Фолд (геология)

В структурной геологии складка — это совокупность первоначально плоских поверхностей, таких как осадочные пласты , которые изгибаются или искривляются ( «складываются» ) во время постоянной деформации . Складки на камнях различаются по размеру: от микроскопических извилин до складок размером с гору. Они встречаются в виде отдельных изолированных складок или периодических наборов (так называемых последовательностей складок ). Синседиментарные складки – это складки, образовавшиеся при отложении осадочных пород.
Складки образуются в различных условиях напряжений , порового давления и температурного градиента , о чем свидетельствует их присутствие в мягких отложениях , во всем спектре метаморфических пород и даже в качестве первичных структур течения в некоторых магматических породах . Совокупность складок, распределенных в региональном масштабе, образует складчатый пояс — общий признак складчатых зон . Складки обычно образуются в результате сокращения существующих слоев, но могут также образовываться в результате смещения по неплоскому разлому ( складка изгиба разлома ), на вершине распространяющегося разлома ( складка распространения разлома ), дифференциальным уплотнением или из-за к последствиям высокоуровневого магматического внедрения , например, над лакколитом .

Складная терминология
[ редактировать ]
Шарнир сгиба — это линия, соединяющая точки максимальной кривизны на сложенной поверхности. Эта линия может быть прямой или изогнутой. термин шарнирная линия . Для обозначения этой особенности также использовался [ 1 ]
Поверхность складки, если смотреть перпендикулярно направлению ее укорочения, можно разделить на шарнирную и отгибную части; крылья представляют собой фланги складки, а крылья сходятся в шарнирной зоне. Внутри шарнирной зоны находится шарнирная точка, которая является точкой минимального радиуса кривизны (максимальной кривизны) складки. Гребень впадина складки представляет собой самую высокую точку поверхности складки, а — самую низкую точку. Точка перегиба складки — это точка на конечности, в которой вогнутость меняется на противоположную; на обычных складках это середина отгиба.
определяется Осевая поверхность как плоскость, соединяющая все шарнирные линии сложенных друг на друга поверхностей. Если осевая поверхность плоская, она называется осевой плоскостью и может быть описана в терминах простирания и падения .
Складки могут иметь ось сгиба . Ось сгиба «является ближайшим приближением к прямой линии, которая при перемещении параллельно самой себе создает форму складки». [ 2 ] (Рамзи, 1967). Складка, которая может быть образована осью сгиба, называется цилиндрической складкой . Этот термин был расширен и теперь включает почти цилиндрические складки. Часто ось сгиба совпадает с линией шарнира. [ 3 ] [ 4 ]
Описательные особенности
[ редактировать ]Размер сгиба
[ редактировать ]В обнажениях довольно часто наблюдаются мелкие складки; крупные складки встречаются редко, за исключением более засушливых стран. Однако мелкие складки часто могут дать ключ к пониманию основных складок, с которыми они связаны. Они отражают одну и ту же форму и стиль, направление, в котором лежат смыкания основных складок, а их спайность указывает на положение осевых плоскостей основных складок и направление их переворота. [ 5 ]
Форма сгиба
[ редактировать ]
Складка может иметь форму шеврона с плоскими конечностями, сходящимися на угловой оси, заостренной с изогнутыми конечностями, круглой с изогнутой осью или эллиптической с неравной длиной волны .
Плотность складывания
[ редактировать ]
Плотность складки определяется размером угла между ветвями складки (измеренного по касательной к поверхности сгиба на линии перегиба каждого плеча), называемого углом между конечностями. Пологие складки имеют угол между конечностями от 180° до 120°, открытые складки - от 120° до 70°, закрытые складки - от 70° до 30°, плотные складки - от 30° до 0°. [ 6 ] Изоклины , или изоклинальные складки , имеют угол между конечностями от 10° до нуля, с практически параллельными краями.
Складчатая симметрия
[ редактировать ]Не все складки одинаковы по обе стороны от оси сгиба. Те, у кого конечности относительно одинаковой длины, называются симметричными , а те, у кого конечности сильно неравны, — асимметричными . Асимметричные складки обычно имеют ось, расположенную под углом к исходной развернутой поверхности, на которой они образовались.
Облицовка и вергенция
[ редактировать ]Вергентность рассчитывается в направлении, перпендикулярном оси сгиба.
