4.2. Тектонические движения земной коры и методы их анализа

В данном разделе будут освещены следующие важные моменты.

1. Типы тектонических движений и их значение для географических исследований.
2. Современные тектонические движения и методы их анализа.
3. Новейшие тектонические движения и геоморфологические методы их изучения: метод динамических фаз аллювия речных долин В.В. Ломакина; морфометрические методы.



Горные породы, слагающие земную кору, после своего рождения никогда не остаются на месте неподвижными1. Они могут перемещаться во многих направлениях: вверх, вниз и в любом горизонтальном направлении. Такие разнонаправленные механические перемещения масс земной коры называют тектоническими движениями. Их наличие доказывается следующими фактами.

1. Широкое распространение морских отложений на материковых возвышенностях и высочайших горах, свидетельствует, что они переместились туда при восходящих (положительных) перемещениях. 2. Размещение явно континентальных (угленосных осадочных толщ) значительно ниже уровня Мирового океана (в Донбассе такие толщи лежат на глубинах до 8–10 и более километров), что указывает на существование крупных нисходящих (отрицательных) перемещений масс горных пород.

3. Складчатость линейного типа, надвиги, шарьяжи, являются порождениями крупных горизонтальных перемещений горнорудных масс. Безостановочное разнонаправленное перемещение горных масс — это естественное свойство земной коры, ее нормальное физическое состояние. Тектонические движения, которые произошли до рубежа 60–70 млн лет называют ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИМИ, в отрезке от 60–70 млн до ныне — НЕОТЕКТОНИЧЕСКИМИ, а движения не древнее 300 лет и зафиксированные приборными измерениями — СОВРЕМЕННЫМИ.

Тектонические движения имеют самые разнообразные последствия важные для географов:

1. Они создают и преобразуют рельеф земной поверхности, расчленяют земную поверхность на области смыва или сноса и области седиментации. 2. Контролируют скорости размыва земной коры, скорости седиментации и мощности накапливающихся толщ.

3. Обусловливают трансгрессии и регрессии морей2.

4. Создают каналы для перемещения магматических расплавов к земной поверхности.

5. Деформируют первичные структуры, создавая вторичные (складчатые, наклонные, разрывные) структурные формы. Если забыли, что это, см. раздел 3.3.

6. Осуществляют обмен веществом между корой и мантией.

Таким образом, проявляясь в различных местах земной коры, движения нарушают правильность ее сложения, создают внутри нее множество морфологических и вещественных неоднородностей, превращая ее в чрезвычайно сложный «конгломерат» разномасштабных структурно-тектонических элементов.

Признаки тектонических движений или перемещений земной поверхности стали описывать еще в XVII в. Разделение движений поверхности земли на различные типы впервые было сделано М. В. Ломоносовым, который выделил:
— вертикальные медленные трясения земной коры, приводящие к перемещению линий морей;
— быстрые, т. е. настоящие землетрясения в нашем понимании.

В последствии первые движения были названы «колебательными» или «волнообразными колебаниями».

В настоящее время медленные и длительные вертикальные движения земной коры, приводящие к регрессии и трансгрессии моря, называют ЭПЕЙРОГЕНИЧЕСКИМИ или ЭПЕЙРОГЕНЕЗОМ3, а совокупность движений быстрых, кратковременных, но весьма активных, которые вызывают значительные структурные изменения коры и приводят к образованию сложной складчатости — ОРОГЕНИЧЕСКИМИ или ОРОГЕНЕЗОМ4.

Раздел геотектоники, изучающий условия формирования структур земной коры, возникших в результате самых молодых движений, где-то с рубежа 40–60 млн лет (с олигоцена) до наших дней, получил название НЕОТЕКТОНИКА (термин предложен Вл. Аф. Обручевым в 1948 г.). Эта наука имеет и большое практическое значение. Она позволяет осуществлять учет, распознавание и изображение современных движений, знание которых необходимы при проектировании долговременных крупных инженерных сооружений — портов, каналов, гидроэлектростанций, оросительных систем, водо- и нефтегазопроводов. Неотектоника существенно помогает выявить нефтяные и газовые месторождения, россыпные месторождения.

Современные тектонические движения

Это неотектонические движения, происходившие в последние 300 лет и, которые были измерены инструментально. Они бывают вертикальными и горизонтальными.

Современные вертикальные движения широко распространены. Примерами положительных современных поднятий земной коры служат районы Северной Швеции и Финляндии, Норвегии (со скоростью воздымания до 7 мм год), Главный Кавказский хребет (со скоростью воздымания 10–12 мм год), Донбасс (10,3 мм год), Кольский п-ов (до 7–8 мм год), территории гг. Харькова (3,9 мм год), Вильнюса (3,8 мм год) и др.

