Общее понятие о тектонике

Тектоника - раздел геологии, наука о строении, движениях, деформациях и развитии земной коры (литосферы) в связи с развитием Земли в целом. Основные задачи, стоящие перед тектоникой, определили её основные подразделения. Структурная геология, или морфологическая тектоника, занимается выделением в земной коре характерных видов нарушенного залегания г. п. - структурных форм малого и среднего (до десятков км в поперечнике) размера; их описанием и классификацией; более крупными формами занимается общая геотектоника. Предмет региональной геотектоники - характеристика совр. строения земной коры, т.е. распределения в пространстве структурных форм разного типа, в пределах отдельных регионов, континентов и океанов в целом и переходных между ними зон. Историческая геотектоника исследует последовательную историю формирования современной структуры земной коры, основные этапы её развития, структурный план и режим движений этих этапов. Генетическая или общая, геотектоника изучает происхождение основных типов структурных форм континентов и океанов, а также факторы, определяющие движения, деформации и общее развитие структуры земной коры.

14. Складчатые нарушения и их проявление в рельефе. Как известно, элементарными видами складок, независимо от происхождения, являются антиклинали и синклинали. В наиболее простом случае антиклинали и синклинали находят прямое выражение в рельефе или на их месте формируется четко выраженный инверсионный рельеф. Чаще всего характер взаимоотношения складчатых структур и рельефа более сложный. Обусловлено это тем, что рельеф складчатых областей зависит не только от типов складок и их формы в профиле и плане. Он, как мы уже знаем, во многом определяется составом и степенью однородности пород, смятых в складки, характером, интенсивностью и длительностью воздействия внешних сил, тектоническим режимом территории. Находят отражение в рельефе размер и внутреннее строение складок. Небольшие и относительно простые по строению складки выражаются в рельефе обычно невысокими компактными хребтами (Терский и Сунженский хребты северного склона Большого Кавказа и др.). Более крупные и сложные по внутреннему строению складчатые структуры — антиклинории и синклинории — представлены в рельефе крупными горными хребтами и разделяющими их понижениями (антиклинории Главного и Бокового хребтов Большого Кавказа, Копетдагский антиклинории, Магнитогорский синклинории на Урале и др.). Еще более крупные поднятия, состоящие из нескольких антиклинориев и синклинориев, называют мегантиклинориями. Они обычно образуют мегаформы рельефа, имеют облик горной страны, состоящей из нескольких хребтов и разделяющих их впадин (горные сооружения Большого и Малого Кавказа, соответствующие мегантиклинориям того же названия).

Складкообразование, наиболее полно проявляющееся в подвижных зонах земной коры—геосинклинальных областях, обычно сопровождается разрывными нарушениями, интрузивным и эффузивным магматизмом. Все эти процессы усложняют структуру складчатых областей и проявление складчатых структур в рельефе. Если учесть при этом разнообразие внешних факторов, воздействующих на складчатые структуры, интенсивность проявления и длительность их воздействия, станет понятным то разнообразие структурно-денудационного рельефа, которое наблюдается в пределах складчатых областей земного шара.

15. Разрывные нарушения и их проявление в рельефе. Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации) — это различные тектонические нарушения сплошности горных пород, часто сопровождающиеся перемещением разорванных частей геологических тел относительно друг друга. Простейшим видом разрывов являются единичные более или менее глубокие трещины. Наиболее крупные разрывные нарушения, распространяющиеся на большую глубину (вплоть до верхней мантии) и имеющие значительную длину и ширину, называют глубинными разломами. Глубинные разломы фактически представляют собой более или менее широкие зоны интенсивного дробления пород. Нередко выделяют в качестве особого типа сверхглубинные разломы, которые уходят своими корнями в мантию.

Рельефообразующая роль разрывных нарушений сказывается также в том, что трещины и разломы как наиболее податливые зоны земной коры часто служат местами заложения эрозионных форм разных порядков. Этому способствует не только раздробленность пород вдоль зон нарушений, но и концентрация в них поверхностных и подземных вод. Эрозионные формы, заложившиеся по трещинам и разломам, принимают их направление и в плане (на картах, аэро- и космических снимках) обычно имеют ортогональный характер: прямолинейные участки долин чередуются с резкими изгибами под прямыми или острыми углами. Системы разломов могут определять очертания береговых линий морей и океанов (полуостров Сомали, Синайский полуостров и др.).

