6. Виды тектонических движений и их роль в образовании осадочных и метаморфических горных пород (морских и континентальных).

Тектонические явления

Земная кора, несмотря на свою большую мощность, по срав­нению с размерами земного тара является достаточно тонкой оболочкой, толщина которой составляет и среднем не более 1/400 диаметра Земли. Если условно принять Землю за шар диаметром 4 м, то земная кора должна иметь толщину не более 1 см. При такой малой относительной мощности земная кора практически не способна оказывать значительного сопротивления разнообраз­ным деформациям, которым подвергается земной шар в целом.

Наблюдаемые в настоящее время достаточно частые землетря­сения, выходы на земную поверхность расплавленных каменных масс — магмы во время вулканических извержений, наличие по­стоянно действующих горячих источников указывают на то, что недра Земли не пребывают в мертвом, застывшем состоянии. В них непрерывно идут глубинные динамические процессы, при­рода которых до сих пор не совсем ясна. Вся совокупность подоб­ного рода процессов в геологии относится к эндогенным процес­сам. А процессы, которые связаны с деятельностью атмосферных факторов, ледников, рек и морей, т.е. факторов внешней дина­мики Земли, относятся к экзогенным.

Земная кора по степени податливости и склонности к разли­чного рода деформациям не однородна. К жестким участкам зем­ной коры относятся так называемые платформы, или континен­тальные плиты. К платформам относятся, в частности, Русская равнина, Западно-Сибирская низменность и почти вся Африка. К менее жестким, т.е. более гибким участкам земной коры, отно­сятся области геосинклиналей. Из-за пониженной жесткости гео­синклиналей деформация земной коры в от их областях проявлялась с наибольшей силой, благодаря чему возникли торные склад­чатые системы Альп, Урала, Кавказа, Гималаев и др.

Под тектоническими явлениями подразумеваются всякого рода перемещения материала земной коры, вызванные внутренними (эндогенными) силами, возникающими в недрах Земли. Такого рода перемещения земной коры, приводящие к ее деформации и изме­нению ее строения, называются тектоническими движениями.

Различают два основных вида тектонических движений: ради­альные и тангенциальные перемещения.

Радиальные перемещения — это поднятия или опускания (по­гружения) отдельных участков земной коры. Радиальные переме­щения захватывают в первую очередь наиболее жесткие участки земной коры, которыми, как было отмечено ранее, являются континентальные плиты, или платформы.

При развитии деформаций поднятия происходит вывод тех или иных участков платформы из-под уровня моря, что создает эф­фект отступления, отхода (регрессия) моря от суши и увеличивает площадь суши. Этот вид перемещения участков земной коры на­зывается колебательными движениями. Процессы опускания и подъема платформ чередуются во времени, сменяя друг друга. Протекают они обычно весьма медленно в режиме «вековых» ко­лебаний.

Тангенциальные перемещения в отличие от радиальных представ­ляют собой горизонтальные движения отдельных участков зем­ной коры, развивающиеся по касательной к поверхности земного шара. Тангенциальные перемещения обычно связаны с процесса­ми растяжения или сжатия земной коры. В первом случае дефор­мации сопровождаются разрывами земной коры (разрывные дви­жения), во втором — происходит ее смятие. Смятие земной коры приводит, в свою очередь, к складкообразованию. Поэтому тан­генциальные перемещения нередко называют складчатыми, или горообразовательными (орогеническими), движениями, ведущи­ми к возникновению складчатых горных систем в первую очередь в геосинклинальных областях как наиболее слабых и податливых зон земной коры.

В области континентальных платформ толща осадочных пород редко превышает 1...2 км. В то же время в горных областях она достигает в некоторых случаях 20...30 км. Это объясняется тем, что геосинклинали в течение длительного геологического време­ни являлись местом значительных прогибов земной коры, обра­зованных под действием массы многокилометровой толщи на­капливающихся здесь осадков (в основном морского происхожде­ния).

Для геосинклинальных областей характерной является следую­щая схема их развития:

1)длительное погружение с накоплением мощных толщ оса- !очных пород (стадия аккумуляции, фаза литогенеза);

2)деформация смятия и подъема пород, заполняющих гео­синклиналь, с появлением складчатых горных образований (тектоническая стадия, фаза орогенеза);

3)проявление процессов выветривания, разрушения и сноса на породы горного образования в период континентальной стадии его развития.

