Разрывы образуются при осевом сжатии, направленном горизонтально или наклонно к земной поверхности. Вначале происходит образование продольных изгибов и складчатости общего смятия, затем их наклона, формирования разрывов и смещений по ним. Основной тип сформированных таким образом разрывов – надвиги. Теоретически они должны быть наклонены под углом 45º к горизонту, но практически это не так – и углы наклона и количество разрывов разные

При локальном (над аркогенами, куполами, на антеклизах и поднятиях овальной формы) или региональном растяжении (зоны рифтинга) земной коры образуются продольные и поперечные трещины отрыва или скалывания, что приводит к образованию типичных сбросов и грабенов.

При вращательных деформациях, приложенных горизонтально, образуются покровы и др. структуры.

В генетических классификациях выделяют глубинные разломы, листрические разломы и вязкие пластические сдвиги, разрывы гравитационного происхождения, регматическую сеть разломов, зоны спрединга и субдукции, трансформные разломы и др., которые будут рассматриваться на других теоретических курсах.

2.4. Определение возраста, типа и структурных элементов разрывов

Определение возраста

Возраст разрывных нарушений определяется в соответствии с возрастом пересекаемых и покрывающих разрыв пород. Верхний возрастной предел обычно соответствует возрасту самого древнего неразорванного пласта или горной породы, а нижний – возрасту самого молодого разорванного пласта или горной породы. Например, если породы с возрастом вплоть до поздней юры нарушены разрывом и перекрыты неразорванными отложениями палеогена, то возраст разлома будет постюрско-допалеогеновый. Абсолютный возраст разлома можно определить геохронологическими изотопными методами (U-Pb, K-Ar, Rb-Sr), но только в том случае, если в зоне разлома происходила перекристаллизация вещества.

Определение типов разрывных нарушений

Чтобы определить тип разрывного смещения нужно установить: 1 – не сдвиг ли это; 2 – какой из двух блоков поднятый (устанавливается по возрасту, либо по высотному положению пласта в блоках, разделённых разрывом); 3 – к какому блоку падает сместитель (устанавливается по рельефу); 4 – величину изгиба линии разрыва при пересечении ею рек и рельефа); 5 –положение разрыва в плане по отношению к простиранию пластов (продольный, поперечный или диагональный разрыв).

Тип разрывного нарушения на карте определяется следующими способами.

1. Сдвиг от сброса или надвига отличают по расстоянию между соответствующими точками в перемещённых блоках. При сдвиге это расстояние (например, ширина ядра разорванной складки) в обоих блоках будет одинаковым, тогда как у всех других оно будет разным (рис. 2.53). В опущенном блоке ширина ядра синклинали будет больше, а ширина ядра антиклинали – меньше.

Рис. 2.53 Схемы, иллюстрирующие различие в плане между сбросом (I) и сдвигом (II), нарушившим антиклинальную складку.

2. Различие между сбросом и взбросом устанавливается по направлению наклона сместителя по отношению к поднятому (или опущенному) блоку. Если сместитель наклонён в сторону опущенного блока, значит, разрывное нарушение является сбросом, а если в сторону поднятого – взброс или надвиг.

3. Различие между взбросом и надвигом устанавливается по величине извилистости линии тектонического нарушения. У надвига она более извилиста и ориентирована почти параллельно осям складок. При взбросах эта линия относительно мало изгибается и может простираться в любом направлении по отношению к осям складок.

4. Раздвиги, как правило, заполнены непрерывными или прерывистыми жилами или дайками.

5. У покровов нередко запрокинутое залегание в надвинутом блоке (аллохтоне), наличие останцов аллохтона (клипов) и тектонических окон, в которых обнажаются породы автохтона.

Определение направления смещения крыльев

Направление смещения крыльев определяется: 1 – по бороздам скольжения на плоскости сместителя и по уступам на плоскости сместителя (рис. 2.54, 2.55); 2 – по подвороту пласта; 3 – по мелким сопутствующим сбросам.

