. Надвиговый, когда, наоборот, происходит поднятие или надвигание одного из крыльев на другое и плоскость сместителя наклонена в сторону поднятого крыла.
. Сдвиговый, когда наблюдается перемещение крыльев в горизонтальном направлении.
. Комбинированный тип нарушения может состоять из комбинации первого и третьего типов (сбросо-сдвиговое) или второго и третьего (сдвиго-надвиговое).
Первый тип разрывов обычно связан с растяжением слоев, а второй и третий - с сжатием. Установить точно тип движения в разрывах бывает очень трудно, так как обычно сам процесс движения наблюдать не удается, а видны только его результаты. В связи с этим практически часто классифицируют разрывные нарушения не по типу движений, а по форме самого нарушения - по взаимоотношению сместителя и крыльев и т. п. В том случае, когда тип нарушения неясен, нарушение называют обобщающим термином разлом.
На плоскости сместителя иногда наблюдаются царапины, вытянутые вдоль движения крыла. Часто сбросовая трещина заполнена перемятыми брекчированными породами, а иногда солями, принесенными подземными водами, которые почти всегда циркулируют в сбросовых трещинах.
Сбросовый уступ из-за процессов денудации сохраняется обычно недолго, и поэтому его можно видеть только у очень молодых (четвертичных) сбросов. К.В. Курдюков наблюдал сбросовый уступ высотой 10 м в районе оз. Балхаш. Резкий, как бы обрезанный уступ Талышских гор на восток в сторону Каспийского моря связан, по-видимому, также с молодым сбросом большой амплитуды.
Надвиговый тип нарушений. В этот тип включается целый ряд разнообразных нарушений, образованных при сжатии земной коры. Во всех этих нарушениях висячее крыло перемещается по наклонной поверхности снизу-вверх в сторону лежачего крыла, а поверхность сместителя падает под поднятое крыло. В зависимости от угла наклона сместителя выделяют два вида нарушений этого типа.
Взбросом называется нарушение, когда сместитель крутой - круче 60° (по мнению некоторых, больше 45°).
Надвиг - нарушение, при котором угол наклона сместителя меньше 60° или меньше 45°. Морфологически взброс нельзя отличить от запрокинутого сброса. Поверхность сместителя в надвиге часто бывает волнистая; в таких случаях на отдельных участках надвиг может быть то положе, то круче, а иногда переходить во взброс. Плоскость сместителя чаще всего ровная, изобилует зеркалами скольжения, т. е. полированными блестящими площадками. Иногда вдоль нее наблюдается тектоническая брекчия.
Амплитуда взбросов и надвигов весьма различна: до сотен и тысяч метров. Особенно большие амплитуды надвигов наблюдаются у пологопадающих надвигов. В краевой северной части Советских Карпат наблюдается пологопадающий надвиг с амплитудой до 5 - 10 км. Висячее крыло этого нарушения разбито серией крутых (до 40 - 50°) надвигов.
Тектонический покров, или шарьяж представляет собой тектоническое нарушение надвигового типа с максимальной амплитудой перемещений 20 - 30 км (иногда, возможно, и больше). Плоскость сместителя в шарьяже очень полога и волниста; на отдельных участках она может падать даже в обратную сторону. В шарьяже надвинутое крыло так далеко перемещается от своего основания, именуемого корнями шарьяжа, что часто не удается установить то место, откуда произошло это надвинутое крыло. Таким образом, при шарьяже можно наблюдать, как изолированная пачка древних пород располагается над пачкой более молодых пород. Перемещение в шарьяжном нарушении происходит обычно по какому-либо пластичному слою типа глин, мерлегей, соли и т. п. Чаще всего перемещение происходит под влиянием силы тяжести - это так называемый гравитационный шарьяж. После того как шарьяжи были описаны швейцарскими, австрийскими и французскими геологами в Альпах, их стали выделять во многих складчатых сооружениях: на Кавказе, Карпатах, Урале, в Тянь-Шане. Амплитуду некоторых из этих нарушений, так же, как и альпийских, считали порядка нескольких сотен километров, В последние годы было установлено, что нарушений с такими амплитудами не существует. Надвиговые нарушения этого типа довольно редки и по амплитуде обычно не превышают 30 км.
