Что разрушает скалы?
Подножие любой крутой скалы, какой бы монолитной она ни выглядела, усыпано камнями и щебнем. Происходит это потому, что любая горная порода, выходящая на поверхность Земли, со временем разрушается, превращаясь в скопление обломков. Процесс этот называется выветриванием, хотя и не имеет отношения к деятельности ветра. Выветривание-это процесс разрушения горных пород под воздействием перепада температур, а также содержащихся в воде и воздухе химических соединений или в результате деятельности живых организмов. В зависимости от того, какой из этих факторов преобладает, различают три вида выветривания: физическое, химическое и биогенное, но очень часто все они действуют сообща, дополняя друг друга.
Что такое физическое выветривание?
Днем скалы нагреваются на солнце и расширяются, а ночью остывают и сжимаются. Из-за этого в толще камня образуются трещины. Чем больше перепады температур, тем быстрее разрушается горная порода. Процесс этот еще более ускоряется, если в трещинах замерзает просочившаяся в них вода. Образующийся в трещинах лед буквально раздирает глыбы на обломки. Такую разновидность физического выветривания называют морозным выветриванием. Физическое выветривание называется так потому, что никаких химических изменений с горными породами не происходит — это чисто физический процесс.
Что такое химическое выветривание?
Химическое выветривание происходит, когда минералы, слагающие горную породу, взаимодействуют с веществами, содержащимися в воздухе или в воде. При этом происходят разнообразные химические превращения. Химическое выветривание особенно интенсивно идет в жарком и влажном климате, под густым пологом растительности, так как в результате разложения растительных остатков образуется много углекислого газа и органических кислот. В холодном климате химическое выветривание особой роли не играет из-за низких температур, тормозящих скорость химических реакций.
Как живые организмы могут разрушить горную породу?
Особенно упорно горные породы разрушают корни растений, проникающие в мельчайшие трещинки и расширяющие их в процессе роста. У различных видов растений, приспособленных к жизни среди скал, кончики корней выделяют органические кислоты растворяющие горные породы. Эти кислоты выделяют и селящиеся на камнях виды мхов и лишайников. Очень велико участие в биогенном выветривании бактерий, одноклеточных водорослей, низших грибов. Посильное участие принимают в нем и животные — моллюски, просверливающие отверстия в прибрежных скалах, грызуны, устраивающие подземные норы и выбрасывающие на поверхность камни.
Что такое денудация?
На равнине обломки горных пород накапливаются там, где и образовались, предохраняя ниже лежащие породы от дальнейшего разрушения. Но везде, где имеется уклон, и особенно в горах, обломки под действием силы тяжести сползают все ниже по склонам. Способствуют этому перемещению подвижные стихии — вода, ветер, ледники. Совокупность процессов, благодаря которым обломочный материал перемещается вниз, называется денудацией (от латинского слова denudare, означающего «обнажать»). Действительно, в результате денудации обнажаются и становятся доступны выветриванию все новые слои горных пород, а это многократно увеличивает скорость их разрушения.
Что такое горные обвал?
Иногда в горах от скал откалываются огромные глыбы породы. Обрушившись вниз, эти глыбы разбиваются на части, загромождая долины. Такое явление называется горным обвалом. Мощный горный обвал может воздвигнуть плотину на горной реке. Образуется озеро, заполняющее верхнюю часть долины. Обычно такие озера недолговечны, и вода, достигнув определенного уровня, прорывает плотину и, сметая все на своем пути, устремляется вниз, вызывая катастрофические наводнения.
Как воды камень точит?
Движущаяся вода способна размывать и разрушать горные породы. Этот процесс называется эрозией (в переводе с латыни это означает «разъедание»). Эрозионной способностью обладает любая река — и горная, и равнинная. Но разрушительная сила горных потоков особенно велика, так как из-за большого перепада высот они отличаются сильным течением и способны нести не только ил и песок, но и камни, а это как раз тот абразивный материал, с помощью которого горная река «прогрызает» проход даже в горных хребтах, медленно поднимающихся в процессе горообразования на пути уже сформировавшегося горного потока.
