Пластични деформационни процеси

 

Същност  и характерни черти на процесите
Характеристика на гънковите структури
Конструктивен и стабилизиращ характер на процесите
Нагъвателните движения по правило са свързани със обикновенно субхоризонтално ориентирани усилия (напрежения) в земната кора. Те предизвикват изменения в първоначалната форма на скалните комплекси, без да нарушават целостта им. Нагъвателните движения са проявени най-отчетливо в скалите с пластов или слоист характер (седиментни и метаморфни скали).
Пластовата форма при седиментните отложения възниква в хоризонтално или субхоризонтално положение на дъното на морските и континенталните басейни. Това първоначално положение на пластовете бива нарушавано (а пластовете деформирани) от тектонските движения.
Елементи на ориентировката в пространственото положение на пластовете. 
Пространственото положение на пластовете се определя от разположението на пластовите им повърхнини спрямо географските посоки на света и хоризонталната плоскост (хоризонта) на земната повърхнина. Такава ориентировка имат и всички останали плоско-паралелни или плоски структури или скални тела, както и нашистените повърхнини в метаморфните скали.
Елементите на пространствената ориентировка на пластовите повърхнини и на други плоскостни структури или геоложки тела са:
- посока на пласта - азимуталният ъгъл, който сключва линията на посоката на пласта с посоката север - т.е. азимутът на линията на посоката. 
Линията на посоката на пласта  е всяка хоризонтална линия, лежаща върху пластовата повърхнина - или линията (линиите) на пресичане на долнището или горнището на пласта с хоризонталната равнина (хоризонта). 
Азимутът на линията на посоката на пласта  е хоризонталният ъгъл който се отчита от географския север по посока на часовата стрелка. Той може да се изменя от 00 до 3600. Понеже линията на посоката има две направления и нейният азимут може да бъде означен с две стойности, различаващи се със 1800.
Страната на пласта се определя от азимута на посоката на затъване на пласта спрямо хоризонта. Линията на страната на пласта е всяка линия разположена перпендикулярно на линията на посоката на пласта върху пластовата повърхност в направление на нейното затъване. За разлика от линията на посоката на пласта, която има две посоки, линията на страната на пласта има само една посока - тази към затъването на пласта. Азимутът на хоризонталната проекция на линията на страната на пласта се отчита от посоката на географския север по посока на часовата стрелка (от ляво на дясно). Той може да има само една стойност от 00 до 3600. 
Наклонът на пласта е ъгълът, който се сключва между пластовата и хоризонталната равнина - ъгълът, който се сключва между линията на страната на пласта с хоризонталната плоскост.
Пространствената ориентировка на елементите на пластовите повърхнини се измерва с помощта на геоложкия компас. 
Той се отличава от обикновения географски компас по:
- монтиран е върху правоъгълна немагнитна метална или пластмасова плоскост  - основа на компаса - на която дългата страна е успоредна на посоката север - юг;
- стрелката на компаса сочи към специална кръгла скала, разделена на 3600. Градусовите измервания се извършват от знака север в посока на часовата стрелка;
- - за разлика от обикновения компас при геоложкия компас, за удобство при измерванията са разменени местата на знаците запад и изток;
- компасната стрелка може да се застопорява със специално  (най-често винтово) устройство, монтирано на основата на компаса;
- геоложкият компас е снабден с инклинометър за измерване на наклона на пластовите повърхнини. Той е закачен на оста на компасната стрелка. За инклинометъра върху основата на компаса е градуирана скала в ляво и в дясно на 900;. Инклинометърът се застопорява със специално лостово устройство, монтирано на основата на компаса;
- за хоризонтиране на компаса на правоъгълната му основа е монтирана и кръгла либела.
Азимуталният ъгъл на посоката на пласта се измерва по скалата на компасната стрелка, след като ръбът на широката страна на основата на компаса се поставя паралелно на линията на посоката и се хоризонтира с либелата. 
Азимуталният ъгъл на страната на пласта се отчита по скалата със северния (тъмно оцветения) край на компасната стрелка, след като южният къс ръб на основата на компаса (с обозначение на скалата S) се поставя паралелно на линията на посоката и се хоризонтира с либелата.
