Что такое стилолитовые трещины и разломы

Стилолитовые трещины образуются неровными поверхностями отдельности, покрытыми тонкими выступами и шипами - стилолитами, которые выстилаются скоплениями филлитовых и непрозрачных минералов (рис. 5.9). Такие трещины особенно характерны для известняков, в которых они образуются благодаря концентрации минерального вещества, оставшегося после растворения под давлением (разд. 4.3.1, рис. 5.10).

Рис. 5.9. Стилолитовые трещины и заполненные кальцитом трещины в известняке, связанные с напряжением ơ₁

Выступы и шипы, по-видимому, возникают из-за разной растворимости минералов, которая, в свою очередь, зависит от неравномерного распределения нерастворимых примесей. В связи с этим стилолиты ориентированы параллельно направлению укорочения породы.

Рис. 5.10. Образование стилолитовых трещин при селективном растворении (закрепленная область). Видимое смещение маркера определяет величину укорочения

Механизм образования стилолитовых трещин задает их ориентировку перпендикулярно оси напряжения ơ1, на что указывают сами стилолиты. Поэтому стилолитовые трещины часто оказываются перпендикулярными трещинам растяжения (рис. 5.9). Однако это не всегда наблюдается, особенно в случае стилолитов. развивающихся вдоль разломов. где они могут указывать направление смещения и участвуют в образовании штриховки на плоскостях разлома (рис. 5.17, в).

Разломы. Разломы - разрывы с поверхностями, параллельно которым происходит основное смещение. Величина вектора смещения, или амплитуда смещения, по разлому определяется с помощью множества маркеров - линий штриховки, прочерченных на гладкой, легко отделяющейся поверхности разлома (зеркале скольжения) и указывающих направление и знак смещения.

Геометрический анализ разломов и систем разломов. Главные типы разломов показаны на рис. 5.11. Если разлом наклонен, то нижняя его поверхность называется лежачим боком (крылом), а верхняя - висячим боком. Висячий бок нормального разлома (сброса) опущен (рис. 5.11, а), а обратного сброса (взброса) - поднят (рис. 5.11, 6). В этих разломах преобладает вертикальная компонента смещения. В отличие от них разломы со смещением по простиранию, или сдвиги (рис. 5.11, в), характеризуются преобладающим горизонтальным смещением.

Рис. 5.11. Главные типы разломов: а нормальный сброс; б - взброс; в - левосторонний сдвиг; г и д-сложные разломы: г левосторонний нормальный сброс, д - левосторонний взброс (Mattauer, 1973, Hermann ed., Paris)

Сдвиг называется правосторонним, если блок, находящийся на противоположной от наблюдателя стороне разлома, смещается вправо (или по часовой стрелке), и соответственно сдвиг с обратным смещением будет левосторонним. Наклонный нормальный сброс помимо вертикального смещения характеризуется горизонтальным растяжением, усиливающимся по мере уменьшения падения плоскости сброса. Аналогично, обратному сбросу свойственно горизонтальное сжатие.

Иногда разломы образуют связанные системы. Так, можно встретиться с системами разломов, соответствующими тектонике растяжения (рис. 5.12, а), сжатия (рис. 5.12, 6) или вдавливания (рис. 5.12, в).

Рис. 5.12. Системы сопряженных разломов: а - сопряженные нормальные сбросы, образующие грабен; б - сопряженные взбросы, образующие горст; в - сопряженные право- и левосторонние сдвиги с вдавливанием (Bios, Feuga, 1981, BRGM еd.. Orleans)

Рифтовые долины относятся к системам растяжения в масштабе коры, и их развитие до стадии пассивных окраин сопровождается значительным удлинением коры. Анализ систем рифт-пассивная окраина указывает на то. что сбросы выполаживаются с глубиной и осадочные слои, первоначально залегавшие горизонтально, поворачиваются на некоторый угол (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Ротационное разломообразование в слоях, обусловленное выполаживанием нормального разлома с глубиной: а - модель; обратите внимание на изгиб правой стороны разлома (Wernicke, Burchfield, 1982, Jour. Sir. Geol., 4, 105); б - пассивная западная Армориканская окраина, осадочные слои (тонкие линии) выявлены по данным отраженных сейсмических волн (Montadert et al„ 1979, Int. Rep. Deep Sea Drill. Proj., XLVI1I

При этом горизонтальная компонента смещения непрерывно возрастает с глубиной и становится больше вертикальной. В соответствии с этим постепенно меняется характер деформации-от разрывной на поверхности до непрерывной на глубине, что в масштабе коры соответствует режиму горизонтального растяжения. Аналогичный переход существует между поверхностными взбросами и глубже залегающими пластическими разломами (рис. 8.17). Кроме того, горизонтальные смещения имеют тенденцию возобновляться именно вдоль ранее существовавших зон сдвига (разд. 8.3.2).