книги из ГПНТБ / Подобедов, Н. С. Общая физическая география и геоморфология учебник

Несогласное залегание заключается в том, что между выше­ лежащими и нижележащими слоями имеет место перерыв от­ ложений, т. е. какая-то часть слоя (или слоев) в разрезе отсут­ ствует.

В геологии различают несколько типов несогласий. Так, напри­ мер, можно выделить параллельное и угловое несогласие. Парал­ лельное несогласие выражается в перерыве среди слоев, залега­

наклонном залегании определяется так называемыми элементами залегания (линия простирания, линия падения и угол падения — рис. 58).

ризонтальную плоскость.

Первичные формы залегания магматических горных пород харак­ теризуются значительным разнообразием и зависят от условий образования этих пород. Так, первичные формы залегания эффузив­ ных пород довольно часто похожи на формы залегания осадочных пород, т. е. характеризуются слоистостью. Это происходит в тех случаях, когда на земную поверхность изливаются лавы, облада­ ющие значительной текучестью, благодаря чему они образуют потоки или покровы, имеющие вид слоев той или иной мощности.

120

Если излияния таких лав повторяются, то в результате образуются слоистые толщи разной мощности и состава.

Интрузивные породы характеризуются большим разнообразием форм залегания. Здесь выделяют пластовые интрузии, лакколиты, дайки, батолиты и др.

Пластовые интрузии представляют собой плоские тела, сложен­ ные интрузивными породами, которые образовались за счет внедре­ ния и последующего застывания магмы между слоями осадочных пород (рис. 59, а).

О 1 2 км

Рис. 59. Формы залегания интрузивных пород:

а — пластовые интрузии; б — лакколиты; в — батолит

Лакколиты представляют собой грибообразные тела (не более 5—6 км поперечника), сложенные интрузивными породами и обра­ зованные в результате нагнетания магмы между слоями и припод­ нявшие в виде кулона вышележащие слои (рис. 59, б).

Дайки или трещинные интрузии представляют собой плоские магматические тела, расположенные в земной коре вертикально или наклонно. Они образуются путем внедрения магмы в полости, возникшие в результате растрескивания земной коры. Если горные породы, окружающие дайку разрушены, то это магматическое тело в виде стенки выступает на поверхности горного склона. На топо­ графических картах дайки значительных размеров изображаются особым условным знаком.

Батолитами называются крупные магматические тела (рис. 59, в). Они образуются в результате образования гранитов путем пе­ рекристаллизации осадочной оболочки, ее «гранитизации» под

121

влиянием высокой температуры, давления и приноса из глубины не­ которых подвижных весьма активных химических агентов (вода, кремнезем, щелочь).

§ 52. Складчатость, типы складок и условия их образования

Складками называют волнообразные изгибы слоистых горных пород, которые образуются в результате пластических деформаций их под воздействием внутренних сил Земли. Совокупность складок называется складчатостью-

Основными разновидностями складок являются антиклинальные

Складки классифицируются по разным принципам. Рассмотрим классификацию складок по положению осевой поверхности, т. е. по поверхности, проходящей через точки перегиба слоев (рис. 62). На рис. 62, а показана прямая или

поверхностью и крыльями, близкими к горизонтальной поверх­ ности, причем одно из них перевернуто.

Слои могут быть изогнуты в складки путем поперечного или продольного изгиба. В первом случае силы, вызывающие изгиб, направлены вертикально, а во втором слой подвергается действию

122

сил, направленных в его плоскости (горизонтальные силы) и тогда

г

молодые). Сплошными прямыми линиями показано положение в разрезах осевых поверхностей

а — прямые складки; б — косая складка, в — опро­ кинутая складка, г — лежачая складка

которых образуются складки, является весьма сложным и оконча­ тельно не выясненным. Некоторые ученые предполагают, что основ­ ная роль здесь принадлежит вертикальным движениям, а горизон­ тальные движения — результат вертикальных. Поэтому в резуль­ тате поднятия какого-либо участка земной коры под влиянием

женных друг на друге (рис. 63, а). При этом на каждом из них нанесены метки, которые совпадают между собой. Под действием боковых (тангенциальных) сил слои начинают изгибаться в складку. Однако из-за скольжения слоев друг относительно друга лишь в замке образовавшейся складки расположение меток останется прежним. На крыльях же метки каждого более верхнего слоя

