Неотектоника, методы исследования.

Неотектоника - направление в геотектонике, изучающее струк­турные формы земной коры и выражение их в современном рельефе, обусловленные проявлением неотектонических движений в этап их активизации. За последний отрезок геологического времени рельеф земной поверхности приобрёл современный облик. Неотектонический этап отличается резко повышенной интенсивностью тектонической жизни земли, глобальным проявлением тектонических процессов и их определяющим влиянием на развитие современного рельефа литосфе­ры. Выделяют три фактора неотектоники как научной дисциплины. 1. Время - неотектоника изучает проявление тектонических движений за короткий отрезок позднего кайнозоя (35-40 млн. лет), при этом наибольшая интенсивность новейших движений приходится на последние 5-10 млн. лет. 2. Наглядность проявления результатов - отражения структур­ных форм, достаточно чётко выраженных в рельефе земной поверх­ности, не замаскированных наложением движений других тектоничес­ких циклов. 3. Количественная оценка современных тектонических движений - возможность изучения с помощью комплексов инструментальных методов на специальных геодинамических полигонах. 10.1. Геоморфологические методы исследования новейших структур и движений Выражение структур в облике земной поверхности обуславлива­ется следующими факторами: - спецификой геометрии структур (размерности, морфологии, пла­новых очертаний); - спецификой проявления экзогенных процессов, изменениями мор­фологии и строения экзогенных форм рельефа под влиянием растущей структуры; - составом, свойствами и строением геологического субстрата; - соотношением скоростей роста тектонических структур с про­цессами денудации или аккумуляции. Орографический метод - основан на самой общей характеристи­ке форм рельефа и заключается в анализе высотных отметок, накло­нов рельефа и общего морфологического облика. Основывается на представлении о прямом соответствии форм рельефа с проявлением тектонических процессов: горный рельеф - интенсивные тектоничес­кие движения, равнинный - результат слабого их проявления. Пря­мое применение такого подхода возможно только лишь при мелко­масштабном анализе орографии. Выявление по облику рельефа степени интенсивности тектони­ческих движений и роли экзогенных процессов - крайне трудная за­дача. Вероятность прямого выражения структурных форм в орографии определяется скоростью их роста и степенью сопротивления слагаю­щих горных пород процессам денудации. В итоге основное влияние оказывают длительные направленные тектонические движения. В под­вижных поясах это проявляется более отчётливо - абсолютная высо­та гор связывается с амплитудой тектонических поднятий. В устой­чивых зонах эта связь менее отчётлива. На орографию более мелких структурных форм оказывают влияние особенности геоструктурной области и климатические условия. Наиболее отчётливо связь оро­графии и локальных структур (складки, блоки) видна в орогенных областях в зонах перехода от интенсивных общих поднятий к интен­сивным погружениям. Батиметрический метод - исследования подводного рельефа и сопоставление полученных данных с другими сопряжёнными методами, устанавливается связь между рельефом дна акваторий и тектоничес­кими движениями. Крупные формы рельефа морского дна не вулкани­ческого происхождения отражают глубинные тектонические структу­ры. Разнонаправленные тектонические движения создают неровности дна - поднятия превращаются в подводные возвышенности. За преде­лами шельфа, где скорость осадконакопления значительно снижает­ся, растущие складки или блоковые движения получают отчетливое выражение в рельефе. При прогибании земной коры образуются впа­дины, формы и размеры которых определяются особенностями текто­нических движений и степенью компенсации осадконакопления. При изучении структурных форм, выраженных в рельефе, боль­шое значение приобретают методы повторных промеров, эхолотирова­ния и сейсмоакустический. В рамках последнего метода разработаны приборы - геолокаторы, которые позволяют изучать отложения, ле­жащие ниже поверхности дна на значительных глубинах. Морфометрические методы - основываются на анализе топогра­фических карт разных масштабов, данных аэро- и космических съё­мок, полевых наземных и аэровизуальных исследований форм рель­ефа. Применение многочисленных морфометрических методов помогает определять степень новейшей активности тектонических движений в процессах рельефообразования. Многочисленные экзогенные процессы непосредственно создают рисунок рельефа земной поверхности раз­ных порядков, но пространственное распределение этого рисунка определяется тектонической структурой и планом новейших движе­ний. Морфографический метод - основным объектом являются очерта­ния гидрографической сети, озёр, береговых линий бассейнов, во­доразделов, естественные границы растительности, почв и других элементов природной обстановки. Лучшим индикатором проявления новейших тектонических движений является рисунок