11. Тектоника

ТЕМА
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Земная кора постоянно испытывает движения. Одни ее участки медленно
поднимаются, другие медленно опускаются. Кроме того, многие районы Земли
испытывают частые землетрясения (например, последние два месяца постоянно
трясет Японию).
Движения земной коры и формы залегания горных пород, возникших в результате этих движений, изучает раздел геологии - тектоника, а сами движения
получили название тектонических.
По времени проявления тектонические движения подразделяют:
1. современные
2. неотектонические – за последние 25 млн. лет
3. древние
Важность неотектонических и современных движений: именно за последние 25 млн. лет был сформирован современный рельеф Земли. Поэтому для изучения данного отрезка геологической истории могут быть использованы разнообразные геоморфологические методы.
1.
2.
3.
4.
Виды тектонических движений:
Медленные вертикальные колебательные;
Складкообразующие;
Разрывообразующие;
Медленные горизонтальные.
МЕДЛЕННЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ
(ЭПЕЙРОГЕНИЧЕСКИЕ)
Колебательные движения земной коры являются основной причиной трансгрессии и регрессии моря.
Признаки опускания поверхности земли:
1. присутствие подводных долин в устьях рек (подводные речные долины).
2. затопленные места обитания и жизнедеятельности человека.
3. эстуарии рек.
4. затопленные волноприбойные ниши и абразионные террасы.
5. погребенные речные террасы.
1.
2.
3.
4.
Признаки поднятия поверхности земли
поднятые абразионные террасы (в Швеции – 5 террас, поднятых на несколько
сотен метров выше современного уровня океана).
Наличие речных террас (кроме погребенных).
Следы жизнедеятельности сверлящих моллюсков.
дельты рек.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Методы изучения вертикальных колебательных движений:
метод водомерных наблюдений (футштоков).
Повторное нивелирование
для современных
историко-археологический метод
движений
анализ речных террас и мощности аллювиальных отложений
анализ мощностей и фаций морских отложений
для
Анализ перерывов и несогласий.
древних движений
Анализ речных террас. Само появление речной террасы – признак, что район испытал поднятие. Существует термин «Нормальная мощность аллювия» - то
есть это мощность аллювия, накопившегося в стабильной тектонической обстановке. В среднем нормальная мощность аллювия около 10-15 м. Если мощность
террасового комплекса превышает нормальную, то при его формировании район
испытывал опускание, если меньше – то поднятие.
Анализ мощностей и фаций. В океанических и морских бассейнах прогибание компенсируется осадконакоплением. Если прогибание идет медленно, то в
разрезе мы увидим постепенную смену осадков от более крупнообломочных до
тонкообломочных. При общем поднятии территории крупность осадков начнет
увеличиваться. (Рисунок – трансгрессивно-регрессивный ритм).
Между слоями, слагающими слоистые толщи, возможны два типа взаимоотношений:
1. Согласное залегание
2. несогласное залегание:
параллельным (стратиграфическим)
угловым
Согласное залегание – вышележащие слои без видимых следов перерыва залегает на подстилающих.
Несогласное залегание – нарушается последовательность формирования
слоев. Другими словами – был перерыв в осадконакоплении.
Любое несогласие – признак перерыва процесса осадконакопления.
Параллельное – все слои залегают параллельно между собой, но из разреза
выпадает слой какого-либо возраста.
Угловое – несогласие между двумя комплексами слоев, имеющими разные
углы наклона (падения).
1.
2.
3.
4.
5.
Признаки несогласий:
Резкая смена пород в разрезе.
Наличие признаков континентального режима развития (трещины усыхания
(такыры), следы роста кристаллов льда или соли, отпечатки флоры).
Наличие пачек угля.
Резкое изменение видового состава фауны.
Наличие конгломератов
Современные примеры:
Кавказ поднимается сейчас со скоростью до 13,5 мм/год
Восточные Карпаты поднимается со скоростью до 1,7 мм/год
Скандинавия поднимается со скоростью до 10 мм/год
Район Байкала поднимается со скоростью до 10-20 мм/год
Черноморское побережье Кавказа погружается со скоростью до 12 мм/год
Берег западнее Одессы опускается со скоростью до 4,3 мм/год.
Голландия
Не так давно вся Западная Сибирь представляла собой океанический бассейн.
Неоднократно трансгрессиям подвергалась территория Восточной Сибири и Русской (Восточно-Европейской) равнины.
Первично горизонтальное (слабонаклонное) залегание слоев нередко нарушено тектоническими движениями, причем формы этого нарушения могут быть
самыми разнообразными. В одних случаях слои горных пород испытывают лишь
наклон и приобретают моноклинальное залегание. В других случаях слои горных
пород смяты, изогнуты, причем изгиб слоев произошел без разрыва их сплошности. Такие нарушения называются складчатыми, а их отдельные формы - складками. Иногда слои разрываются, их сплошность теряется. Такие нарушения
называются разрывными (дизъюнктивными), а их формы – разрывами (разломами, дизъюнктивами).
Любое наклонно залегающее геологическое тело можно охарактеризовать в
пространстве следующими элементами (элементы залегания):
1. Азимут падения (и линия падения)
2. Азимут простирания (и линия простирания)
3. Угол падения
Линия простирания – линия пересечения пласта с горизонтальной плоскостью. Азимут простирания – угол между направлением на север и направлением
линии простирания.
Линия падения – линия, совпадающая с плоскостью пласта и перпендикулярная линии простирания. Азимут падения –
угол между направлением на север и направлением линии падения.