Самое впечатляющее ущелье, созданное горной рекой, — это Большой каньон (Гранд-Каньон), рассекающий плато Колорадо на юго-западе США. Его протяженность — 515 км, а ширина в некоторых местах достигает 30 км. Около 60 млн. лет назад равнина, несколько возвышавшаяся над уровнем моря, разделяла реку Уалпай, стекающую со Скалистых гор, и бассейн реки Колорадо. Век за веком река Уалпай вгрызалась в равнину, сложенную рыхлыми слоями осадочных пород. Процесс эрозии привел к тому, что две реки слились, образовав современную реку Колорадо. Миллионы лет дно каньона продолжало углубляться, и в настоящее время достигает фантастической глубины в 1600 м.
Может ли ветер разрушить гору?
Да, может, но не сам по себе, а, подобно текущей воде, используя для этого «подручные» средства — песчинки и мелкие камешки. Ветер с силой швыряет их о скалы, и они выбивают в камнях постоянно расширяющиеся ячейки. Слои горных пород снимаются, словно наждаком, а ветер тут же подхватывает и уносит образовавшуюся пыль и песок. Этот процесс получил название дефляции (от латинского слова deflatio, что означает «сдувание», «развевание»), а иногда его называют ветровой эрозией. Процесс этот очень медленный, но в запасе у ветра миллионы лет. За такой срок ветер, действуя совместно с выветриванием и текущей водой, способен стереть в песок и отдельные скалы, и целые горные массивы.
Горы сложены из разных пород. Мягкие, рыхлые породы разрушаются быстро, прочные — медленнее. Поэтому на месте разрушенных гор могут остаться формы рельефа, которые называют столбами, но выглядеть эти столбы могут самым причудливым образом. Такие столбы характерны для многих пустынь, где властвуют ветер и песок. В самом жарком районе Китая, в Турфанской котловине, есть долина, где песчаные бури выточили из скал причудливые изваяния, и ветер, блуждая между ними, наполняет окрестности странными звуками. Местные жители приписывали эти звуки злым духам пустыни, поэтому и назвали долину Долиной бесов.
Почему камни разрушаются: причины разрушения скал и горных пород в природе
Камень – это минерал или твердая горная порода природного происхождения. Эти природные образования кажутся очень твердыми и прочными, из них состоят горы, скалы и утесы. Тем не менее даже камни не вечны и разрушаются под воздействием окружающей среды. Поговорка «вода и камень точит» как нельзя лучше объясняет принцип постоянного влияния влаги, ветра, атмосферных осадков на горную породу. Почему же разрушается горная порода?
Из чего состоят камни и что они собой представляют?
Камень может быть либо минералом, либо горной породой. Горная порода – это агрегат однородных или различных минералов, которые составляют земную кору.
По происхождению они делятся на следующие виды:
Почему и при каких условиях камни могут разрушаться?
Разрушение камней – это длительный процесс, который продолжается миллионы лет. Он происходит под воздействием окружающей среды, и чем оно агрессивней, тем быстрее происходит преобразование породы. Процесс разрушения пород и минералов в природе называется выветриванием. От чего же разрушаются кажущиеся вечными скалы? Основной причиной выветривания является совокупность физических, химических и биологических явлений.
Воздействие атмосферных явлений
Чем вызвано изменение земной коры и горных пород? На горную породу воздействуют такие атмосферные явления, как ветра, колебания влажности, осадки, изменения температуры. Больше всего страдают от выветривания те скалы, которые находятся в регионах с большими перепадами температур, например в пустынях. Нагреваясь в дневное время суток, камни расширяются. Ночью, когда температура падает на 20, а в некоторых регионах и на 30 градусов, происходит охлаждение и резкое сжатие тела. Все это приводит к образованию трещин.
В трещины камней попадает вода. В отличие от других веществ, она при замерзании не уменьшается, а, наоборот, расширяется на десятую часть от своего изначального объема. Таким образом замерзшие частицы льда распирают камень изнутри, и рано или поздно он ломается.
