Главная страница  |  Карта сайта  |  Обратная связь  |  Поиск по сайту:
Geologam.ru
Геология Геофизика Минералогия Индустрия Нефть и газ
Оглавление статьи
Гипотеза скалывания Гипотеза уплощения
 
Подразделы
Все статьи Основы геологии Устройство Земли История Земли Геологические структуры Геология Крыма Землетрясения Известные геологи
 
Похожие статьи
Происхождение базальтовых магм
Геофизика › Литосфера Земли

Происхождение геологических структур
Геология › Геологические структуры

Происхождение и поля напряжений региональных трещин
Геология › Геологические структуры

Типы кливажа горных пород
Геология › Геологические структуры

Анализ деформаций и кливаж сланцеватости
Геология › Геологические структуры

Где развивается кливаж сланцеватости?
Геология › Геологические структуры

Возраст и происхождение складок Керченского полуострова
Геология › Геология Крыма

 
 

Происхождение кливажа сланцеватости

Главная > Геология > Геологические структуры > Происхождение кливажа сланцеватости
Статья добавлена: Май 2017
            0


С начала XIX в. кливаж сланцеватости стали изучать более широко. Описания геологии и морфологии кливажа сланцеватости появились в прошлом веке, и в свете этих работ неоднократно велись дискуссии о его происхождении (Лейц, 1905). Дискуссии продолжались и позже, однако без реальных результатов или уверенных выводов. Главным образом, это было обусловлено довольно низким уровнем знаний о деформациях горных пород и петрологии метаморфизма, существовавшим в то время, а также тем, что термин «кливаж сланцеватости» употреблялся довольно свободно, не давая представления о разнообразии или степени деформации и метаморфизма в породах. Например, велась дискуссия о том, являются ли рассланцованные минералы, расположенные параллельно кливажу сланцеватости, первоначально обломочным материалом, который подвергся вращению (Сорби, 1853), или они представляют собой новые минералы, возникшие при перекристаллизации в процессе развития кливажа (Ван Хайзе, 1896). В настоящее время, по-видимому, преобладает компромисс между этими представлениями. Например, Рэмсей [90] и Уильямс [117] объясняли, что механическое вращение является главным фактором, действующим в условиях метаморфизма очень низкой ступени, но с повышением температуры возрастает значение перекристаллизации. Оно (1973) также изучал кливаж сланцеватости в палеогеновой группе Сетогава и пришел к заключению, что он образовался в результате как механического вращения, так и перекристаллизации. Оертел (1970) дал теоретическое объяснение, согласно которому рассланцованный минерал приобретает механически перестроенную ориентировку, которая затем еще более подчеркивается ростом кристаллов.

В настоящее время существуют три основные теории, касающиеся происхождения кливажа сланцеватости: гипотезы скалывания, уплощения и тектонического обезвоживания. У гипотезы уплощения по многим причинам большинство сторонников.

Гипотеза скалывания


Рис. 4.6. Стереографическая проекция сланца Тойома в горах Китаками 
Рис. 4.6. Стереографическая проекция сланца Тойома в горах Китаками
Гипотезу скалывания (shearing hypothesis) впервые выдвинул Филлипс (1844), а также Бекер и др. (1896, 1904, 1907). Бекер рассмотрел ее с позиций теории эллипсоида деформации и отметил, что плоскость максимального скалывающего напряжения расположена там, где разрез эллипсоида деформации образует точный круг, и что кливаж сланцеватости будет развиваться параллельно этой плоскости. Токуяма (1971) изучил внутреннюю структуру сланца Тойома и обнаружил развитые в двух направлениях плоскости кливажа, пересекающиеся под углом 15°. Он также выяснил, что направление биссектрисы тупого угла между этими плоскостями соответствует главной оси максимального сжимающего напряжения (рис. 4.6). Это заставило его подчеркнуть, что кливаж сланцеватости первоначально формируется в виде сопряженных плоскостей скалывания, которые по мере развития деформации вращаются до тех пор, пока не будет достигнут наблюдаемый в настоящее время тупой угол. Однако, кливаж сланцеватости обычно развивается в одном направлении, и, если даже минералы располагались по двум направлениям, все равно нет полной уверенности в том, что существовало действие скалывания. Если трещина скалывания развивается вдоль особой плоскости, то полагают, что ориентировка последующих трещин будет контролироваться образовавшимися ранее плоскостями анизотропии. Было бы весьма маловероятно, чтобы плоскости трещин скалывания формировались с интервалом в несколько десятков микрометров, как происходит, например, при кливаже сланцеватости.

Гипотеза уплощения


Рис. 4.7. Моделирование на компьютере складок продольного изгиба вязкой пластинки 
Рис. 4.7. Моделирование на компьютере складок продольного изгиба вязкой пластинки
Гипотезу уплощения (flattering hypothesis) поддерживают многие ученые, начиная с Шарпа (1847, 1849) и Сорби (1853, 1856) и кончая Вудом (1973, 1974), Туллисом (1975, 1976) и Сиддансом (1972, 1977). Шарп (1847) изучал деформированные ископаемые остатки в сланцах и пришел к заключению, что кливаж развивается под прямым углом к направлению максимального давления, так как изучаемые объекты были уплощены в плоскости кливажа сланцеватости. Анализ деформаций (рассматривается далее) впоследствии производился многими исследователями, работавшими в этой области: использовались различные индикаторы деформации, такие как деформированные ископаемые остатки или галька. Подчеркивалось, что кливаж сланцеватости развивается в плоскости, перпендикулярной к главной оси максимальной деформации сжатия. Дейтрих [20] использовал метод конечных элементов для моделирования на компьютере складок продольного изгиба в вязких слоях, находящихся в вязкой среде (см. гл. 5). Так он продемонстрировал, что расположение плоскостей, пересекающих максимальную деформацию сжатия, удивительно хорошо совпадает с расположением кливажа сланцеватости в природе (ср. рис. 4.7 и рис.т 4.1).

