Кливаж, листоватость и эллипсоид деформации. Кливаж, листоватость и складки

Индикаторы конечной деформации (окаменелости, осветленные пятна, оолиты и др.) в породах с проникающим однородным кливажом или листоватостью показывают, что плоскость разлистования проходит через оси X и Y эллипсоида деформаций и перпендикулярна оси Z (рис. 6.1).

Для пород с непроникающей текстурой этот вывод не всегда может быть применим. Так, если существуют зоны скольжения или растворения, то деформация становится прерывистой и оси определяющего эллипсоида деформаций не обязательно совпадают с осями структуры (рис. 6.11).

Рис. 6.11. Связь между листоватостью и эллипсоидом деформаций в плоскости, перпендикулярной оси Y: а - в обычном положении ось Z совпадает по направлению с нормалью к плоскости структуры и ось X - с линейностью; б прерывистое скольжение вдоль плоскости листоватости: эллипсоид деформации изменяет форму и ориентировку (пунктир, новые оси X', Y')

Зарождение плоскостной анизотропии параллельно плоскости кливажа или листоватости облегчает скольжение вдоль этой плоскости. Правильный деформационный анализ обязан объяснить подобные прерывистые подвижки. В случае трещины или волнистого кливажа, деформация которых носит прерывистый характер, совпадение осей деформации с осями структуры не обязательно. Вопрос о совпадении осей этих двух систем можно прояснить лишь в пространственном масштабе, в котором деформация является проникающей и однородной.

Кливаж, листоватость и складки. В складчатых толщах кливаж и листоватость обычно образуются поверхностями отдельности, параллельными осевой плоскости складок (разд. 9.5.1, рис. 6.5, 6.10, в), особенно если подвергшиеся складчатости слои можно приравнять к пассивным маркерам с вязкостью, близкой к вязкости окружающего материала. Если же образующая складку пачка характеризуется существенными различиями в вязкости, например в случае переслаивания известняка или мрамора с песчаником или глинистым сланцем, то природа и ориентировка кливажа изменяются от слоя к слою.

Так, в компетентных слоях (известняке или песчанике) появляется кливаж трещиноватости в виде веерообразно расходящихся от центра складки трещин, но в некомпетентных прослоях (мрамор или глинистый сланец), наоборот, развивается кливаж сланцеватости, параллельный осевой плоскости, или формируется слегка расходящийся веерообразный кливаж (рис. 6.5, 6.10, а и 6.12).

Рис. 6.12. Кливаж и траектории оси X эллипсоида деформаций в слоях разной вязкости (Dieterich, 1969, Am. Jour. Sei., 267, 155): а - численная модель для отношения вязкостей изогнутого слоя и окружающей среды, равного ⁴²/₁; напряжение приложено по направлению 3 В; б - для сравнения показана микроскладка в кварците, окруженном аспидным сланцем

Это явление называется преломлением (рефракцией) кливажа. В экспериментах по складкообразованию на моделях с более вязким слоем, погруженным в среду пониженной вязкости, воспроизводились траектории кливажа, и в частности их преломление при переходе из компетентного слоя в некомпетентный. 'При этом траектория большой оси X эллипсоида конечной деформации весьма точно следует линиям сланцеватости (рис. 6.12). Такое близкое совпадение говорит о том, что при достаточно сложном складкообразовании, как в стратифицированной среде неоднородной вязкости, ориентировка кливажа вряд ли сильно отклоняется от плоскости, проходящей через направление X эллипсоида деформации.

Линейность пересечений. Линейность пересечений появляется всякий раз, когда новый кливаж или свежее разлистование накладываются под углом на старую слоистость или кливаж. Аналогичная ситуация возникает, когда новый кливаж лежит в осевой плоскости складки, деформирующей слоистость (рис. 6.13, а) или старый кливаж (рис. 6.13, в).

Рис. 6.13. Главные типы линейности. а - линейность пересечения складчатого слоя и кливажа осевой плоскости, наблюдаемая в плоскости кливажа в виде линейных следов разного состава, параллельных оси складки. Под прямым утлом к оси проходит также минеральная или агрегатная линейность; на складчатом слое видна штриховка, параллельная минеральной линейности, б - гофрированная линейность, параллельная оси микроскладок. в - линейность пересечения: пересечение двух кливажей, наблюдаемое в кливаже осевой плоскости, и пересечение складчатого слоя с кливажом трещиноватости, наблюдаемое на поверхности складчатого слоя

Линейность пересечений можно наблюдать на поверхностях кливажа осевой плоскости или в деформированном слое. В плоскости кливажа линейность представлена отчетливыми параллельными линиями, по которым пересекаются деформированные слои с плоскостью кливажа. Если слои тонкозернистые и более или менее линзообразные, этот тип линейности легко спутать с шестоватой текстурой (рис. 6.16, 6).

Поскольку природа этих видов линейности различна, для их идентификации требуется тщательное исследование. Линейность пересечения наблюдается также в деформированных слоях. Здесь она проявляется в виде следов кливажа осевой плоскости складок. Если образующий складку слой первоначально уже был сланцеватым, как в случае древних мраморов или пелитов, то пересечение первоначального кливажа с новой осевой плоскостью разбивает породу на малые блоки или призмы, определяющие карандашную линейность.