Подобные складки

Подобными называются складки, в которых все изогнутые поверхности могут быть совмещены параллельным переносом вдоль осевых плоскостей, т. е. имеют строго одинаковую форму. Из определения следует, что осевая мощность – длина отрезков между кровлей и подошвой слоя, параллельных осевой плоскости складки, – в каждом слое одинакова во всех частях складки (рис….).

Характерные черты подобных складок. Из определения следует, что все осевые плоскости в складчатой структуре, состоящей из подобных складок, параллельны. Судя по наблюдениям над природными складками, форма поперечного сечения поверхностей, изогнутых в подобные складки, ближе всего к синусоиде, отклоняясь от нее в сторону как более острых, так и более округлых складок.

Ни мощность сминаемой толщи, ни ее горизонтальная протяженность не ставят пределов объему, в котором может происходить образование подобных складок любой степени сжатости: ими может быть заполнено сколь угодно большое пространство. Этим подобные складки принципиально отличаются от концентрических, геометрические особенности которых ограничивают мощность толщи, в которой они могут быть развиты.

Образование подобных складок в условиях продольного укорочения доказывается хотя бы тем, что они чередуются в разрезе с концентрическими складками. При этом они не повторяют форму концентрических складок в соседних пачках, имея с ними дисгармоничные соотношения.

Вследствие постоянства осевых мощностей каждого слоя нормальная мощность слоев в замках подобных складок больше, чем в крыльях, и различие это увеличивается с увеличением степени сжатости складок.

Механизм образования подобных складок. Поскольку подобные складки образуются в условиях укорочения вдоль слоистости, можно полагать, что в образовании их, как и чередующихся с ними концентрических складок, ведущую роль играет продольный изгиб. Однако, в отличие от концентрических, в подобной складке слой в замке толще, чем в крыльях, этим достигается плотное прилегание слоев при формировании таких складок. Это требует, чтобы изгиб, сопровождаемый скольжением слоя по слою, дополнялся другой деформацией. Какой же?

Постоянство осевых мощностей слоев означает, что в ходе образования подобных складок слоистая толща на всем своем протяжении испытывает равномерное утолщение поперек исходного положения слоистости. Следовательно, и продольное укорочение толщи на любом участке развития таких складок также происходит равномерно. Таким образом, можно сказать, что при образовании подобных складок толща в целом испытывает однородную деформацию укорочения-удлинения. Но эта однородная для крупного объема пород деформация протекает путем изгибания составляющих его слоев, создающего неоднородность деформации для объемов меньшего размера внутри этого крупного.

Осевая мощность может расти в сминающейся в складки толще за счет двух факторов: увеличения нормальной мощности слоев и поворота слоев. Чем круче наклонен слой, тем больше осевая мощность. Поскольку угол падения максимален в точке перегиба крыла, здесь осевая мощность возрастает за счет поворота при изгибе в наибольшей степени. В остальных частях складки, где угол падения меньше, изменение осевой мощности за счет поворота при изгибе должно дополняться деформацией укорочения-удлинения слоев, идущей в направлении деформации толщи в целом. Эта деформация максимальна в замке складки и минимальна в точке перегиба крыла.

Неоднородное укорочение слоев перпендикулярно осевым плоскостям, обязательное при образовании подобных складок, приводит к тому, что при изгибании слоев в замке складки на выпуклой стороне слоя происходит не удлинение, а укорочение, но меньшее, чем на вогнутой стороне слоя. В подобных складках мы обычно видим осложнение замка крупной складки мелкими складочками на обеих сторонах слоя, что является следствием продольного укорочения слоя в замке по всей мощности слоя (рис….).

На рис…. показано различие между деформациями слоя в подобной и в концентрической складках. На рис…. пунктиром изображена концентрическая складка с тем же максимальным углом падения и той же ширины, что и показанная сплошной линией подобная складка, а на рис…. – концентрическая и подобная складки, соответствующие одной и той же степени продольного укорочения толщи. Ни утонения крыльев, ни перетекания материала из крыльев в замки, как мы видим, для образования подобных складок не требуется.

Поскольку при образовании слоем подобных складок он испытывает большие деформации, чем при образовании концентрических складок, соответствующих той же степени продольного укорочения толщи, можно думать, что податливость пород является предпосылкой образования подобных складок, а большая вязкость пород способствует образованию концентрических складок. Образование подобных складок – это один из двух возможных способов протекания одинаковой деформации всех участвующих в складках слоев, чего вполне естественно ожидать в толщах с одинаковыми деформационными свойствами. Так как идеально однообразных толщ в природе не бывает, не бывает и строго подобных складок. Складки, весьма близкие к подобным, широко развиты лишь в мощных толщах однообразного состава.

Можно добавить, что, судя по результатам экспериментов, складки, которые сначала формируются как концентрические, могут потом продолжать расти почти как подобные (об этом речь пойдет позже).