Частина III вторинні форми залягання геологічних тіл, дислокаційні процеси та структури

Вторинною формою залягання геологічних тіл вважається та, яка утворилася при зміні падіння та простягання, а також геометричної конфігурації та параметрів цих тіл. Подібні зміни форм залягання виникають унаслідок прояву дислокаційних процесів.

3.1. Уявлення про дислокаційний процес та дислокаційну структуру

Дислокаційним процесом називається комплекс природних деформаційних перетворень, які призводять до: 1) зміни форм залягання геологічних тіл, 2) зміщення геологічних тіл та їх частин по розломах і тріщинах, 3) розпаду (руйнування) геологічних тіл на дрібніші складові, та навіть повної дезінтеграції цих тіл, 4) динамометаморфічної зміни текстури, структури, а в певних випадках і мінерального складу гірських порід.

У земній корі дислокаційні процеси ініціюються багатьма факторами, серед котрих мають місце тектонічний, гравітаційний, температурний, фазових змін речовини і мінерального складу, літогенетичний (і в тому числі діагенетичний) та ін. Безсумнівно, домінуючу роль відіграє тектонічний, який ініціюється глибинними процесами в літосфері, а також зміною ротаційного режиму Землі, припливо-відливними явищами та іншими ендогенними та екзогенними факторами.

Формально в тектоніці ще й сьогодні дислокаційні процеси поділяють на плікативні– складкоутворюючі, що відповідають пластичним деформаціям, тадиз'юнктивні– розривні, розломоутворюючі. Але насправді такі процеси не обмежуються відзначеними двома. Більше того, вони так само різноманітні, як різноманітні фактори, що їх породжують. Крім того, на форми та способи реалізації цих процесів впливають тектонічні режими, при яких ці процеси відбуваються, Р-Т умови, в яких ці процеси реалізуються, та реологічні властивості середовища, які зумовлюють ті чи інші механізми деформаційних перетворень. Тому подібні процеси в одних випадках здійснюються тільки як крихкі деформації, а в інших – як пластичні та навіть високопластичні, які відповідають в'язкій течії, у третіх – комбіновані, розривні й пластичні одночасно (крихко-пластичні). Фактично дислокаційні процеси найчастіше носять комбінований характер, одночасно об'єднуючі в собі і розломоутворення і складкоутворення та інші геологічні явища.

Кінцевим продуктом дислокаційного процесу є дислокаційна структура – деформаційне утворення типу тріщини, кліважного мікророзриву, складки, розлому тощо. Часто структури подібного типу, а також їх окремі елементи називають дислокаціями, деформаційними структурами, тектонічними порушеннями.

Залежно від масштабів розвиненості по латералі та вертикалі структури відзначеного типу поділяють на мега-, макро-, мезо- і мікродислокаційні. До перших відносять дислокаційні утворення, що мають планетарний масштаб і порушують геологічні тіла рангу, що відповідають земній корі, літосфері тощо, а до других – дислокаційні структури, розміри котрих коливаються від сотень метрів до перших десятків кілометрів (фіксуються на аерофотознімках та геологічних картах масштабу, починаючи від 1:200000 і більше) і порушують лише окремі ділянки земної кори. У свою чергу до третіх відносяться ті малі (розміром від перших десятків сантиметрів до перших сотень метрів) дислокаційні структури, які майже в повному об'ємі можна зафіксувати в гірничих виробках та на відслоненнях, а також у керні свердловин та штуфах порід. Нарешті, четвертому типові відповідають виключно ті малі дислокаційні структури, які можна побачити тільки в шліфах під оптичним, а в деяких випадках навіть електронним мікроскопом.

Серед дислокаційних структур, як і геологічних тіл, за характером внутрішньої організації та супідрядності (взаємопідпорядкованості) існує певна ієрархія, що дозволяє розділити їх на: 1) елементарні, 2) прості та 3) складні.

Елементарні дислокаційні структури. До цього типу дислокаційних утворень належать мікро- і в деяких випадках мезодислокаційні структури, котрі проявлені на зерновому рівні й відображуються в певних текстурах та структурах порід. Виникають вони при реалізації одного (із числа перерахованих нижче) певного механізму деформаційних перетворень гірських порід. Прикладом цього типу структур є мікротріщини, кліважні мікророзриви, сланцювата мікророзшарованість порід тощо.

Прості дислокаційні структури. Структури даного типу проявлені на рівні геологічних тіл, а в певних випадках й їх пачок тощо. Вони формуються за допомогою одного з елементарних механізмів і характеризуються двопорядковою організацією: один порядок у них завжди представлений елементарними структурами певного одного типу (тріщинуватістю, тектонічними брекчіями, катаклазитами, мілонітами, кліважем, сланцюватістю тощо), а другий відповідає тому простору, який цими структурами охоплюється. Типовими їх представниками є крихкі та в'язкі мезорозриви, структури перетину кліважем шаруватості (муліон-структури), мезорозлінзування та будинажу, первинні монокліналі, а також деякі типи складок та крихкі розломи.

Складні дислокаційні структури. Структури даного типу також проявлені на рівні геологічних тіл та їх наборів (пачок, товщ тощо), і їм також відповідають частини цих тіл чи їх наборів, що зазнали деформації. Але від попередніх відрізняються багатопорядковою (більше, ніж двопорядковою) структурною організацією і неоднорідним розподілом у межах відповідного їм простору ступенів деформованості порід. До них, наприклад, належать флексури, складки більшості типів, в'язкі розломи, вторинні монокліналі, в'язкі протрузії та інші їм подібні тектонічні утворення.

Складні дислокаційні структури володіють певними структурними або структурно-динамометаморфічними парагенезисами і певною внутрішньою дислокаційною (деформаційною) зональністю, яку можна позначити рядами тектонофацій (своєрідних деформаційних фацій за десятибальною шкалою). При цьому під структурним парагенезисом розуміються стійкі, тісно пов'язані між собою просторово та в часі набори елементарних та простих мікро- та мезодислокаційних структур, а також окремих малих геологічних тіл (жили альпійського типу чи в інших випадках невеличкі жильні тіла продуктів гранітизації, метасоматитів і магматичних порід та ін.), що охоплюють певний геологічний простір, котрий відповідає складним дислокаційним структурам.