Рис. 2.54. Поверхности сместителя. А – расположение уступов, штрихов, борозд и треугольников выкрашивания (в круге) на поверхности скольжения лежачего блока разрыва (сброса) при смещении висячего блока вниз согласно стрелке. Б – связь уступов с системами трещин оперения в зоне скольжения по сдвигу (большие стрелки): 1 – уступы (а), трещины отрыва (б), штрихи и борозды (в); 2 – трещины скола6 доминирующие (а), угнетённые (б); 3 – маркирующий горизонт.

Рис. 2.55. Поверхности сместителя. На плоскости сместителя уступы, борозды и штрихи. Стрелки и штрихи указывают направление смещения блока.

В большинстве случаев, исследователи указывают на то, что смещение смежных блоков должно быть обратным тому, что приведено на двух вышеуказанных рисунках. По правилу «шероховатости» - если рука ощущает шероховатости при проведении вдоль плоскости сместителя, значит, сопряженный блок двигался в обратном направлении. Насколько верны то и другое правило, судить трудно. Для определения ориентированного в пространстве направления смещения необходимо находить более надёжные признаки. Например, при нормальном залегании пород на поднятом крыле обнажаются более древние породы, чем на опущенном, и наоборот (рис. 2.56). При перевёрнутом залегании пород наблюдаются обратные соотношения.

Рис. 2.56 Определение относительного перемещения крыльев сброса: по возрасту слагающих их пород; по ширине выходов пород в ядре синклинальной складки.

При вертикальном положении плоскости сместителя нужно исходить из направления их относительного горизонтального перемещения вдоль линии сброса и направления падения пород, при этом можно использовать мнемоническое правило «пяти П» В.Н.Вебера: поднятый пласт перемещается по падению.

Направление горизонтального перемещения определяется следующим образом. Если пласт перемещён вдоль плоскости сместителя вправо, то это правосторонний сдвиг, а если влево, то – левосторонний.

Определение амплитуды смещения

Вертикальную амплитуду (C₂) смещения (при условии сохранения постоянства простирания пород на смежных блоках) можно определить по разности высотных отметок пласта на линии его простирания, продолженной с одного бока на другой, или по заложению пласта (рис. 2.57). На приведённом рисунке вертикальная амплитуда составляет 100 м. Если линия простирания (или стратоизогипса) не пересекает пласт или границу пласта в смежном блоке, пользуясь масштабом заложения, определяют высотную отметку разорванного пласта на смежном боку, так как если бы смещения по разрыву не было. По разности отметок в точке пересечения вспомогательной линии падения и выхода пласта на соседнем блоке находят вертикальную амплитуду (рис. 2.58) и она будет равна 50 м, т.е. юго-восточный блок опущен на 50, так как стратоизогипса с отметкой 140 м совпадает в нём со стратоизогипсой с отметкой 90 м.

Рис. 2.57. Определение вертикального отхода сброса по линиям простирания или стратоизогипсам (объяснение в тексте).	Рис. 2.58 Определение вертикального отхода сброса с помощью заложения (объяснение в тексте).

 

В более сложных случаях пользуются методом построения ортогональных разрезов, заключающимся в построении трёх проекций разрывного нарушения (одной горизонтальной и двух вертикальных).

Определив вертикальную амплитуду смещения, можно определить и все прочие амплитуды. Зависимости величин амплитуд отражены в формулах ниже.

Вертикальная амплитуда (C₂) определяется по формуле: C₂ = C₄ sin δ

Стратиграфическая амплитуда (C₁) определяется по формуле: C₁ = C₄ sin (δ ± α) или C₁ = [C₂ sin (δ ± α)] : sin δ

Горизонтальная амплитуда (С₃) определяется по формуле: C₃ = C₄ cos δ

или C₃ = [C₂ cos δ] : sin δ

Истинная или наклонная амплитуда (C₄), или амплитуда по сместителю определяется по формуле: C₄ = C₁ : [sin (δ ± α)] или C₄= C₂ : sin δ