Классы стиля деформации
[ редактировать ]Складки, которые поддерживают одинаковую толщину слоя, классифицируются как концентрические складки. Те, которые этого не делают, называются подобными складками . Подобные складки характеризуются истончением конечностей и утолщением замочной зоны. Концентрические складки возникают в результате деформации из-за активного выпучивания слоев, тогда как подобные складки обычно образуются в результате некоторой формы сдвигового потока, когда слои не являются механически активными. Рамзи предложил схему классификации складок, которая часто используется для описания складок в профиле на основе кривизны внутренней и внешней линий складки и поведения изогонов падения . то есть линии, соединяющие точки одинакового падения на соседних складчатых поверхностях: [ 8 ]
Сорт | Кривизна С | Комментарий |
---|---|---|
1 | C внутренний > C внешний | Изогоны падения сходятся |
1А | Ортогональная толщина у шарнира уже, чем у конечностей. | |
1Б | Параллельные складки | |
1С | Ортогональная толщина на плечах уже, чем на шарнире | |
2 | C внутренний = C внешний | Изогоны падения параллельны: подобные складки. |
3 | C внутренний < C внешний | Изогоны падения расходятся |
Виды складок
[ редактировать ]

Линейный
[ редактировать ]- Антиклиналь : линейная, пласты обычно отклоняются от осевого центра, самые старые пласты находятся в центре, независимо от ориентации.
- Синклиналь : линейная, пласты обычно наклоняются к осевому центру, самые молодые пласты находятся в центре независимо от ориентации.
- Антиформа : линейная, слои отклоняются от осевого центра, возраст неизвестен или перевернут.
- Синформа : линейная, пласты падают к осевому центру, возраст неизвестен или перевернут.
- Моноклиналь : линейная, пласты падают в одном направлении между горизонтальными слоями с каждой стороны.
- Лежачий: линейная, осевая плоскость складки, ориентированная под небольшим углом, что приводит к перевернутым слоям в одном крыле складки.
Другой
[ редактировать ]- Купол : нелинейный, слои отклоняются от центра во всех направлениях, самые старые слои находятся в центре.
- Бассейн : нелинейный, пласты падают к центру во всех направлениях, самые молодые пласты находятся в центре.
- Шеврон : угловатая складка с прямыми конечностями и небольшими петлями.
- Спад: обычно моноклинальный, результат дифференциального уплотнения или растворения во время седиментации и литификации.
- Пигматический: складки хаотичны, случайны и несвязны. Характерны осадочные складчатости, мигматиты и зоны отрыва деколлемента.
- Паразитный: коротковолновые складки, образующиеся внутри складчатой структуры с большей длиной волны, обычно связанные с различиями в толщине пласта. [ 9 ]
- Дисгармония: складки в соседних слоях с разными длинами волн и формами. [ 9 ]
( Гомоклин включает в себя пласты, падающие в одном направлении, но не обязательно имеющие складчатость.)
Причины складывания
[ редактировать ]Складки появляются на всех масштабах, во всех типах горных пород , на всех уровнях земной коры . Они возникают по разным причинам.
Параллельное укорачивание слоев
[ редактировать ]
Когда последовательность слоистых пород укорачивается параллельно ее слоистости, эта деформация может компенсироваться несколькими способами: однородным сокращением, взбросами или складчатостью. Реакция зависит от толщины механического слоя и контраста свойств между слоями. Если слои начинают сгибаться, стиль сгиба также зависит от этих свойств. Изолированные толстые компетентные слои в менее компетентной матрице контролируют складывание и обычно образуют классические закругленные складки-пряжки, которые компенсируются деформацией матрицы. При регулярном чередовании слоев контрастных свойств, таких как песчаниково-сланцевые толщи, обычно образуются изломы, коробчатые и шевронные складки. [ 10 ]



Складывание из-за неисправности
[ редактировать ]Многие складки напрямую связаны с разломами, связанными с их распространением, смещением и аккомодацией напряжений между соседними разломами.
