Разрывы без смещения – трещины (диаклазы). Тема 12

перемещения по которым отсутствуют или имеют незначительную величину.
Трещины, являясь двумерными геологическими телами, характеризуются элементами залегания – простиранием, падением и углом падения.
Трещиноватость - совокупность трещин, разбивающих тот или иной блок породы или участок земной коры, называется трещиноватостью.
Система трещин – совокупность трещин близкой ориентировки. Трещины одной системы могут ветвиться, но не пересекаются. Обычно в горных породах развивается несколько систем трещин.
Отдельность – блоки и глыбы, на которые системами трещин разбивается горная порода. Примеры отдельности: в осадочных породах – плитчатая, кубическая, призматическая, шаровая, глыбовая; в лавах – призматическая, столбчатая, шаровая; в интрузивных массивах – кубическая, матрацевидная, параллелепипедоидальная; в метаморфических породах – плитчатая, пластинчатая, остроугольная и др.

- открытые, имеющие хорошо видимую полость;
- закрытые, у которых разрыв хорошо заметен, но стенки настолько сближены, что полость не видна невооруженным глазом;
- скрытые, которые при обычных наблюдений не видны, но легко обнаруживаются при раскалывании или окрашивании горной породы.
2. По форме в плане:
- прямолинейные;
- дугообразные;
- коленообразные;
- кольцевые.

Закрытые (А) и открытые (Б) трещины А.К. Корсаков, 2009

Классификация трещин по морфологии в плане
А.К. Корсаков, 2009
А – прямолинейные; Б – дугообразные;
В – коленообразные; Г - кольцевые

450); - крутые (45 - 800); - вертикальные (80 - 900)

5. По простиранию относительно слоистости:
- продольные (а);
- поперечные (б);
- диагональные (в)

6. По взаимному расположению:
- эшелонированные (А);
- кулисообразные (Б);
- ветвящиеся (В);
- пересекающиеся (Г);
- веерообразные (Д);
- концентрические (Ж)

4. По направлению падения
относительно слоистости:
- согласные;
- несогласные

Трещины по простиранию
относительно слоистости
А.К. Корсаков, 2009

Трещины по взаимному положению
А.К. Корсаков, 2009

подразделяются на:
согласные, падающие в ту же сторону, что и слоистость;
несогласные, имеющие падение противоположное падению слоистости.
По величине угла между трещинами и поверхностями наслоения, выделяются трещины:
Параллельные слоистости (являются согласными трещинами);
Нормальносекущие, перпендикулярные слоистости:
- продольные (являются несогласными трещинами),
- поперечные*,
диагональные (являются несогласными трещинами);
3. Кососекущие, пересекающие слоистость под углам отличным от 0 и 900:
- продольные (могут быть согласными и несогласными),
- поперечные*,
диагональные (могут быть согласными и несогласными).
*Поперечные трещины на согласные и несогласные не подразделяются.

перпендикулярно ее простиранию); диагональные (проходящие под углом к простиранию и направлению падения); послойные (параллельные слоистости)

НсПп – нормальносекущие поперечные; НсДг – нормальносекущие диагональные; КсПр-с – кососекущие продольные согласные; КсПр-н – кососекущие продольные несогласные; КсПп – кососекущие поперечные; КсДг-с – кососекущие диагональные согласные; КсДг-н – кососекущие диагональные несогласные; α – угол падения слоя

ПС

НсПр

НсПп

НсДг

КсПр-с

КсПр-н

КсПп

КсДг-с

КсДг-н

трещины;
- первичные трещины в эффузивных породах;
- прототектонические (первичные) трещины в интрузивных породах;
- трещины выветривания;
- трещины разгрузки напряжений;
- гравитационные трещины (оползней, обвалов, провалов);
- трещины динамического напора льда
2. Тектонические:
- трещины отрыва;
- трещины скалывания;
- кливаж.
Образование трещин нетектонического происхождения связано со становлением осадочных горных пород в процессе диагенеза, с сокращением объема магматических пород при их остывании, с процессами физического выветривания, а также с силами гравитации.
Тектонические трещины образуются в результате деформации разрыва горных пород под влиянием внутренних эндогенных процессов.