123

окажутся смещенными вверх по крылу (рис. 63, б).‘Дальнейшее раз­ витие этого процесса приводит к тому, что вещество, слагающее каждый слой, нагнетается из крыльев складки в ее замок, благо­ даря чему мощность слоев в замках складок очень часто значительно больше, чем на крыльях. Это происходит потому, что по мере все большего изгибания слоев в складки боковые силы оказывают! уже давление не вдоль слоев, а под углом, близким к прямому, относи­ тельно кровли слоев. Такое перераспределение сил приводит к рас­

медленно оплывать или сползать по склонам возвышенностей (рис. 64).

При этом они увлекают с собой и другие породы. Встречая пре­ пятствия в виде неровностей подстилающих пород глины и дру­ гие увлекаемые ими породы нагромождаются в нижней части склона и при этом изгибаются в складки смятия.

§ 53. Разрывные нарушения залегания горных пород

Разрывные нарушения первичного залегания слоев связаны с образованием трещин, которые возникают в толще литосферы в усло­ виях растяжения, сжатия и сдвига слоев.

Растяжения могут возникать под влиянием разных причин. Так, например, если слоистая толща под влиянием радиальных сил выгибается вверх, то поверх­ ность выгнутых слоев оказы­ вается больше их первичной го­ ризонтальной поверхности, что свидетельствует о растяжении слоев. Если растяжение достигает известной величины, то в сред­ ней, наиболее возвышенной части поднятия, появляются трещины, которые называют трещинами изгиба.

Трещины широко распростра­ нены в земной коре и встречаются

почти во всех горных породах, за исключением пород сыпучих или легко размокаемых. Размеры трещин изменяются в весьма широких пределах. Так, могут быть малые трещины, не выходящие за пре­ делы одного слоя, и трещины большие или секущие, которые рассе­

124

кают отдельные пласты главным образом в перпендикулярном направлении к кровле и подошве слоев. Чаще всего секущие тре­ щины рассекают пачки слоев и иногда прослеживаются на протяже­ нии многих километров.

Разрывы со смещением блоков пород отличаются большим разно­ образием формы трещин и их взаимного расположения. Здесь выде­ ляют: сбросы, надвиги, сдвиги, грабены, горсты и некоторые другие образования (рис. 65).

Сбросы (1) — представляют собой блоки горных пород, разбитых

рыва, вследствие чего одно крыло как бы нависает над другим, опущенным крылом.

Сдвиги (3) — отличаются тем, что одно крыло смещается по пло­ скости разрыва относительно другого крыла в горизонтальной плоскости.

Грабен (4) — представляет собой систему двух трещин, между которыми участок земной коры опустился на ту или иную глубину. Грабены очень часто хорошо выражены в рельефе и образуют круп­ ные впадины, называемые депрессиями. Впадины Байкала и Крас­ ного моря, например, представляют собой крупнейшие грабены.

Горст (5) — представляет собой систему двух трещин, между которыми участок земной коры поднялся на ту или иную высоту. Горсты имеют важное значение для формирования рельефа многих горных стран.

Кроме отмеченных выше разрывных нарушений, в толщах зем­ ной коры наблюдаются также разрывы, которые называются глу­ бинными разломами. Они достигают в длину сотен, иногда и тысяч километров и уходят в глубь земли на десятки и сотни километров. Несмотря на большую длину, глубинные разломы почти прямо­ линейны и существуют на протяжении огромных промежутков времени. Так, например, Зауральский разлом тянется по меридиану на 500 км и отделяет Центральный Урал от Западно-Сибирской низменности и представляет собой огромный вертикальный сброс.

§54. Понятие о геосинклиналях и платформах, их развитии

иразмещении

Основными структурными элементами земной коры на мате­ риках, в областях архипелагов и неглубоких морей являются гео-

синклиналъные области, платформы и разделяющие их краевые прогибы. Эти элементы не являются постоянными и по мере своего развития подвергаются существенным изменениям.

Геосинклиналъные области — это участки земной коры, характе­ ризующиеся значительной подвижностью и обычно большой мощ­ ностью осадочных пород. Вертикальные тектонические движения здесь {имеют большую скорость и амплитуду, причем поднятия

125

и опускания области сопровождаются ее раздроблением на отдель­ ные блоки, которые обычно двигаются с разной скоростью и иногда в различных направлениях.