Разлом изгиб складчатый
[ редактировать ]Складки разломно-изгибов возникают в результате смещения по неплоскому разлому. В невертикальных разломах висячая стена деформируется, чтобы компенсировать несоответствие разлома по мере продвижения смещения. Складки разломов возникают как при растяжении, так и при надвигах. Кроме того, листрические разломы образуют опрокидывающиеся антиклинали в своих висячих стенках. [ 11 ] При надвигах пандусные антиклинали образуются всякий раз, когда надвиг пересекает участок от одного уровня отрыва к другому. Смещение по этой рампе с большим углом приводит к складыванию. [ 12 ]
Распространение неисправностей
[ редактировать ]Складки распространения разлома или складки концевой линии возникают, когда происходит смещение существующего разлома без дальнейшего распространения. Как при взбросах, так и при сбросах это приводит к складчатости вышележащей толщи, часто в виде моноклинали . [ 13 ]
Отсоединение складное
[ редактировать ]Когда надвиг продолжает смещаться над плоским отрывом без дальнейшего распространения разлома, могут образовываться складки отрыва , обычно коробчатого типа. Они обычно встречаются над хорошим отрядом, например, в горах Джура , где отряд встречается на среднего триаса эвапоритах . [ 14 ]
Складывание в зонах сдвига
[ редактировать ]Зоны сдвига, которые приближаются к простому сдвигу, обычно содержат незначительные асимметричные складки, направление переворота которых соответствует общему направлению сдвига. Некоторые из этих складок имеют сильно изогнутые шарнирные линии и называются складками-ножнами . Складки в зонах сдвига могут передаваться по наследству, образовываться из-за ориентации предсдвиговых слоев или образовываться из-за нестабильности внутри сдвигового потока. [ 15 ]
Складчатость в отложениях
[ редактировать ]Недавно отложившиеся отложения обычно механически слабы и склонны к повторной мобилизации, прежде чем они станут литифицированными, что приведет к складчатости. Чтобы отличить их от складок тектонического происхождения, такие структуры называют конседиментационными (образовавшимися в процессе седиментации).
Складывание с наклоном: Когда оползни образуются в плохо консолидированных отложениях, во время их размещения они обычно подвергаются складчатости, особенно на передних краях. Асимметрия складок оползня может быть использована для определения направлений палеосклонов в толщах осадочных пород. [ 16 ]
Обезвоживание: Быстрое обезвоживание песчаных отложений, возможно, вызванное сейсмической активностью, может привести к образованию извилистой слоистости. [ 17 ]
Уплотнение: Складки могут образовываться в более молодой последовательности за счет дифференциального уплотнения более старых структур, таких как блоки разломов и рифы . [ 18 ]
Магматическое вторжение
[ редактировать ]Размещение магматических интрузий имеет тенденцию деформировать окружающую вмещающую породу . В случае высокоуровневых интрузий вблизи поверхности Земли эта деформация концентрируется над интрузией и часто принимает форму складчатости, как у верхней поверхности лакколита . [ 19 ]
Поток складной
[ редактировать ]Податливость слоев горной породы называется компетентностью : компетентный слой или пласт породы может выдерживать приложенную нагрузку без разрушения и является относительно прочным, тогда как некомпетентный слой относительно слабый. Когда горная порода ведет себя как жидкость, как в случае с очень слабой породой, такой как каменная соль, или любой другой породой, которая залегает достаточно глубоко, она обычно демонстрирует складчатость потока (также называемую пассивной складчатостью , потому что сопротивление оказывается небольшим): слои появляются смещались неискаженными, принимая любую форму, которую им придавали окружающие более твердые камни. Слои служат просто маркерами складчатости. [ 21 ] Такая складчатость характерна также для многих магматических интрузий и ледникового льда. [ 22 ]
Складные механизмы
[ редактировать ]Складчатость горных пород должна уравновешивать деформацию слоев с сохранением объема горной массы. Это происходит за счет нескольких механизмов.
Изгибное скольжение
[ редактировать ]Изгибное скольжение позволяет складывать, создавая параллельное скольжение между слоями сложенных пластов, что в совокупности приводит к деформации. Хорошей аналогией является изгиб телефонной книги, где сохранение объема достигается за счет скольжения между страницами книги.
Складка, образовавшаяся в результате сжатия компетентных пластов горных пород, называется «складкой изгиба».
коробление
[ редактировать ]Обычно считается, что складывание происходит в результате простого выпучивания плоской поверхности и ее ограничивающего объема. Изменение объема компенсируется параллельным слоем, укорачивающим объем, который увеличивается в толщине . Складывание с помощью этого механизма типично для аналогичного стиля складывания, поскольку утонченные ветви укорачиваются по горизонтали, а утолщенные петли — по вертикали.
Массовое перемещение
[ редактировать ]Если складчатую деформацию невозможно компенсировать скольжением при изгибе или сокращением объема (выпучиванием), породы обычно удаляются с пути воздействия напряжения. Это достигается за счет растворения под давлением , формы метаморфического процесса, при котором породы укорачиваются за счет растворения компонентов в областях с высокой деформацией и повторного отложения их в областях с более низкой деформацией. Образующиеся таким образом складки включают примеры в мигматитах и участках с сильным осевым плоским кливажом .
