parnachev_v_p_osnovy_geodinamicheskogo_analiza

Среди осадочных и вулканогенных образований выявляются разновозрастные геологические тела, устанавливается их стратиграфическая последовательность, создается банк палеонтологических данных, а также каталог всех имеющихся определений абсолютного возраста и палеомагнитных определений.

Устанавливаются сутурные швы, маркируемые офиолитами – реликтами океанической коры замкнувшихся океанов геологического прошлого.

В предполевой период проводится сбор и обобщение всей петрохимической и геохимической информации по картируемому региону, проводится дешифрирование всех собранных, заказанных и полученных дистанционных материалов (аэрокосмические снимки, в том числе и спектрозональные) и их геодинамический анализ: выявляются зоны разрывных нарушений разных рангов – сдвигов, сбросов, взбросов, подвигов, надвигов, раздвигов, сводовых поднятий и депрессий, концентрических и вихревых структур, оконтуриваются видимые на снимках плутонические тела, делаются предположения об их составе и возможной металлогенической специфике.

Проводится сбор всей геофизической информации, анализируются карты магнитных и гравитационных аномалий, теплового потока, профили ГСЗ, данные ВЭЗ и МОВ.

Обобщается металлогеническая информация по району исследований, составляется каталог известных месторождений и рудопроявлений, устанавливается их геологическая и тектоническая приуроченность, характер и типы оруденения, морфология рудных тел, выявляются прямые и косвенные признаки оруденения на аэрокосмических снимках, проводится оценка шлиховых ореолов, увязка имеющихся геофизических и геохимических аномалий с рудными объектами.

Полученные материалы используются для предварительного геодинамического анализа, т.е. проведения палеогеодинамических реконструкций и разработки предварительных моделей. Результаты предварительного моделирования кладутся в основу методики и направлений специализированных исследований в рамках геодинамического анализа. Такие исследования опираются на применение метода аналогии (метода актуализма), постулирующего, что в породных комплексах геологического прошлого следует ожидать присутствия того же спектра полезных ископаемых, что и в однотипных современных геодинамических обстановках.

292В.П. Парначёв. ОСНОВЫ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

14.2.Полевой этап.

Методика сбора полевого материала

Особенность полевых работ в рамках геодинамического анализа проявляется в проведении специализированных наблюдений, измерений и опробований для получения непосредственно в поле и при последующей камеральной обработке материалов таких признаков и такой информации, которые позволяют установить геодинамические условия формирования конкретных геологических тел, провести палеогеодинамические реконструкции, разработать модели формирования и локализации типовых для региона месторождений полезных ископаемых.

С этой целью особый акцент должен быть сделан на литологических (седиментологических), палеовулканических и структурных наблюдениях и на отборе проб для палеомагнитных и геохимических исследований (силикатный, количественный спектральный, нейтронно-актива- ционный, изотопный и другие виды тонких прецизионных анализов).

В процессе полевых работ дополнительно к комплексу традиционных задач решаются следующие вопросы:

1)оценка по комплексу критериев геодинамических обстановок формирования геологических тел;

2)выделение совокупностей геологических тел, образующих конкретные геодинамические комплексы и определения их объемов и границ;

3)прослеживание на местности и на глубину (с использованием геологических и геофизических методов и бурения) и нанесение на карту границ геодинамических комплексов;

4)детальные крупномасштабные (до 1: 500 и крупнее) исследования опорных участков для обоснования палеогеодинамических реконструкций и совершенствования геодинамических моделей – составление стратиграфических колонок и разрезов геодинамических комплексов с отбором образцов и проб для специализированных исследований;

5)внесение дополнений и уточнений в предварительные карты: геодинамическую, карту закономерностей размещения полезных ископаемых на геодинамической основе и карту прогноза полезных ископаемых, а также карты более крупного масштаба для опорных участков.

ваться в качестве критериев при прогнозно-металлогенических исследованиях.

По своему содержанию прогнозно-металлогенические исследования, опирающиеся на геодинамические модели, несколько отличаются от практикуемых в рамках классического подхода, но во многом и наследуют используемую ранее процедуру.