объем и возникают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин.
Трещины имеют извилистую форму и не выходят за пределы одного слоя. Например, трещины усыхания.

Первичные трещины в эффузивных породах образуются вследствие возникновения в них напряжений, связанных с их остыванием и уменьшением объема.
Эти трещины создают различные виды отдельности: призматическую, столбчатую, шаровую, подушечную и др.

Трещины усыхания
http://forum.kerch.com.ua

Шаровая отдельность в базальтах
http://www.netartsbaytoday.org

возникают вследствие сокращения объема горной породы при ее остывании.

Трещины выветривания образуются в результате процессов физического выветривания в приповерхностной зоне. Трещины имеют беспорядочную ориентировку и обычно проникают до глубины 12 -15 м от поверхности земли.

Прототектонические трещины в гранитах. Заповедник «Красноярские столбы» http://russights.ru/img/krasnoyarskie_stolby

Трещины выветривания в аргиллитах шешминской свиты. Пермь, оп. Славянова

результате эрозии или их выемки при проходке горных выработок.
Наиболее типичными из них являются трещины бортового отпора и отслаивания.

Трещины бортового отпора
на склоне речной долины
А.К. Корсаков, 2009

Трещины бортового отпора
в кембрийских известняках.
Природный парк «Ленские столбы»
Фото В.Рябкова

Трещины бртового отпора.
Эчки-Даг. Крым

воздействием сил гравитации в переувлажненных, карстующихся породах или в породах в связи с разгрузкой напряжений.

Оползень в Калифорнии. 22.11.2011 www.vseneprostotak.ru

Обвал www.volnet.ru

Провал в г. Березники. Шахтное поле БКРУ-1 http://mw2.google.com

движущегося ледника. Обычно сопровождаются складчатыми дислокациями и имеют невыдержанную ориентировку.

Трещины динамического напора
ледника
А.К. Корсаков, 2009

Гляциодислокации Шпицбергена
Фото О.Кокина
http://t3.gstatic.com

Гляциодислокации горы Калитвы.
Днепропетровская обл., Украина
http://t0.gstatic.com

породы разрушаются. В зависимости от положения разрыва в поле напряжений различают два вида разрушения: отрыв и скалывание (соответственно и трещин).
Отрыв вызывается нормальными растягивающими напряжениями и является хрупким разрушением. Хрупкое разрушение происходит в твердых телах, у которых предел прочности (σп) меньше предела упругости (σу): σп < σу,, т.е.. пластическая деформация перед разрывом отсутствует.
Скалывание обусловлено касательными напряжениями и является вязким разрушением. Вязкое разрушение происходит в твердых телах, у которых предел прочности (σп) больше предела упругости (σу): σп > σу, т.е. разрыву предшествует пластическая деформация.
Кливаж [фр. clivage — расслаивание, расщепление] — система частых параллельных поверхностей скольжения в горных породах, по которым породы легко расщепляются. В зоне выветривания имеет вид открытых или закрытых, а на глубоких уровнях — скрытых.

стадии: упругую деформацию, пластическую деформацию, разрушение. Упругие деформации изучаются геофизическими методами (сейсмометрия), а формы тел горных пород, образовавшиеся при пластических деформациях и разрушении, - в структурной геологии.