16. Рельефообразующая роль вертикальных и горизонтальных движений земной коры. Под вертикальными, или колебательными, движениями земной коры понимают постоянные, повсеместные, обратимые тектонические движения разных масштабов, площадного распространения, различных скоростей, амплитуд и знака, не создающие складчатых структур (ряд исследователей называют такие движения эпейрогеническими, осцилляционными). Рельефообразующая роль движений этого типа огромна. Они участвуют в образовании форм рельефа самого разного масштаба. Так, вертикальные тектонические движения самого высшего порядка охватывают огромные площади. Они лежат в основе формирования наиболее крупных, планетарных форм рельефа земной поверхности.

Вертикальные движения более низкого порядка образуют антеклизы и синеклизы в пределах платформ, поднятия и прогибы— в геосинклинальных областях. Эти крупные структуры находят отражение в рельефе в виде мега- и макроформ рельефа.Например, Прикаспийская низменность соответствует Прикаспийской синеклизе. Подольская возвышенность—Украинскому щиту, Большой Кавказ—одному из мегантиклинориев альпийской складчатой зоны и т. д. Вертикальные движения лежат в основе формирования рельфа складчато-глыбовых и столовых глыбовых гор. Вертикальные тектонические движения высшего порядка контролируют распределение площадей, занятых сушей и морем (обусловливают морские трансгрессии и регрессии), определяют конфигурацию материалов и океанов, а оба эти фактора, как известно, являются первопричиной изменения климата на поверхности Земли. Следовательно, вертикальные движения оказывают не только прямое воздействие на рельеф, но и опосредованное, через климат. Важная рельефообразующая роль вертикальных движений заключается также в том, что они обусловливают расположение на земной поверхности областей сноса и аккумуляции, т. е. областей преобладания денудационного или аккумулятивного рельефа.

Исходя из концепции тектоники литосферных плит, можно заключить, что не меньшее значение в формировании рельефа Земли имеют горизонтальные движения. Как уже отмечалось выше, в зонах растяжения земной коры (спрединга) образуются крупные отрицательные формы рельефа (рифты), в зонах сжатия (субдукции, обдукции) —как отрицательные (глубоководные желоба), так и положительные макро- и мегаформы (островные дуги, горные сооружения). Таким образом, деформируя земную поверхность. горизонтальные движения, подобно вертикальным, влияют на пространственное расположение областей сноса и денудации, денудационного и аккумулятивного рельефа. С горизонтальными движениями в значительной мере связано образование сбросов, горстов и грабенов, а также надвигов, опрокинутых и лежачих складок, шарьяжей, о чем уже говорилось выше.

17.Рельефообразующая роль новейших тектонических движений земной коры. В предыдущих главах речь шла об отражении геологических структур в рельефе и о влиянии на рельеф различных типов тектонических движений безотносительно ко времени проявления этих движений. В настоящее время установлено, что главная роль в формировании основных черт современного рельефа эндогенного происхождения принадлежит так называемым новейшим тектоническим движениям, под которыми исследователи понимают движения, имевшие место в неоген-четвертичное время. Так, областям со слабовыраженными вертикальными положительными тектоническими движениями в рельефе соответствуют равнины, невысокие плато и плоскогорья с тонким чехлом четвертичных отложений: Восточно-европейская равнина, значительная часть Западно-Сибирской низменности, плато Устюрт, Средне-Сибирское плоскогорье.

Областям интенсивных тектонических погружений, как правило, соответствуют низменности с мощной толщей осадков неоген-четвертичного возраста: Прикаспийская низменность, Колымская низменность.

Областям интенсивных, преимущественно положительных тектонических движений соответствуют горы: Кавказ, Памир.

Следовательно, рельефообразующая роль новейших тектонических движений проявилась прежде всего в деформации топографической поверхности, в создании положительных и отрицательных форм рельефа разного порядка, в связи с чем новейшими тектоническими движениями контролируются области денудации и аккумуляции. Скорость, амплитуда и контрастность НТД определяет и интенсивность различных экзогенных процессов.