Приведенная схема является достаточно упрощенной, так как общее поднятие в области геосинклинали могло неоднократно прерываться и сменяться стадией временного погружения, и на­оборот.

Наличие мощных толщ сильно дислоцированных метаморфи­ческих пород, образующих кристаллический фундамент Русской равнины, свидетельствует о том, что в том месте, где сейчас широко расстилаются просторы Русской равнины, в дале­кие времена поднимались высокие горы. Последующие колеба­тельные движения, связанные с периодическим опусканием плат­формы и неоднократным затоплением ее морем, привели к на­коплению здесь толщи осадочных пород мощностью до 1...2 км.

Подобною рода факты позволили предположить, что около миллиарда лет назад почти вся поверхность земли представляла собой геосинклиналь, давшую начало высоким складчатым горам с глубокими морскими впадинами между ними. По мере смятия земной коры ее жесткость, как жесткость железного гофрирован­ного листа, увеличивалась. Внедрение в толщу пород, выполняю­щих геосинклиналь, магматических масс (интрузий) способство­вало дальнейшему повышению ее жесткости. Возникните горы в течение длительного времени полностью разрушались, а на их месте возникали платформы. Таким образом, можно с определен ­ной уверенностью утверждать, что геосинклинали и континен­тальные платформы как основные структурные элементы земной коры постоянно находятся в тесной взаимосвязи друг с другом.

Землетрясения как сейсмические явления также относятся к тектоническим явлениям. Тектонические явления находят свое выражение на протяжении всей геологической истории Земли. О масштабах и характере тектонических движений, происходив­ших в Земли, мы можем судить на основании высотного положе­ния более древних по геологическому возрасту пластов горных

Рис. 2.1. Схема строения платформы

пород, выведенных в результате тектонических движений на бо­лее высокие горизонты, а также по формам и условиям их залега­ния.

Влияние тектонических явлений на условия осадконакопления.

Глобальное влияние геотектоники на изменение условий на­копления осадочных пород находит свое проявление в изменении конфигурации континентов и их рельефа. Как уже отмечалось, опускание участков суши вызывало затопление (трансгрессия) континентальных плит морем, а при последующих поднятиях эти территории снова выступали из-под уровня моря, и происходило отступление (регрессия) моря. Эти процессы в течение геологи­ческой истории Земли повторялись неоднократно: там, где рань­ше было море, возникала суша, а по прошествии миллионов лет эти участки снова скрывались под водными просторами более или менее глубоких морей.

Очевидно, нет такого участка суши, который на протяжении своей геологической истории не затапливался бы морем. Напри­мер, известняки Подмосковья, использовавшиеся ранее как стро­ительный камень, а теперь как шебень, являются продуктом дон­ных отложений обширнейшего каменноугольного (карбонового) моря, существовавшего здесь более 200 млн лет назад. С регресси­ей карбонового моря здесь наступил континентальный режим, продолжавшийся более 50 млн лет. Последовало опускание райо­на. которое привело к возникновению нового мелководного юр­ского моря, оставившего нам как свое наследство черные слюди­стые глины с раковинами аммонитов. Это было около 150 млн лет назад. Его сменило так называемое меловое морс, залившее сво­ими теплыми водами огромную территорию, простиравшуюся да­леко на юг и запад, вплоть до Англии. Это море оставило, в част­ности, в районе Белгорода огромные толщи писчего мела мощ­ностью до 400 м. В Подмосковье как в мелководной прибрежной зоне меловое море отложило (аптские) пески. С новым подняти­ем суши около 100 млн лет назад море покинуло Подмосковье. С тех пор и до настоящего времени здесь господствуют континен­тальные условия.