Механика складывания
[ редактировать ]Складки в породе образуются вокруг поля напряжений , в котором расположены породы, и реологии или метода реакции на напряжение породы в момент приложения напряжения.
Реология складываемых слоев определяет характерные особенности складок, измеряемые в полевых условиях. Породы, которые легче деформируются, образуют множество коротковолновых складок с высокой амплитудой. Породы, которые не так легко деформируются, образуют длинноволновые складки малой амплитуды.
Экономические последствия
[ редактировать ]Горнодобывающая промышленность
[ редактировать ]
Слои породы, складывающиеся в шарнир, должны выдерживать большие деформации в шарнирной зоне. Это приводит к образованию пустот между слоями. Эти пустоты, а особенно тот факт, что давление воды в пустотах ниже, чем за их пределами, действуют как триггеры отложения минералов. За миллионы лет этот процесс способен собирать большое количество микроэлементов с больших пространств горных пород и откладывать их в очень концентрированных местах. Это может быть механизм, отвечающий за вены. Подводя итог, можно сказать, что при поиске жил ценных минералов было бы разумно искать сильно складчатые породы, и именно по этой причине горнодобывающая промышленность очень заинтересована в теории геологической складчатости. [ 23 ]
Нефтяная промышленность
[ редактировать ]Антиклинальные ловушки образованы складчатостью горных пород. Например, если пористая толща песчаника, покрытая низкопроницаемыми сланцами, сложена в антиклиналь, она может образовать ловушку углеводородов , а нефть будет накапливаться в гребне складки. Большинство антиклинальных ловушек образуются в результате бокового давления, складывающего слои горных пород, но могут также возникать в результате уплотнения отложений. [ 24 ]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ MJ Fleury, Описание складок, Труды Ассоциации геологов, том 75, выпуск 4, 1964, страницы 461-492, ISSN 0016-7878, https://doi.org/10.1016/S0016-7878(64)80023-7 .
- ^ Дэвис, Джордж Х.; Рейнольдс, Стивен Дж. (1996). «Складки». Структурная геология горных пород и регионов . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 372–424. ISBN 0-471-52621-5 . после Донат, ФА; Паркер, РБ (1964). «Складки и складывание». Бюллетень Геологического общества Америки . 75 (1): 45–62. Бибкод : 1964GSAB...75...45D . doi : 10.1130/0016-7606(1964)75[45:FAF]2.0.CO;2 . ISSN 0016-7606 .
- ^ Судипта Сенгупта; Субир Кумар Гош; Кшитиндрамохан Наха (1997). Эволюция геологических структур в микро- и макромасштабах . Спрингер. п. 222. ИСБН 0-412-75030-9 .
- ^ РГ Парк (2004). «Ось сгиба и осевая плоскость» . Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 26. ISBN 0-7487-5802-Х .
- ^ Барнс, Дж.В.; Лайл, Р.Дж. (2013). «5 полевых измерений и методов». Базовое геологическое картографирование: 4-е издание . Джон Уайли и сыновья. п. 79. ИСБН 978-1-118-68542-6 .
- ^ Лайл, Ричард Дж (2004). «Складной». Геологические структуры и карты: 3-е издание . Эльзевир. стр. 33 . ISBN 0-7506-5780-4 .
- ^ Невилл Дж. Прайс; Джон В. Косгроув (1990). «Рисунок 10.14: Классификация профилей складок с использованием шаблонов изогонов падения» . Анализ геологических структур . Издательство Кембриджского университета. п. 246. ИСБН 0-521-31958-7 .
- ^ См., например, РГ Парк (2004). «Рисунок 3.12: Классификация складок на основе диаграмм наклона» . Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 31 и далее . ISBN 0-7487-5802-Х .
- ^ Jump up to: а б Парк, Р.Г. (2004). Фонд структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 33. ISBN 978-0-7487-5802-9 .
