Дальнейшим результатом раздробления пород в зоне разрыва является образование тектонической брекчии. Глыбы пород, отделенные друг от друга трещинами, в процессе движения смещаются и поворачиваются. Глыбы могут быть угловатыми, но вследствие смещения преимущественно в одном направлении они в этом направлении стачиваются и приобретают форму, вытянутую параллельно сместителю. Размеры глыб в тектонических брекчиях различны: до десятков метров в поперечнике, но чаще от нескольких сантиметров до дециметров. Тектоническая брекчия, состоящая из обломков меньше 1 см, называется какиритом, или орешником.
Дальнейшее раздробление {катаклаз) породы приводит к образованию катаклазита — плотной массы, состоящей из обломков микроскопического размера. Под микроскопом в катаклазите особенно характерно выглядят зерна кварца: эти зерна, с волнистым угасанием в поляризованном; свете, пронизанные трещинами, окружены по периферии оторочкой, состоящей из кварцевой крошки. Другие минералы бывают сильнее раздроблены или изогнуты.
Результатом наиболее тонкого перетирания породы в зоне разрыва является милонит—порода, зерна которой перетерты до состояния пыли. Одновременно порода подвергается перекристаллизации: происходит окварцевание, образуются новые чешуйка серицита, хлорита и некоторых других минералов. Под сильным увеличением видно, что новые зерна имеют уплощенную линзовидную форму. Макроскопически милониты представляют собой плотную сливную породу, напоминающую роговик и имеющую ленточную или волокнистую текстуру.
Все эти раздробленные и перетертые породы, сопровождающие разрывные смещения, от брекчий до милонитов, называются тектонитами.
Образование тектонитов того или иного типа зависит от рядафакторов: амплитуды смещения, глубины, на которой оно происходило, механических свойств пород, скорости смещения. В зависимости от изменения этих факторов вдоль одной и той же зоны разрыва можно наблюдать изменение характера тектонитов от места к месту. Сбросы, являющиеся разрывами, образующимися в обстановке растяжения, обычно сопровождаются грубыми угловатыми брекчиями. Надвиги, в зоне сместителя которых имеет место сжатие, характеризуются преимущественно тонкоистертыми тектонитами — катаклазитами и милонитами.
Большие тектонические покровы нередко сопровождаются особыми видами тектонитов, известными под общим названием текконического меланжа, или тектонической смеси. Это огромные массы разбитых, развальцованных и смешанных пород, покрывающие десятки и сотни квадратных километров и имеющие мощность в сотни метров.
Образуются меланжи разными путями. Некоторые из них представляют собой результат разрушения фронтальной части тектонического покрова, двигавшегося по поверхности земли. Такое разрушение происходит постепенно, по мере того, как покров продвигается вперед и его лоб повисает над крутым склоном соседней депрессии. Породы откалываются большими глыбами и соскальзывают в депрессию. Там они могут быть захоронены под последующими осадками. Так образуются горизонты «экзотических глыб», «клиппов» или «дикого флиша».
Иногда откалываются и сползают в депрессии целые слои. Они захороняются плоскими плитами или перед захоронением мнутся в складки. Такие пласты, отделившиеся от места своего коренного залегания, как уже говорилось, называются олистолитами, а полосы (струи) небольших обломков — олистостромами. Опознавательная черта экзотических глыб, скатившихся со лба покрова,— нагромождение их в обратной стратиграфической последовательности: более молодые породы внизу, более древние вверху, так как вначале разрушаются породы, лежащие наверху, а потом те, которые лежат глубже. Меланжи этого типа называются осадочными.
В других случаях образуются чисто тектонические меланжи. Они связаны с процессами, происходящими в теле тектонического покрова при его движении. Вследствие неравномерного движения покрова и неоднородности материала внутри покрова могут отщепляться большие пластины, которые потом, под влиянием относительных смещений соседних участков, свертываются в рулоны или раскалываются на глыбы. Крупные глыбы образуются из более твердого материала, тогда как более мягкий (глинистый и мергелистый) материал проникает между глыбами, отделяя их друг от друга. В процессе течения глыбы вращаются в пластичной массе. В ней также образуются завихрения. Перемешиванию способствует погружение относительно более тяжелых глыб в подстилающий менее плотный материал и внедрение последнего по трещинам вверх. На рис. 58 приведены зарисовки тектонических меланжей.
Образованию тектонических меланжей способствуют контрасты в механических свойствах пород, слагающих покров. В качестве пластичных пород кроме глин, аргиллитов, глинистых сланцев, мергелей, соли и других осадочных пород значительную роль играют серпентиниты. Они обладают не только большой текучестью под давлением, но и малым удельным весом, что способствует внедрению их в вышележащие породы и погружению в них глыб других пород.