Поддвигом называется нарушение надвигового типа, когда движение испытывает не висячее, а лежачее крыло. Встречается он довольно редко.
Сдвиговый тип нарушений. При этом типе разрывов происходят боковые горизонтальные перемещения одного крыла по отношению к другому. Амплитуда этих перемещений достаточно велика и измеряется сотнями метров, километрами, а иногда и десятками километров. Сдвиги подразделяются на правые и левые. Если смотреть по направлению движения, то в правом сдвиге оказывается отодвинутым крыло, располагающееся по правую руку, в левом - наоборот.
Смешанный тип нарушений. Обычно движение по сдвигам не бывает строго горизонтальным, а сочетается с вертикальным движением; тогда говорят о сбросо-сдвиге или сдвиго-надвиге.
Дизъюнктивные нарушения наблюдаются не только в горизонтально лежащих породах, но и в складчатых структурах. По характеру взаимоотношений сместителя дизъюнктивного нарушения с простиранием пластов в складчатой структуре выделяют продольные, поперечные, косые, согласные и несогласные нарушения.
Продольными нарушениями называются такие, у которых направление сместителя точно или приблизительно совпадает с направлением простирания слоев; у поперечных направление сместителя идет вдоль падения или восстания пластов.
Косые нарушения секут складчатую структуру под различными углами.
Согласными нарушениями называются такие, у которых плоскость сместителя наклонена в сторону падения слоев.
Системы нарушений
Разрывные нарушения со смещением, так же, как и трещины, группируются обычно в системы нарушений. Чаще всего они образуют параллельные системы, причем в одном и том же участке может пересекаться несколько систем дизъюнктивных нарушений: продольные и поперечные, крутые и пологие надвиги и др.
Параллельные сбросы иногда образуют систему, напоминающую ступени лестницы, в связи с чем такая система называется ступенчатыми сбросами. В этой системе каждый блок опущен ниже соседнего. В результате таких сбросов пласты осадочных пород могут быть опущены на значительную глубину. Ступенчатые сбросы очень часто располагаются по краям молодых тектонических депрессий.
Горст - структурная форма, у которой центральная часть оказывается выдвинутой кверху по системе двух разломов. Горсты, так. же, как и грабены, могут быть самых различных размеров как по площади, так и по амплитуде смещения. В то время как в грабене среди более древних пород располагаются более молодые, в горсте, наоборот, среди более молодых располагаются более древние отложения. Характерные горсты имеются в горах Тянь-Шаня, Кавказа (Сурамский горст), Венгрии и т. д.
В том случае, когда один участок земной коры опускается по системе двух сбросов относительно прилежащих участков, образуется структурная форма, именуемая грабеном. Грабен - это сбросовая впадина («ров» - в переводе с немецкого языка). Грабены весьма широко развиты на поверхности Земли. Примерами их могут служить: Рейнский грабен, известная котловина оз. Байкал, котловина оз. Балатон в Венгрии и ряд других.
Очень часто грабены заполняются осадками, и в них образуются слои более молодого возраста, вплотную примыкающие к более древним слоям, которые слагают приподнятые крылья грабена.
Нередко возвышающиеся части (крылья) грабена бывают денудированы, выраженная морфологически (в рельефе) впадина исчезает, но грабен все же будет отчетливо выражаться на ровной плоскости по залеганию среди древних более молодых слоев.
Глубина грабена определяется амплитудой перемещения вдоль ограничивающих его сбросов. Стенки грабена могут быть вертикальными и наклонными в зависимости от крутизны плоскости сместителя. В некоторых случаях плоскости сместителя оказываются наклоненными в противоположные от центра грабена стороны. Это объясняется, по-видимому, более поздним тектоническим сближением стенок грабена, которое может быть вызвано поднятием соседних участков. Примерами таких грабенов служат грабены Забайкалья, в которых среди древних кристаллических пород располагаются юрские отложения.