Ъгълът на наклона на пласта се измерва с отстопорения свободно висящ инклинометър по неговата скала след като основата на компаса се поставя отвесно на дългата си страна паралелно на линията на страната на пласта.
Елементи на гънковите структури
Гънка представлява всеки първоначално плосък обект, който е бил огънат под еднопосочно ориентирано въздействие. 
По първоначалното си положение спрямо хоризонта гънките биват изпъкнали  или антиклинали и вдлъбнати или синклинали. В  централните части на антиклиналите се намират най-старите пластове или скали, а при синклиналите - съответно най- младите.
При антиклиналите пластовите повърхнини от двете страни на прегъването им са наклонени в противоположни направления ("анте клинос" - противоположно наклонен). При синклиналите пластовите повърхнини от двете страни на прегъването им са наклонени в едно и също направление ("син клинос" - еднакво наклонен).
Всяка отделна антиклинала или синклинала е една елементарна гънка
Две свързани антиклинална и синклинална гънка образуват пълна гънка. Тя отговаря на пълната вълна в физиката.
Средно бедро на пълната гънка е общото бедро между изграждащите я антиклинала и синклинала.
Повратна линия (съответно повратна точка в профил) при пълната гънка е линията (съответно точката в профил) която минава през средата на общото бедро.
Хоризонтална равнина (съответно линия в профил) при пълните гънки е равнината (съответно линията в профилите), свързваща съседни повратни линии (съответно повратни точки в профил).
Бедра на гънката  са страничните й части в пределите на които пластовете са наклонени в една посока.
Свод на гънката е зоната на съчленяване ("срещане") между бедрата на гънката, където става най значителното огъване на пластовите повърхнини.
Ъгъл на гънката или междубедрен ъгъл е ъгълът между двете бедра на гънката. 
Бисектрисна повърхнина - разделя междубедрения ъгъл на две.
Височина на елементарната гънка е разстоянието между хоризонталната равнина и най - високо издигнатата (за антиклиналите) или най - ниско разположената (за синклиналите) точка по определена пластова повърхнина. 
Амплитуда на пълната гънка е растоянието между най-високо издигнатата  и най - ниската точка в две съседни гънки по една и съща пластова повърхнина. Тя е равна на сбора от височините на тези две елементарни гънки. 
Осова равниа е мислената равнина, която свързва всички линии на максимално огъване на всяка пластова повърхнина  или слоева повърхност в гънката. Осовата равнина може да бъде права или огъната - т.е. в напречен разрез да има вид на крива линия.
Ос (шарнир) на гънката е линията на пресичане на осовата равнина с всяка пластова повърхност. 
Теме на антиклиналата са най-високо издигнатите части на структурата.
Кил на синклиналата са най - понижените части на структурата.
Ядка (ядро) на гънката се състои от най-старите скали, разположени в централните части на антиклиналата или най-младите скали в централните части на синклиналата. 
Морфоложки класификации на гънките. 
По положение на осовата плоскост:
- изправени  - вертикална осова плоскост;
- наклонени - осовата плоскост наклонена над 300;
- полегнали - осовата плоскост наклонена под  300;
- лежащи - субхоризонтална или хоризонтална осова плоскост
- преобърнати (потопени) - осовата плоскост е наклонена под хоризонталната  равнина .
По разположение на бедрата спрямо осовата повърхнина:
  - отворени - бедрата са наклонени в страни ост осовата равнина;
- изоклинални - бедрата са паралелни на осовата равнина;
- ветриловидни - бедрата се събират в посока обратна на свода на гънката.
По характера на свода:
- правилни - сводът е правилно постепенно огъване на пластовете;
- ъгловати - сводът е рязко пречупване на посоките  на пластовите повърхнини. Различаваме ъгловати остроъгълни и ъгловати  тъпоъгълни гънки;
- тип "куфарна дръжка" - хоризонтален до субхоризонтален свод , съчленяващ се от двете си страни със стръмни бедра.
