Лекция 7 Курс лекций Тектонофизика Н С Фролова

Лекция 7 Курс лекций «Тектонофизика» Н. С. Фролова 2014

Влияние силы тяжести на тектонические деформации

Парадокс влияния силы тяжести. Эта сила вертикальна, но ее эффект заключается в горизонтальных перемещениях тел. Например, кирпич на абсолютно горизонтальном льду неподвижен, а на слегка наклонном движется почти по горизонтали. Первое проявление силы тяжести – перемещение тел любых размеров вниз по склону. Подробно формирование деформационных структур в этой ситуации мы с вами рассмотрим во второй части курса. Гравитационные покровы (шарьяжи) (? ) , подводные оползни - слампы, олистостромы, обломочные частицы разных размеров это – ряд по мере уменьшения размеров перемещаемых тел. А суть одна – переместить эти тела на более низкий гипсометрический уровень. Схематические разрезы Альп Гларуса. Из Руттена, 1972. Покровы трактуются как гравитационные Топография дна с крупным оползневым потоком Сторегга на пассивной континентальной окраине Норвегии. (Kvalstad et al. , 2005)

Сила тяжести как пассивный фактор тектогенеза ► В рассмотренных случаях имеет место нивелирование рельефа земной поверхности путем перемещения масс из области поднятия в область сопредельной впадины. ► Несмотря на то, что формирование покровов Гельветского типа и других подобных структур было принято называть «гравитационным тектогенезом» на самом деле это всего лишь пассивная реакция силы тяжести на «активный тектогенез» , направленная на уничтожение результатов последнего.

Сила тяжести как активный фактор тектогенеза Локальная инверсия плотности Одним из наиболее очевидных проявлений силы тяжести является процесс формирования соляных куполов и диапиров. Примем во внимание, что из физики известно, что жидкость перетекает из области повышенного в область пониженного давления. Однако важно, чтобы эти области находились на одном и том же горизонтальном уровне. В обоих случаях, показанных на рисунке имеет место тенденция к выполаживанию.

Исходное идеальное состояние: горизонтальное залегание толщ. Границы А) между ними абсолютно ровны. Литостатическое давление не изменяется по латерали. Исходное реальное состояние: неустойчивое Б) равновесие. Разное литостатическое давление из-за неровностей на границе толщ. Зарождение купола Дальнейшее развитие процесса: лавинообразное увеличение разности В) литостатического давления и скорости тектонического течения. Образование карнизов. Рассмотрим следующую ситуацию: ρ2 > ρ1 > ρ3 ρ2 >> ρ3 ρ3 Гравитационное равновесие Литостатическое давление ρ2 ρ1 А) Ведущая сила этого Б) процесса – сила тяжести Относительное давление отражено величиной кружков В) ρ2 > ρ1 Гравитационное неравновесие ρ3 ρ2 ρ1 ρ1 > ρ3 ρ3 ρ2 ρ2 ρ1 Гравитационное равновесие

Структуры, сформированные толщами соли Различные типы соляных структур, их название и геометрия. (Fossen, 2011) 2, 2 г/см 3 (соленосная толща) 1 2 2, 5 г/см 3 (нижняя терригенная толща). Лавинный процесс: из-за разности давлений растет поднятие и углубляются впадины, что еще больше увеличивает разность давлений). Соляной купол в Загросе на границе Ирака и Ирана. https: //ru. wikipedia. org/wiki 2, 2 г/см 3 1 0 2, 0 г/см 3 (верхняя терригенная толща). Дальше поднятие не растет (теперь в его верхней части повышенное давление) и расползается в виде «козырьков»

Кроме соли могут всплывать разжиженные глины, магма и т. п. Материал с малой плотностью поднимается вверх благодаря силе плавучести. Математически эти структуры можно описать через явление неустойчивости Рэлея — Тейлора, которая имеет место на границе между двумя толщами разной плотности. Простейший случай неустойчивости Рэлея — Тейлора — неустойчивость поверхности раздела жидкостей либо газов с различными плотностями в поле тяготения, когда слой более плотной среды лежит в неустойчивом равновесии на слое менее плотной. Если в начальном состоянии плоскость раздела перпендикулярна вектору силы тяжести, то любое возмущение поверхности раздела будет расти с течением времени, так как участки более плотной среды, оказавшиеся ниже плоскости раздела, начинают «тонуть» в менее плотной среде, а участки менее плотной среды, оказавшиеся выше плоскости раздела, начинают «всплывать» в более плотной среде. Такое взаимное проникновение ведет к уменьшению потенциальной энергии системы, которая достигает минимума, когда слои полностью меняются местами, то есть система достигает устойчивого равновесия.