- ^ Рамзи, Дж. Г.; Хубер М.И. (1987). Методы современной структурной геологии . Том. 2 (3-е изд.). Академическая пресса. п. 392. ИСБН 978-0-12-576922-8 . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ Уитджек, Миссури; Шлише (2006). «Геометрические и экспериментальные модели складок растяжения-изгибов» . В Buiter SJH & Schreurs G. (ред.). Аналоговое и численное моделирование процессов корового масштаба . Том. Специальные публикации 253. Геологическое общество RW, Лондон. стр. 285–305. ISBN 978-1-86239-191-8 . Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ Роуленд, С.М.; Дюбендорфер ЕМ; Шифлебейн ИМ (2007). Структурный анализ и синтез: лабораторный курс структурной геологии (3-е изд.). Уайли-Блэквелл. п. 301. ИСБН 978-1-4051-1652-7 . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ Джексон, Калифорния; Готорп Р.Л.; Шарп ИР (2006). «Стиль и последовательность деформаций при распространении разломов растяжения» (PDF) . Журнал структурной геологии . 28 (3): 519–535. Бибкод : 2006JSG....28..519J . дои : 10.1016/j.jsg.2005.11.009 . Архивировано из оригинала (PDF) 16 июня 2011 г. Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ Райхертер, К.; Фроитцхайм, Н.; Яросинки, М.; Бадура, Дж.; Францке, Х.-Ю.; Хансен, М.; Хюбшер, К.; Мюллер, Р.; Поправа, П.; Райнекер, Дж.; Стакебрандт, В; Фойгт, Т.; фон Эйнаттен, Х.; Зучевич, В. (2008). «19. Альпийская тектоника к северу от Альп» . В Макканне, Т. (ред.). Геология Центральной Европы . Геологическое общество, Лондон. стр. 1233–1285. ISBN 978-1-86239-264-9 . Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ Каррерас, Дж.; Другет Э.; Гриера А. (2005). «Складки, связанные с зоной сдвига» . Журнал структурной геологии . 27 (7): 1229–1251. Бибкод : 2005JSG....27.1229C . дои : 10.1016/j.jsg.2004.08.004 . Архивировано из оригинала 17 августа 2012 г. Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ Брэдли, Д.; Хэнсон Л. (1998). «Палеосклоновый анализ складок оползня в девонском флише штата Мэн» (PDF) . Журнал геологии . 106 (3): 305–318. Бибкод : 1998JG....106..305B . дои : 10.1086/516024 . S2CID 129086677 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 г. Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ Николс, Г. (1999). «17. Отложения в горных породах: постседиментационные процессы» . Седиментология и стратиграфия . Уайли-Блэквелл. п. 355. ИСБН 978-0-632-03578-6 . Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ Хайн, Нью-Джерси (2001). Нетехническое руководство по нефтяной геологии, разведке, бурению и добыче . Книги Пеннвелла. п. 598. ИСБН 978-0-87814-823-3 . Проверено 1 ноября 2009 г.
- ^ Орчуэла, И.; Лара МЭ; Суарес М. (2003). «Продуктивная крупномасштабная складчатость, связанная с магматическими интрузиями: месторождение Эль-Трапиал, бассейн Неукен, Аргентина» (PDF) . Рефераты AAPG . Проверено 31 октября 2009 г.
- ^ Арвид М. Джонсон; Раймонд К. Флетчер (1994). «Рисунок 2.6» . Складчатость вязких слоев: механический анализ и интерпретация структур деформированной породы . Издательство Колумбийского университета. п. 87. ИСБН 0-231-08484-6 .
- ^ Парк, Р.Г. (1997). Основы структурной геологии (3-е изд.). Рутледж. п. 109. ИСБН 0-7487-5802-Х . ; Р. Дж. Твисс; Э. М. Мурс (1992). «Рисунок 12.8: Пассивное сдвиговое складывание» . Структурная геология (2-е изд.). Макмиллан. стр. 241–242. ISBN 0-7167-2252-6 .
- ^ Хадлстон, П.Дж. (1977). «Подобные складки, лежачие складки и гравитационная тектоника во льдах и скалах». Журнал геологии . 85 (1): 113–122. Бибкод : 1977JG.....85..113H . дои : 10.1086/628272 . JSTOR 30068680 . S2CID 129424734 .
- ^ «Геологическая складчатость и наличие полезных ископаемых» .
- ^ «Нефтяные и газовые ловушки – Энергетическое образование» .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Макнайт, Том Л.; Хесс, Даррел (2000). «Внутренние процессы: складывание» . Физическая география: оценка ландшафта . Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Прентис-Холл. стр. 409–14 . ISBN 0-13-020263-0 – через Archive Foundation.
- Поллард, Дэвид Д.; Флетчер, Раймонд К. (2005). Основы структурной геологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-83927-0 – через Archive Foundation.
- Рамзи, Дж. Г., 1967, Складывание и разрушение горных пород : McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк, 560 стр., ISBN 193066589X.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