Иногда наблюдается взаимное
чередование горстов и грабенов. Такая структура называется клавишной
структурой, так как в профиле она напоминает клавиатуру с отдельными
придавленными клавишами. Параллельная система надвигов с перемещением пластов в
одну сторону образует систему чешуйчатых надвигов. Подобные надвиги широко
развиты на южном склоне Большого Кавказа, на северном склоне Карпат, где они
получили название скиб (в переводе с польского языка «перевернутый плугом пласт
земли»).
Время, скорость
формирования и глубина разрывных нарушений
Дизъюнктивные нарушения могут образовываться в любых участках земной коры. В области платформ они являются одной из самых распространенных тектонических форм. В геосинклинальных областях дизъюнктивные нарушения часто образуются после складчатых нарушений, т. е. после того, как пласты земной коры теряют свою эластичность и способность растягиваться. В связи с этим очень часто из косой, опрокинутой или лежачей складки образуются разрывные нарушения надвигового типа. Флексуры при дальнейшем растяжении крыла переходят в сбросы. Шарьяжи также в некоторых случаях образуются при разрыве крыльев крупных опрокинутых или лежачих складок.
Формирование дизъюнктивных нарушений происходило в течение всей геологической истории Земли и происходит в настоящее время. В разделе о землетрясениях приводились многочисленные примеры образования современных трещин, сбросов и грабенов.
Многие дизъюнктивные нарушения, например, связанные с землетрясениями, образуются очень быстро, мгновенно. Но есть такие, движения по сместителю которых происходили в течение длительного времени, что хорошо доказывается на примере так называемых послеэрозионных надвигов. Образование послеэрозионных надвигов происходило следующим образом: вначале образовалась антиклинальная складка с небольшим разрывом по оси; затем свод антиклинали оказался размыт, но надвитутое крыло продолжало свое движение. После этого на размытом своде антиклинали отложились молодые осадки, которые позднее оказались разорваны, и древние породы висячего крыла надвинулись на эти молодые осадки. Таким образом, формирование надвига началось в период формирования складки, продолжалось во время денудации свода и отложения новых осадков и закончилось после формирования молодых осадков осадочной толщи.
Некоторые разломы формируются в течение нескольких геологических периодов, охватывающих многие миллионы лет. В этом отношении особенно характерны глубинные разломы, выявленные в последние годы исследователями (А. В. Пейве и др.). Эти разломы в отличие от всех других нарушений рассекают не только поверхностные части земной коры, но уходят на большие глубины. В связи с этим по ним нередко внедряется основная магма наиболее глубоких частей литосферы и верхних слоев мантии.
Глубинные разломы прослеживаются по простиранию на сотни тысяч километров. В. Е. Хаин считает, что большинство глубинных разломов представляет собой круто падающие сбросы, но среди них имеются и сдвиги. Глубинные разломы выявлены сейчас в эрозионного надвига пределах Тянь-Шаня, на Урале, вдоль Скалистых гор в Америке и др.
Глубинные разломы формировались в течение очень длительного времени. Н. И. Николаев доказал, что глубинный разлом в хребте Каратау, зародившись в протерозое, развивался в течение всего палеозоя и мезозоя, а отдельные подвижки вдоль него наблюдались и в кайнозое. Движения вдоль глубинного разлома происходят с различной интенсивностью и даже с различным направлением, т. е. на определенном отрезке времени опускается одно крыло, а на другом отрезке времени это же крыло может воздыматься. Поэтому к глубинному разлому часто бывает трудно применить строго определенный термин (надвиг, сброс или сдвиг).
Генетически глубинные разломы связаны, по мнению В. Е. Хаина, с колебательными движениями. Среди разрывных нарушений выделяются нарушения, образовавшиеся за короткий промежуток времени или мгновенно, и нарушения, образование которых происходило в течение длительного периода.
В земной коре можно обнаружить многочисленные нарушения в виде трещин, сбросов, надвигов и других форм, морфологически неотличимые от тектонических, но имеющие совершенно иную природу. Эти нарушения связываются с экзогенными факторами и в отличие от собственно тектонических, т. е. обусловленных внутренними силами, называются атектоническими.
