Механика грунтов

           Растяжение. Под растяжением понимают такой тип тектонических деформаций, преимущественно связанный со взбросами, который характерен для рифтовых долин (рифты - ╚рифт╩ - расхождение, зияние - протяженные в сотни и тысячи километров сложные системы грабенов, часто сочетающихся с горстами). Во всех случаях имеется компонент вертикального смещения, связанный с растяжением. При растяжении возникают трещины, через которые на поверхность поступает огромное количество базальтовой магмы, образующей дайки и потоки. Примеры: изменение базальтов в бассейне Параны на юге Бразилии и в соседних странах. На обрамлении бассейна обнажаются тысячи подводящих даек. Средняя ширина их около 50 м, до 100 м и протяженность >1000 км. Исландия, расположенная на гребне Срединно-Атлантического хребта, образована мощными толщами лавовых потоков (1000 даек, протяженность до 53 км).

Подобная  картина растяжения и образования  сбросов, по-видимому, типична для  срединно-океанических хребтов.

Подробно  об этих и других участках земной коры будет прочитано на следующей  лекции по теме: Структурные элементы земной коры.

3.Тектонические  нарушения (деформации).

         Большинство осадочных пород и лавовых потоков формируется и первоначально залегает в виде > или < горизонтальных слоев, но при исследовании обнажений в высоких обрывах или стенках карьеров можно заметить, что горизонтальное залегание пород встречается редко; обычно они наклонены или вообще раздроблены. Эти явления называют тектоническими нарушениями.

         При горизонтальном залегании может быть нормальное и перевернутое залегание пород, которые распознаются по различным текстурным образованиям, например, косой слоистости, следам дождевых капель, трещин усыхания и др.

         Положение слоя в пространстве характеризуется двумя взаимно перпендикулярными направлениями: линиями простирания и падения, приходящими в плоскости напластования и называемыми элементами залегания слоя. Наиболее просто определяется линия простирания (линия пересечения поверхности напластования с горизонтальной плоскостью), для установления положения которой используется два инструмента: клинометр (угломер) - для определения ее положения на поверхности напластования, и компас - для определения ее направления относительно сторон света. Направление простирания характеризуется азимутом - углом между линией простирания и направлением магнитного меридиана, считая его от северного конца по ходу часовой стрелки. Оба этих инструмента обычно объединяются в одном инструменте - горном компасе. Перпендикулярная к линии простирания и направленная вниз - линия падения. Клинометром замеряют угол падения. Компасом замеряют азимут падения.

Различают тектонические нарушения, складчатые и разрывные.

3.1.Складчатые  тектонические нарушения.

        Различают два основных типа складок: антиклинальные (антиклинали), в которых изгиб слоев горных пород обращен выпуклостью вверх, и синклинальные (синклинали), в которых слои изогнуты выпуклостью вниз (см.рис.).

        Формы этих структур могут быть весьма разнообразны. Они различаются по положению осевых плоскостей в пространстве, наклону крыльев и по соотношению элементов (см.рис.).

ОСНОВНЫЕ  ЭЛЕМЕНТЫ CКЛАДКИ

       Различают складки: прямые (симметричные); с вертикальными осевыми плоскостями, косые (наклонные, асимметричные), у которых осевые плоскости наклонены.═ Кроме того складки бывают опрокинутыми (крылья наклонены в одну сторону), лежащие(крылья имеют горизонтальное залегание) и перевернутые. Складки могут быть открытыми (широко расставленными) или тесно сжатыми, оси складок могут быть наклонены к горизонту, складки ныряют в глубину. Наиболее крупные и резко выраженные складки встречаются только в определенных районах, чаще всего в областях складчатого горообразования (Северо-Шотланское нагорье, Альпы, Гималаи, Анды состоят из серии разнообразных крупных складок) (см.рис.).

В плане  по протяженности различают складки:

Линейные,имеющие большую протяженность и длину, во много раз превосходит ширину. Они приурочены к горным складчатым областям или складчатым зонам, где все слои г.п. сильно дислоцированы.

Брахискладки (или укорочение), в которых длина  больше ширины в 2-3 раза. Выпуклая брахискладка - брахиантиклиналь, вогнутая - брахисинклиналь.

Купола  и мульды - длина и ширина складок  одинаковы или близки по размеру. В плане образуют округлый или  неправильный формы купол - выпуклая (антиклинальная) складка, мульда - вогнутая (синклинальная).

Дианировые  складки (греч. ╚дианиро╩ - протыкаю). В ядре залегают сильно перемятые  пластичные породы (соль, гипс, насыщенные водой глины и др.), которые  называются ядром протыкания. Наиболее распространенные - соляные и глиняные дианиры.

3.2.Разрывные тектонические нарушения.

Разрывные тектонические нарушения образуются в результате раскалывания горных пород  крупными трещинами на блоки, которые  перемещаются вдоль трещин относительно друг друга с образованием разрывных  структур. Эти нарушения могут возникнуть при интенсивном сдавливании или наоборот, при растягивании пород.

При растяжении с разрывом пород один блок взгромождается на другой и возникают взбросы (обратные сбросы) или надвиги (угол падения  плоскости разрыва <45 °). При этом в месте разрыва происходит некоторое сокращение земной коры. Во всех случаях происходит некоторое сокращение земной коры. Во всех случаях происходит вертикальное перемещение блоков пород.