Это сейчас всеми признано, что более или менее цилиндрические тела соли, протыкающие осадочные слои во многих регионах земного шара, внедрены силой всплывания, вызванной разностью плотностей соли и перекрывающих ее слоев. Впервые это положение было высказано Аррениусом еще в 1912 г. относительно куполов Германии, однако получило преобладающее признание только после 1930 г. Соляные структуры в Dasht-e Kavir, Иран. Видна округлая форма диапиров (Fossen, 2011) Экспериментальное подтверждение формирования соляных куполов вследствие инверсии плотности и всплывания более легкого материала. Последовательные стадии роста поднятия нефти (черное) в сиропе. Схематическая зарисовка опыта Нетлтона, 1934 (из Fossen, 2011)

Экспериментальное подтверждение формирования диапировых структур вследствие всплывания легкого материала Опыты Х. Рамберга в центрифуге. Соляные структуры в Dasht-e Kavir, Иран (из Fossen, 2011) (Рамберг, 1970) (по Х. Рамбергу, из Fossen, 2011) (Рамберг, 1970)

Региональная инверсия плотности Выше были рассмотрены примеры локальной инверсии плотности. Структуры регионального масштаба возникают при проникновении в осадочную толщу теплового импульса из мантии. Следствия прогрева: Простое нагревание - породы как таковые немного расширяются и тем самым становятся легче. Но обычно в них сохраняются флюиды (еще с момента осадконакопления), которые расширяются гораздо значительней. Толщи с нагретыми флюидами становятся намного легче. Это приводит к возникновению инверсии плотности в осадочной толще , так как нижняя ее часть становится легче верхней (то же происходит при подогреве снизу воды в чайнике).

Нагревание приводит к региональному метаморфизму. При увеличении степени метаморфизма происходит прогрессивная потеря воды, находящейся в различном виде в минералах. Характерная реакция: A + B C + H 2 O Метаморфическая реакция дегидратации осадочной толщи, Mu + Qu (Fs + Sill) + H 2 O Пример метаморфической реакции дегидратации. Возрастание объема на 10% В результате нижняя, более легкая часть толщи “всплывает”, а более тяжелая погружается. В процессе этих взаимных перемещений возникает складчатость.

Условия возникновения конвекции Критерий устойчивости Рэлея Подогрев снизу вызывает в слое или толще состояние инверсии плотности. Однако, как это выяснил еще в начале 20 -го века великий английский физик Дж. У. Рэлей, не всякая инверсия плотности влечет за собой конвекцию в этом слое или толще. Существует обобщенный показатель, открытый этим ученым и названный впоследствии в его честь числом Рэлея: g h 3 R = ∙ Критерий (число) Рэлея для толщи, подогреваемой снизу и потенциально способной к конвекции. = Определение кинематической вязкости слоя или толщи. = c Определение температуропроводности слоя или толщи. В числителе критерия Рэлея фигурируют параметры, способствующие конвекции, а в знаменателе – параметры, препятствующие конвекции.

g h 3 R = ∙ D - относительная разность плотностей в кровле и подошве горизонтального слоя, подогреваемого снизу. Это отношение выражает степень инверсии плотности и зависит от разности температур в подошве и кровле слоя и коэффициента объемного теплового расширения вещества слоя. g - ускорение силы тяжести. Разность литостатических давлений на одном горизонтальном уровне в разных местах является «движущей силой» конвективного процесса. Но само литостатическое давление определяется по формуле p = ρgh, в которую входит множитель g. Чем выше ускорение силы тяжести g, тем выше литостатическое давление, а тем самым выше и разность литостатических давлений. h 3 – мощность горизонтального слоя. Будучи в третьей степени, этот показатель отражает объем конвектирующей массы вещества и указывает на то, что в поле тяжести большие массы вещества с большей вероятностью могут быть вовлечены в процесс конвекции, чем малые массы. - кинематическая вязкость вещества слоя - частное от деления «обычной» вязкости на плотность этого вещества = / . Отражает сопротивление вещества . относительным перемещениям его элементарных объемов.