Угол падения – угол между линией падения
и ее проекцией на горизонтальную плоскость.
СКЛАДКООБРАЗУЮЩИЕ ДВИЖЕНИЯ
Складкообразование – нарушение нормального залегания слоев в результате длительного, но медленного воздействия вертикально или горизонтально
направленных сил. Горные породы испытывают пластические деформации, приобретают наклонное залегание или сминаются в складки.
Складка – волнообразный изгиб пластов без разрыва сплошности слоя. Могут быть разной морфологии и разного размера.
Основные типы складок:
Антиклинальная складка – выпуклостью вверх (в ядре антиклинальных
складок на поверхность выходят более древние породы).
Синклинальная складка – выпуклостью вниз(в ядре антиклинальных складок на поверхность выходят более молодые породы).
Элементы складки:
Крылья – боковые части складки
Замок – место пересечения крыльев складки
Ядро – внутренняя часть складки
Ось – по сути дела биссектриса угла складки
Типы складок по положению осевой линии
Прямые
Наклонные (косые)
Лежачие
Ныряющие
Опрокинутые
Типы складок по форме замка
Острые
Тупые
Веерообразные
Сундучные (штамповые)
По соотношению длины и ширины (в плане)
Линейные
Изометричные
Сочетание антиклинальных и синклинальных складок создает более сложные
складчатые формы. Так, если наблюдается преобладание антиклинальных складок
и зеркало складчатости образует выпуклую кривую, такая структура называются
антиклинорием и, наоборот, преобладание синклинальных складок и вогнутая
кривая зеркала складчатости характерна для синклинория.
Причины образования складок
1. Горизонтальное сжатие
2. Диапиризм
РАЗРЫВООБРАЗУЮЩИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Разрывным нарушением (разломом, дизъюнктивом) называется деформация пластов горных пород с нарушением их сплошности.
Элементы дизъюнктива:
Сместитель
Лежачий блок
Висячий блок
Активным принято считать висячий блок. Положение сместителя в пространстве определяется, как и ориентировка любой другой плоскости, с помощью азимутов падения, простирания и угла падения.
Типы дизъюнктивов
Сброс – формируются в результате растяжения земной коры.
Взброс – формируются в результате сжатия земной коры.
Сдвиг Раздвиг - формируются в результате растяжения земной коры.
Системы дизъюнктивов и их соотношение со складчатостью.
Тектонические нарушения обычно формируют целые системы.
Система парных сбросов – грабен.
Система парных взбросов – горст.
Самая знаменитая грабеновая структура в России – Байкал, за рубежом – система Великих Африканских озер, Красное море и все срединно-океанические
хребты.
По отношению к вмещающим породам дизъюнктивы могут быть поперечными и продольными,
Дизъюнктивы не простираются бесконечно, их амплитуда перемещения
уменьшается, они часто расщепляются на мелкие разрывные нарушения и, наконец, затухают. В этом случае образуются структуры типа конского хвоста.
В случае диапиризма часто возникает система дизъюктивов типа разбитой
тарелки.
Соляная тектоника. Где присутствуют залежи каменной соли (например, в
Днепрово-Донецкой впадине, в Закарпатье, в Прикаспии, Предуралье, в Восточной Сибири) развиты соляные купола. Условием их возникновения является разница плотностей (плотность пород в среднем 2.3-2.5 г/см3, а соли 2.0-2.2 г/см3).
При значительной мощности соляного пласта (превышающей 100 м) может
начаться перетекание соли и она всплывает в виде капли.
Кроме того, диапировые структуры характерны в областях распространения
мощных глинистых толщ, например, в Керченско-Таманском и Апшеронском
прогибах Большого Кавказа. С глиняными диапирами связаны активный грязевой
вулканизм, проявления нефти и газа и аномально высокое пластовое давление
(АВПД), которое и провоцирует образование диапиров, так как инверсия плотностей здесь уже не работает.
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Ежегодно на земном шаре регистрируется более 100 000 землетрясений.
Любое землетрясение - это тектонические деформации земной коры, происходящие вследствие того, что накопившиеся напряжения момент превысили
прочность горных пород в данном месте. Разрядка этих напряжений и вызывает
сейсмические колебания в виде волн, которые достигают земной поверхности.
Другими словами землетрясения вызваны образованием дизъюнктивным нарушений. Описывая землетрясения, пользуются некоторыми терминами.
Гипоцентр (очаг) - объем горных пород, внутри которого осуществляются неупругие деформации и происходит разрушение пород.
Эпицентр - проекция гипоцентра на земную
поверхность.
Интенсивность - это внешний эффект землетрясения на поверхности Земли, который выражается в смещении почвы, горных пород, степени разрушения зданий, появлении трещин на поверхности
Рис. 15.1. Очаг и изосейи т.д. В настоящее время используется шкала инсты землетрясения
тенсивности землетрясений "MSK-64".
Интенсивность землетрясений измеряется в баллах от 1 до 12.
Изосейсты - линии, соединяющие точки (пункты на местности), в которых
землетрясение проявилось с одинаковой интенсивностью.
Глубиной очага землетрясений называется расстояние от поверхности Земли по нормали до гипоцентра, или очага.
Глубины очагов землетрясений могут быть очень разными - от первых километров до 600-700 км.
О причинах землетрясений мы поговорим чуть позже, так же как и о причинах вулканизма.
Горизонтальные движения и причины их возникновения требуют обращения
к основам теории всех геологических наук, чем мы сейчас и займемся.