваны от основного слоя соли и уже «всплывают» сами по себе. Иногда верхняя часть такой гигантской капли расплывается в стороны, и тогда соляной купол приобретает форму причудливого гриба на тонкой изогнутой ножке.
Образование диапировых складок и соляных куполов хорошо поддаётся моделированию в лабораторных условиях, при котором роль соли и осадочных пород играют специально подобранные жидкости с различной плотностью. При этом время формирования модели соляных куполов сокращается в тысячи раз, но сохраняются условия подобия реальным структурам.
Изучение тех районов, где встречаются соляные пласты и купола, важно потому, что соль является непроницаемым экраном, или, как говорят, покрышкой для нефти и газа, не пропуская их вверх. Поэтому под солью могут находиться нефтегазовые месторождения.
Чаще всего мы видим смятые в складки слои горных пород в поперечном разрезе, в котором они выглядят наиболее эффектно. Но можно сделать и горизонтальный срез складки. И мы сможем убедиться, что складки в этом сечении также разнообразны: они могут быть вытянутыми, очень длинными, но узкими, или, наоборот, овальными, почти круглыми; иногда они приобретают квадратную форму, а в разрезе напоминают корыта или сундуки. Разнообразие формы складок зависит от свойств горных пород и направления действия силы, приложенной к пластам.
Как правило, в горных областях наблюдается сложное сочетание складок в большом объёме пород, т.е. всё пространство занято складками, переходящими друг в друга. Обычно такое сочетание складок называют складчатостью.
Если пересекать Большой Кавказ по Военно-Грузинской дороге, то уже за Владикавказом по обоим берегам Терека можно видеть сложные складки, сложенные чёрными глинистыми сланцами нижней и средней юры, образовавшимися 160—205 млн лет назад. Они непрерывно прослеживаются до селения Коби в Грузии, обрываясь перед началом последнего крутого подъёма на Крестовый перевал. А далее, после крупного разлома, вплоть до другого грузинского селения — Ананури — находится толща известняков и мергелей (осадочных горных пород, состоящих из кальцита или доломита и глинистых минералов), смятых в сложные складки.
Таким образом, горная система Большого Кавказа характеризуется полной складчатостью, т.е. всё видимое пространство заполнено складками, непрерывно переходящими друг в друга. Такая складчатость образуется только в том случае, когда действуют очень активные силы.
Смятые в складки пласты горных пород не удивляют нас в горах, т.к. мы понимаем, что и сами горы возникли в результате действия мощных геологических сил.
А есть ли складки в равнинных областях, например в окрестностях Москвы или других городов европейской части России, расположенных на Русской равнине Восточно-Европейской платформы? Да, есть, но выглядят они совершенно иначе, чем в горах. Дело в том, что в таких районах, которые называются платформами, присутствуют как бы два различных этажа горных пород. Нижний этаж, или фундамент, сложен прочными древними породами — гранитами, гнейсами, кристаллическими сланцами. На его относительно ровной поверхности горизонтально залегают пласты менее прочных осадочных пород. Всё это сооружение напоминает конструкцию деревенского дома — прочный фундамент и бревенчатый сруб над ним.
Однако фундамент платформы в отличие от фундамента дома на протяжении десятков и сотен миллионов лет испытывает медленные движения вверх и вниз. Если какой-то участок фундамента начнёт вдруг подниматься, то горизонтально залегающие выше него пласты горных пород будут тоже приподниматься, повторяя форму этого участка или блока фундамента. Блок действует как твёрдый штамп. На поверхности при этом образуется поднятие с очень небольшими углами наклона (в несколько градусов или даже минут). Такие складки трудно заметить, тогда как складки в горах видны всем.
Ещё одно важное отличие складок, образовавшихся в осадочном чехле платформ, заключается в том, что они встречаются поодиночке и не связаны друг с другом, как в горно-складчатых областях. Поэтому их объединяют в прерывистую складчатость, которая противопоставляется полной складчатости, описанной выше. Прерывистой она называется потому, что одиночные складки прерываются горизонтально залегающими пластами горных пород.
Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1373
Случайная статья