Если на глыбу камня постоянно воздействует вода (например, когда скала расположена у моря или реки), то она постепенно обтачивается. Сила тяжести, ветер, ливни, сели, землетрясения тоже играют значительную роль в разрушении породы.
Химическое выветривание – это разрушение камней, которое происходит в результате химических процессов. Основными факторами химического выветривания в природе являются:
Влияние биологических организмов
Другим фактором выветривания в природе является воздействие на горные породы биологических организмов. В трещины камней нередко попадают семена растений, которые прорастают внутри камня. Обычно травы, кустарники и деревья, произрастающие в горах, имеют небольшую корневую систему, однако по мере роста растения разрастаются и его корни. Со временем трещины становятся глубже и шире, что приводит к разрушению камня.
В биогенном выветривании значительную роль играют микроорганизмы. В процессе жизнедеятельности они производят метаболиты – химические соединения, которые влияют на структуру камней и минералов. Постепенно происходит преобразование одной породы в другую или ее разрушение.
Разрушаются ли скалы и камни из-за деятельности человека?
Деятельность человека оказывает значительное воздействие на окружающую среду. С древних времен люди пытались изменить ландшафт для собственных нужд: они взрывали горы, изменяли русла рек, прорывали тоннели. На данный момент именно техногенное влияние играет главную роль в изменении земной поверхности.
С античных времен человек занимается добычей полезных ископаемых: руды, строительных материалов, драгоценных камней. Для этого разрабатываются рудники, строятся шахты и карьеры. Многие месторождения за сотни и тысячи лет использования были истощены.
Экологи бьют тревогу, ведь такое быстрое изменение ландшафта ведет к уничтожению экосистем. Многие виды животных и растений оказались под угрозой исчезновения, потому что их место обитания изменилось. Вырубка лесов и разработка полезных ископаемых приводят к увеличению опасности схождения лавин и селей, обрушения гор.
Однако человек не только разрушает горы, но и создает новые. Так называемые антропогенные горы, терриконы – это отвалы пустых пород, извлеченных при добыче полезных ископаемых в шахтах или карьерах. Терриконы рекультивируют, засаживают деревьями, делают из них культурные объекты, и наиболее старые из них уже трудно отличить от естественных холмов.
Что приводит к появлению в скалах трещин
Ничто на Земле не выглядит таким прочным и постоянным, как скала, будь то галька на пляже или возвышающаяся гора. Но в масштабах сотен тысяч, миллионов и миллиардов лет камни меняются: они поднимаются и изнашиваются, они путешествуют, они разлагаются, они тают. При этом они переходят в другие породы и служат сырьем для образования новых. Эти процессы составляют горный цикл, определяющую систему геологической переработки планеты.
Типы скал
Интенсивное давление, тепло или и то, и другое одновременно могут преобразовать минеральную структуру и / или состав существующей породы, превратив ее в метаморфическую породу, такую как сланец или гнейс.
Основной цикл: процесс горного формирования
Фундаментальные силы приводят в движение цикл горных пород: внутреннее тепло планеты, с одной стороны, и тектонические движения, которые она генерирует, а также гравитацию, солнечную радиацию и атмосферную влажность, которые помогают установить процессы выветривания и эрозии, которые нарушают рок вниз
Поскольку это циклично, для рок-цикла нет заданной начальной и конечной точки. Но легче всего думать о цикле, начинающемся с «таяния камней»: горячая, сочная магма. Это превращается в изверженную скалу; например, когда большое тело магмы поднимается и охлаждается немного ниже поверхности Земли, образуя гранит. Выветривание и эрозия вышележащей породы могут в конечном итоге подвергнуть этот гранит, а затем тем же самым силам воздействия, от проточной воды и абразивного ветра до циклов замерзания / оттаивания. Разрушение этой изверженной породы приводит к образованию частиц осадка, которые могут быть смыты в реках, а затем отложены, скажем, в прибрежном устье. Песок может затем превращаться в песчаник или глину в сланец.