О проявлении неотектонических движений можно судить по многочисленным и весьма разнообразным геоморфологическим признакам. Приведем некоторые из них: а) наличие морских и речных террас, образование которых не связано с воздействием изменения климата или каких-то других причин; б) деформации морских и речных террас и древних поверхностей денудационного выравнивания; в) глубоко погруженные или высоко приподнятые над уровнем моря коралловые рифы; г) затопленные морские береговые формы и некоторые подводные карстовые источники, положение которых нельзя объяснить эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана или другими причинами; д) антецедентные долины, образующиеся в результате пропиливания рекой возникающего на ее пути тектонического повышения—антиклинальной складки или воздымающегося блока, образованного разрывными нарушениями.

18. Магматизм - геологические процессы, связанные с образованием магмы, перемещением ее в земной коре и излиянием ее на поверхность, в том числе деятельность вулканов (вулканизм).

Магматизм играет важную и весьма разнообразную роль в рельефообразовании. Это относится и к интрузивному, и к эффузивному (вулканический) магматизму. Что происходит, если магма не может выйти на поверхность? На глубине она застывает и внедряется между пластами горных пород, заполняя пустоты и полости. При этом возникают различные магматические тела причудливых форм, которые называют интрузиями Температура и огромное давление расплавленной магмы меняют свойства горных пород. Именно в таких местах, на контактах интрузий, часто находятся скопления ценных минералов и горных пород — месторождения полезных ископаемых. К зонам такого изменения (метаморфизма) приурочены месторождения золота, серебра, олова, полиметаллических руд. Здесь же нередко изливаются термальные и минеральные воды. Например, знаменитые целебные воды Кисловодска, Железноводска, Пятигорска, Ессентуков в предгорьях Кавказа связаны с такими интрузиями. Одна из них — знаменитая гора Машук, место дуэли русского поэта М.Ю. Лермонтова.По своей форме интрузии значительно отличаются друг от друга. Их основные типы имеют собственные названия. Представим в разрезе земную кору и посмотрим, на что похожи интрузии.Интрузии, напоминающие гриб с округлой шляпкой на ножке, называются лакколитами. Лополиты похожи на чашу на ножке. Огромный Бушвельдский лополит в Южной Африке знаменит тем, что по его краям сосредоточены богатые месторождения золота.Если магма внедряется в достаточно мягкие породы и распределяется между слоями, образуются силлы. Комплексы таких пород часто встречаются в Сибири и Скандинавии.Вертикальное тело, похожее на столб или колонну, называется штоком.

Магматические тела усложняют складчатые структуры и их отражение в рельефе. Четкое отражение в рельефе находят образования, связанные с деятельностью энфузивного вулканического магматизма, который создает совершенно своеобразный рельеф.

В зависимости от характера выводных отверстий различают извержения площадные, линейные и центральные. Площадные извержения привели к образованию обширных лавовых плато. Наиболее известные из них—лавовые излияния на Колумбийском плато и плоскогорье Декан. Сплошным покровом могут покрывать обширные пространства земной поверхности излившиеся массы и при трещинном вулканизме.

В современную геологическую эпоху наиболее распространенным видом вулканической деятельности является центральный тип извержений, при котором магма поступает из недр к поверхности к определенным «точкам», обычно располагающимся на пересечении двух или нескольких разломов.

19. Подобно другим эндогенным факторам, землетрясения имеют заметное рельефообразующее значение. Геоморфологическая роль землетрясений выражается в образовании трещин, в смещении блоков земной коры по трещинам в вертикальном и горизонтальном направлениях, иногда в складчатых деформациях. Известно, например, что при Ашхабадском землетрясении (1948) на поверхности земли в результате сильных подземных толчков возникло множество трещин. Некоторые из них тянулись на многие сотни метров, пересекая холмы и долины вне видимой связи с существующим рельефом. По ним произошло перемещение масс в вертикальном направлении с амплитудой до 1 м. Во время Беловодского землетрясения (1885, Киргизия) в результате вертикального смещения по трещинам блоков земной коры образовались уступы высотой до 2,5 м. При землетрясении в Португалии (1775) набережная г. Лиссабона мгновенно ушла под воду и на ее месте глубина залива достигла 200 м. Во время землетрясения в Японии (1923) одна часть залива Сагами (к югу от г. Токио) площадью около 150 км^ быстро поднялась на 200—250 м, а другая опустилась на 150—200 м.