Современные опускания претерпевают: территории Голландии (5–7 мм год), Беломорье, часть Прикаспийской области, Северный Крым, значительные территории Западносибирской низменности, Камчатка, Сахалин, г. Санкт-Петербург (0,4 мм год).

Современные колебательные движения известны во всех странах мира. Начиная с IV в. до нашей эры развалины стен крепости у г. Херсона (Крым) четыре раза затоплялись морем, а затем осушались (цикл 5–6 веков).

Причины большинства современных вертикальных движений не установлены

Скандинавское воздымание земной поверхности связывают с реакцией земной коры на освобождение этой территории от мощного ледового покрова, покрывавшего эту территорию несколько миллионов лет и стаявшего несколько тысячелетий назад.

Изучают вертикальные движения так называемым ВОДОМЕРНЫМ СПОСОБОМ с помощью МАРЕОГРАФА. Вдоль всего побережья морей установлены эти приборы, которые фиксируют уровень моря и выводят средний уровень, например, за 10 лет (известны засечки И. Д. Черского на Байкале).

Другой известный метод — это метод ПОВТОРНОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ высокоточными приборами одних и тех же участков.

Горизонтальные современные движения фиксируют или измеряют методом повторных триангуляций или ПОВТОРНЫХ ТРИЛАТЕРАЦИЙ — с измерением всех сторон триангуляционного треугольника. Активно внедряются в практику методы повторных измерений расстояний между отдельными пунктами, например, лазерными дальномерами. К этой же группе методов относится метод повторного определения координат астрономическим способом.

В результате обобщения всех данных по современным тектоническим движениям было установлено, что вертикальные движения имеют колебательный характер, а горизонтальные — однонаправленный, чем якобы и объясняются большие амплитуды горизонтальных перемещений.

При изучении новейших или неотектонических движений используются в основном ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, т. к. именно новейшие движения формируют современный рельеф земной поверхности.

1. Орографический метод — применяется для континентальных территорий, где амплитуды вертикальных движений превышают величину денудации.

2. Батиметрический метод — для акваторий морей и больших озер.

3. Изучение террас. Метод относится к группе методов изучения морских побережий. Большие и протяженные разновозрастные (неогенового и палеогенового возрастов) террасы указывают на направленность процесса (воздымание) в течение последнего времени (рис. 25.1).

Если много мелких террас, перемежающихся при прослеживании вдоль побережья с низинами, указывает на частные местные поднятия.

Разновозрастные террасы моря

Рис. 25.1. Разновозрастные террасы, указывающие на поднятие территории


4. Метод изучения морфологии берегов. Для опускающихся берегов характерна изрезанность, заболоченность, следы затопленного рельефа (подводные продолжения речных долин, затопленные леса, торфяники, отмершие коралловые рифы, современные устья рек в виде эстуариев и т. п.).

Поднимающимся берегам свойственно: 1) более или менее выровненные очертания; 2) устья рек в виде дельт; 3) поднятые выше уровня моря коралловые рифы.

5. Изучение речной сети и речных долин. Здесь необходимо обращать внимание на АНТЕЦЕДЕНТНЫЕ ДОЛИНЫ, которые возникают на месте растущего поднятия; РЕЧНЫЕ ПЕРЕХВАТЫ, ПРОДОЛЬНЫЙ И ПОПЕРЕЧНЫЙ ПРОФИЛИ РЕКИ.

При перехвате побеждает река, текущая по долине с большей амплитудой погружения. Там где отсутствуют террасы, аллювиальные отложения, а наблюдаются каньоны и ущелья — это места поднятий территории. При пересечении рекой опускающихся территорий в ее долине начинают формироваться болота, многочисленные меандры.

6. Изучение поверхностей выравнивания и бронированного базальтами рельефа. Этот метод следует изучить самостоятельно.

Геоморфологические методы используются в основном для определения новейших тектонических движений, изредка современных. В качестве примера наиболее удачного изучения современных тектонических движений геоморфологическими методами рассмотрим метод изучения динамических фаз аллювия речных долин В. В. Ламакина.

Рисунок-таблица, иллюстрирующий метод Ломакина


По другим методам области поднятий и опусканий фиксируются по следующим признакам.

Рисунок-таблица


Геоморфологический анализ новейших тектонических движений

Методы анализа различаются: 1) для горных и равнинных областей; 2) для речных и морских побережий; 3) водораздельных пространств; 4) для зон влажного (гумидного) и засушливого (аридного) климата. Здесь априори принимается за основу правило — чем интенсивнее и амплитуднее поднятия или опускания, тем ярче проявляются они в рельефе.

Такими высокоподвижными областями на континентах чаще всего являются зоны эпиплатформенного орогенеза5 с широким спектром проявления как вертикальных так и горизонтальных движений (подробно см. раздел 3.2). Первые движения уже длительное время успешно изучает наука геоморфология, вторые до последнего времени игнорировались и даже считались мешающими анализу тектоническим явлением (Хайн, 1973, с. 67).