Если, в свою очередь, эта метаморфическая порода когда-либо расплавляется, она становится магмой, доступной для затвердевания в магматическую породу, которая возвращает скалу туда, где она началась в цикле горных пород.
Возможные пути
Но это не единственный путь или порядок каменного цикла, ни в коем случае. Магматическая порода может растаять, чтобы создать магму; это может превратиться в метаморфическую скалу. Отложения, составляющие осадочную породу, могут разрушать не только магматические, но также метаморфические или существующие осадочные породы, и, как уже упоминалось, некоторые осадочные породы происходят не непосредственно от гниющих фрагментов других пород, а скорее от химических и биологических процессов. И метаморфический камень всегда может снова превратиться в другое разнообразие.
Окружающий мир 3 класс Почему в скалах образуются трещины?
Задание по окружающему миру для 3 класса 1. Почему в скалах образуются трещины?
Очень любопытные и назидательные рисунки показывают просто пример цепи загрязнения, которая началась с промышленных стоков. Грязная вода из труб попадет в озеро, рыб из озера ловит рыбак, потом готовит из них какое-то блюдо, кушает и вот его с отравлением увозят в больницу. Рыба плавала в грязной воде и сама стали источником загрязнения. Есть такую рыбу было нельзя.
Составим собственный пример цепи загрязнения.
Само по себе никакое природное богатство не превратится в товар, необходимы человеку. Это богатство сначала необходимо добыть и переработать, а как раз для этого необходим человек. Людской труд помогает природное богатство превратить конечный материальный продукт.
Примеры производственных цепочек:
Сложность проблемы в том, что невозможно сказать просто по внешнему виду есть ли в продукте вредные, загрязняющие вещества или нет. Мы в основном используем магазинные продукты и потому приходится доверять производителям. Поэтому, чтобы хоть как-то обезопасить себя, следует покупать продукты только известных производителей, с маркировкой без ГМО, с маркировкой «Экологически чистый продукт».
Покупая фрукты и овощи их конечно следует перед употреблением тщательно мыть, это касается также и ягод и зелени.
Также следует обращать внимание на сроки хранения и условия хранения. Но это уже скорее по другой теме.
В последние полгода я не слышала о крупных авариях на танкерах, которые перевозили бы нефть и прочие нефтепродукты. Но такие аварии неоднократно случались в прошлом и часто приводили к экологическим катастрофам.
Ведь нефть, разливаясь из поврежденного танкера в открытое море, покрывает его тонкой пленкой, которая не пропускает воздух. Из-за этого рыбам становится трудно дышать и они погибают. Птицы, которые садятся на нефтяное пятно мараются в нефти и уже не могут взлететь. Они гибнут от переохлаждения.
Для уменьшения вреда природе от таких аварий человек принимает различные меры. Сбор разлитой нефти с воды с помощью специальных судов, очистка берегов от выброшенной на берег нефти, помощь птицам и морским млекопитающим.
Профессии, которые связаны с разведением домашних животных, я хочу рассмотреть на конкретном примере. Допустим, молодому человеку надоела жизнь в городской суете и он решил переехать в деревню и заняться животноводством. А именно разведением крупного рогатого скота.
В первую очередь у него профессия предприниматель или фермер.
Далее, чтобы доить коров нужна доярка.
Зоотехник- занимается селекцией и обеспечением благоприятных условий для животных.
Инженер-техник ремонтирует оборудование.
Оператор по заготовке корма.
А также можно выделить некоторые отрасли животноводства, в которых следующие профессии: коневодство-коневод, пчеловодство-пчелово д, овцеводство-овцевод и т.д.
Литология. Структурная геология
Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
Литология. Структурная геология
Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций
Следует отметить, что понятие о трещинах как о разрывах горных пород без смещения является в известной степени условным, так как разрывов совершенно без всякого смещения не существует. В природных условиях всегда наблюдается хотя бы незначительное (микроскопическое) смещение или в форме раздвигания краев трещины, или их относительного скольжения параллельно друг другу.
Общая характеристика трещин, их классификация
Горные породы обычно расчленены сетью трещин, располагающихся самым различным образом. Совокупность трещин называется трещиноватостью. По степени раскрытия могут быть выделены трещины открытые, закрытые и скрытые.