g h R = ∙ 3 представляет собой дробь: (строчная) обозначает теплопроводность, а c - удельную теплоемкость вещества. = c Увеличение теплопроводности уменьшает вероятность возникновения конвекции. Напротив, увеличение удельной теплоемкости c а вместе с ней и теплоемкости единицы объема c ) увеличивает такую вероятность. В параметре как бы отражается конкуренция двух основных механизмов передачи тепла – кондуктивного (посредством теплопроводности) и конвективного. Чем выше теплопроводность вещества слоя, тем больше плотность кондуктивного теплового потока, тем меньше необходимости в другом – конвективном - способе передачи тепла. Зато чем выше теплоемкость единицы объема c вещества слоя, тем большее количество тепла может быть перенесено этой единицей объема при ее конвективном перемещении, тем выше вероятность возникновения конвекции.

Числа Рэлея Существует 1 -е критическое число Рэлея R 1 103, оно безразмерно. Если R R 1 , то конвекция не возникает, а вот при R R 1 конвекция начинается. Есть существенная разница между «всплыванием» соляных диапиров (сейчас это называется «химической конвекцией» , т. к. инверсия плотности обусловлена разницей плотности разных веществ, в нашем случае осадочных пород и соли) и тепловой конвекцией, обусловленной лишь разницей температур в подошве и кровле слоя или толщи. В первом случае выступ соли сохраняет свою плотность. Во втором случае выступ с повышенной температурой (и пониженной плотностью) попадает в область более низких температур, и его плотность увеличивается, так что его дальнейший подъем становится проблематичным. Число Рэлея как раз и устанавливает критический порог.

Условия протекания конвекции в линейной или купольной формах Помимо 1 -го критического числа Рэлея R 1 103, существует 2 -е критическое число R 2 10 4. При R 1 R R 2 конвекция происходит в форме вытянутых по горизонтали линейных валов. Возникающая при этом складчатость – также линейная, что характерно для большинства складчатых областей.

Линейная форма конвекции Имитация инверсии плотности с помощью теплового импульса (Гончаров, Горелов, 1975) Эквивалентный материал: сплав канифоли с машинным маслом Техника изготовления образцов: охлаждение, дробление, засыпка тонкими слоями, уплотнение под прессом, слабое нагревание Способ реализации теплового импульса: прибор с проводящей нижней стенкой (дном) и теплоизолирующими остальными стенками помещался в термокамеру. Изучение результатов: охлаждение и разрезание образца Результат опыта: В модельных образцах формируется складчатость, линейная в плане (была подобрана такая разность температур в подошве и кровле образца – около 5 - чтобы было лишь слегка превышено первое число Рэлея R 1). Крупные структурные формы осложняются мелкими складками

Купольная форма конвекции При R R 2 конвекция происходит в форме куполов. g h 3 R = ∙ В критерии Рэлея в числителе фигурирует степень инверсии плотности, прямо пропорциональная вертикальному градиенту температуры Поэтому при его умеренных значениях градиента температуры и при умеренной степени регионального метаморфизма R R 2 и мы наблюдаем линейную складчатость. А при повышенных значениях градиента температуры, т. е. при повышенной степени метаморфизма, R R 2 , и мы часто наблюдаем гнейсовые или гранито-гнейсовые купола, а также более крупные изометричные структуры. Ячейки Бенара, возникающие при тепловой конвекции в горизонтальном слое жидкости, подогреваемом снизу (эксперимент А. Г. Кирдяшкина и А. А. Кирдяшкина).