гидрографичес­кой сети. Различают следующие типы рисунка речной сети: дендровидный тип - образуется в условиях однородного геологического субстрата и распространён в основном на платформенных равнинах, сложенных слабодислоцированными осадочными породами; параллельный тип - распространён на молодых наклонных равнинах (береговых, надгорных), часто обусловлен продольной тектоничекой трещиноватостью горных пород или развивается в условиях молодых моноклинальных структур; решетчатый тип - встречается в горноскладчатых областях, на платформенных плато, сложенных слабодислоцированными плотными осадочными породами, на траппах и однородных кристаллических по­родах, обусловлен трещинно-разрывной тектоникой и ундуляцией осей складок; радиальный тип (расходящийся из одного центра) – наблюдается на крупных сводовых поднятиях, также характерен для растущих в новейший этап локальных куполовидных или брахиантиклинальных поднятий; перистый тип - наблюдается в пределах межгорных и передовых прогибов, при этом главная речная артерия приурочена к наиболее прогибающейся их части, в ряде случаев дугообразные элементы ри­сунка рельефа отражают контур структур кольцевого типа. Структурно-геоморфологические методы изучения речной сети - геоморфологический анализ эрозионных долин в целях выявления не­отектоники сводится к структурной интерпретации их планового ри­сунка и морфологии, к рассмотрению сочленения склонов долины, водораздельных пространств, типов речных террас, изучению осо­бенностей коренных склонов долины, строения поймы, продольного профиля террас, поймы и русла. Для анализа используются топогра­фические карты, аэро- и космические снимки, геологические данные всех типов и полевые исследования. Анализ поймы позволяет установить современные и молодые (голоценовые) движения. Обычно на крупных и средних реках пойма имеет два (или более) уровня - низкую пойму, заливаемую ежегод­но, и высокую пойму, заливаемую только в высокие паводки. Широ­кое развитие высоких пойменных уровней и узкие молодые поймы ха­рактерны для врезающихся рек и могут указывать на активное но­вейшее поднятие. Тектонические поднятия в долинах рек фиксируют­ся также цокольным строением поймы, у которой пойменные отложе­ния очень маломощны и лежат на более древних аллювиальных или коренных породах. На тектонические движения также указывают типы стариц - меандрического типа и типа протоков (последние отражают проявление положительных движений). На возможное проявление нео­тектоники могут указывать реликтовые русловые формы, древние бе­реговые валы и другие элементы рельефа поймы. По ним можно восс­тановить историю перестройки гидрографической сети. Изучение речных террас, дешифрирование их генезиса даёт основную информацию об изменении положения базиса эрозии, тектонических движениях и изменениях климата. Например, при неравно­мерных поднятиях суши изменяется уклон реки - будет проявляться глубинная эрозия и формироваться терраса. При изучении террас необходимо учитывать их тип (эрозионные, цокольные, аккумулятив­ные, в т.ч. прислонённые, вложенные, погребённые). Анализ террас (количество, относительные высоты, тип) позволяет восстановить геологическую историю развития долин. О характере неотектоничес­ких движений и их количественном выражении можно судить по глу­бине эрозионного вреза каждой террасы и мощности соответствующих аллювиальных отложений, естественно, при этом учитывая особен­ности климатических и палеогеографических обстановок. При изуче­нии террас используют визуальные и полуинструментальные оценки относительных высот, прокладывая через долину поперечные профили и тесно увязывая их с особенностями геологического развития. Иногда применяют нивелирные или теодолитные ходы и стереофотог­рамметрические исследования, широко используют топографические карты и аэрофотоснимки. Методы изучения субаэральных и субаквальных дельт. В зави­симости от тектонических условий дельтовые равнины подразделяют­ся на дельты поднимающихся и дельты опускающихся берегов. В пер­вом случае дельты образуются даже при незначительном количестве выносимого реками материала, размеры дельтовых островов при этом увеличиваются, количество проток сокращается, происходит отмира­ние заливов и интенсивное выдвижение морского края дельты. На опускающихся берегах дельты отличаются стабильностью морского края, плавными очертаниями, не происходит значительного прироста или уменьшения их площадей. Облик таких дельт зависит от соотно­шения интенсивности прогибания и количества выносимого обломоч­ного материала. В пределах больших пространств дельт также гео­морфологическими признаками новейших поднятий служат: а) резкие изгибы и повороты дельтовых рукавов; б) значительное увеличение глубины эрозионного вреза дельтовых русел и, следовательно, повышенное гипсометрическое положение контакта русловой и пойменной фаций аллювиальной свиты; в) миграция и отмирание дельтовых разливов с образованием осу­шенных участков, хорошо маркирующихся по характеру