Надвиг — это разлом в земной коре, через который более старые породы надвигаются на более молодые.
Надвиг — это тип обратного сброса , который имеет падение 45 градусов или меньше. [1] [2]
Если угол плоскости разлома меньше (часто менее 15 градусов от горизонтали [3] ), а смещение вышележащего блока велико (часто в диапазоне километров), разлом называется надвигом или сбросом-надвигом . [4] Эрозия может удалить часть вышележащего блока, создавая фестер (или окно ) — когда нижележащий блок обнажается только на относительно небольшой площади. Когда эрозия удаляет большую часть вышележащего блока, оставляя островоподобные остатки, покоящиеся на нижнем блоке, остатки называются klippen (единственное число klippe ).
Если плоскость разлома заканчивается до того, как достигает поверхности Земли, это называется слепым надвигом . Из-за отсутствия поверхностных доказательств слепые надвиги трудно обнаружить до разрыва. Разрушительное землетрясение 1994 года в Нортридже, Лос-Анджелес, Калифорния , было вызвано ранее не обнаруженным слепым надвигом.
Из-за своего слабого падения надвиги также трудно оценить при картировании, где литологические смещения, как правило, незначительны, а стратиграфическая повторяемость трудно поддается обнаружению, особенно в районах пенеплена .
Надвиговые разломы, особенно те, которые вовлечены в тонкослойный стиль деформации, имеют так называемую геометрию рампы-плоскости . Надвиги в основном распространяются вдоль зон слабости в пределах осадочной последовательности, такой как слои аргиллитов или галита ; эти части надвига называются деколлементами . Если эффективность деколлемента снижается, надвиг будет стремиться разрезать секцию до более высокого стратиграфического уровня, пока не достигнет другого эффективного деколлемента, где он может продолжиться как напластование параллельно плоскости. Часть надвига, соединяющая две плоскости, известна как рампа и обычно формируется под углом около 15°–30° к напластованию. Продолжающееся смещение на надвиге по рампе создает характерную геометрию складки, известную как антиклиналь рампы или, в более общем смысле, как складка сброс-изгиб .
Складки распространения сброса образуются на кончике надвига, где распространение вдоль деколлемента прекратилось, но смещение на надвиге за кончиком разлома продолжается. Формирование асимметричной пары складок антиклиналь-синклиналь обеспечивает продолжающееся смещение. По мере продолжения смещения кончик надвига начинает распространяться вдоль оси синклинали. Такие структуры также известны как складки линии надвига . В конце концов, распространяющийся кончик надвига может достичь другого эффективного слоя деколлемента, и будет развиваться сложная складчатая структура с характеристиками изгиба сброса и распространения сброса.
Дуплексы возникают там, где два уровня деколлементации находятся близко друг к другу в пределах осадочной последовательности, например, верх и основание относительно прочного слоя песчаника , ограниченного двумя относительно слабыми слоями аргиллита. Когда надвиг, который распространился вдоль нижнего отрыва, известный как надвиг пола , врезается в верхний отрыв, известный как надвиг кровли , он образует пандус внутри более прочного слоя. При продолжающемся смещении на надвиг в лежачем боку пандуса развиваются более высокие напряжения из-за изгиба на разломе. Это может вызвать возобновление распространения вдоль надвига пола, пока он снова не врежется вверх, чтобы присоединиться к надвигу кровли. Дальнейшее смещение затем происходит через вновь созданный пандус. Этот процесс может повторяться много раз, образуя серию ограниченных сбросом срезов надвига, известных как черепицы или лошади , каждый из которых имеет геометрию складки изгиба сброса небольшого смещения. Конечный результат обычно представляет собой дуплекс в форме ромба.
Большинство дуплексов имеют только небольшие смещения на ограничивающих разломах между лошадьми, которые падают от форланда. Иногда смещение на отдельных лошадях более значительно, так что каждая лошадь лежит более или менее вертикально над другой; это известно как антиформальный стек или черепитчатый стек . Если индивидуальные смещения еще больше, лошади имеют падение форланда.
Дуплексирование является очень эффективным механизмом адаптации к сокращению коры за счет утолщения сечения, а не за счет складок и деформаций. [5]
Крупные сбросовые сбросы возникают в районах, подвергшихся значительным сжимающим силам.
Такие условия существуют в орогенных поясах , которые возникают либо в результате столкновения двух континентальных тектонических структур , либо в результате аккреции зоны субдукции .
Результирующие силы сжатия создают горные хребты. Гималаи , Альпы и Аппалачи являются яркими примерами компрессионных орогений с многочисленными сбросовыми сбросами.
Надвиговые сбросы происходят в бассейне форланда , пограничном с орогенными поясами. Здесь сжатие не приводит к заметному горообразованию, которое в основном обеспечивается складчатостью и укладкой надвигов. Вместо этого надвиговые сбросы обычно вызывают утолщение стратиграфического разреза . Когда надвиги развиваются в орогенах, сформированных на ранее рифтовых окраинах, инверсия погребенных палеорифтов может вызвать зарождение надвиговых пандусов. [6]
Надвиги форлендского бассейна также обычно наблюдают геометрию рампы-плоскости, с надвигами, распространяющимися внутри единиц под очень низким углом "плоскости" (под углом 1–5 градусов), а затем двигающимися вверх по сечению в более крутых пандусах (под углом 5–20 градусов), где они смещают стратиграфические единицы. Надвиги также были обнаружены в кратонных обстановках, где деформация "дальнего форленда" продвинулась во внутриконтинентальные области. [6]
Надвиги и дуплексы также встречаются в аккреционных клиньях на границе океанического желоба зон субдукции, где океанические осадки соскребаются с субдуцированной плиты и накапливаются. Здесь аккреционный клин должен утолщаться до 200%, и это достигается путем наложения надвига на надвиг в меланже разрушенной породы, часто с хаотичной складчатостью. Здесь обычно не наблюдается плоская геометрия рампы, поскольку сжимающая сила находится под крутым углом к осадочному напластованию.
Надвиговые разломы не были признаны до работ Арнольда Эшера фон дер Линта , Альберта Хайма и Марселя Александра Бертрана в Альпах, работающих над надвигом Гларус ; Чарльза Лэпворта , Бена Пича и Джона Хорна, работающих над частями надвига Мойн в Шотландском нагорье ; Альфреда Элиса Тёрнебома в Скандинавских каледонидах и Р. Г. Макконнелла в Канадских Скалистых горах. [7] [8] Осознание того, что более старые слои могут быть обнаружены над более молодыми слоями посредством сбросообразования, было достигнуто более или менее независимо геологами во всех этих областях в 1880-х годах. В 1884 году Гейки ввел термин «плоскость надвига» для описания этого особого набора разломов. Он писал:
Система обратных сбросов заставляет группу слоев покрывать большую ширину земли и фактически перекрывать более высокие элементы той же серии. Однако наиболее необычные дислокации - это те, которым для отличия мы дали название плоскостей надвига. Это строго обратные сбросы, но с таким низким углом падения, что породы на их поднятой стороне были как бы выдвинуты горизонтально вперед. [9] [10]