Нередко в результате землетрясений образуются структуры типа грабенов, соответственно выраженных в рельефе в виде отрицательных форм. Так, во время Гоби-Алтайского землетрясения (1957) в эпицентральной зоне образовался грабен шириной 300 м, длиной 2,7 км, с амплитудой перемещения по трещинам до 4 м. Возникший при землетрясении уступ протянулся более чем на 500 км, ширина зияющих трещин достигла 20, а местами и 60 м. Рыхлый материал, накопившийся у подножья склонов гор, в долинах рек и временных водотоков в результате описанных выше процессов, может служить источником для возникновения селей.

Оползни, обвалы, перемещения блоков земной коры по разрывам вызывают изменения в гидросети: образуются озера, появляются новые и исчезают старые источники. Во время Андижанского землетрясения (1902) в долине реки Карадарья образовались грязевые вулканы.

Определенную рельефообразующую роль играют и землетрясения, очаги которых располагаются в море, или, как их иногда называют, —моретрясения. Под их воздействием происходит перемещение огромных масс рыхлых, насыщенных водой донных отложений даже на пологих склонах морского дна. Моретрясения вызывают образование гигантских морских волн—цунами.

20. Земная кора – наружная твердая оболочка Земли – от ее поверхности до сейсмического раздела Мохоровичича. Литосфера включает в себя помимо земной коры верхнюю мантию. Континентальная кора распространена не только в пределах собственно континентов, т. е. суши, за возможным исключением наиболее глубоких впадин, но и в пределах шельфовых зон континентальных окраин и отдельных участков внутри океанских бассейнов — микроконтинентов. Тем не менее, общая площадь развития континентальной коры меньше, чем океанской, и составляет 41% земной поверхности. Средняя мощность континентальной коры 35—40 км; она уменьшается к окраинам континентов и в пределах микроконтинентов и возрастает под горными сооружениями до 70—75 км.

В общем, континентальная кора, так же, как и океанская, имеет трехслойное строение, но состав слоев, особенно двух нижних, существенно отличается от наблюдаемых в океанской коре. Слои эти следующие.

1. Осадочный слой, обычно именумый осадочным чехлом. Его мощность изменяется от нуля на щитах и менее крупных поднятиях фундамента платформ и осевых зон складчатых сооружений до 10 и даже 20 км во впадинах платформ, передовых и межгорных прогибах горных поясов. Правда, в этих впадинах кора, подстилающая осадки и обычно называемая консолидированной, может уже быть ближе по своему характеру к океанской, чем к континентальной. В состав осадочного слоя входят различные осадочные породы преимущественно континентального или мелководного морского, реже батиального (опять-таки в пределах глубоких впадин) происхождения, а также, далеко не повсеместно, покровы и силлы основных магматических пород, образующие трапповые поля. Возрастной диапазон пород осадочного чехла—до 1,7 млрд лет, т. е. на порядок выше, чем осадочного слоя современных океанов.

2. Верхний слой консолидированной коры выступает на дневную поверхность на щитах и массивах платформ и в осевых зонах складчатых сооружений; он вскрыт на глубину 12 км в Кольской скважине и на значительно меньшую глубину в скважинах в Волго-Уральской области на Русской плите. Поэтому состав этого слоя, по крайней мере его верхней части, в общем хорошо известен—главную роль в его сложении играют различные кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты и граниты, в связи с чем он нередко именуется гранитогнейсовым. В фундаменте молодых платформ, имеющем рифейско-палеозойский или даже мезозойский возраст, а частично и во внутренних зонах молодых складчатых сооружений этот же слой сложен менее сильнометаморфизованными (зеленосланцевая фация вместо амфиболитовой) породами и содержит меньше гранитов; поэтому здесь его часто называют гранитно-метаморфическим слоем. Мощность данного слоя коры достигает 15—20 км на платформах и 25—30 км в горных сооружениях.