Считается, что в ближайшем будущем принципы и методы металлогенических исследований, опирающиеся на геодинамические модели ТЛП, станут исполъзоваться и при прогнозировании локальных рудных концентраций. Путь к этому лежит через повышение детальности геодинамических реконструкций.

Контрольные вопросы

1.Перечислить виды работ, проводимых в предполевой период.

2.Отметить особенности сбора материала в процессе полевых работ для последующих геодинамических реконструкций.

3.Какие графические и поясняющие текстовые материалы составляются в камеральный (постполевой) период.

4.Охарактеризовать принципы и методы металлогенических исследований, используемых в процессе геодинамических реконструкций.

В.А. Магницкий (1965) считает, что гипотеза контракции лучше всего объясняет возникновение сил горизонтального сжатия, которые могут быть причиной образования складчатости и надвигов, однако не видит возможности её энергетического обеспечения.

В.В. Орлёнок (2008, 2009) сокращение радиуса Земли объясняет теплопотерями и гравитационным сжатием, которое, по его данным, за 4 млрд лет составило 52 км.

Гипотеза неомобилизма связана с именами Б. Гутенберга (1951, 1963), Ф. Венинг-Мейнеса (1952 – 1957), П.Н. Кропоткина (1961),

Б.Л. Личкова (1964) и др.

Б. Гутенберг использовал для объяснения горизонтальных перемещений материковых глыб механизм подкоровых конвекционных течений. Среди предполагаемых причин таких течений он указывал на химические процессы, дифференциацию в сочетании с действием силы тяжести, радиоактивность, различия отдельных участков по температуре и термическим свойствам. Из внешних причин он отметил влияние осадконакопления и эрозии, а также изменение астрономических параметров Земли (приливных напряжений и фигуры, движения земной оси, изменение скорости вращения отдельных частей земной коры, движение блоков земной коры друг относительно друг друга и др.).

Ф. Венинг-Мейнес на основе изучения строения Индонезийской островной дуги и глубоководных впадин предложил схему конвекционных потоков, обусловленных разогревом вещества за счёт радиоактивного тепла. По его мнению, гипотеза контракции не может объяснить значительного сокращения площади земной коры, какая наблюдается в складчатых горных хребтах. Это может быть следствием конвекционных течений, которые порождают горизонтальные напряжения.

Э. Краус в книге «История развития континентов и океанов» (1959) отмечал, что гранитная магма обособляется в базальтовом слое. Поднимаясь, она наращивает гранитный слой. Оставшийся тяжёлый материал базальтового слоя опускается в глубину, увеличивая массу ультраосновных пород. Формирование океанических впадин Э. Краус связывал с распадом материковых глыб и их отодвиганием друг от друга.

П.Н. Кропоткин считал неомобилизм теорией, в которой горизонтальные перемещения материковых глыб трактуются не как свободный дрейф по пластичной оболочке, а как результат горизонтальных и вертикальных движений подкорового вещества, которые проявляются в

виде глубокофокусных землетрясений, в нарушениях изостатического равновесия и др.

П.С. Воронов (1968) применил идеи неомобилизма к истории распада Гондваны. Он считал, что процесс распада начался с разогрева верхних частей мантии под суперконтинентом, образования обширного сводового поднятия и системы глубинных разломов, которые наметили границы наиболее крупных глыб будущих континентов, впоследствии дрейфующих по поверхности астеносферы.

Ван Беммелен (1965 – 1966) предполагал, что развитие вздутий (мегаундаций) контролируется турбулентными и ламинарными течениями вещества нижней мантии. Вздутие подвергается растяжению с последующим гравитационным соскальзыванием блоков, состоящих из континентальной и океанической коры. Распад Гондваны начался на рубеже палеозоя и мезозоя. Вначале она раскололась на Афро-Южноамери- канскую, Индо-Австралийскую и Антарктическую глыбы, обусловив раскрытие Индийского океана. В конце юры Индо-Австралийская глыба раскололась на Австралийскую и Индийскую, а в начале мела произошёл раскол и раздвижение Африканской и Южно-Американской плит и образование южной впадины Атлантического океана. Главным источником эндогенной энергии, по мнению автора, являются реакции между электронными оболочками элементов.