По углу падения трещины подразделяют на:
По ориентировке трещин по отношению к залеганию слоев их подразделяют на (рис.1):
Рис. 1. Виды трещин по их соотношению с напластованием
По отношению к простиранию линейных складок трещины могут быть продольными, поперечными и косыми. По отношению к куполовидным формам, кроме перечисленных видов, приходится говорить о трещинах радиальных и концентрических.
Трещины близкой ориентировки объединяются в «системы» («ряды»). Пересекающиеся системы часто группируются в закономерные сочетания. Обычно такие сочетания образуются тремя системами трещин.
Пересекающиеся трещины обусловливают отдельность – способность породы раскалываться на блоки (части, куски, глыбы) той или иной формы и того или иного размера (в слоистых породах одна из систем трещин часто располагается в поверхности напластования). Размеры блоков различны – от нескольких сантиметров до нескольких сотен метров.
Одинаковая или близкая отдельность может встречаться у разных по происхождению пород (осадочных, магматических и метаморфических), но некоторые виды отдельности свойственны определенным породам.
глыбовую (близкие определения – щебневая, многогранная, полиэдрическая, остроугольная, неправильно-полиэдрическая) – угловатые куски неправильной формы;
грифельную (карандашную) – обломки в форме тонких палочек;
кубическую (кубовую, прямоугольную) – обломки, близкие к кубу;
листоватую (близкое определение – пластинчатая) – тонкие иногда несколько изогнутые плоские обломки;
матрацевидную – большие продолговатые пласты с закругленными краями (характерна для массивно-кристаллических горных пород);
параллелепипедальную – обломки, близкие к параллелепипеду;
пластовую – формы, похожие на пласты;
плитообразную – образуются крупные более или менее ровные плиты;
плитчатую – отдельные тонкие плитки у тонкослоистых пород;
подушечную – части пластов и обломки имеют неправильно-сфероидальную, иногда искривленную сфероидальную форму;
призматическую (столбчатую) – возникают многогранные столбы (главным образом у базальтов, поэтому называется также базальтовой);
ромбоидальную – куски, близкие к ромбоэдрам;
скорлуповатую (концентрически-скорлуповатую) – образуются изогнутые куски, подобные скорлупе;
шаровую (сфероидальную) – возникают шары, обычно скорлуповато-отслаивающиеся.
Для разных типов пород характерна и отдельность разная:
Иногда трещины объединяются в группы, которые по взаимному расположению получают особые названия – кулисообразные и ветвящиеся трещины.
Под кулисообразными понимают серии параллельных, относительно коротких трещин, направленных под косым углом к общему простиранию всей серии. Ряды кулисообразных трещин в плане могут быть разделены на правые (а) и левые (б). В левых рядах трещины (если смотреть в плане вдоль полосы с трещинами) уходят влево вверх, в правых – вправо вверх (рис. 2).
При ветвлении трещин образуются пучки их, которые при разветвлении в одну сторону создают так называемые структуры конского хвоста (рис. 3) Иногда трещины после разветвления вновь объединяются.
Рис. 2. Кулисообразные трещины: а – правые; б – левые
Рис. 3. Структура конского хвоста (ветвящиеся трещины)
По происхождению выделяются следующие типы и виды трещин (Михайлов А. Е., 1967):
Нетектонические
Тектонические
Нетектонические трещины
Первичные трещины возникают в горной породе одновременно с ее образованием. В осадочных породах они появляются главным образом при процессах диагенеза, т. е. процессах превращения осадка в горную породу, когда осадок теряет влагу и уплотняется. Тело слоя не стягивается целиком в процессе уменьшения своего объема, а распадается на большое число небольших блоков, разделенных трещинами, в пределах каждого из которых и происходит стяжение (т. н. трещины синерезиса). Трещины эти являются, как правило, внутрислоевыми, обычно перпендикулярными к напластованию, а также менее выраженными параллельными напластованию. Частота этих трещин тем меньшая, чем жестче породы и чем больше их мощность. К первичным трещинам осадочных пород можно также отнести трещины усыхания.