По дебелините на пластовете в свода и бедрата:
- паралелни - дебелината на пластовете навсякъде непроменена
- подобни - с породено от нагъването удебеляване или изтъняване на пластовите повърхнини в свода или бедрата.
Особенности на гънките в план.
Те са свързани най-вече с пространственото поведение на гънковите шарнири (оси). При завършеците на антиклиналите те потъват а при синклиналите се издигат.
Периклинала се бележи от центробежно дъгообразно затъване на пластовете.
Центриклинала се бележи от центростремително дъгообразно затъване на пластовете В зоните на центриклиналите или периклиналите се осъществява непосредственото свързване на двете бедра на гънката.
Според очертанията на гънките в план те биват праволинейни (рядко), дъговидно огънати или разклонени.
Според ширината и дължината си гънките биват:
- куполи - гънки с изометрични очертания (ширина : дължина  - 1:1 до 1:2)
- брахигънки - добре очертани антиклинали и синклинали с ясни периклинали и центриклинали. Оста им няма или почти няма  хоризонтлани участъци (ширина : дължина  = 1:3 до 1:5). Брахигънките имат често кулисообразно и по-рядко ешалонирано подреждане.
- линейни (цилиндрични) гънки - сравнително тесни с добре изразени бедра, субхоризонтални до хоризонтални шарнири  и неясни или липсващи  периклинали или центриклинали (ширина : дължина = 1:5 до 1:20 и повече).
- валове - много дълги цилиндрични гънкови структури  - почти само антиклинали.
Вергентност и клинентност
Вергентността е посоката към която е наклонена осовата равнина. Клинентността е посоката към която затъва осовата равнина.
Морфоложки типове нагънатост.
Съвкупността от гънковите структури в определена част от земната кора се нарича нагънатост. Та бива:
- холоморфна (пълна) - цялата територия е заета от редуващи се гънкови структури без или почти без ненагънати участъци. Антиклиналите и синклиналите са почти равномерно развити със сходни размери и по правило еднаква вергентност.
- идиоморфна (прекъсната) - локално проявяване и локално групиране на сравнително малък брой гънкови структури в обхвата на територията. Антиклиналите и синклиналите са неравномерно количествено застъпени (предимно антиклинали) с различни форми и размери.
- междинна - тя бива гребеновидна и тип "куфарна дръжка".
Гребеновидната нагънатост  е редуване на добре изразени тесни и сравнително високи антиклинали и широки плоски (разлати) синклинали. При нагънатостта тип "Куфарна дръжка" определяща роля имат широките антиклинали от типа "куфарна дръжка". Те са разделени от тесни и неясни синклинали.
Дисхармоничната нагънатост се проявява в области където подложените на нагъване скални комплекси имат различна пластичност и при една и съща деформация образуват различни по тип, характер и размери гънкови структури. Този тип нагънатост се проявява в дълбочина.
Огъвания без характер на типични гънки.
Отличават се по това, че продълженията на пластовите повърхнини от двете страни на огъването не пресичат една и съща хоризонтална равнина.
Моноклинали  - получават се при издигане на части от земната повърхност без това да предизвика нарушаване на целостта на слоестите скали. Свързват субхоризонтални пластове с различно ниво и понякога са усложнени от субхоризонтални или хоризонтални тераси.
Флексури  - стъпаловидни или сравнително стръмни огъвания на пластовете свързващи два субхоризонтални участъка с различно ниво. В зоната на свързващото бедро (флексура) пластовете са много стръмни, вертикални дори до преобърнати. Твърде често в дълбочина флексурните стъпала прехождат в разседни нарушения.
Конструктивен и стабилизиращ характер на нагъвателните процеси
Гънковите земекорни деформации са свързани с уплътняване на скалния субстрат, когато той се намира в пластично състояние. Това е възможно на значителни дълбочини при висока температура и налягане или когато подложеното да пластични деформации вещество е високо хидратизирано – когато хидратните йони са се вмъкнали в междуатомните или междумолекулярните пространства на кристалните решетки. Гънкообразуването има консолидираща роля върху засегнатите от него скални масиви в новосъздадената компресионна геотектонска обстановка.
Автор: проф. дгмн Цанко Цанков