Таким образом, все нарушения земной коры можно подразделить на две группы: атектонические, или экзогенные, и тектонические, или эндогенные.
Среди атектонических нарушений, обычно не рассматриваемых в тектонических работах, выделяют такие, которые обязаны своим происхождением деятельности человека. Во время разработки карьеров и подземных выработок, при взрывах в горных породах образуются трещины, а иногда провалы отдельных блоков, напоминающие грабены. Всё это искусственные атектонические нарушения.
Более многочисленны атектонические нарушения, связанные с естественными природными причинами. В предыдущих разделах отмечались изменения земной поверхности, связанные с физическим выветриванием. В процессе этих изменений могут образовываться многочисленные трещины, а иногда и складки. Таковы, например, нарушения, связанные с замерзанием воды в зоне многолетней мерзлоты. Многочисленные нарушения вызывают оползни. В оползневых районах часто большие площади бывают покрыты густой сетью трещин. Отдельные оползневые тела создают полное впечатление настоящих сбросовых нарушений, а в ряде случаев и надвигов.
Еще большим сходством с «настоящими» тектоническими нарушениями обладают нарушения, связанные с деятельностью льда, так называемые гляциодислокации. Особенно отчетливо они выявляются на правом берегу Днепра в районе г. Канева. Здесь можно видеть ряд надвигов и сбросов, образование которых связано с давлением ледника на выступ крутого берега древней долины Днепра. Эти нарушения настолько близки по внешнему виду к настоящим тектоническим, что долгое время вызывали ожесточенные споры между сторонниками их тектонического и гляциального происхождения. И только бурение, вскрывшее под этими дислокациями ненарушенные слои, доказало их ледниковое происхождение.
В заключение раздела о разрывных нарушениях земной коры приведем их генетическую классификацию:
I. Тектонические нарушения
1. Связанные со сжатием вещества земной коры и ее складчатостью: трещины скола, взбросы, надвиги, шарьяжи, кливаж.
. Связанные с растяжением вещества земной коры: трещины разрыва, сбросы, грабены.
. Связанные с вулканизмом: разрывы, сжатия, грабены (кальдеры).
. Связанные с землетрясениями: трещины разрыва, сдвиги, сбросы, грабены.
. Связанные с метаморфизмом: трещины сжатия и растяжения.
II. Атектонические нарушения
А. Искусственные:
. Связанные со взрывами и ударами.
. Связанные с обрушениями.
Б. Естественные:
. Связанные с обвалами и оползнями.
. Связанные с физическим выветриванием.
. Связанные с движением и нагрузкой льда.
. Связанные с физико-химическим преобразованием осадка (трещины высыхания и уплотнения).
Из приведенной классификации
следует, что все эндогенные процессы (складчатость, колебательные движения,
вулканизм, землетрясения, метаморфизм), так же, как и многие экзогенные,
способны вызывать образование разрывных нарушений в земной коре. Амплитуда и
характер этих нарушений зависят как от силы и характера воздействующего
фактора, так и от состояния земной коры в данном участке. Формы тектонических
нарушений, вызванные различными факторами, бывают часто весьма сходными и морфологически
неотличимыми. Даже такие различные факторы, как ледниковая нагрузка и
эндогенные силы, могут давать сходные по форме нарушения. Поэтому определить
природу того или иного нарушения очень трудно, а, следовательно, построение и
особенно применение генетической классификации связано с большими
затруднениями.
Практическое
значение изучения тектонических нарушений
Практическое значение изучения тектонических форм очень велико. Невозможно себе представить поиски и разведку, а также эксплуатацию полезных ископаемых без знания закономерностей проявления тектонических нарушений. Допустим, что происходит разработка угольного пласта. Пласт идет почти горизонтально и вдруг исчезает. Можно было бы прекратить работу на данном участке, но оказывается, что данный пласт угля исчез не бесследно, а переместился по сбросу на определенное количество метров. Изучив характер нарушения и его амплитуду, можно предсказать, где обнаружится продолжение разрабатываемого пласта.