title-icon
Яндекс.Метрика
» » Типизация разрывных структур в инженерной геотектонике (принципиальная схема)

Типизация разрывных структур в инженерной геотектонике (принципиальная схема)

С принципиальных позиций для целей инженерной геотектоники достаточна простая схема деления разрывных нарушений на глубинные разломы, разрывы и трещины. Эта схема, несмотря на отдельные терминологические разногласия, стала общепринятой в современных учебных пособиях по геотектонике.
Как будет показано ниже, данная схема предполагает не только и не столько количественные (по длине, ширине, глубине проникновения в литосферу и амплитуде смещения) различия между выделенными тремя основными категориями разрывных структур, но и качественные (по существенным особенностям строения) различия между ними. Кроме того, данная схема является иерархичной, т.е. трещины могут входить в структуру разрывов (разрывных зон), а разрывы являются обычными элементами шовных зон (зон глубинных разломов).
К глубинным разломам обычно относятся наиболее крупные (протяженные и сложно построенные) разрывные структуры, важнейшими чертами которых являются глубокое проникновение в земные недра, а также длительное и многофазное развитие. Такие разломы выделяются в литосфере в основном геофизическими методами. На поверхности они представлены поясами сгущения разрывов, распространения крупных надвигов, увеличения интенсивности складчатости, появления вулканических интрузивных тел и т.д. Для наименования всех этих приповерхностных структур, фиксирующих присутствие новейшего глубинного разлома, в последнее время используется термин “шовные зоны”.
Зоны многих домезозойских глубинных разломов характеризуются на поверхности гораздо большим, чем шовные зоны новейших глубинных разломов, динамометаморфизмом, а часто и магматизмом. Породы в них часто весьма сильно перемяты и рассланцованы. Поэтому для таких домезозойских зон широко используется термин “зоны смятия”. Они так же, как и шовные зоны, имеют протяженность в сотни километров и ширину в несколько десятков километров. Существенным отличием от новейших шовных зон является то, что в зонах смятия обычно не удается расшифровать главные структуры или такая расшифровка весьма условна.
Исходя из сказанного, представляется целесообразным при инженерногеотектонических исследованиях различать среди приповерхностных разрывных структур трещины, разрывы, шовные зоны, в том числе зоны смятия.
В геологической литературе трещинами обычно называются разрывные нарушения без смещения или без существенного смещения, что отличает их от разрывов. Однако у трещин смещения обычно столь же соизмеримы с длиной, как и у разрывов. Кроме того, важно подчеркнуть, что длительные разрывные смещения приводят, как правило, к образованию различных по ширине и строению зон тектонического дробления и приразрывной трещиноватости, т.е. разрывных зон. Поэтому разрывы следует рассматривать в качестве объемных геологических тел разрывной природы. Соответственно к трещинам, формировавшимся в большинстве случаев кратковременно или единовременно (здесь и далее речь идет только о тектонической трещиноватости) целесообразно относить разрывные структуры, вдоль сместителя которых, не развиты тектонически передробленные породы. Следовательно, трещины — это разрывные структуры без разрывных зон.
Таким образом, трещины являются либо элементами повсеместной нарушенности скальных массивов горных пород, либо элементами разрывных зон; а разрывы, в свою очередь, могут быть как самостоятельными структурами, так и элементами строения шовных зон или зон смятия. Шовные зоны представляют собой пояса сгущения складок и разрывов, которые могут достигать ширины в десятки километров. Таковы же размеры и зон смятия. Следовательно, обычные размеры инженерных изысканий, в том числе участков сейсмического микрорайонирования и стройплощадок отдельных сооружений таковы, что эти участки и сооружения могут разместиться внутри шовных зон или зон смятия и даже между отдельными крупными разрывами внутри этих зон. Поэтому само по себе присутствие шовных зон смятия не является противопоказанием для строительства.