Возможно, тепловая конвекция в земной коре играет заметную роль в формировании структуры складчатых сооружений Вверху – результат по воспроизведению тепловой конвекции В Лаборатории тектонофизики МГУ (М. А. Гончаров, Ю. М. Горелов). Внизу – обобщенная модель складчатого сооружения.

Форма конвективных ячеек зависит не только от числа Рэлея, но и от расположения источника нагрева. Более сложные случаи конвекции Существует тепловая конвекция двух рангов Это было подтверждено экспериментально (А. Г. Кирдяшкин, 1989). Схема опытов Вид сверху на физическую модель, схематично показанную на рис. в

Понятие о структурных парагенезах

Объект и задачи тектонофизических исследований Структура и деформационные процессы, происходящие в земной коре и их причины. ► Задачи: ► Ø Ø Ø ► ► Описание строения Восстановление недостающей информации Установление закономерностей строения Установление деформированного состояния Выяснение условий образования (обратная задача) Задача прямая: изучение механизма формирования структур. Фундаментальное и прикладное значение решения этой задачи. Что подразумевается под механизмом формирования структур

Движущие силы и обстановка структурообразования ► Деформируемая среда ► Характер напряженного состояния ► Давление ► Температура ► Флюидная обстановка ► Время

Особенности геологической среды Неоднородность ► Дискретность ► Естественная грубодискретная фрактальность (самоподобие ► блоковой делимости. Соотношение линейных размеров блоков на смежных рангах 3, 5: 1) ► Геосреда обладает свойством самоорганизации (самоподобие возникает естественно и спонтанно при интенсивном нагружении среды)

Уровни структурной организации геологической среды üРазный масштаб структурных элементов üОдни элементы являются составной частью других üСуществуют уровни высшего и низшего порядка С процессами, происходящими на высших уровнях связано возникновение тектонических напряжений Один из вариантов (по В. Г. Талицкому) Перераспределение напряжений. Существование концентраторов напряжений Релаксационный подход к описанию тектонических деформаций

Другие условия протекания деформационного процесса ► Характер напряженного состояния. Разный результат деформации в различной среде ► Всестороннее давление ► Температура ► Флюидная обстановка ► Время Различие длительных и кратковременных деформаций ü Стадийность формирования самоподобной структуры ü

Понятие о структурных парагенезах ► Этимология ► Использование в других науках ► Структурный парагенез: совокупность структурных форм разного ► Понятие о механической или геодинамической обстановке ► Определение структурного парагенеза по М. А. Гончарову размера, возникающих в определенном объеме геологической среды, находящихся в определенных отношениях друг с другом и возникающих в единой деформационной обстановке Роль структурно-парагенетического анализа ►

Главные (элементарные) геодинамические обстановки Определение: главные оси нормальных девиаторных напряжений или оси максимальных касательных напряжений ориентированы ортогонально, т. е. в горизонтальном или вертикальном направлении ► Роль слоистости ► Принцип выделения обстановок ► горизонтальное сжатие (а) горизонтальное растяжение (б) горизонтальный сдвиг в вертикальной плоскости (г) вертикальный сдвиг (д) горизонтальный сдвиг в горизонтальной плоскости (горизонтальное скашивание (в).

5 главных элементарных геодинамических обстановок с формирующимися в них структурами Сочетания обстановок: транспрессия (сочетание горизонтального сдвига в вертикальной плоскости с горизонтальным сжатием), транстенсия (сочетание горизонтального сдвига в вертикальной плоскости с горизонтальным растяжением), , сочетание горизонтального сжатия с горизонтальным сдвигом в горизонтальной плоскости (скашиванием), трансламинация (сочетание горизонтального сдвига в вертикальной плоскости с горизонтальным скашиванием).

