Тектонические движения земной коры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ТЕКТОНИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ (ДЕФОРМАЦИИ)

 

Помимо колебательных движений земной коры (вертикальных и горизонтальных), для земной поверхности свойственны также складчатые и разрывные тектонические нарушения (Рисунок 1).

 

Рисунок 1 – Типы тектонических нарушений

Большинство осадочных пород и лавовых потоков формируется и первоначально залегает в виде горизонтальных слоев, но при исследовании обнажений в высоких обрывах или стенках карьеров можно заметить, что горизонтальное залегание пород встречается редко; обычно они наклонены или вообще раздроблены. Эти явления называют тектоническими нарушениями.

При горизонтальном залегании может быть нормальное и перевернутое залегание пород, которые распознаются по различным текстурным образованиям, например, косой слоистости, следам дождевых капель, трещин усыхания и др.

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Складчатые тектонические нарушения

 

Пластические породы деформируются, изгибаются, скользят, надвигаются друг на друга без разрыва сплошности – такая деформация носит название складчатости.

Складчатые нарушения возникают в пластах горных пород под действием тектонических сил, изгибающих их в сложные складки. С точки зрения механики различают:

- складки изгиба, появляющиеся вследствие скольжения двух изгибающих слоев;

- складки скалывания, возникающие вследствие перемещения материала по поверхности скалывания;

- складки нагнетания, образующиеся в результате течения горных пород, способных к пластическим деформациям (например, каменная соль, гипс, каменный уголь, глины, ангидрит, реже кварц).

На глубинах в несколько километров в области высоких температур пластичными становятся даже такие прочные породы, как кварциты, мраморы, известняки и песчаники.

Процесс складкообразования – очень сложный и длительный, силы, приложенные к пластам хоть и не значительные, но действуют длительное время, вследствие чего горные породы ведут себя как очень вязкая жидкость, хотя обладают твердостью и хрупкостью. Деформация, т.е. изменение объема и формы тела под действием приложенной к нему силы, происходит во времени, которое в геологических процессах может составлять десятки миллионов лет. Слои горных пород, залегавшие первоначально горизонтально, впоследствии оказываются деформированными, причем степень деформации может колебаться от слабой до исключительно сильной, когда мощные слоистые толщи оказываются существенно перемятыми.

Существует два основных типа складок: антиклинальные, центральная часть которых, или ядро, сложены древними породами; синклинальные, в ядре которых более молодые породы (Рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Основные типы складок

 

У каждой складки существуют определенные элементы, ее описывающие: замок – место перегиба слоев (свод складки); крылья складки – боковые части складок; ядро – внутренняя часть складки, ось – перпендикуляр к своду складки. По характеру наклона осевой поверхности и крыльев складки выделяют следующие виды складок: прямые, наклонные, опрокинутые, лежачие, ныряющие (Рисунок 3).

 

Рисунок 3 - Классификация складок по наклону осевой поверхности

 

По форме свода и соотношению крыльев выделяют складки (Рисунок 4): симметричные – обычно округлены, с крыльями почти одинаковой длины; асимметричные – крылья резко отличаются по длине; изоклинальные – крылья складки почти параллельны (в складках глинистых грунтов проявляется кливаж – способность горных пород раскалываться на тонкие параллельные пластины); веерообразные – крылья напоминают веер; сундучные – свод пологий, а крылья вертикальные; диапировые – это складки притыкания (в ядре которых пластичные породы – соль, глина, ангидрит и др. – выжимаются вверх, образуя ядро складки). Диапировые складки и купола широко распространены в Прикаспийской впадине, где пермские соляные толщи, сформировавшиеся примерно 260 млн лет назад, мощностью в несколько километров, растут около 1-3 см в год, но за многие миллионы лет "проходят" путь в несколько километров. Диапировые складки соляных куполов присутствуют в районах Белоруссии (в Припятском прогибе), в северной Германии, в Мексиканском заливе и др. Под солью, как под хорошим непроницаемым экраном, довольно часто находятся нефтегазовые месторождения.