Наиболее важными особенностями геосинклинальных областей следует считать возникновение в их пределах складчатости, широ­ кое развитие вулканизма (см. нише) и четко выраженную линей­ ность, т. е. вытянутость в одном направлении.

движениями земной коры, поэтому для этих участков свойственен в основном выровненный рельеф. Основание или цоколь платформ всегда имеет складчатый характер. Мощность осадочных пород на платформах незначительная, а вулканизм здесь развит слабо. В пре­ делах платформ выделяют так называемые щиты. Они обладают большой устойчивостью и почти полным отсутствием покрова оса­ дочных пород. Платформы обычно являются наиболее древними участками суши.

Между геосинклиналями и платформами часто располагаются очень крупные и нередко сложные по строению впадины, которые называют краевыми прогибами.

Вблизи края современных материков на дне океанов часто можно наблюдать вытянутые глубоководные понижения, называемые жело­ бами. Эти области современного активного осадконакопления можно рассматривать как краевые прогибы на внешней границе матери­ ков, отличающиеся большой тектонической активностью. Погруже­ ние здесь столь интенсивно, что даже накопление толщи осадков в несколько километров мощности не компенсирует их погружения.

На территории СССР в геологическом отношении выделяются участки земной коры неодинаковые по строению и сформировав­ шиеся в различные геологические периоды. Наиболее древними и устойчивыми участками являются Русская и Сибирская плат­ формы.

Русская платформа занимает Европейскую часть СССР, за исключением горных районов Урала, Кавказа, Крыма и Карпат. Древние магматические и метаморфические породы выходят на поверхность в пределах Балтийского и Украинского щитов, зале­ гают на небольшой глубине в западной части платформы и довольно глубоко располагаются в ее южной и восточной частях. Они пере­ крыты толщами более молодых осадочных пород.

Сибирская платформа располагается в бассейне р. Лены и сред­ него течения р. Енисея. Наиболее древние породы в пределах платформы выступают на поверхность в Анабарском и Алданском массивах в северо-восточной ее части.

Вдоль Тихоокеанского побережья Советского Союза протяги­ вается Тихоокеанский складчатый пояс, возникший в геосинклинальной зоне в геологическом отношении сравнительно недавно.

Вдоль южных границ Советского Союза, от Карпат до Памира (Карпаты, Крым, Кавказ, Копет-Даг, Памир) протягивается Среди­

126

земноморской складчатый пояс, возникший в геосинклиналъной зоне в наиболее позднюю стадию горообразования. Эти горные системы, так же как и некоторые системы Тихоокеанского пояса (например, горы Камчатки и Сахалина), являются в геологическом отношении наиболее молодыми.

§55. Орогенические и эпейрогенические движения земной коры

ипонятие о причинах их возникновения

Орогеническими движениями земной коры называются горообра­ зовательные движения, сопровождающиеся складчатостью и раз­ рывами.

Эпейрогенические, или колебательные, движения — это медлен­ ные вековые вертикальные движения земной коры, которые заклю­ чаются в ее поднятиях и опусканиях.

Как орогенические, так и эпейрогенические движения пред­ ставляют собой проявление тектонических движений, возникающих в литосфере и, возможно, в мантии Земли и обусловленных внутрен­ ними эндогенными силами планеты. Вопрос о причинах возникно­ вения этих движений до сих пор не может считаться окончательно разрешенным. До последнего времени большинство ученых считают,, что силы, вызывающие эти движения, зарождаются где-то в глубине и связаны с саморазвитием земного шара. Однако в последнее время появились работы, где высказываются мысли о тесной взаимосвязи тектонических движений с космическими условиями жизни Земли, с неравномерностью ее вращения вокруг своей оси и движением по орбите спутника Земли — Луны. Ниже освещаются некоторые основные гипотезы, посвященные выяснению причин тектонических нарушений и методов изучения этих движений.

История развития земной коры характеризуется сменой перио­ дов длительного спокойного ее развития более кратковременными периодами бурного развития, когда достигают значительной интен­ сивности все формы движения масс — складкообразовательные, разрывообразовательные, магматические и др. Спокойные периоды характеризуются проявлением на огромных пространствах тенден­ ций к погружению, что влечет за собой накопление мощных толщ морских осадков.