Издавна известно о существовании связи между развивающейся структурой и рельефом. Например, на платформах речные долины часто приурочены к синеклизам, а водораздельные части и истоки рек — к антеклизам и щитам. Так, система Среднего Днестра (Восточно-Европейская платформа) довольно точно укладывается в контуры Украинской синеклизы, система Верхней Волги — Московской впадины, Печоры — Печорской синеклизы. Наиболее точными и тонкими методами геоморфологического анализа являются структурно-геоморфологические методы или морфометрические, которые основаны на анализе топографических карт. Эти методы получил достаточное развитие в работах В. П. Философова, успешно применявшего их при поисках перспективных нефтегазоносных локальных поднятий. В процессе анализа строится серия морфометрических карт: базисной поверхности, глубин эрозионного среза, глубин речных долин и др. Главной или основной картой является карта базисной поверхности6.

Для построения карт базисных поверхностей, на топооснову наносят тальвеги всех долин и соединяют плавными изолиниями («изобазитами») точки пересечения тальвегов с одноименными горизонталями рельефа.

Такие карты можно строить для всех имеющихся водотоков для долин 2-го порядка и 3-го порядка. При этом, порядок водотоков определяют следующим образом:
1 порядок — разветвления, которые не принимают ни одного притока;
2 порядок — возникают при слиянии двух эрозионных форм 1-го порядка;
3 порядок — при слиянии двух форм 2-го порядка;
и т. д.

Впадение же притоков более низкого порядка не увеличивает порядок форм ниже по течению. Карта, построенная по тальвегам 1-го порядка, будет мало отличаться от топографической. Построенные же по тальвегам 3-го и выше порядка, уже будут нести значительные отличия от топографической карты и, следовательно, более чутко отражать геологическое строение или тектонический процесс (тот или иной тип движений).

В случае прямого рельефа — изобазиты будут сближаться на водораздельных пространствах и быть разрежёнными в пределах речных долин. Обратные соотношения характерны для обращенного рельефа. При полуобращенном рельефе сгущение изобазит приходится на склоны водоразделов; на самих же водоразделах и в долинах заложения между изобазитами возрастают.

Этот анализ наиболее хорошо действует и чаще всего применяется для платформенных слабо холмистых территорий, где сгущенный рисунок изобазит в виде полуэллипса указывает на локальное тектоническое поднятие. Если ось этой фигуры совпадает с водоразделом — рельеф будет прямой, если же с долиной — обращенным или инверсионным. При этом анализе, локальные поднятия хорошо отображаются базисной поверхностью построенной по тальвегам долин 2-го порядка. Более крупные структуры (валы) — отображаются базисной поверхностью построенной по долинам 3-го порядка, антеклизы и синеклизы — 5–6-го порядков.

В дополнение к картам базисных поверхностей рекомендуется (Философовым В. М.) составлять:

1) карты остаточного рельефа, которые получаются путем вычитания базисной поверхности из гипсометрической;

2) карты вершинной поверхности — построенные по отметкам не долин, а водоразделов;

3) карты сноса, получаемые в результате вычитания отметок горизонталей топоосновы из карт вершинной поверхности.

Метод хорош для платформенных равнин с хорошей расчлененностью рельефа. Не работает в слабо расчлененных молодых аккумулятивных равнинах или горных странах со сложным рельефом и складчато-разрывным строением.

Близкий метод был предложен Л. Б. Аристарховой. Так называемый метод построения карт морфоизогипс. При котором соединяются плавными линиями положительные одноименные выступы хребтов, ребер (игнорируя тальвеги).

Материалы этого раздела отражают современную научную модель геологии. Если вы желаете самостоятельно обдумать все предложенные в этом разделе понятия геологии, настоятельно рекомендую ознакомиться с альтернативной точкой зрения на геологию и все естествознание в целом В.М. Дуничева (см. приложение 4), где материал, касающийся проблемы описания рельефа, можно найти в Интернете по этой гиперссылке [www.science.sakhalin.ru/Geography/DVM/2003/1-6.html].

Контрольные вопросы

1. Вспомните как выделяются порядки рек в географии. Запомните эти отличая.
2. Опишите последовательность неотектонических событий территории Южного Хамар-Дабана, используя метод изучения поверхностей выравнивания и бронированного базальтами рельефа.
3. Новейшие и современные тектонические движения, что их отличает?
4. Признаки опускающихся территорий по методу В.В. Ломакина.
5. В чем заключается метод морфоизогипс Аристарховой, по определению тектонических движений?




 
© 2008–2011,   С.Н. Коваленко, кафедра географии ВСГАО. Все права защищены.