Тектонические меланжи могут быть сходны с продуктами подводного оползания. А в некоторых случаях они были первоначально приняты геологами за древние ледниковые морены.
Глубинные разломы.
Под глубинными разломами понимается особая категория разрывных смещений, которые имеют протяженность на поверхности в сотни километров и которые в течение долгого геологического времени являются зоной концентрации особенно интенсивных тектонических, магматических и метаморфических процессов. Вдоль глубинных разломов наблюдаются значительные дислокации пород, проявления интрузивной и эффузивной деятельности, а также усиление метаморфических процессов. Глубинные разломы разделяют участки земной коры с разной историей, а поэтому с разными составом и возрастом пород, с разной мощностью осадков, с разной степенью деформированности.
Глубинный разлом представляет собой всегда широкую зону раздробленных пород. Ширина такой зоны может достигать десятков километров. Породы в этой зоне разрезаны огромным количеством кулисообразно расположенных разрывов разных порядков на множество отдельных блоков преимущественно линзо- или ромбовидной формы (рис. 5.9), а также развальцованы и перетерты.
В зависимости от направления относительных смещений участков земной коры, находящихся по разные стороны глубинного разлома, последний может быть глубинным раздвигом, глубинным сдвигом, глубинным сбросом, глубинным надвигом и глубинным взрезом. Последний тип глубинных разломов, т. е. разломов вертикальных с вертикальными же перемещениями крыльев, несомненно, в пределах континентов преобладает. Но следует иметь в виду, что в течение длительной истории существования глубинного разлома направление смещений по нему может неоднократно меняться. Обычно первыми движениями по глубинному разлому являются вертикальные, которые потом сменяются горизонтальными.
Слоистые дороды в зоне глубинного разлома разбиты разрывами на отдельные блоки, а также часто бывают смяты в сильно сжатые складки. Получается складчато-блоковая структура, которая превращает глубинный разлом в «зону смятия».
Глубинные разломы играют большую роль в общем развитии земной коры, представляя собой структурные формы первого порядка. Вопросы, связанные с ними, рассматриваются в курсах общей геотектоники.
Выявлению глубинных разломов во многом способствует изучение земной поверхности из космоса.
4. Сейсмическое районирование. Строительство в сейсмических районах.
Сейсмическое районирование, оценка потенциальной сейсмической опасности в сейсмоактивном районе. Выделение сейсмоопасных районов основывается на результатах совместного анализа инструментальных и макросейсмических данных о землетрясениях прошлых лет (интенсивность колебаний на поверхности Земли, пространственное распределение очагов землетрясений, их размеры, магнитуда и энергия землетрясений, повторяемость и т. п.) и геологических особенностях района (история геологического развития, интенсивность и контрастность новейших и современных тектонических движений, возраст и характер тектонических нарушений, их активность и т. п.).
Уточнение величины сейсмических воздействий на сооружения в зависимости от местных условий конкретного участка территории сейсмоопасного района (физические и динамические свойства грунтов и подстилающих пород, мощность верхних слоев земной коры, наличие многолетнемёрзлых горных пород, тектонические условия, особенности рельефа, спектральные свойства приходящих сейсмических волн и т.п.) составляет предмет сейсмического микрорайонирования. Графическим выражением С. р. являются карты, содержащие сведения об интенсивности сотрясений (в баллах) для любого географического пункта при средних грунтовых условиях. Согласно Строительным нормам и правилам, к средним грунтовым условиям относятся глины, суглинки, пески, супеси при положении уровня грунтовых вод глубже 8 м от поверхности Земли, а также крупнообломочные грунты при положении уровня грунтовых вод от 6 до 10 м от поверхности Земли. В СССР общая площадь сейсмоопасных районов составляет 28,6% территории страны (в т. ч. на 9-балльные районы приходится 2,4%, на 8-балльные — 3,2%). районы возможных 9-балльных землетрясений находятся в Средней Азии, Прибайкалье, Камчатке, Курильских островах и др.; 8-балльные районы — в Молдавии, Крыму, на Кавказе, в Южной Сибири и др.
В СССР карты С. р. являются официальным документом, который непосредственно связан с нормами и правилами сейсмостойкого строительства. Действующая нормативная карта С. р. утверждена Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам строительства в 1969 (СНиП 11-А. 12—69); на этой карте выделены районы возможных 6-, 7-, 8- и 9- балльных землетрясений для средних грунтов (по сейсмической шкале ГОСТ 6249—52), а также районы, где возможны землетрясения интенсивностью более 9 баллов. За рубежом карты С. р. имеются в Болгарии, Румынии, Монголии, США, Японии и некоторых др. странах.