Земная кора повсеместно испытывает колебательные движения, а складкообразовательные движения строго локализованы. Движе­ ния, которые происходили на протяжении последних 25—30 млн. лет, называются неотектоническими. К числу этих движений отно­ сят и происходящие в настоящее время движения земной коры. Они играют важную роль в формировании рельефа земной поверх­ ности и в составе новейших отложений. Существует много методов исследований неотектонических движений земной коры. В числе их

127

оценивать величины вертикального смещения земной коры, которые произошли за определенный промежуток времени.

Причины возникновения тектонических движений земной коры давно интересуют ученых. Разными учеными было выдвинуто много гипотез, пытавшихся объяснить причины возникновения тектониче­ ских движений земной коры. Остановимся на одной из современных гипотез.

Согласно взглядам известного советского геолога, члена-кор- респондента АН СССР В. В. Белоусова причиной тектонических движений может быть разделение веществ в толще литосферы на легкие и более тяжелые. При этом легкие вещества всплывают вверх, а на их место опускаются вниз более тяжелые. Подобный процесс может иметь место в том случае, если в толщах литосферы или верхней мантии происходит нагревание и частичное плавление вещества. Причиной такого нагревания является тепло, выделяемое в процессе распада радиоактивных веществ.

Таким образом, В. В. Белоусов предполагает, что земная кора образовалась путем постепенного выплавления более легких ве­ ществ из мантии Земли. Земная кора испытывает вертикальные движения под воздействием поднимающихся и опускающихся пото­ ков соответственно легких и тяжелых веществ, а складчатость представляет собой реакцию слоев горных пород на эти вертикаль­ ные движения.

§56. Землетрясения, причины их возникновения

иособенности проявления

Землетрясения представляют собой один из видов тектонических движений. Они проявляются путем внезапного и резкого сотрясения участка земной коры. Все явления, которые связаны с возникнове­ нием и проявлением землетрясений, называются сейсмическими.

Землетрясения, происходящие на дне океанов и морей, назы­ ваются моретрясениями. Количество последних по отношению к землетрясениям составляет в среднем не менее 30%, а возможно

страны и даже континенты. Толчки землетрясений длятся всего лишь секунды и даже доли секунды, но иногда этого бывает достаточно, чтобы свести на нет труды нескольких поколений и пре­ вратить цветущие города в развалины. За последние 100 лет от землетрясений погибло около одного миллиона человек. Поэтому землетрясения относятся к числу самых грозных явлений природы.

По происхождению все землетрясения делятся на: тектониче­ ские, вулканические, денудационные, искусственные.

К тектоническим землетрясениям относится около 95% всех землетрясений. Для них характерны большие размеры охватывае­

128

мых областей и вытянутость их вдоль молодых горных сооружений или вдоль зон молодых разломов земной коры. Землетрясения этого типа вызывают наиболее крупные изменения земной поверхности (трещины, обвалы, подпруживание рек и образование озер и др.) и разрушение искусственных сооружений.

Вулканические землетрясения возникают в районах вулканиче­ ской деятельности, в непосредственной близости от действующих вулканов в период усиления их активности. Землетрясения этого

в подземных пустотах (пещерах), когда обвалившаяся масса породы производит удар о дно пещеры, вызывая этим колебания частиц

Эпицентр

Рис. 66. Гипоцентр и эпицентр землетрясения

горных пород. Для этих землетрясений характерна незначительная область распространения.

Искусственные землетрясения представляют собой колебания земной поверхности, вызванные взрывами при горных разработках, атомных устройств и др.

В настоящее время в СССР для определения силы землетрясений принята 12-балльная шкала, составленная институтом физики Земли АН СССР, которая официально введена в действие с 1 января 1953 г., и является документом государственного общесоюзного

Землетрясения являются результатом внезапного освобождения энергии в некотором объеме в толще литосферы или мантии Земли. Объем, внутри которого происходит освобождение энергии, назы­ вается очагом землетрясения, а центр тяжести очага — гипоцен­ тром. Проекцию гипоцентра на поверхность Земли называют эпи­ центром землетрясения (рис. 66).

По глубине расположения очагов землетрясения подразде­ ляются на: 1) нормальные, с глубиной от 0 до 60 км; 2) промежу-