 

Рисунок 4 - Типы складок по форме свода и соотношению крыльев

 

В том случае, если рассматривать не отдельную складку, а обширный регион с многочисленными складчатыми нарушениями, то в зависимости от той формы, которую они все принимают, говорят об антиклинории или синклинории. Сложно построенные складчатые пояса характерны для мест столкновения крупных континентальных литосферных плит - например, между Евроазиатской и Африканской, Азией и Индостанской плитой, где возник Альпийско-Гималайский складчатый пояс, - именно в этих зонах в течение многих миллионов лет происходят сближение и взаимодействие колоссальных масс земной коры, которые вызывают смятие, коробление и перемещение осадочных и вулканогенных пород.

 

 

3.2 Разрывные тектонические нарушения

 

Если внешние силы превосходят предел прочности пород, то сплошность последних нарушается, и в них образуются трещины, расколы и разломы, а тектонические движения носят название разрывных.

Разрывные тектонические движения образуют в земной коре трещины, разрывы протяженностью от нескольких миллиметров до десятков и сотен километров. Вдоль трещин часто происходит смещение пластов по поверхности разрыва, которую называют сместителем, а блоки горных пород, расположенные по обе стороны от поверхности разрыва, которые и подвергаются смещению, – крыльями разрыва. Боковые стенки сместителя, называемые зеркалом скольжения, как правило, гладкие, отполированные в результате трения перемещающихся слоев огромного веса вдоль разрывного нарушения. Если между перемещающимися блоками попадают твердые горные породы, то на зеркалах скольжения появляются штрихи и борозды, выдавленные этими обломками. Нередко в зоне разрыва наблюдается скопление остроугольных обломков разного размера за счет дробления блоков при смещении, иногда сцементированных глиной, образовавшейся из тонко перетертых обломков. Такие породы называют тектонической брекчией, или милонитом (от греч. "милое" — мельница). В крупных разрывных нарушениях мощность милонитов может достигать десятков метров.

Тектонические разрывы, как и складки, чрезвычайно разнообразны по своей форме, размерам, величине смещения и т.д. В большинстве случаев поверхность разрыва наклонена, а блок пород или крыло, располагающееся выше сместителя, называют висячим — оно как бы "висит" над ним, а блок, располагающийся ниже, — лежачим. Перемещение крыльев друг относительно друга по сместителю является очень важным показателем, его величину называют амплитудой смещения. По амплитуде смещения судят о величине смещения по разрыву. Но это смещение можно отсчитывать как по сместителю, так и по вертикали и горизонтали.

 

Существует несколько главных типов разрывов — это сброс, взброс (надвиг), покров (шарьяж), сдвиг (раздвиг) (Рисунок 5). При сбросе поверхность разрыва наклонена в сторону опущенного блока или крыла, а слои пород по смесителю опущены относительно друг друга; при взбросе — слои пород смещены снизу вверх, а смеситель наклонен в сторону приподнятых пород, как и при надвиге, только в последнем случае поверхность разрыва более пологая. У покрова поверхность разрыва близка к горизонтальной. Различают элементы покрова: автохтон - породы, по которым перемещается тело покрова, и аллохтон, собственно покров. Переднюю часть покрова называют фронтом покрова, а обнажающийся автохтон из-под аллохтона в результате эрозии — тектоническим окном. Расчлененные участки фронтальной части аллохтона называют тектоническими останцами. При значительной расчлененности фронтальной части покрова на отдельные разномасштабные глыбы образуется так называемая олистострома, а крупные обособленные части пластов называются олистоплаками.

 

А – аллохтон, Б – автохтон, В – тектонический останец,

Г – тектоническое окно, Д – корень покрова

Рисунок 5 - Различные виды тектонических разрывов

 

Во всех этих случаях смещение имеет вертикальную и горизонтальную компоненты, а при сдвиге смещение происходит вдоль поверхности разрыва (любого наклона) и имеет только горизонтальную компоненту. Различают сдвиги правые – разрывы, у которых крыло за сместителем (по отношению к наблюдателю) смещается вправо, и левые – у которых дальнее крыло смещается влево. Разрыв с перемещением крыльев перпендикулярно сместителю, при котором, как правило, между крыльями образуется зияние, называется раздвигом.