3. Нижний слой консолидированной коры. Первоначально предполагалось, что между двумя слоями консолидированной коры существует четкая сейсмическая граница, получившая по имени ее первооткрывателя—немецкого геофизика—название границы Конрада. Бурение только что упоминавшихся скважин поставило под сомнение существование такой четкой границы; иногда вместо нее сейсмика обнаруживает (в коре не одну, а две границы, что дало основание выделить в нижней коре два слоя. Состав пород, слагающих нижнюю кору, как отмечалось, недостаточно известен, так как скважинами она не достигнута, а на поверхности обнажается фрагментарно. Исходя из общих соображений в нижней коре должны преобладать, с одной стороны, породы, находящиеся на более высокой ступени метаморфизма и, с другой стороны, породы более основного состава, чем в верхней коре.

21. Общая характеристика складчатых поясов. Крупные складчатые пояса, разделяющие и обрамляющие древние платформы с докембрийским (архей, нижний и средний протерозой) фундаментом, начали формироваться в позднем протерозое (1,0—0,85 млрд лет). Протяженность складчатых поясов составляет многие тысячи километров, ширина обычно превышает тысячу километров. Главными складчатыми поясами планеты являются следующие.

1. Тихоокеанский (Круготихоокеанский) пояс, обрамляющий впадину Тихого океана и отделяющий ее от древних платформ (кратонов): Гиперборейской на севере, Сибирской, Китайско-Корейокой, Южно-Китайской, Австралийской на западе, Антарктической на юге и Северо- и Южно-Американских на востоке. Этот пояс нередко делится на два — Западно- и Восточно-Тихоокеанские; последний именуется еще Кордильерским.

2. Урало-Охотский, или Урало-Монгольский, пояс, простирающийся от Баренцева и Карского до Охотского и Японского морей и отделяющий Восточно-Европейскую и Сибирскую древние платформы от Таримской и Китайско-Корейской. Имеет дугообразную форму с выпуклостью к юго-западу. Северная часть пояса простирается субмеридионально и именуется Урало-Сибирским поясом, южная простирается субширотно и называется Центральноазиатским поясом. На севере сочленяется с Северо-Атлантическим и Арктическим поясами, на востоке — с Западно-Тихоокеанским.

3. Средиземноморский пояс пересекает земной шар в широтном направлении от Карибского до Южно-Китайского моря, отделяя южную группу древних платформ, до середины юры составлявшую суперконтинент Гондвану, от северной группы: Северо-Американской, Восточно-Европейской, Таримской, Китайско-Корейской. На западе сочленяется с Восточно-Тихоокеанским (Кордильерским), на востоке — с Западно-Тихоокеанским поясами. После полного раскрытия в середине мела Атлантического океана пояс замкнулся на западе, упираясь в последний. В районе Южного Тянь-Шаня практически смыкается с Урало-Охотским поясом.

4. Северо-Атлантический пояс отделяет Северо-Американский кратон от Восточно-Европейского и на юге сочленяется со Средиземноморским поясом, а на севере — с Арктическим на западе и Урало-Охотским на востоке.

5. Арктический пояс протягивается от Таймыра до северо-восточной Гренландии вдоль современных северных окраин Азии и Северной Америки, отделяя Сибирский и Северо-Американский кратоны от Гиперборейского (Арктиды). На западе он сочленяется с Урало-Охотским поясом, на востоке — с Северо-Атлантическим. Все перечисленные складчатые пояса возникли в своей основной части в пределах древних океанских бассейнов или на их периферии (Тихий океан). Существует два главных типа складчатых поясов. Один из них составляют межконтинентальные пояса, возникшие на месте вторичных океанов, образовавшихся в свою очередь в результате деструкции среднепротерозойского суперконтинента — Пангеи 1. К этому типу принадлежат все перечисленные выше складчатые пояса, кроме тихоокеанских. Последние составляют второй тип складчатых поясов — окраинно-континентальный, образовавшийся на границе Пангеи 1 и ее фрагментов с Панталассой — предшественницей Тихого океана. Межконтинентальные пояса заканчивают свое развитие полным поглощением океанской коры и столкновением—коллизией — ограничивающих их континентов. Окраинно-континентальные пояса еще не закончили свое развитие, и кора Тихого океана продолжает субдуцироваться под эти пояса. Вот почему пояса первого типа именуются еще коллизионными, а второго типа — субдукционными.