Закономірності співвідношень розривних порушень зі складками

При формуванні складок повздовжнього вигину утворюються сполучені з ними як крупні розривні порушення, що пересікають всю складку, так і системи дрібних тріщин всередині окремих пластів і у всій складці. Перш ніж розглянути закономірності просторового співвідношення тріщин зі складками, необхідно відмітити, що при складкоутворенні відбувається об’ємна деформація гірських порід. В умовах поперечного стискання має місце розтягнення порід, перед усім у вертикальному напрямку. Вісь максимального розтягнення А при цьому займає вертикальне положення, а вісь С (максимального стискання) розташовується горизонтально та орієнтована поперек складки (рис. 33, а). Але цим деформація не обмежується. При утворенні складок відбувається також розтягнення і у горизонтальному напрямку, тобто вздовж вісі складки. У цьому випадку вісь А повинна займати горизонтальне положення та витягуватися вздовж вісі складки (рис. 33, б). Вісь С зберігає своє колишнє положення. Таким чином об’ємна деформація так би мовити розкладається на дві пласкі деформації – деформація у поперечному та повздовжньому перетині складки.

Рис. 33. Схемі, що ілюструють утворення тріщин при формуванні антиклінальної складки повздовжнього вигину (за А.В.Пеком, 1960).

а – положення вісей деформації та тріщин при вертикальному розтягненні порід складки; б – положення вісей деформації та ріщин при горизонтальному розтягненні порід складки; в – зведена схема орієнтування тріщин, сполучених зі складкою.

1 – тріщини відколювання; 2 – тріщини відриву; 3 – напрямок переміщення за тріщинами відколу; 4 – положення складки (а) та її осьової поверхні (б).

При формуванні складки можуть утворитися шість систем тріщин, що сполучені з нею (рис. 33, в): чотири системи тріщин відколювання та дві системи тріщин відриву. У випадку вертикального положення головної осі деформації А виникають дві системи насувів, які паралельні осі складки та одна система горизонтальних тріщин відриву. При горизонтальному положенні осі А утворюються дві системи зсувів, косо орієнтованих по відношенню до осі складки та одна система круто падаючих тріщин відриву, що орієнтовані поперек складки.

Спостереження, які були проведені у рудних районах, показали, що насуви є більш молодими порівняно зі зсувами і що вони формуються у більш пізні стадії складчастості. Останнє можна пояснити тім, що після утворення склепіння складки її крила можуть розглядатися у якості своєрідних підвалин, які приймають на себе вертикальне навантаження порід, що залягають вище і тим зменшують її на склепіння. Внаслідок цього створюються умови, які сприяють виколюванню блоків порід догори. У початкову стадію складчастості значне навантаження порід, що залягають вище перешкоджають утворенню насувів та викликають розтягнення порід вздовж осі складки, що приводить до формування зсувів. Лише у рідких випадках в одній складці можна спостерігати всі шість систем тріщин, що показані на рис. 33, в. Частіше розвивається лише їх частина.

При аналізі геологічної структури родовищ, що приурочені до складок, необхідно мати на увазі, що у багатьох випадках формування складки відбувається тривалий час та на протязі багатьох етапів. На родовищах проявляються більш пізні накладені розривні порушення. Тому при дослідженні структур рудних полів та родовищ постійно виникає необхідність виділення розривних порушень, що сполучені зі складчастістю та підновилися на більш пізніх етапах, та порушень, що є більш молодими, накладеними на складчастість.

Поряд з крупними розривними порушеннями, що пересікають всю складку, під час складчастості всередині окремих пластів виникає дрібна тріщинуватість. Механізм її утворення на крилі антиклінальної складки зображений на рис. 34. При вигині пластів у складку, ковзання верстви по верстві приводить до того, що кожний окремий пласт деформується під дією пари сил, тобто знаходиться в умовах зсуву. При цьому виникає дві системи дрібних тріщин відколювання (рис. 34, 1 та 2) та одна система тріщин відриву (рис. 34, 3). Перша система відображена найбільш виразно, співпадає з шаруватістю верстви та має назву сланцюватістю шаруватості (сланцюватістю верствуватості). Друга система має мінливе падіння, але при падінні крила складки під кутом 45° вона практично паралельна до осьової поверхні складки і вона носить назву сланцюватості осьової поверхні, хоча вона і на зовсім паралельна осьовій поверхні. Кут падіння тріщин відриву, що паралельні осі складки, по мірі просування до шарніра складки змінюється від пологого до вертикального (у замку складки).

Рис. 34. Схема формування дрібної тріщинуватості у антиклінальній складці вигину з проковзуванням.

А, В, С – головні осі деформації; 1, 2 – дрібні тріщини відколювання; 3 – дрібні тріщини відриву. Стрілками показаний напрямок ковзання пластів

Дрібна тріщинуватість поряд з крупними розривними порушеннями відіграє важливу роль у локалізації зруденінь. Особливо добре це проявлене у складках, що складені породами з різними фізико-механічними властивостями.