Понятие о деформациях горных пород

Изменение объёма и формы тела вследствие приложенной к нему силы называется деформацией.

Причины деформаций могут быть разными: сила тяжести; влияние температуры, при возрастании которой увеличивается объём; механические усилия, приложенные по определённому направлению к толще пород и др.

Любая деформация происходит во времени, которое в геологических процессах может составлять десятки миллионов лет, т.е. деформирование происходит очень медленно.

Деформации бывают упругими и пластическими. В первом случае после снятия нагрузки тело возвращается в исходную форму, а во втором нет и сохраняет некоторую остаточную деформацию.

Слои горных пород, первоначально залегая горизонтально, впоследствии оказываются деформированными, причем степень деформации может колебаться от очень слабой до исключительно сильной, когда мощные слоистые толщи оказываются перемятыми (Рис.10).

Рис.10. Типы залегания горных пород: I – складчатое, II – горизонтальное, III – наклонное (моноклинальное).

Складчатое залегание слоёв

Складчатыми формами залегания называют различные изгибы слоёв без разрыва сплошности, возникающие в результате пластических деформаций.

Среди этих форм различают собственно складкиволнообразные изгибы слоёв и флексуры -ступенчатые изгибы.

Формы складок разнообразна, поэтому большое значение имеют их морфологическое изучение и классификация. Различают два рода складок: антиклинали и синклинали(Рис.11).

Рис.11. А – антиклиналь, Б – синклиналь.

Антиклинали, отличаются тем, что во внутренних частях у них находятся более древние слои, и обычно эти складки, обращённые выпуклостью вверх.

Синклинали – это изгибы, во внутренних частях которых расположены более молодые слои, чем по периферии. Обычно это складки, обращённые выпуклостью вниз.

Элементы складок

В складке различают следующие элементы (Рис.12).

Крылья –боковые части складки, в пределах которых слои имеют односторонний наклон, наименее изогнутые или плоские.

Рис.12. Основные элементы складки: 1 – крыло складки, 2 – осевая поверхность складки, 3 – угол при вершине складки, 4 – ось складки, 5 – шарнир, 6 – замок складки.

Замок –место смыкания крыльев, зона перегиба слоёв. В антиклинальных складках называется сводом, в синклинальных днищем.

Ядро – внутренняя часть складки.

Угол складки- двугранный угол, образованный поверхностями крыльев, продолженными до пересечения.

Осевая поверхность– поверхность, которая делит угол складки пополам.

Ось складки– линия пересечения осевой поверхности складки с поверхностью рельефа.

Шарнир складки– линия пересечения осевой поверхности с подошвой или кровлей слоя в этой складке; его можно определить как линию перегиба слоя в замке.

Длина складки– расстояние вдоль её оси между окончаниями складки в местах перегиба шарнира.

Ширина складки– расстояние между осями складок, с ней сопряжённых.

Высота складки– расстояние между замком одной складки и замком сопряжённой с ней складки в разрезе, измеренной по одному слою.

С помощью этих понятий, обозначающих разные части складок, их легко классифицировать. Например, характер наклона осевой поверхности складки позволяет выделять следующие виды складок: прямые, наклонные, опрокинутые, лежачие и ныряющие (Рис.13).

Рис.13. Складки: 1 – прямые, 2 – наклонные, 3 – опрокинутые, 4 –лежачие, 5 – ныряющие.