Сочетание обстановок Сочетание горизонтального сжатия с горизонтальным скашиванием Трансламинация (сочетание сдвига с горизонтальным скашиванием) Транспрессия (а также транстенсия) Обстановки могут сменять друга во времени Напряженное состояние в рамках одной элементарной геодинамической обстановки может быть разным

Перераспределение напряжений в процессе деформации Моделирование на оптически активных материалах (эксперимент А. В. Черемныха)

Еще один эксперимент

Релаксационный подход к описанию тектонических деформаций • Деформация осуществляется путем самосогласованных структурных перестроек на разных структурных уровнях • Релаксация может осуществляться разными механизмами на разных уровнях • В процессе принимают участие как изначальные, так и приобретенные структуры разных уровней Различные структурные уровни деформации слоистой пачки песчаников, определяемые внешними условиями Различные механические обстановки формирования структур и структурных парагенезов на разных уровнях структурной организации геологической среды (по А. Б. Кирмасову)

Структурные парагенезы разных масштабов Различные механические обстановки формирования структур и структурных парагенезов на разных уровнях структурной организации геологической среды (по А. Б. Кирмасову)

Относительность разделения деформаций на связные и разрывные Структурные парагенезы состоят из отдельных структурных форм, которые обычно подразделяют на дизъюнктивные (разрывы) и пликативные. Деформации, соответственно, называются хрупкими и пластическими В тектонике разрывами обычно называют поверхности или зоны, по которым наблюдается разобщение геологических тел на фрагменты и смещение этих фрагментов друг относительно друга Известно, что типы разрывов со смещением варьируют от резких трещин до зон, вдоль которых происходит, скорее, пластическая деформация

Зарождение и развитие разрывов в модели из влажной глины при растяжении

Где граница между разрывной и пластической деформацией? Установить эту границу пытались, используя: Интуитивный подход ► Анализ деформационных диаграмм ► Степень нарушения сплошности среды (зависит от масштабов рассмотрения) ► Степень однородности деформации. ► Разрыв - предельный случай неоднородности деформации. Или, по-другому, это узкие протяженные зоны резкой локализации (концентрации) деформации В неоднородной среде утрачивается противопоставление разрывной и пластической деформации

Возможные подходы к классификации структурных парагенезов (по В. А. Галкину) ► ► ► ► По принадлежности к структурному уровню (уровни зерен, агрегатов зерен, слоев, пачек слоев, толщ, блоков и ансамблей блоков); По доминирующим механизмам деформационного процесса (механические, деформационно-химические, деформационно-метаморфические, деформационномагматические и др); По характеру распределению в пространстве (локальные, регулярные, повсеместные, пронизывающие); По временным соотношениям друг с другом (синхронные, последовательные, разновременные) По механическим обстановкам (горизонтального сжатия, горизонтального растяжения, трех типов сдвига, комплексные); По температурным условиям формирования (высоко и низкотемпературные); По геодинамической обстановке формирования (континентального рифтогенеза, океанического рифтогенеза, активных окраин, пассивных окраин, коллизионные, орогенные и т. п. ) (это подход В. А. Галкина) Выбор подхода зависит от поставленных задач Решение обратных задач с помощью структурно-парагенетического анализа сопряжено с немалыми трудностями

Пространственное сочетание элементарных геодинамических обстановок и соответствующих им структурных парагенезов как результат компенсационной организации тектонического течения в земной коре тектоническое течение это сочетание поступательного движения, вращения и деформации элементарных объемов геологической сплошной среды. Эти объемы в процессе тектонического течения находятся в некоторой геодинамической обстановке. В элементарных объемах геологической среды в определенной геодинамической обстановке возникают структурные парагенезы в виде пространственного сочетания разных структурных форм. Например, под воздействием горизонтального сжатия возникает парагенез, состоящий из трех структурных форм – кливажа, складчатости и взбросов.

Отличие понятий «тектоническое движение» и «тектоническая деформация» На рисунке можно видеть, что первичный квадрат испытал лишь деформацию (в данном случае горизонтальное укорочение и компенсирующее, для сохранения объема, вертикальное удлинение). Он не подвергся ни поступательному движению, ни вращению. Если бы он испытал восходящее вертикальное перемещение, то конфигурация складчатости в нем бы не изменилась, но зато он мог бы попасть в область денудации и тем самым стать доступным для наблюдения. Именно такие элементарные объемы мы, геологи, обычно и наблюдаем в обнажениях. Между тем непосредственно под ними находятся другие элементарные объемы, которые мы не можем непосредственно наблюдать, разве что посредством бурения скважин или сейсморазведки. А над наблюдаемыми элементарными объемами находились объемы, которые уничтожены денудацией. В этом и состоит отличие понятий «тектоническая деформация» и «тектоническое движение» . Это не одно и то же, как это часто пишется или подразумевается.