При трансгрессии моря береговая линия наступает на сушу, глубины моря увеличиваются, меняется и характер отложений в областях накопления осадков, которые называются областями аккумуляции. В этом случае области накопления прибрежных осад­ков (галька, песок) перекрываются более глубоководными осад­ками и в первую очередь разнообразными илами. Имен­но по данному характеру (от топкого обломочного материала к

Рис. 2.2. Влияние трансгрессии и регрессии моря на чередование отложений

грубому) чередования этих отложений в геологическом разрезе мы можем судить о том, что происходило наступление моря в далеком геологическом прошлом. При отступлении (регрессии) моря процесс идет в обратном порядке и более тонкие глубоко­водные отложения оказываются перекрытыми более грубым ма­териалом береговых осадков. В периоды регрессии морей, как правило, увеличиваются континентальные площади, а следовательно, и области разрушения и сноса, т.е. так называ­емые области денудации.

С поднятием участков суши, образованием горных областей и общим удалением морской береговой линии неизбежно расширя­ется и увеличивается речная сеть. Это обстоятельство, в свою оче­редь, отражается на расширении области накопления речных, так называемых аллювиальных, отложений. В связи с поднятием суши увеличивается уклон рек, что ведет к повышению скорости их течения и, следовательно, к увеличению их размывающей (эро­зионной) деятельности и изменению (укрупнению) зернового состава аллювиальных отложений.

С изменением конфигурации континентов неизбежно изменя­ется режим морских течений и приносимые в море с суши обло­мочные продукты разрушения могут откладываться уже на иных территориях, захватывая более или менее широкие зоны и про­никая в глубь морского бассейна на большие или меньшие рас­стояния. Это обстоятельство ведет к изменению условий суще­ствования и развития тех или иных морских организмов, которым обязаны своим происхождением органогенные породы, в первую очередь известняки.

Изменения конфигурации и высотного положения континен­тов не могли не сказываться на их климатическом режиме, кото­рый в значительной мере влияет на условия образования и состав осадочных пород. Поэтому всякое значительное повышение вы­сотного уровня континентов должно было вести к усилению кон­тинентального режима. В умеренных и северных широтах это об­стоятельство ведет к повышению роли снежного покрова в зим­ний период и, следовательно, к более интенсивным весенним паводкам.

В южных широтах континентальный режим характеризуется широким развитием степных и пустынных условий, имеющих большое значение для накопления эоловых песчаных отложений и формирования мощных толщ лёсса.

Регрессия моря нередко сопровождается широким распростра­нением лагун с характерной для них лагунной фацией осадочных отложений. Многие месторождения химических осадков форми­руются в лагунах и связываются с эпохами регрессии морей. Рег­рессия морей, связанная с повышением континентов, ведет к преобладанию деятельности агентов физического выветривания.

При опускании континентов и трансгрессии морей мы стал­киваемся с преобладающим воздействием мягкого морского кли­мата, обычно богатого атмосферными осадками, что способствует в южных областях мощному развитию растительности и широ­кому распространению деятельности агентов химического вы­ветривания.

С подобными явлениями мы встречаемся при формировании горных складчатых сооружений в областях геосинклиналей. При длительных опусканиях в областях геосинклиналей накаплива­лись огромные массы отложений, преимущественно морской фации. В этих условиях происходило уплотнение ранее отложив­шихся рыхлых осадков под массой осадков, вновь и вновь посту­пающих с суши. При погружении в толщу земной коры под воз­действием больших давлений и высоких температур эти породы подвергаются процессам метаморфизма.

С началом поднятия суши (стадия горообразования — ороге­нез) затапливающие геосинклинали моря мелеют, происходит регрессия моря с накоплением мелководных отложений. Подня­тия в областях геосинклиналей характеризуются определенной неравномерностью. В этих условиях могут возникать острова, со­здающие внешние и внутренние береговые линии с характерны­ми для них прибрежными осадками, которые имеют ограничен­ное распространение и оказываются заключенными в толще глу­боководных морских отложений. В результате в толще выполняю­щих геосинклиналь пород, а в последующем и в складчатых гор­ных массивах нередко содержатся как глубоководные, так и мел­ководные и даже континентальные осадки.

С переходом к континентальной фазе геосинклинали накоп­ленной толщей осадков окончательно выходят из-под уровня моря и стадия аккумуляции осадков сменяется стадией денудации. Воз­никшие горы в процессе своего выветривания дают огромные массы обломочных продуктов разрушения, скапливающихся, в первую очередь, у подножия гор (фация подножий). Создаются континентальные условия со всеми связанными с ними процес­сами и прежде всего с мощным проявлением эрозии.