Горизонтальное  перемещение блоков пород преобладает  в разрывных структурах, называемых сдвигами.

Вдоль плоскостей разрыва часто прослеживаются зоны дробления (шириной от нескольких сантиметров до нескольких метров) заполненные тектонической брекчией массой угловатых обломков пород  и тонким глинистым материалом, которые  образуются за счет трения блоков. При отсутствии тектонических брекчий породы в плоскости разрыва могут быть сильно притерты и отполированы или изборождены царапинами и называются зеркалами скольжения (шоссе Севастополь-Ялта, над ущельем Бати лиман Зеркало скольжения; штрихи показывают направление смещения; плоскость разрыва вертикальная; определяется как сбросо-подвиг) в большинстве случаев крупные разрывные структуры, тянущиеся на сотни километров, представляет собой целую зону нескольких почти параллельных разрывов, которые проявляются на поверхности в виде четко выраженных обнажений - уступов, обрывов (положительных форм рельефа).

Они являются ослабленными зонами, в которых пород  легче поддаются разрушению и  могут быть местами развития оврагов, руслами рек и заполнены выветренным обломочным материалом.

Нормальные  сбросы часто группируются в две  параллельные системы разрывов с  плоскостями, наклоненными навстречу  друг другу, между которыми ступенчато опущены крупные блоки пород, такие разрывные структуры называют грабенами или рифтовыми доменами, представляющими собой узкие вытянутые понижения рельефа, в которых обычно развиваются крупные озерно-речные системы.

Разрывные структуры, образованные в результате воздымания пород между параллельными  системами разрывов называются горстами или блоковыми горами. Пример: горы Гари в Восточной Германии.

Надвиги могут возникать на подвернутых  крыльях лежачих складок. Системы  очень полых надвинутых пластин  пород называются надвиговыми покровами  или марьяжами и бывают надвинуты  как на пластичные молодые, так и на жесткие породы древнего складчатого основания (Северо-Шотландское нагорье), где была установлена часть пород и была перемещена с места первичного залегания примерно на 16 км.

Нарушение сплошности в породах без перемещения блоков называется трещинами.

Возникновение их обусловлено различного рода напряжениями, возникающими при движении земной коры. В местах их распространения в  породах возникают ослабленные  зоны, легко поддающиеся воздействию  выветривания, поэтому они играют важную роль в формировании рельефа и гидрографической сети.

Различают такие типы трещин:

Трещины сокращения (усадки) и уплотнения образовавшихся в процессе диагенеза, когда возникшие  из осадка породы полностью обезвоживаются и становятся более плотными под влиянием веса вышележащих слоев.

Трещины остывания - вертикальные, характерны для магматических лав.

Трещины параллельные контактам интрузии с  вмещающими породами. Считают, что возникновение  их было вызвано расширением пород, когда первоначальные силы сжатия были устранены в результате разрушения и сноса вмещающих пород. Интрузии рассекаются также системными взаимно перпендикулярными трещинами, возникающими при остывании и затвердении магматических разрывов. Часто определяют характер гидрографической сети.

Есть  другие трещины.

4.Землетрясения.

Землетрясения - это сотрясение земной коры, вызванное  мгновенной разрядкой напряжений, накапливающихся  в разных участках земной коры. Регистрируются землетрясения сейсмографами установленными на сейсмических станциях (в мире их свыше 700). Ежегодно они регистрируют несколько миллионов землетрясений. Среди них около ста разрушительных, одно-два опустошительных.

Место в земной коре или в верхней  мантии, где произошло смещение масс, вызвавшее упругие волны в  теле Земли, называется гипоцентром (очаг или фокус) землетрясения.

Волны от гипоцентра расширяются, постепенно затухая, во все стороны. Скорее всего  волны достигают поверхности  Земли в области, лежащей над  гипоцентром, т.к. они направлены к  поверхности Земли. Область поверхности Земли, где наблюдаются вертикальные удары, называется эпицентром. При увеличении расстояния от эпицентра в два раза энергия очага убывает в 10-12 раз и т.д.  

2. Метаморфические горные породы.  

Ответ: Метаморфические горные породы — горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры осадочные горные породы и магматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться. 

      Одна  из последних классификаций метаморфизма  приведена в таблице:

Состав, текстуры и структуры метаморфических горных пород

Формы залегания метаморфических пород

Так как  исходным материалом метаморфических  горных пород являются осадочные  и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).

  Состав метаморфических пород

Химический  состав метаморфических горных пород  разнообразен и зависит в первую очередь от состава исходных. Однако состав может отличаться от состава  исходных пород, так как в процессе метаморфизма происходят изменения  под влиянием привносимых водными растворами веществ и метасоматических процессов.

Минеральный состав метаморфических пород также  разнообразен, они могут состоять из одного минерала, например кварца (кварцит) или кальцита (мрамор), или из многих сложных силикатов. Главные породообразующие минералы представлены кварцем, полевыми шпатами, слюдами, пироксенами и амфиболами. Наряду с ними присутствуют типично метаморфические минералы: гранаты, андалузит, дистен, силлиманит, кордиерит, скаполит и некоторые другие. Характерны, особенно для слабометаморфизованных пород тальк, хлориты, актинолит, эпидот, цоизит, карбонаты.