Структурный парагенез как отражение только деформационного компонента тектонического течения Из сказанного ясно, что именно деформация создает структурный парагенез (в нашем примере – складчатость). Другой компонент тектонического течения – поступательное движение лишь перемещает этот парагенез по вертикали, горизонтали или в некотором промежуточном направлении. Третий компонент – вращение – обусловливает в нашем примере вергенцию складчатости.

Компенсация восходящих тектонических движений нисходящими, поверхностных горизонтальных движений от поднятий ко впадинам – глубинными горизонтальными движениями противоположного направления Пусть некоторый элементарный объем Испытывает восходящее перемещение. Чтобы под ним не образовалась пустота расположенный ниже соседний объем также должен перемещаться вверх. А под ним третий. Т. е. целая цепочка элементарных объемов должна перемещаться вверх. Но рано или поздно внизу найдется объем, который не смещается вверх. Это значит, что для заполнения пустого места он испытывает удлинение по вертикали и компенсационное укорочение по горизонтали. Это укорочение вызывает теперь уже горизонтальное перемещение объема, расположенного сбоку. А вместе с ним (по той же логике) и вся уже теперь горизонтальная цепочка объемов перемещается по горизонтали. В тылу этой цепочки также найдется объем, который по горизонтали не смещается, т. е. он испытывает удлинение по горизонтали и компенсационное укорочение по вертикали. Это укорочение вызывает нисходящее смещение расположенного над ним соседнего объема, а вместе с ним и целой цепочки объемов над ним. Другими словами, вследствие непрерывности геологической сплошной среды, перемещение испытывают замкнутые цепочки ее элементарных объемов. Это похоже на детскую карусель, где не могут отдельно двигаться ее элементы.

Компенсация (в шахматном порядке) горизонтального сжатия на одних участках горизонтальным растяжением на соседних (по латерали и вертикали) участках. В нижней части поднятий и в верхней части впадин объемы в цепочке сближаются, т. е. в этих участках – обстановка горизонтального сжатия. А в верхней части поднятий и в нижней части впадин– компенсирующее горизонтальное растяжение. b – замкнутая цепочка движущихся элементарных объемов представляет собой контур геологического пространства Внутри которого также происходят тектонические движения и деформации. Это «геодинамическая ячейка» Существует уравнение непрерывности конвективной гидродинамики. Его решение записывается в простейших периодических функциях. На рисунке показано поле скоростей течения в виде эпюр, характеризующих скорость течения на осях координат X и Z. Это простейшая модель компенсационной организации тектонического течения

Аналогичное (см. предыдущий рис. ) поле скоростей течения имеет место в простейшем случае стационарной (т. е. неизменной во времени) конвекции в однородном горизонтальном слое ньютоновской вязкой теплопроводящей жидкости с изотермическими границами, происходящей при малой надкритичности (когда критерий Рэлея R лишь слегка превосходит первое критическое значение R 1). Малая надкритичность обеспечивает валиковую (линейную в плане) форму конвективных ячеек, о которой говорилось ранее. Этот простейший случай тепловой конвекции хорошо изучен физиками , Простейшая модель ячейки компенсационной организации тектонического течения Поле скоростей тектонического течения представляет собой совокупность значений векторов скоростей поступательного движения геометрических центров элементарных объемов геологической сплошной среды в пределах нашей квадратной ячейки (рис. а). В этой ячейке можно выделить семейство замкнутых линий (рис. б), обладающих тем свойством, что векторы поля скоростей являются касательными к этим линиям. Эти линии получили в гидродинамике название «линий тока» . Именно вдоль этих линий тока движутся элементарные объемы в пределах конвективной ячейки.

