В структурной геологии вергенция относится к направлению перевернутого компонента асимметричной складки . [1] Проще говоря, вергенция может быть описана как горизонтальное направление, в котором направлен верхний компонент вращения. [ 2] Вергенция может наблюдаться и регистрироваться в складках, чтобы помочь геологу определить характеристики более крупных областей складок. [1] Вергенция используется для предоставления общей характеристики симметрии ( или асимметрии ) складок и может использоваться для наблюдения за изменениями в мелкомасштабных структурах по отношению к оси большой складки. [3] Вергенция складки лежит параллельно окружающим поверхностям складки, поэтому, если эти окружающие поверхности не горизонтальны по своей природе, вергенция складки будет наклонной. Для складки направление, а также степень, в которой происходит вергенция, можно рассчитать по простиранию и падению осевых поверхностей, а также огибающих поверхностей. Эти расчеты могут быть очень полезны геологам при определении общих элементов более крупных территорий. [1]
Вергенция — это термин, который часто путают и, как следствие, несколько неправильно понимают на протяжении всей истории его использования. Самая ранняя форма использования и признанное введение в термин вергенция пришли от немецкого геолога Ганса Штилле в 1924 году. Штилле первоначально использовал этот термин для описания направления опрокидывания мелких складок, а также для описания направления «вверх-вниз», которое напрямую связано с простиранием и падением складки. Эти описания определенных физических компонентов складки, определяемых вергенцией, использовались Штилле при описании общего направления надвига в складке и, как следствие, они напрямую связаны с кинематическими компонентами в складке. В этом смысле термин вергенция имеет последствия движения и, таким образом, стал спорным в геологии, потому что вергенция, в первоначальном определении Штилле, описывает только геометрические отношения, и многие геологи считали, что ее не следует использовать в качестве основного инструмента для описания движения. В результате этого противоречия использование этого термина так и не достигло международного соглашения, и, следовательно, на протяжении всей истории он использовался совершенно по-разному. [2]
Большая часть путаницы в определении вергентности проистекает из путаницы и смешения понятий «обращенность к складке» и «обращенность к складке». Некоторые геологи начали ссылаться на определение вергентности как на направление, в котором обращена складка, в то время как другие считали, что определение совпадает с его первоначальным использованием Штилле, которое было направлением направления падения складки на осевой поверхности. Разногласия, вероятно, возникли из-за того, что Штилле не был явно ясен относительно направления опрокидывания складок после падения или падения складки. Однако в своем первоначальном использовании термина он фактически использовал направление падения складки вверх. Основная причина, по которой это создает путаницу, заключается в результате общего определения «обращенность к складке» в геологии, которое описывается как направление (нормальное к оси складки и соответствующее осевой плоскости), которое указывает на более молодые слои . В результате этого определения, две складки, обладающие одинаковой асимметрией, можно рассматривать как обращенные в противоположных направлениях по отношению к стратиграфическим элементам структуры, что приводит к по-разному интерпретируемым направлениям вергенции. Чтобы прояснить эту путаницу, геологи попытались создать более определенное определение вергенции. [2]
Теперь более широко принятое определение вергенции, которое используется для описания геометрического компонента асимметрии в складке, — это горизонтальное направление, в котором направлен верхний компонент вращения в складке. В этом определении концепция вергенции отличается от компонента, обращенного к поверхности складки, и не зависит от него. На основе этой независимости большая часть путаницы была прояснена, и обе концепции вергенции и обращенности к поверхности имеют важное значение для геологов, особенно при анализе более сложных структур. [2]
Одно из основных применений вергенции — дать представление об общей геометрии складки, описав симметрию или асимметрию складки. Чтобы лучше понять важность этого использования, важно понимать различные классификации складок на основе их геометрии. Наиболее часто используемые термины для описания и классификации складок на основе их геометрии — это термины антиформы и синформы, а также антиклинали и синклинали . Хотя эти термины звучат похоже, они означают совершенно разные вещи по отношению к геометрии складки. [4]
Когда крылья складки сходятся вверх, складка называется антиформой. И наоборот, когда крылья складки сходятся вниз, складка называется синформой. Не путайте эти термины (антиформа и синформа), термины антиклиналь и синклиналь используются для описания стратиграфического значения складки. Эти фразы могут использоваться вместе друг с другом для описания геометрических аспектов формы и направления складки. [4]