Гипотеза тектонического обезвоживания
Рис. 4.8. Дайки песчаника, параллельные кливажу сланцеватости в сланце Мартинсбург 
Рис. 4.8. Дайки песчаника, параллельные кливажу сланцеватости в сланце Мартинсбург
Максвелл (1962) изучал ордовикский Мартинсбургский сланец в Аппалачских горах и отметил, что кластические дайки в сланцах простираются параллельно кливажу сланцеватости (рис. 4.8). Он пришел к заключению, что кливаж развивался в результате механического вращения обломочных частиц в процессе обезвоживания, когда давление поровой воды достигало необычайно высокого уровня благодаря тектоническим напряжениям, действовавшем до консолидации породы. Эта гипотеза тектонического обезвоживания (tectonic dewatering hypothesis), т. е. развития кливажа в процессе диагенеза, которая полностью противоречила общепринятому тогда учению, постепенно завоевывала сторонников, опираясь на данные полевых исследований (Поуэлл, 1972, Олтерманн, 1973 и др.). Излагались также и контраргументы интерпретации фактов, на которых основывалась эта гипотеза (Гейзер, 1975). При полевых исследованиях было выявлено много фактов, которые не могут быть однозначно объяснены этой гипотезой. Например, многочисленные дайки и потоки лавы были обнаружены в мезозойских и палеозойских отложениях гор Китаками. Кливаж сланцеватости, развитый в них, имеет то же направление, что и кливаж во вмещающих аспидных сланцах (Иваматсу, 1969, 1975). Местами кливаж сланцеватости развит в ископаемых остатках и гальке, содержащихся в сланце. Ясно, что они уже испытали консолидацию, когда формировался кливаж сланцеватости. Наложение кливажа сланцеватости, развитого в двух направлениях и формировавшегося в разное время, наблюдалось во многих областях мира, например на о. Тайвань (Кимура, 1973). В этих случаях породы явно уже испытали консолидацию, по крайней мере, когда развивался самый поздний кливаж сланцеватости. Хироватари и Катаями (1973) использовали электронный микрозондовый анализ (ЕРМА) для изучения химического и минерального состава палеогеновых аргиллитов Начигуро и аспидных сланцев Тойома. Они установили, что аргиллиты Начигуро, в которых кливаж не наблюдается, едва метаморфизованы, даже если они испытали диагенез, а в сланцах Тойома довольно хорошо развиты явления перекристаллизации. Другими словами, они показали, что кливаж сланцеватости формируется не только исключительно при диагенезе.

Следовательно, гипотезу тектонического обезвоживания трудно принять в качестве механизма образования регионального кливажа сланцеватости, однако, полагают, что развитие кливажа, обусловленного обезвоживанием, можно обнаружить на самом локальном уровне (Уильямс, 1977, и др.). Моор и Гейгл (1974) обнаружили кливаж сланцеватости в керне скважины, пробуренной глубоко в дне океана, и именно в этом случае вполне вероятно, что он образовался благодаря процессу обезвоживания.
Источник: «Геологические структуры», Москва, «Недра», 1990


ОЦЕНИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ЗА ЭТУ СТАТЬЮ
0
ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
Типы кливажа горных пород
Геология > Геологические структуры

Происхождение и поля напряжений региональных трещин
Геология > Геологические структуры

Форма полей напряжений
Геология > Геологические структуры

Восстановление полей напряжений
Геология > Геологические структуры

Механические условия образования разрывов
Геология > Геологические структуры

Трещины, разломы и поля напряжений
Геология > Геологические структуры

Астроблема района Садбери
Геология > Геологические структуры

Соляные купола на побережье Мексиканского залива*
Геология > Геологические структуры

СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
Анализ деформаций и кливаж сланцеватости
Геология > Геологические структуры

Где развивается кливаж сланцеватости?
Геология > Геологические структуры

Складки и складкообразование в геологических телах
Геология > Геологические структуры

Однослойные складки в геологических телах
Геология > Геологические структуры

Основные типы складкообразования
Геология > Геологические структуры

Межслойные складки в геологических телах
Геология > Геологические структуры

Кинкбанды и сопряженные складки
Геология > Геологические структуры

Складкообразование в многослойных системах
Геология > Геологические структуры




ССЫЛКА НА СТАТЬЮ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТАХ
ТекстHTMLBB Code


Комментарии к статье


Еще нет комментариев


Сколько будет 37 + 39 =

       



 
 
Geologam.ru © 2016 | Обратная связь | Карта сайта | Поиск по сайту
Геология • Геофизика • Минералогия • Индустрия • Нефть и газ