В магматических породах первичные трещины возникают главным образом за счет напряжений, вызванных уменьшением объема породы при остывании, а также вследствие давления, оказываемого магматическим расплавом на уже застывшую магму.
Трещины оползней, обвалов, провалов (гравитационные). Имеют достаточно широкое распространение в соответствии с явлениями, с которыми они связаны. Возникают в основном в результате действия силы тяжести. Весьма широко используют любые виды существующих трещин, так что практическое выделение собственно гравитационных трещин весьма затруднительно, хотя существование их не вызывает сомнений. По этим трещинам, в отличие от других, часто происходят смещения.
Оставляя вне рассмотрения трещиноватость, наблюдаемую в глубоких горных выработках, остановимся здесь на поверхностных проявлениях разгрузки в виде трещин отслаивания и трещин бортового отпора.
Трещины отслаивания образуются параллельно обнаженной поверхности. Они часто и хорошо выражены вблизи нее, но становятся более редкими и менее ясными с глубиной.
Трещины бортового отпора (отседания, откоса) (рис. 4) развиваются в бортах оврагов и долин рек, врезанных в твердые породы. Они бывают наклонены под углом 30-50° в сторону долины и распространяются до уровня дна рек и оврагов, простирание их совпадает либо с современными, либо с древними долинами. Ширина захвата долин трещинами отпора зависит от глубины эрозионного среза и от характера пород. При прочих равных условиях при большей глубине долины ширина зоны развития трещин будет соответственно больше. Крепкие и менее выветрелые породы сокращают ширину зоны. Образование трещин бортового отпора связано с отсутствием силы со стороны открытого пространства, способной уравновесить окружающее давление.
Рис. 4. Образование трещин бортового отпора
Нетектонические трещины часто трудно выделить достаточно надежно. Особенно сложно решить вопрос о выделении первичных (диагенетических) трещин, когда на них накладываются тектонические деформации. Даже в платформенных структурах исследователям не всегда удается разделить трещины на диагенетические и тектонические.
Тектонические трещины
Тектонические трещины появляются в горных породах под влиянием тектонических сил.
Основными видами тектонических трещин являются трещины отрыва и трещины скалывания. Первые отражают явления растяжения, вторые – сжатия. Но это в первом, грубом приближении. В определенных условиях и при растяжении могут возникать трещины скалывания, а при сжатии – трещины отрыва, т. е. при каждом из этих видов деформации могут возникать оба вида трещин.
Трещины отрыва
Трещины отрыва образуются в горных породах при возникновении нормальных напряжений, превышающих предел прочности. Они ориентированы перпендикулярно максимальным нормальным напряжениям при растяжении и параллельно максимальным нормальным напряжениям при сжатии.
Обычно они открытые, полость между стенками часто заполняется в дальнейшем различными образованиями (гидротермальными, магматическими, иногда кластическими). Поверхности их неровные, иногда зазубренные.
Если трещина отрыва пересекает гальки и крупные минеральные зерна, они могут выдергиваться и отходить с одной стороны, оставляя соответственные выемки на другой. Сами трещины также неровные, извилистые, невыдержанные по простиранию. Это в значительной степени связано с механизмом их формирования. При разрастании трещин отрыва выделяется несколько последовательных стадий их роста. Вначале появляются редкие, удаленные друг от друга трещины, затем при увеличении их числа и размеров они как бы заходят друг за друга и на последней стадии соединяются между собой с образованием коротких косых смыкающихся разрывов.
Трещины отрыва могут иметь как региональный, так и локальный характер на платформах и в складчатых зонах, часто определяя макро- и особенно микрорельеф, что хорошо иллюстрируется аэрофотоснимками (рис. 5).
Региональные трещины отрыва особенно хорошо развиты в чехлах платформ и в орогенных комплексах, испытавших общее растяжение или неравномерные вертикальные перемещения под влиянием движений фундамента. Трещины отрыва интенсивно развиваются на пологих смыкающих крыльях региональных флексур, совпадая с их общим простиранием.