Общепринятого деления разрывов по протяженности нет. Поэтому при прикладных исследованиях обычно используются произвольные варианты такого деления (по соотношению с другими структурами — на главные и второстепенные, по соподчиненности — на разрывы разного порядка и т.п.). Для инженерных целей Н.И. Кригер предложил рабочую классификацию, использующую формальный признак — порядок величин протяженности разрывной структуры. В этой классификации выделяются: микродизъюнктивы (до 10 м), мезодизъюнктивы (до 10-1000 м), макродизъюнктивы (1-100 км) и мегадизъюнктивы (более 100 км). Данная классификация не отражает реального соподчинения и особенностей развития разрывов, а потому является сугубо условной. Кроме того, она не отражает различий в строении разрывных зон. Длина мега- и макродизъюнктивов не может быть оценена при инженерных изысканиях, так как линейные размеры участков строительства редко превышают первые километры. Следовательно, данная классификация практически непригодна именно для инженерных изысканий, в том числе и для сейсмического микрорайонирования.
Желательна такая классификация разрывов, которая отражала бы реальные, т.е. естественно обособляющиеся, категории разрывов. Такие категории могут быть выделены при анализе соотношения протяженности разрывов с их другими характеристиками, например, с амплитудой смещения, сложностью строения, длительностью формирования и др.
Общеизвестно, что соподчинение разрывов разной протяженности обусловлено тем, что они сами служат разграничением разномасштабных блоков и складок. Связано оно также с постепенностью формирования разрыва. Обычно вдоль края блока сначала сгущаются трещины, а затем образуются мелкие разрывы, вытянутые в цепочку или расположенные кулисообразно. Такие первичные разрывы постепенно сливаются. При дальнейших подвижках, т.е. при нарастании амплитуды смещения по разрыву, в его крыльях образуются мелкие оперяющие разрывы и дополнительные разрывы, субпараллельные главному.
Рассмотрение реальных соотношений между протяженностью разрывов и амплитудой новейших смещений активных (высоких) новейших орогенов по материалам исследований в Гиссаро-Алае (Южный Тянь-Шань) и Кунгей-Заилийском регионе (Северный Тянь-Шань) подтверждает реальность выделения региональных и локальных разрывов. В активном эпиплатформенном орогене Тянь-Шаня региональные новейшие разрывы не только располагаются на сочленении региональных складчато-глыбовых структур, но по своей протяженности соизмеримы с антиклинориями и синклинориями.
Так, в Гиссаро-Алае подавляющее большинство локальных новейших разрывов имеет протяженность до 80 км и амплитуду вертикальных смещений в десятки и сотни метров (обычно до 500 м), а все региональные разрывы протяженностью 120-200 км — амплитуду таких смещений от одного до нескольких километров. Сравнительно немногочисленные разрывы длиной 80-120 км могут иметь амплитуду как в сотни метров, так и в несколько километров. Аналогичные соотношения имеют место и для разрывов Кунгей-Заилийского региона. В обоих случаях резкое увеличение амплитуд вертикальных смещений тяготеет к середине указанного выше интервала 80-120 км, т.е. около 100 км. Эту величину можно считать формальным рубежом для разграничения региональных и локальных разрывов.
Реальность принятого деления подтверждается и различной длительностью формирования региональных и локальных разрывов. Как показали исследования в Гиссаро-Алае, все региональные разрывы имеют палеозойское заложение, а большинство локальных новейших являются новообразованными. Региональные разрывы имеют, как правило, сложное строение и, по-видимому, глубокое проникновение. Во всяком случае, к некоторым из этих разрывов тяготеют эпицентры коровых землетрясений.
Таким образом, выделение региональных и локальных разрывов опирается на комплекс данных, поскольку разрывы указанных категорий различаются по амплитуде смещений, сложности строения, древности заложения и глубине проникновения. Исходя из предшествующего рассмотрения, главным классификационным критерием разрывов для целей инженерной геотектоники, очевидно, следует считать особенности строения разрывных зон.
Следует отметить, что приведенная схема является принципиальной, т.е. затрагивает лишь самые общие элементы классификации (табл. 2.2). Но выделенные основные типы часто подлежат более дробному делению, поскольку рассматриваются в первую очередь как объемные и сложно построенные тела и зоны.


title-icon Подобные новости