1. Эллипсоид деформации, эллипсоид напряжений. Обозначение осей.

Эллипсоид напряжений используют для геометрического описания плавно изменяющегося трехмерного напряжения.

Э ллипсоид напряжений однозначно определяется положением его главных осей. Плоскости, проходящие через две оси, и ортогональные третьей – главные плоскости напряжений

Двухмерный разрез эллипсоида представляет собой эллипс.

При равенстве всех трех главных напряжений трехосный

эллипсоид превращается в шар (литостатические условия):

σ₁ = σ₂ = σ₃

При равенстве двух из трех напряжений трехосный

эллипсоид превращается в одноосный, или эллипсоид вращения.

σ₁ = σ₂ ≠ σ₃

или σ₁ ≠ σ₂ = σ₃

или σ₁ = σ₃ ≠ σ₂

Эллипсоид деформаций используют для геометрического описания трехмерных деформаций. Служит для анализа стрейна.

Э ллипсоид деформаций однозначно определяется положением его главных осей. Длины главных осей (точнее – полуосей) равны главным деформациям и обычно выражаются через растяжение (1 + e), поэтому на практике максимальными напряжениями (σ₁) считаются напряжения растяжения, минимальными (σ₃) – напряжения сжатия, а соответственно им – и деформации.

Плоскости, проходящие через две оси, и ортогональные

третьей – главные плоскости деформаций.

Характерные эллипсоидыдеформаций:

1) при равенстве всех трех главных

деформаций (литостатические условия)

эллипсоид превращается в шар, то есть,

деформаций как таковых нет;

2) при σ₁ >> σ₂ и σ₁ >> σ₃ в результате

деформаций возникает сигарообразное тело;

3) при σ₁ << σ₂ и σ₁ << σ₃ в результате

деформаций возникает блинообразное тело

2. Складки изгиба (продольного, поперечного, косого), их морфология, механизм образования, ориентировка осей А, В, С эллипсоида деформации.

По механизму деформаций выделяют складки продольного и поперечного изгиба, а также складки течения и диапировые.

1. Складки продольного изгиба. Деформирующие силы направлены вдоль слоистости горных пород. При этом происходит изгиб слоев с их проскальзыванием. Этот тип деформации приводит к образованию как гармоничных, так и дисгармоничных складок. Часто у складок данного типа проявляется вергентность (наклон осевых поверхностей). Складки продольного изгиба характерны для складчатых поясов, они имеют значительное морфологическое разнообразие.

Таким образом, развитие складок продоль­ного изгиба состоит из трех последовательных стадий: продольного укорочения, изгиба, общего сплющивания. На первой стадии отмечается некоторое укорочение слоев в направлении действия нагрузки, их утолщение, после чего происходит потеря устойчивости и начинается изгиб. То есть складки продольного изгиба появляются тогда, когда изгиб требует меньших за­ трат энергии, чем равномерное сокращение и утолщение слоя. Уменьшение угла между крыльями приводит к увеличению трения на межслоевых поверхностях, и стадия изги­ба сменяется стадией общего сплющивания.

Конкретные особенности проявления такой стадийности определяются прежде всего контрастом вязкостей и характером переслаивания (внут­ренние факторы), а также типом нагружения слоистой толщи и РТ-условиями (вне­шние факторы).

2. Складки поперечного изгиба. Деформирующие силы направлены перпендикулярно слоистости. Такие условия деформации приводят к образованию складок с сундучной или коробчатой формой замка. Складки подобного типа характерны для платформенного чехла, когда поперечные деформации вызываются вертикально двигающимися блоками жесткого фундамента

Складки косого изгиба

3. С кладчатые комплексы: складки волочения и их типы; блокированные складки: антиклинории и синклинории.

Складки волочения (или послойного течения)

представляют собой разновидность небольших по

размеру дисгармоничных складок. Образуются они в

условиях поперечного или продольного изгиба в слоях

пластичных пород, заключенных между жесткими

породами. Причиной образования этих складок явля-

ется межслоевое проскальзывание, которое приводит

к волочению материала более пластичной породы

вслед за перемещающимся слоем жесткой породы

(рис. 3.26).

Складки волочения всегда асимметричны и осевые

поверхности их опрокидываются в сторону замков

а нтиклиналей больших складок. Острый угол, между осевой

поверхностью складки волочения и поверхностью наплас-

тования, всегда открыт навстречу вектору, показываю-

щему относительное движение неподатливых слоёв

(рис. 137). Эти свойства используются при геологи-

ческом картировании для определения положения

антиклинальных и синклинальных частей складок

и для установления нормального и опрокинутого

залегания слоёв.

В ряде случаев в высокометаморфизованных породах наблюдаются обращённые складки волочения (рис. 3.28, 3.29б), указывающие на обратное направление перемещений между слоями, сминаемыми в складки. Такое явление объясняется либо гравитационным механизмом (сползанием пластических масс вниз по склону), либо диапировым механизмом формирования крупных складок, при котором более подвижные или сильнее сжимаемые слои, сминаясь в складки, действуют как поршень на вышележащие слои, заставляя вещество в них перетекать вниз. Эти складки иногда описываются как складки послойного течения, нагнетания или выжимания.

Анти- и синклинории – складки, осложненные мелкими дополнительными складками. Ширина таких складок колеблется от 40 до 100 км.

Антиклинории представляют собой положительные складчатые структуры, разделяющие синклинории. Обычно первые отделены от вторых крупными разрывными нарушениями. В антиклинориях зеркало складчатости обращено выпуклостью вверх, в синклинориях — выпуклостью вниз. В составе и тех и других выделяют отдельные антиклинали и синклинали.

Зеркала складчатости: 1 – антиклинория, 2 – синклинория.