Кроме того, складки могут называться симметричными или асимметричными. Когда группа складок, чьи осевые плоскости оказываются перпендикулярными плоскости, представляющей огибающую поверхность складок (плоскость, проведенная по касательной к складкам), складки считаются симметричными. Когда это не так, складки считаются асимметричными, и асимметрия этих складок будет систематически меняться по осевым поверхностям складок. Вергентность может использоваться не только для того, чтобы дать общее представление о симметрии (или асимметрии) складки, но в общем случае асимметричных складок ее можно использовать для записи ранее упомянутого систематического изменения асимметрии складок. Это очень важно для использования вергентности в полевых условиях для геологов при определении микро- и макрокомпонентов области. [4]
Одним из основных применений вергентности в геологии является инструмент, который она предоставляет геологам для описания геометрии складок в мелком масштабе. Вергентность, а также применение облицовки складки, может помочь геологам в классификации складки с точки зрения ее стиля (антиформа или синформа), а также в классификации ее как антиклинали или синклинали, что имеет стратиграфическое значение. [2] [3] Одно из наиболее важных применений вергентности заключается в том, что она дает геологам ощущение геометрического свойства симметрии в складках. В случае асимметричных складок вергентность можно наблюдать и регистрировать в структурах, известных как пары складок. Пары складок помогают иллюстрировать угловое соотношение напластования и расщепления складки. Они могут быть «S-образными», в которых они называются левосторонними , или они могут быть «Z-образными», в которых они известны как правосторонние . Традиционное использование терминов «левосторонний» и «правосторонний» используется для описания вергенции, когда точка наблюдения находится сверху или наблюдатель смотрит вниз на складку. [3]
Вергентность, подобно парам складок, иногда классифицируется как левосторонняя или правосторонняя. Это происходит из-за связи между вергентностью и вращением, так как в своем определении вергентность используется для определения направления вращения верхнего компонента складки. Вергентность можно классифицировать как правостороннюю, когда есть явное вращение по часовой стрелке , или левостороннюю, когда есть явное вращение против часовой стрелки. [4] Хотя существует общая связь в описании как вергентности, так и пар складок, они независимы друг от друга, поскольку вергентность определяется как направление, а не форма. Фактически, использование вергентности при описании асимметрии складки более полезно, чем простое описание асимметрии как S-образной (левосторонней) или Z-образной (правосторонней), поскольку вергентность не зависит от вариаций погружения складки. Изменения погружения складок относительно обычны для складок, и на основе этих изменений две складки с похожей асимметрией могут быть классифицированы по-разному с точки зрения формы, будучи левосторонней или правосторонней на основе их погружения складок. Это может привести к неточностям в определении геометрии складок и, следовательно, повлиять на картирование более крупных областей. [2] В целом, вергенция может быть очень полезна при анализе пары складок, поскольку вергенция может дать лучшее понимание геометрии пары складок, а также может использоваться для принятия решений о геометрии большей области, окружающей складку. Вергенция складки может помочь геологу определить несколько характеристик складчатости в более крупном масштабе, включая стиль, положение и геометрию складчатости. [3]
Наблюдая вергенцию в складке, геологи могут регистрировать данные, которые могут быть использованы для расчета приблизительного положения и геометрии большей площади, и, следовательно, помогать геологам в картировании этой площади. Более конкретно, геологи используют свойство вергенции в меньших складках, чтобы определить некоторые физические свойства большей окружающей области, где происходит более масштабная складчатость. [3] Это обычная практика для геологов, и она используется при картировании многих областей, таких как картирование покрова Морклес в Швейцарии . [5] Этот процесс особенно полезен в некоторых случаях, таких как в сланцах Отаго в Новой Зеландии . Здесь единственным доказательством существования крупномасштабной складчатости в этой области является картирование зон вергенции. В областях простой деформации вергенция может даже использоваться в качестве инструмента для определения зон шарниров крупных складок, а также направления сдвига . [6] Использование вергенции в качестве инструмента для картирования более крупных зон следует применять с осторожностью в более сложных областях, где наблюдались множественные деформации. [4] Например, в областях с сильно метаморфизованными породами, а также в областях, где присутствуют тектонические движения разного возраста, использование вергенции для определения характеристик более крупной области может быть обманчивым. [7] Несмотря на это, вергенция может использоваться для описания более сложных областей. Например, изменения в вергенции малой складки, которые происходят в областях крупных складок, могут помочь указать, когда была пересечена главная ось складки. В целом, вергенция предоставляет геологам очень полезный инструмент для определения компонентов более крупных областей и структур. [2]