растительнос­ти; г) появление реликтовых форм рельефа недельтового происхожде­ния с повышенными абсолютными и относительными высотными отмет­ками (остатки морских равнин, баровские бугры); д) уменьшение коэффициента меандрирования; е) сочетание геоморфологических признаков с дешифрировочными особенностями растительного покрова. Методы изучения морских побережий и шельфа. Следы миграции береговой линии находят отражение в денудационных и аккумулятив­ных формах рельефа и особенностях осадконакопления. Для выявле­ния неотектоники береговой линиии и шельфа применяется комплекс­ная методика. В неё входят методы изучения геологии морского дна, анализ донных осадков, их литологии и стратиграфии, приме­нения эхолотирования, геолокационных исследований, сейсмоакусти­ческого профилирования, структурно-геологический анализ аэро- и космоснимков. Изучение поверхностей выравнивания - метод изучения многоя­русного рельефа, основан на принципе определения дислокаций не только по какому-либо стратиграфическому горизонту в геологичес­ком разрезе, но и поверхности пенеплена или педиплена. Форма искривлённой или дислоцированной поверхности указывает на сте­пень развития структуры. Многоярусный ландшафт может быть выяв­лен путём анализа топографических карт и построения профилей. Для уточнения возраста поверхностей выравнивания используют ме­тод коррелятных им отложений, формировавшихся одновременно с об­разованием этих поверхностей. Каждой их них в смежных областях аккумуляции соответствуют пачки осадков, выделяющихся литологи­ческим составом. Дополнительные структурно-геоморфологические методы выявле­ния неотектоники: - изучение положения современной снеговой линии и древних оле­денений; - изучение следов древнего карста; - изучение положения и распространения древней коры выветривания латеритного и каолинитового типа. 10.2. Геофизичекие, аэро-космические и другие методы изучения неотектоники 1. Геофизические методы: сейсмические - основываются на изучении колебаний, вызванных землетрясениями и взрывами, имеют хорошую разрешающую способ­ность при изучении горизонтально-слоистых сред, наиболее эффек­тивны при исследованиях осадочных чехлов платформ и крупных впа­дин; применение сейсмических методов позволяет соотносить по­верхностные и глубинные геологические формы; гравиметрический метод - основывается на различной плотности пород, выявляя конфигурацию геологических тел; наблюдаемые на поверхности величины градиента силы тяжести и кривизны эквипо­тенциальных поверхностей позволяют определить контуры и характер изменения подземного рельефа горных пород; магнитометрический метод - основывается на различии магнитной проницаемости горных пород; по данным магнитометрии рассчитыва­ются глубины залегания верхних и нижних кромок тел, образующих аномалии; палеомагнитный метод - геологическая природа аномального маг­нитного поля океана с учётом инверсий объясняется преобладанием остаточной намагниченности пород, слагающих океаническую кору и, таким образом, дешифрируются процессы раздвига литосферных плит; геоэлектрические методы - группа методов, использующая различ­ные физические свойства горных пород при наблюдении вариаций электромагнитного поля земли (магнитотеллурические методы); глу­бинное магнитотеллурическое зондирование (ГМТЗ) позволяет выя­вить изменения с глубиной электропроводности пород и выделить в литосфере высокопроводящие слои, которые связываются с частичным расплавлением вещества. 2. Аэро- и космические методы исследований помогают решать проблемы неотектоники и современной динамики литосферы. Научная основа геологического дешифрирования - индикационное ландшафто­ведение, изучение пространственных и исторических закономернос­тей, выраженных в структуре ландшафтов. В качестве главных эле­ментов ландшафтов выделяются рельеф, почвы и растительность, тесно связанные с геологическим строением. 3. Анализ различных исторических и археологических материалов. 4. Анализ географических названий. 5. Биогеографические методы. 10.3. Основные черты неотектоники России и сопредельных территорий Материковые платформы неотектонического этапа развития представляют собой относительно стабильные области с преоблада­нием общих слабых длительных поднятий. По характеру субстрата выделяются: - древние - добайкальские платформы (Восточно-Европейская, Си­бирская); - молодые платформы (Скифская, Туранская, Западно-Сибирская и др.). Орогенные области новейшего этапа развития отличаются диф­ференцированными новейшими контрастными движениями значительных амплитуд с большими градиентами и с преобладанием поднятий: - эпиплатформенные - на дорифейском и рифейско-палеозойском складчатом основании; - эпигеосинклинальные - Альпийского и Тихоокеанского складча­тых поясов. Области рифтогенеза могут быть: - внутриконтинентальные (Байкальский рифт); - сквозные - переходящие в океанические. Океанические геоструктуры подразделяются на: - океанические платформы с краевыми валами; - орогены; - рифтогены.