Региональные трещины отрыва развиваются также на бортах многих платформенных прогибов, подвергающихся растяжению в связи с погружением.
Рис. 5. Аэрофотоснимок синклинальной складки, в ядре которой отчетливо видны системы параллельных трещин в виде тонких прямых темных полос
Региональные трещины отрыва имеют ряд характерных черт. Это обычно крутые или вертикальные ровные трещины, выдержанные по простиранию и по падению на десятки и сотни метров. Они бывают открытыми, и очень часто речная и овражная сеть вырабатывается согласно с расположением таких трещин. Такие трещины на обширных пространствах развиты в палеозойских карбонатных толщах в чехле Восточно-Европейской платформы.
Местные трещины отрыва образуются на участках, испытавших растяжение при формировании складок и разрывов. Они возникают на сводах пологих куполовидных поднятий, на участках крутого погружения шарниров и в ядрах складок, на смыкающих крыльях флексур.
При линейных складках трещины отрыва располагаются параллельно осевым линиям складок. При куполовидных поднятиях характерно радиальное и концентрическое их расположение. Отмечается предпочтительная приуроченность их к участкам перегиба структур (места продольных изгибов в флексурах и складках, поперечных перегибов в складках), где развиваются явления растяжения. Часто трещины отрыва оперяют трещины сбросов, которые сами иногда используют более древние трещины отрыва.
Рис. 6. Схема расположения трещин отрыва в замке антиклинали
Трещины отрыва образуются не только при растяжении, но и при сжатии пород и действии пары сил. При сжатии они возникают параллельно оси сжатия и нормально к оси поперечного растяжения. При действии пары сил трещины отрыва располагаются кулисообразно перпендикулярно к диагонали растяжения и под тем или иным углом к направлению действия сил, зависящим от свойств пород (рис. 7). Они обычно короткие, нередко четковидные с ветвлениями на концах.
Рис. 7. Образование трещин отрыва под действием пары сил
Строение поверхности трещины отрыва
Исходная точка отмечает место начала движения трещины. Исходная точка – обычно ослабленное место, какой-либо дефект. В осадочных породах – фрагменты ископаемых, конкреции, ходы илоедов.
Край поверхности трещины отмечен резким переходом от ровного плоского раскола к грубо насеченным оторочкам, где единая поверхность трещины замещается многочисленными кулисообразно смещенными короткими трещинами под углом 20-25° к главной плоскости трещины.
Рис. 8. «Идеальная» поверхность трещины с основными её скульптурными элементами
Перья фиксируют направление распространения. Они представляют собой крошечные хребтики и ложбинки, причем выступы на одной стенке трещины точно совпадают с ложбинками на противоположной стенке (рис. 9).
Рис. 9. На фото хребтики подчеркнуты мелом. (G. H. Davis et al., 2011).
Рёбра отмечены небольшим сдвигом в ориентировке трещины, где скорость распространения трещины замедлилась или приостановилась. Ребра, как правило, концентричны относительно начальной точки. Кроме того, в любой точке на основной поверхности трещины ребра перпендикулярны перьям. Каждое ребро фиксирует положение фронта продвижения трещины в определенный момент времени (рис. 10, 11).
Рис. 10. Ребристо-перистая скульптура на стенке трещины отрыва (G. H. Davis et al., 2011)
Рис. 11. Трещина отрыва в песчанике, Новая Земля
Трещины скалывания
Трещины скалывания образуются в направлении максимальных касательных напряжений при нагрузках, превышающих прочность пород. Стенки трещин скалывания обычно плотно сжаты и имеют гладкую поверхность, нередко покрытую штрихами скольжения. Гальки и крупные зерна, пересекающиеся трещинами скалывания, срезаются, а не выдергиваются из своих гнезд, как в случае трещин отрыва. Трещины скалывания обладают большой протяженностью и сохраняют свою ориентировку по простиранию и падению.