Гипотеза расширения (растущей) Земли в связи с увеличением зем-

ного радиуса получила своё развитие в работах С. Кэри (1959 – 1961),

П. Иордана (1955 – 1964). Л. Эдьеда (1956 – 1961). Б. Хейзена (1961), О. Хильгенберга (1962 – 1969), К. Крира (19650, И.В. Кирилова (1958),

В.Б. Неймана (1962), Д.Д. Иваненко и М.У. Сагитова (1961), А.Н. Храмова (1967), Ю.В. Чудинова (1976), М. Гораи (1984), Е.Е. Милановского

(1984, 1995), Х. Оуэна (1989), П.П. Тимофеева (1998), Н.П. Бетелева (2006 – 2008) и др.

Л. Эдьед, исходя из анализа палеогеографических карт, пришёл к выводу, что, начиная с докембрия, доля погруженных в воду частей материков постепенно уменьшается, и отношение площади океанов к материкам возрастает. Следовательно, земной радиус увеличивается со скоростью до 0,5 мм/год. К таким же выводам на основании палеомагнитных данных пришли А.Н. Храмов и Л.Е. Шолпо.

П. Иордан в книге «Расширение Земли» (1964) подтвердил представления П. Дирака о том, что гравитационная постоянная Вселенной

со временем уменьшается, а Земля в связи с переходом минералов в менее плотные разновидности во всём её объёме должна расширяться. П. Грубер подсчитал, что за последние 250 млн лет площадь земной поверхности увеличилась на 27 %. Р. Дэрнли в эти годы рассмотрел модель расширяющейся Земли, исходя из реконструкции докембрийских складчатых поясов. Он рассчитал, что земной радиус 2,75 млрд лет назад составлял 4400 км, а 650 млн лет назад – 6000 км.

К. Когель и К. Перри в 1970-х гг. установили, что при вдвое меньшем радиусе Земли все современные материки без зияний совмещаются в один обширный суперматерик.

С. Кэри (1991) выполнил сводку мировых данных и привёл следующие доказательства расширения Земли:

1.По находкам тропических окаменелостей и по палеомагнитным данным Северная Америка сейчас на 35°, а Европа на 40° ближе к северному полюсу, чем в перми;

2.За последние 2 млн лет угловые расстояния на земной поверхности в связи с увеличением радиуса Земли становятся всё более длинными;

3.В процессе распада Пангеи и расхождении в стороны её частей, длина Тихоокеанского кольца увеличилась на 13 тысяч километров, тогда как согласно тектонике плит площадь Тихого океана должна была бы уменьшиться на величину, равную сумме площадей других океанов;

4.По предварительным данным НАСА длина хорды между Европой

иСеверной Америкой увеличивается на 1,5±0,5 см/год, между Северной Америкой и Гавайями – 4±1 см/год, между Гавайями и Южной

Америкой – 5±3 см/год, между Южной Америкой и Австралией – 6±3 см/год. Данные НАСА указывают на увеличение радиуса Земли в течение нескольких лет до 2,8±0,8 см/год. С. Кэри считает, что длина окружности земного шара увеличивается в среднем на 17,6 см/год, а, следовательно, начиная с середины мелового периода, она возросла на 12600 – 22600 км. В итоге, по С. Кэри, Земля расширяется по радиальным направлениям, а поднятие по радиусам трансформируется в горизонтальное растяжение.

М. Гораи (1984) высказал предположение, что диаметр Земли на ранних стадиях её развития был меньше современного на 1500 км, а диаметр ядра больше на сотни километров. Затем до позднего палеозоя её диаметр увеличился на 30 %, а после мезозоя – на 70 %, что связано с

понижением давления в глубинных частях Земли. Вследствие этого металлизированные минералы подвергаются фазовым превращениям и становятся обычными окисными и силикатными соединениями. Их объём и объём мантии, состоящей из силикатов и окислов, резко возрастает, а объём ядра, сложенного железом и никелем, наоборот уменьшается. Расширение и разогрев Земли стимулировали появление восходящего потока, от которого верхняя мантия разогревалась, и происходило вторичное расширение слагающего её вещества. Это вызвало воздымание поверхности земной коры, вследствие чего блоки подвергались горизонтальным деформациям с образованием надвигов, флексур, а также рифтов, глубоководных желобов и островных дуг (без горизонтального дрейфа плит).