Разрывные нарушения могут встречаться поодиночке, а могут образовывать сложные системы, например, многоступенчатые грабены и горсты.

Грабен — это структура, ограниченная с двух сторон сбросами, по которым ее центральная часть опущена (Рисунок 6). Если сбросов с двух сторон много и они параллельны друг другу, то образуется сложный многоступенчатый грабен. Системы крупных многоступенчатых грабенов, которые протянулись на тысячи километров, образуя сложные кулисообразные цепочки, называют рифтами или рифтовыми зонами. Хорошо известна Великая Африкано-Аравийская система рифтов, прослеживаемая от южной Турции через Левант в Красное море и далее от района Эфиопии на юг Африки до реки Замбези. Длина такой континентальной рифтовой системы составляет более 6500 км. Она образовалась по геологическим понятиям совсем недавно, всего лишь 10-15 млн лет тому назад.

 

Рисунок 6 - Различные типы разрывных нарушений

 

Горстом называют структуру, обладающую формой, противоположной грабену, т. е. центральная ее часть поднята. Это связано с тем, что грабен — это провал, связанный с растягивающими усилиями, тогда как образование горста обусловлено сжатием.

Знаменитое озеро Байкал, крупнейшее в мире хранилище пресной воды, как раз и приурочено к асимметричному грабену, в котором наибольшая глубина озера достигает 1741 м, а глубина днища грабена по осадкам плиоценового возраста (4 млн лет) составляет — 5 км.

Самые грандиозные рифтовые системы Земли, состоящие из узких грабенов, приурочены к сводам срединно-океанских хребтов. Их общая длина превышает 60 тыс. км. И там их формирование связано с постоянным растяжением океанской коры ввиду того, что из мантии Земли все время поступают базальты, которые наращивают океаническую кору. Этот процесс называют спредингом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Земная кора находится в постоянном движении, обусловленном различными геологическими процессами. Эти движения происходят в разных направлениях, с разной скоростью и, следовательно, различно проявляют себя как на земной поверхности, так и в толще пластов пород. Благодаря тектоническим движениям вместе с влиянием экзогенных процессов происходило формирование рельефа Земли, как в прошлые геологические эпохи, так и в настоящее время.

Тектоника как эндогенный процесс играет решающую роль в формировании структур рельефа, в образовании тех или иных структур.

Что же касается причин тектонической мобильности, то на протяжении человеческой истории появлялись и сменяли друг друга большое количество гипотез, касающихся вопроса деформации земной коры и формирования складчатых структур. Старые гипотезы опровергались последними научными данными, и вместо них приходили новые, которые через какое-то время ждала та же участь.

Изучение тектонических движений - одна из важнейших задач исторической геологии. Решая её, геологи могут восстанавливать геологическую историю Земли, прослеживать закономерности формирования основных структур земной коры.

Размещение залежей полезных ископаемых обусловлено тектоническими условиями и историей тектонического развития, поэтому геотектоника и составление тектонических карт имеют большое значение для поиска месторождений.

Данные неотектоники и актуотектоники по новейшим и современным тектоническим движениям крайне важны при оценке сейсмической опасности, при составлении карт сейсмического районирования и прогноза землетрясений. Особенно важны эти данные при строительстве крупных сооружений, в частности атомных и гидроэлектростанций.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

Краткий курс геологии нефти и газа, М.Г. Губайдуллин, 2009

Карпинский А. П., Общий характер колебаний земной коры в пределах Европейской России

Страхов Н. М., Основы исторической геологии, т. 1—2, М. — Л., 1948;

Ронов А. Б., История осадконакопления и колебательных движений Европейской части СССР (по данным объемного метода). Некоторые общие закономерности развития колебательных движений материков (по данным объемного метода), в кн.: Проблемы тектоники, М., 1961

Белоусов В. В., Основные вопросы геотектоники, 2 изд., М., 1962;

Хаин В. Е., Общая геотектоника, М., 1964

В. В. Белоусов. Разломы и горизонтальные движения земной коры.

Единое окно доступа к образовательным ресурсам: портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.worklib.ru

Единое окно доступа к образовательным ресурсам: портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biofile.ru

Единое окно доступа к образовательным ресурсам: портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://3ys.r