1. Элементы геологических структур
К основным элементам, составляющим геологические структуры, относятся линии и плоскости, которые, следовательно, образуют «линейные структуры» (linear structures) и «плоскостные структуры» (planar structures). Оба вида структур измеряются и описываются по отношению к географическому направлению и горизонтальной плоскости. Графически их часто изображают, нанося на стереографическую или равновеликую сетки.
Форма плоской поверхности, такой например, как плоскость напластования, выражается ее простиранием (strike) и падением (dip). На стереографической сетке она изображается как след плоской поверхности или ее полюс. Положение прямой линии показывают угол, который она образует с горизонталью (погружение — plunge), и направление, в котором она падает. Линейные структуры на определенной плоскости, например штриховка (striation) на плоскости разлома или линейная ось складки (см. рис. А.10), могут иногда выражаться углом, измеренным в плоскости, которую линейная структура образует с горизонтальной линией. Этот угол называется наклонением — гаке или склонением — pitch (рис. А.1).
При описании плоскостных и линейных структур встречаются разнообразные характерные расположения. Например, если полюсы плоскостей, касательных к складчатой поверхности цилиндрической складки (см. рис. А.9), нанести на стереографическую сетку, они попадут в один большой круг, причем полюс этого большого круга будет соответствовать оси складки. Такая диаграмма, составленная с использованием полюсов плоскостей, называется π-диаграммой.
В случае реальных цилиндрических складок полюса складчатых поверхностей не попадут на один круг π-диаграммы. Обычно они будут располагаться в определенной области вдоль следа этого круга. Такой характер концентрации точек типа большого круга называется поясом (girdle).
Если складчатые поверхности цилиндрической складки выражаются не полюсами, а как следы больших кругов на стереографической или равновеликой сетке, все большие круги пересекутся в одной точке, которая покажет направление оси складки. Нанесение таких следов плоскостных структур дает β-диаграмму (рис. А.2).
Характер распределения, когда почти все наносимые точки концентрируются вокруг одной точки, называется «максимум». Точка максимума выражает параллельные линейные структуры или полюса параллельных плоскостных структур.
Взаимное расположение линейных структур на плоскости может быть различным, например: параллельным, ортогональным, косым или кулисообразным. Кулисообразное расположение (еп echelone arrangement), в свою очередь, можно подразделить на правосторонний (italic-m) и левосторонний (back-hand-writing-m) типы, как показано на рис. А.3.
2. Разломы
В основе терминологии и классификации разломов лежат характеристики движений по ним, установленные при наблюдениях.
Если, классифицируя, учитывать относительное движение геологических тел по обе стороны от плоскости разлома, то его можно отнести либо к разломам с вращением, либо к трансляционным разломам. Далее их можно подразделить по направлению движений (рис. А.4). Эти термины применяют, когда степень реального смещения геологических тел по обе стороны от плоскости разлома, т. е. скольжение, может быть установлена.
Если на плоскости разлома сохранилась штриховка, тогда направление относительного движения вдоль нее можно определить, но, пользуясь только этим признаком, нельзя установить векторы движения геологических тел по обе стороны от разлома. Иногда на плоскости разлома образуются мелкие ступеньки, субперпендикулярные направлению относительного движения. Полагают, что они обращены в направлении движения противоположного блока. Однако, это определение не всегда верно. Оно, по-видимому, будет меняться в соответствии с процессами образования и механизмом разлома.
Если направление относительного движения неясно, разлом можно классифицировать на основании его разделения (separation), т. е. видимого смещения характерных слоев или горных пород (рис. А.5).
В большинстве случаев мы фактически не можем определить реальные движения по разлому, которые привели к таким относительным и видимым смещениям. С этими вопросами связано очень мало терминов. Однако, иногда в случаях крупномасштабных шарьяжей считается, что перекрывающий блок по-видимому, скользит по плоскости разлома, тогда как нижний блок почти не двигается вообще.
Кроме того, разломы можно подразделить на сбросы по простиранию (strike faults), сбросы по падению (dip faults) и диагональные разломы (oblique faults) на основании их положения относительно положения слоистых структур, которые они пересекают. Иногда же, напротив, они подразделяются на продольные (longitudinal faults), поперечные (transverse faults) и диагональные (diagonal faults) сбросы по их отношению к региональным геологическим структурам.
3. Складки
Складки — это плоскостные структуры, образующиеся, когда деформируются плоские слоистые структуры, например плоскости напластования. Если посмотреть на разрез однослойной складки, она обычно имеет участок, или, точнее, точку, где кривизна наибольшая. Линия, соединяющая эти точки, или шарниры (hinges) называется шарнирной линией (hingeline) или осью складки (fold axis). Крылья (wings, flanks или limbs) лежат по обе стороны от этой линии, где искривление намного меньше. Точка, где нет искривления, расположенная вблизи средней точки крыла, называется точкой перегиба (inflection point), а плоскость, которая содержит все шарнирные линии для каждой плоскости складки, называется осевой плоскостью (axial plane) или осевой поверхностью (axial surface). Шарнирная линия и осевая плоскость являются самыми основными геометрическими элементами складчатой структуры (рис. А.6).
Другая группа терминов, которые используются для описания участков многослойной складки, показаны на ее вертикальном разрезе. Соединения гребней (crests), которые занимают самые высокие положения над горизонтальной стандартной линией, и впадин (troughs), занимающих самые нижние положения, называются замком (crest line) и сводовой поверхностью (crest plane) антиклинали, килем (trough line) и осевой плоскостью (trough plane) синклинали, соответственно. Эти термины наиболее важны при описании геологических структур нефтеносных регионов. Оси, шарнирные линии или замки складок, в общем, не прямые, а изогнутые линии. Когда замок складки выпуклый, образуется кульминация (culmination), тогда как относительно погруженная часть образует депрессию (depression) (рис. А.7).
Для изображения складчатых структур на геологических картах вместо оси или замка складки обычно используют следы оси (axial trace) и замка (crest trace), которые являются линиями пересечения осевой плоскости или сводовой поверхности с плоскостью поверхности земли.
Чтобы охарактеризовать мощность и форму в любом положении складки для однослойных складчатых структур вычерчивается профиль (tectonic profile) перпендикулярно оси складки. На этих профилях толщина каждого складчатого слоя показывается как расстояние между параллельными касательными к верхней и нижней границам каждого слоя — ортогональная мощность (orthogonal thickness) либо как мощность, измеренная параллельно осевой плоскости (parallel to axial plane) (рис. A.8).
Морфологическая классификация складок может быть основана на различных критериях. Основной подход учитывает свойства геометрических элементов. На рис. А.9 показана классификация, основанная на геометрических свойствах шарнирной линии и осевой плоскости. Цилиндрические складки: можно далее классифицировать, как показано на рис. А.10, по положению прямолинейной шарнирной линии и плоской осевой поверхности относительно горизонтальной плоскости. Еще один вид классификации возможен на основании угла между крыльями (interlimb angle), что показано на рис. А.11, а параллельные (parallel folds) или подобные (similar folds) (рис. А.12) складки можно выделить по характеру изменения толщины от шарнира в направлении крыльев (см. рис. 5.10).
На рисунках этого раздела не приведено никаких размеров. Это обусловлено тем, что приведенные особенности могут быть присущи геологическим структурам разного масштаба и что терминология обычно используется независимо от их размеров. Однако, общепринято использовать определенные термины, как, например, шарьяж (low angle overthrust), опрокинутая (или лежачая) складка (recumbent fold), кульминация или депрессия, только для крупномасштабных структур, наблюдаемых, например, в орогенных зонах.