Обобщенная диаграмма деформации
растяжения твердых тел
σп – предел пропорциональности, σу – предел упругости,
σт – предел текучести, σпр – предел прочности

Относительное удлинение ε

σп

σу

σт

σпр

σ

О

A

B

C

D

E

F

сдвиге (в). А.Е. Михайлов, 1984
1 – активные силы, 2 – реактивные

Вязкое разрушение при растяжении (а), сжатии (б) и сдвиге (в). А.Е. Михайлов, 984
1 – активные силы, 2 – реактивные

стенками. При переходе в горные породы с другими физико-механическими свойствами изменяют элементы залегания. Имеют открытый характер, часто заполнены жильным материалом; обычно огибают более прочные участки горных пород (например, гальку в конгломератах). Смещения по ним отсутствуют. Их размер может колебаться в широких пределах: от микроскопического до десятков метров в длину, при мощности от нескольких миллиметров до метров, иногда больше.

Трещины скалывания. Обычно прямолинейные с ровными стенками. Ведут себя независимо от физико-механических свойств. В конгломератах пересекают как цемент, так и гальку. При образовании закрытые, притертые, по ним происходят небольшие перемещения, сопровождаемые зеркалами и бороздами скольжения, а также глинкой трения. Имеют большую протяженность и сопровождаются оперяющими трещинами.

Трещины отрыва (1) и
скалывания (2)
в конгломерате

пород на тонкие параллельные пластинки, происходящее при деформации пласта (образовании складок). Наиболее часто распространён в глинистых породах (аргиллитах, алевролитах). В грубозернистых, твёрдых породах кливаж проявлен плохо, пластинки толстые.
Тонкий кливаж в глинистых породах принято называть кливажем течения, в твердых - кливажем раскола.
Кливаж часто параллелен осевым поверхностям складок. При значительном контрасте механических свойств пород может наблюдаться преломление кливажа. В том случае, если трещины расходятся от ядра складки, говорят о прямом веерообразном кливаже, в противном случае - об обратном веерообразном кливаже.

б – веерообразный; в – обратный
веерообразный; г – преломленный (s-образный);
д -параллельный (главный)

изучению

Исследование трещиноватости основано на полевых наблюдениях. При этом должно быть изучены:
- интенсивность трещиноватости;
- морфология и внутреннее строение трещин;
- выявлены системы трещин.
Интенсивность трещиноватости оценивается как количество трещин, приходящихся на единицу площади. При исследовании в горных выработках их стенки разбиваются на равные интервалы, в пределах которых подсчитывается количество выявленных трещин. По этим данным строятся графики изменения интенсивности трещиноватости.
Параллельно с оценкой интенсивности устанавливаются: тип трещин (открытые, закрытые); минеральный, петрографический (литологический) состав материала, выполняющего трещины, их форма, наличие перемещений, зеркал и борозд скольжения и т.п.
Для выявления систем трещин производятся массовые замеры элементов залегания трещин (100, 200 или 500 замеров). Обязательным условием является то, чтобы площадка размером 10 х 10 ÷ 20 х 20 м, на которой производятся замеры, находилась в пределах одного структурного элемента (например, одного крыла складки), имеющего устойчивые элементы залегания. Это обусловлено тем, что системы трещин выделяются относительно элементов залегания слоистости.
Материалы полевых наблюдений фиксируются в полевых журналах, обычно в табличной форме.
Результаты обобщения информации о трещиноватости используются при прогнозировании устойчивости горных пород, качества полезных ископаемых (например, блочности), а также закономерностей размещение залежей полезных ископаемых, особенно жильного типа.

простирания,
-по азимутам падения.
2. Круговые диаграммы
3. Полярные стереографические проекции*
*В изучаемой дисциплине не рассматриваются

Для роз-диаграмм по азимутам падения
3. Для роз-диаграмм по углам падения

1

2

3

Количество трещин может
быть выражено в %

попавших в
сектор равный 100.

∟71
2. Аз.пад. ЮЗ 244 ∟46
3. Аз. пад. СЗ ∟57

Аз.пад. ЮВ 146 ∟77
III. Аз. пад.ЮЗ 216 ∟17
IV. Аз. пад. СЗ 331 ∟53

Наиболее интенсивно развита II система
(38% трещин от общего количества), далее
I – 26 %, III – 20 %, IV – 12 %

I

II

III

IV