М. Хошино считает, что за мезозойско-кайнозойское время радиус Земли увеличился на 10 – 5 км за счет подслаивания земной коры океанов базальтами и внедрения их (или излияния) в континентальную кору.

Л.С.Смирнов (1969, 1972) аргументировал рост Земли данными об уменьшении во времени угла наклона косой слоистости песчаных пород: за последние 2 млрд лет эти углы в субаквальных песчаных породах уменьшились на 5 – 7° . Тот же процесс отмечен и для эоловых отложений. Поскольку основным фактором, определяющим угол наклона косых слоёв, то есть по существу угол наклона естественного откоса при отложении осадка, является сила тяжести, то уменьшение угла наклона свидетельствует об увеличении во времени силы тяжести и, следовательно, и размера Земли.

Е.Е. Милановский (1984, 1995) считает, что рост Земли происходит неравномерно в пульсационном режиме при общем суммарном увеличении её размеров во времени.

Проблеме роста Земли были посвящены Всесоюзная конференция в г. Москве (1981) и Международный симпозиум в г. Сиднее (1983). С конца 1996 г. в Австралии публикуется Международный научный бюллетень «Новые концепции в глобальной тектонике» (редакторы Дж. Диккенс и Д.Р. Чой). В конце 1998 г. в г. Цукуба (Япония) также проведён Международный симпозиум под таким же названием.

У сторонников гипотезы расширяющейся Земли имеются разные точки зрения на этот процесс. Это касается скорости и амплитуд расширения (значительные, незначительные), возраста (ранний, поздний), причин (внешние, внутренние), механизмов сопутствующего структу-

и т.д.

Пульсационная гипотеза получила развитие в трудах М.А. Усова (1940) и В.А. Обручева (1940), а затем была модернизирована В.Г. Бондарчуком, С.И. Субботиным, Е.Е. Милановским и американским геологом Л. Смирновым.

В.Г. Бондарчук (1961, 1975) считал, что в основе тектонических движений лежит «сжатие-расширение» и вытекающие из них «опуска- ние-поднятие». Распределение и направленность движения обусловлены полярным сжатием и экваториальным растяжением, возникающими при осевом вращении Земли.

С.И. Субботин с соавторами (1968) считают, что для Земли характерны процессы сжатия и расширения в связи с фазовыми, полиморфными, возможно, электронными превращениями и химическими реакциями в веществе подкоровой зоны

Е.Е. Милановский (1978, 1991) указывает на периодичность тектонических движений, вулканизма и эвстатических колебаний уровня Мирового океана, вызываемых чередованием эпох сжатия и растяжения. Он выделил 13 эпох сжатия и соответственно периодов растяжения, активизации рифтовых зон и проявлений внегеосинклинального вулканизма. Сжатие соответствует регрессиям и эпохам складчатости, а растяжение – трансгрессиям, рифтогенезу и внегеосинклинальному вулканизму. Ведущим тектоническим процессом на Земле является рифтогенез и, в частности, его наиболее крупномасштабная форма – спрединг в условиях некоторого общего расширения Земли. При этом на локальных участках и в ограниченных масштабах проявляется обдукция, общее скучивание и субдукция.

Л.С. Смирнов (1989) обосновал концепцию гравитационной пульсации сжимающейся-расширяющейся Земли. Он подсчитал, что эпохи горообразования увязываются с пульсирующим уменьшением гравитационной постоянной, уменьшением угловой скорости вращения Земли, с главными палеомагнитными инверсиями и великими биологическими вымираниями.

Таким образом, диапазон предлагаемых моделей пульсирующей Земли весьма разнообразен. Одни авторы предполагают глобальное чередование эпох сжатия и растяжения, другие – одновременное проявление растяжения и сжатия. Одни допускают большие горизонтальные