Зная поле скоростей поступательного движения геометрических центров элементарных объемов, нетрудно определить поля скоростей двух других компонент тектонического течения – скорости вращения этих объемов и скорости их деформации Поле скоростей деформации в простейшей модели ячейки компенсационной организации тектонического течения. Отрезками обозначены величина и направление только скорости максимального удлинения έ.

Координация компенсирующих друга движений и деформаций вращением отдельных участков. На рисунке показана математическая модель конвекции, созданная М. А. Гончаровым. Конвективная ячейка и ячейка компенсационной организации тектонического течения тождественны

Конвективный характер тектонических движений и деформаций в земной коре, независимо от причины такой конвекции Ранее говорилось, что инверсия плотности в земной коре (и в других геосферах) может быть причиной конвекции. На примере соляных куполов был детально разобран характер движений, где главным была компенсация восходящих тектонических движений нисходящими и поверхностных горизонтальных движений от поднятий к впадинам глубинными горизонтальными движениями противоположного направления. А сейчас мы, безо всякой инверсии плотности, пришли к аналогичному результату – неизбежности компенсационной организации тектонического течения в земной коре (и других геосферах) как следствия единственной причины – непрерывности геологической сплошной среды, не допускающей возникновения существенного уплотнения или разуплотнения этой среды, а тем более образования внутри нее пустот. Т. е. инверсия плотности – лишь одна из возможных причин такой компенсационной организации. Пока что она считается единственной причиной. Но…

Две формы поверхностного горизонтального конвективного потока: денудация в областях восходящего конвективного потока с осадконакоплением в областях нисходящего конвективного потока и перемещение в виде шарьяжей; сочетание этих форм в виде образования олистостром с олистолитами и олистоплаками Об этом частично говорилось раньше. Природе надо осуществить горизонтальный поток, чтобы изъять излишек вещества в верхней части поднятий и перенести его в верхнюю часть впадин, где имеет место, наоборот, дефицит вещества. Размер перемещаемых частиц может быть самый разный – от шарьяжных пластин до глинистых частиц.

Структурная ячейка как комплекс взаимно совместимых структурных парагенезов

Пространственное сочетание элементарных геодинамических обстановок в пределах конвективной ячейки и соответствующие им структурные парагенезы.

Смена элементарных геодинамических обстановок и наложение соответствующих им структурных парагенезов в процессе тектонического течения Координаты Эйлера для характеристики тектонического течения и координаты Лагранжа для характеристики деформации Мы можем располагаться в центре ячейки как в начале координат и регистрировать постепенное перемещение со временем элементарных объемов (первичных квадратов) с места на место; это координаты Эйлера. Но мы можем поместить себя в один из таких объемов и перемещаться вместе с ним, регистрируя постепенную деформацию этого объема; это координаты Лагранжа.

Роль поступательной компоненты тектонического течения в перемещении элементарных объемов горных пород на участки с иной геодинамической обстановкой Элементарный объем, расположенный на оси поднятия, может вначале располагаться в нижней части этого поднятия. Затем он перемещается вверх и одновременно испытывает горизонтальное сжатие; внутри него формируется прямая складчатость. Но затем объем может попасть в верхнюю часть поднятия, где господствует уже горизонтальное растяжение. Но при этом складчатость не будет обратно распрямляться. Вместо этого вертикальные осевые поверхности складок будут изгибаться в складки 2 -й генерации с теперь уже горизонтальными осевыми поверхностями. Это весьма характерно для метаморфических комплексов и воспроизведено в нашей Лаборатории тектонофизики и геотектоники в процессе физического моделирования на эквивалентных материалах, с соблюдением условий физического подобия.

Роль вращательной компоненты тектонического течения в изменении знака или направления деформации элементарного объема. Если взять элементарный объем, несколько удаленный от оси поднятия, то мы увидим, что его структурная эволюция будет несколько иной. Он также из обстановки горизонтального сжатия попадет в обстановку горизонтального растяжения (что то же – вертикального сжатия). Но одновременно он испытывает вращение, в результате чего складчатость из прямой превращается в лежачую и, испытывая теперь уже вертикальное, но по-прежнему укорочение, будет сжата еще больше. Эта ситуация характерна для краевых частей антиклинориев.