Трещина скалывания может быть результатом одного события, при котором образование поверхности трещины и сдвиг вдоль нее происходят одновременно. С другой стороны, данное сдвиговое смещение может представлять собой результат реактивации и скольжения по поверхности трещины отрыва, образовавшейся гораздо раньше при иных напряжениях.
Широко распространены трещины скалывания на участках, нарушенных сбросами и сдвигами. В крыльях разрывов, вблизи поверхности сместителей, образуются многочисленные трещины скалывания и отрыва, получившие название «оперяющих трещин». У сбросов трещины отрыва направлены в противоположную сторону по отношению к наклону сместителя и перпендикулярно к оси наибольших растягивающих напряжений (рис. 12). Один из рядов трещин скалывания параллелен поверхности сместителя, второй соответствует второму направлению максимальных касательных напряжений (чаще всего практически перпендикулярен сместителю). При взбросах ориентировка трещин скалывания и отрыва будет иной (рис. 13), (σ1max, σ2max – максимальные нормальные напряжения;τ1max, τ2max – максимальные касательные напряжения).
Рис. 12. Трещины оперения сброса
Рис. 13. Трещины оперения взброса
Трещины кливажа
В складчатых районах широко развиты правильные и обычно весьма сближенные поверхности делимости или трещиноватости, ориентированные разнообразно, но вполне закономерно относительно изогнутых в складки слоев горных пород. Согласно Г.Д. Ажгирею, только к этим системам трещиноватости и делимости применим термин кливаж. Он выделяет три кинематических способа образования кливажа и соответствующие им кинематические типы кливажа — кливаж течения (рис. 14) и кливаж разлома (рис. 15). Промежуточное положение между ними занимает кливаж скалывания (рис. 16).
Кливаж течения связан с закономерной ориентировкой плоских и удлиненных минералов горной породы вдоль параллельных плоскостей, которые в свою очередь приблизительно параллельны осевым поверхностям складок, образуемых этими породами. В связи с единообразной ориентировкой минералов породы приобретают свойство легкой делимости вдоль поверхностей кливажа течения. В зоне выветривания, по направлениям легкой делимости в породе образуются тонкие трещины, которые и представляют в данном случае трещины кливажа течения, хотя образование кливажа течения отнюдь не предполагает обязательного формирования трещиноватости. Порода, пересеченная плоскостями кливажа течения вне зоны выветривания может быть монолитна.
Характерной особенностью кливажа течения является участие в его образовании всего вещества горной породы; минеральные зерна оказываются закономерно ориентированными во всей массе породы, которая, таким образом, целиком во всех своих мельчайших участках подверглась деформации. Это настоящее течение в твердом состоянии вещества породы в целом.
Кливаж разлома в отличие от кливажа течения представляет систему часто расположенных, взаимно параллельных тонких трещин, расчленяющих горную породу на пластинки. При образовании кливажа разлома минеральные зерна, составляющие горную породу в промежутках между трещинами, не испытывают переориентировки, и только непосредственно около плоскостей трещинок иногда наблюдаются слабые признаки ориентировки некоторых зерен минералов параллельно трещинам кливажа.
Таким образом, при формировании кливажа разлома не наблюдается существенной деформации всего вещества горной породы, и деформация осуществляется в основном только скольжением вдоль расположенных на некотором расстоянии друг от друга параллельных поверхностей. Поэтому интенсивность деформации в случае образования кливажа разлома, очевидно, значительно меньше интенсивности деформации при формировании кливажа течения.
Кливаж скалывания занимает промежуточное, переходное положение между кливажем течения и кливажем разлома. Зерна породообразующих минералов при формировании кливажа скалывания ориентируются около поверхностей кливажа. С другой стороны, сами трещины кливажа теряют свою отчетливость, поскольку деформация породы происходит не по индивидуализированным поверхностям, как это наблюдается при образовании кливажа разлома, а по пачкам сближенных поверхностей.
Таким образом, между типичным кливажем течения и кливажем разлома можно наблюдать все переходы, объединяющие оба этих главных типа кливажа.
По соотношениям с напластованием пород и осевыми плоскостями складок различают несколько типов кливажа, которые можно свести к трем основным.