Структурная геология - Ажгирей Г.Д.
Скачать (прямая ссылка):
В настоящее время значительные экспериментальные работы ведутся советскими геологами в Институте геологии Академии наук СССР (Б. В. Залесский, Ю. А. Розанов, Б. П. Беликов), в Геофизическом институте Академии наук СССР (В. В. Белоусов, М. В. Гзовский и другие), и в некоторых других научных учреждениях.
И. В. Гинзбург и Ю. А. Розанов (1951) подвергали образцы биотито-вого гнейса и щелочного гранита ориентированному сжатию в
2500—2700 кг/см2, в условиях всестороннего сжатия около 8500 кг/см2 (что тео-. ,. ^ - ж w". ж ¦ ж*. • . ретически соответствует все-F ' щ і ' ІР * стороннему сжатию, сущест-
* вующему на глубине около 30—35 км от поверхности Земли). При этих, сравнительно простых условиях опытов им удалось добиться весьма существенных результатов.
Биотит в гнейсах переориентировался, причем в участках максимальной деформации, расположенных у вершин конусов скалывания, листочки биотита оказались повернутыми на 90° по отношению к первоначальному положению (рис. П-36а, б, в).
Таким образом, описываемыми опытами вполне подтверждены представления о внешнем вращении зерен деформируемых пород.
В щелочном граните обнаружены новообразования слюдоподобного минерала по эгирину, причем листочки нового минерала достигают размеров 0,5—1 мм. Это интереснейший факт, ибо исследователям удалось воспроизвести в лабораторной обстановке не только деформацию, но и динамометамор-фический процесс по крайней мере с некоторыми физико-химическими явлениями, сопровождающими тектонические движения.
В другой серии опытов с гипсом (1949) и карбонатами (1950) Ю. А. Косыгин, И. В. Лучицкий, Ю. А. Розанов установили, что пластическая деформация и скалывание по системам трещин, ориентированных под углом 44—47° к сланцеватости, образующейся при течении, развиваются более или менее независимо друг от друга. Следовательно, экспериментально подтвер-
Рис. II-36. Опыты деформации биотитового гнейса
га) исходный образец, х 3D без анализатора. Стрелка показывает положение оси цилиндрического образца; о) биотитовый гнейс, подвергшийся деформации, полированная поверхность, х 12; а —зоны неизмененного материала; б —центральный пояс. Стрелки показывают направление приложения силы; зоны скалывания идут под углом в 45° к направлению действующей силы
ждаются два важных вывода об особенностях механизма деформации горных пород, сделанные выше.
Первый вывод заключается в том, что далеко не все типы трещин скалывания можно считать образованными в связи с пластической деформацией. Во втором выводе указывалось, что предполагаемый Г. Ф. Беккером в его гипотезе механизм вращения поверхностей скалывания по мере развития деформации, с постепенным увеличением угла между сопряженными системами поверхностей скалывания, биссектрисой которого является главная ось С деформации, не имеет универсального значения. Отмечается, что Беккер (1904) при осуществлении экспериментов в подтверждение своей гипотезы ошибся в их объяснении. Опыты его заключались в сжимании вдоль оси цилиндров глины и церезина в условиях свободного выдавливания материала в стороны. Различный наклон искривленных поверхностей скольжения, получившийся вследствие изменения условий деформации в краевых частях цилиндра, Беккер неправильно считал результатом вращения первоначальных плоскостей скалывания.
Упомянутые опыты с карбонатами велись в условиях всестороннего сжатия около 6500 кг/см2, с ориентированным сжатием от 3500 до 7000 кг/см2. При ориентированном сжатии в 3500 кг/см2 микроструктура мрамора изменялась мало, но при увеличении ориентированного сжатия до 7000 кг/см2 в образце породы образуется отчетливо выраженная сланцеватость, проявляющаяся в удлинении зерен в направлении, перпендикулярном ориентированному сжатию (от 1:3 до 1:10) и одновременном погасании большинства зерен при вращении столика микроскопа. Любопытно, что в образцах, подвергнутых такой значительной пластической деформации, в зернах кальцита почти исчезают двойники.
В этой же серии опытов образцы мрамора были подвергнуты только всестороннему сжатию, равному 14 000 кг/см2, без приложения ориентированного сжатия. Как и следовало ожидать, при этом не наблюдалось образования ориентированной структуры и количество двойников существенно не изменилось. Более или менее отчетливо проявился лишь ка-таклаз части зерен, что было связано с локальными движениями заполнения пор, существовавших в породе. Этот эксперимент еше раз подтверждает известные представления о том, что динамометаморфизм пород и вообще образование тектонических структур в обычных случаях не могут быть результатом статических нагрузок (давления), вне зависимости от того, насколько больших величин достигают последние. Только
0
Рас. II 36 в
в) биотитовый гнейс, подвергшийся деформации, х 10, без анализатора. Видно изменение ориентировки биотита, расположившегося частично перпендикулярно к направлению действующей силы, частично по зонам скалывания, идущим под углом в 45° к направлению действия силы. Стрелки показывают направление приложения силы
