Общая, историческая и региоанальная геология

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

чаника с укрупнением первоначальных зёрен и более плотной упаковкой этих зёрен в горной породе.

Текстура породы – это комплекс признаков внутреннего строения горной породы, определяемый взаимным расположением минеральных зёрен в ней и ориентировкой этих зёрен или кристаллов. У магматических горных пород текстура показывает условия кристаллизации магмы: миндалекаменная текстура характерна для пористых вулканических горных пород, при этом поры заполнены вторичными минералами, образованными позже самой горной породы (хлоритом, кварцем, халцедоном, кальцитом и др.).

В осадочных горных породах минеральные зёрна могут быть расположены в виде обособленных образований, например, прослоев песка в глинистом слое – в таком случае текстура будет слоистой; если прослои расположены параллельно друг другу – текстура параллельно-слоистая, если они ветвятся – текстура косослоистая и т. д. У метаморфических горных пород текстуры очень разнообразны, но одной из наиболее распространённых является сланцеватая текстура, показывающая, что горная порода образовалась в условиях однонаправленного геостатического давления.

Таким образом, структурно-текстурные особенности горных пород очень важно внимательно изучать, так как они несут исключительно важную информацию об условиях образования или преобразования горных пород. Изучение этих признаков способствует выполнению главной задачи геологических исследований – расшифровки истории геологического развития изучаемого участка земной коры.

3.2.2 Главные факторы метаморфизма

Остановимся подробнее на характеристике главных действующих сил метаморфических процессов: температуре, давлении и химически активных веществах.

Температура является одним из важнейших факторов метаморфизма и проявляется в той или иной степени во всех типах этого процесса. Суть влияния температуры на преобразование горных пород заключается в том, что повышение температуры почти в любом химическом процессе приводит к увеличению скорости взаимодействия веществ, особенно в твёрдом состоянии, а также интенсифицирует процессы перекристаллизации твёрдых веществ. Температура содействует экзотермическим реакциям, проходящим со значительным поглощением тепла. Кроме того, она вызывает разложение минералов, содержащих в своём составе воду. Результатом таких реакций становится образование высо-

котемпературных минералов, лишённых конституционной воды. При высоких температурах образуются крупнокристаллические минералы – так же, как и при медленной раскристаллизации магматического расплава с постепенным падением температуры.

Как уже отмечалось выше, средний расчётный температурный градиент Земли составляет 3˚С /100 м, поэтому с глубиной температура нарастает, следовательно, с глубиной возрастает интенсивность процессов метаморфизма. Следует помнить, что для каждого конкретного участка земной коры существует свой температурный градиент, зависящий от многих особенностей геологического строения этого участка и, в первую очередь, от близости магматических очагов и теплопроводности слагающих его горных пород, тектонических особенностей и т. д.

Метаморфизм происходит при определённом диапазоне температур. Минимальная температура, т. е. начальная, при которой начинаются интенсивные процессы метаморфизма, составляет 300-400˚С, а максимальная достигает 9001000˚С. Эти пределы находят своё объяснение в следующем: при температурах ниже 300˚С химическое взаимодействие веществ, особенно в твёрдом состоянии, чрезвычайно затруднено или вообще невозможно, а при температурах выше 1000˚С большинство минералов при высоких давлениях в недрах Земли расплавляется, и процессы метаморфизма сменяются уже процессами магматизма. Правда, самую высокую температуру плавления имеет минерал оливин (1950˚С).

Повышение температуры в недрах Земли может быть связано с глубоким погружением блока пород в области прогибания, в результате внедрения магмы, при возрастании скорости теплового потока, связанного, по мнению Ф. Тернера и Дж. Ферхугена [41], с переносом радиоактивного тепла, конвекционным движением, частичным плавлением и дифференциацией вещества мантии, а также в некоторой степени за счёт давления и трения при тектонических перемещениях блоков земной коры.

Давление играет чрезвычайно важную роль в некоторых типах метаморфических процессов и приводит к образованию минералов с более плотной упаковкой атомов. Оно зависит от среднего удельного веса вышележащих горных пород и изменяется от 250 до 300 бар на 1 км. Такое давление при метаморфизме может достигать 10000 бар. Давление повышает температуру плавления минералов. В условиях всестороннего давления формируются горные породы с однородной массивной текстурой.

Кроме геостатического давления существует ещё и направленное давление, которое ещё называют ориентированным давлением. Оно проявляется при

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Авлакогены (греч. – «бороздой рожденные») – крупные узкие линейно ориентированные тектонические впадины, ограниченные крупными разломами, рассекающими фундамент платформ.

Среди платформенных структур различают также моноклинали (структуры, в которых слои наклонены в одну сторону); флексуры (структуры с коленообразным изгибом пластов); структурные уступы и ряд структур сочленения,

таких как: седловины, пережимы, перемычки.

Платформы имеют различный возраст в зависимости от того, когда закончилось формирование их складчатого фундамента, и начался платформенный этап.

Платформы, геосинклинали и орогены проникают на меньшую глубину в недра планеты, поэтому считаются структурами литосферы.

Специфическими структурами лито- и тектоносферы являются тектонические нарушения – линейные зоны нарушения сплошности земной коры. Они представлены тектоническими разрывами, глубинными разломами, рифтами. Тектонические нарушения в равной мере присущи континентам и океанам, мобильным и стабильным структурам литосферы.

4.3 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА ПЛАНЕТЫ

4.3.1 Руководящие ископаемые формы и корреляция разрезов по комплексу ископаемых остатков

Органический мир – это совокупность отдельных организмов, жизнь которых выражается в материальном взаимодействии с окружающей средой. В связи с огромным разнообразием органического мира, изучать отдельных его представителей возможно лишь сгруппировав их в единые системы, т. е. создав классификацию животных и растений (табл. 3). Данная классификация является естественной или филогенетической, основанной на представлениях об эволюционном развитии (основоположник Ч. Дарвин), в котором все организмы и растения подразделены сообразно их родственным связям.

Весь животный мир делится на несколько обширных групп, называемых типами, сообщества которых объединяются в подцарство и царство. Каждый тип делится на классы, класс – на отряды; каждый отряд – на семейства, каждое семейство – на роды и, наконец, каждый род подразделяется на виды. Такой порядок получил название таксономического ряда (taxis – «расположение», nomos – «закон»).

Брахискладки – это складки слабо вытянутые и приближающиеся по форме к изометрическим. Относительно соотношения длины и ширины также в разных классификациях имеются разночтения – от 5:1 до 3:1 и даже до 2:1. Как и главные типы складок, брахискладки могут быть брахиантиклинальными или брахисинклинальными. В ряде случаев брахискладки образуют целую цепь прерывистых складок, каждая из которых является соответственно брахиантиклиналью или брахисинклиналью. Системы прерывистых брахискладок в условиях платформенных структур образуют валы.

Флексура представляет собой коленообразно изогнутые слои горных пород. Чаще всего на крыльях флексур породы залегают горизонтально или субгоризонтально, а в центральной части структуры – круто или почти вертикально. В отличие от обычных складок во флексурах имеются три главных элемента: верхнее, нижнее и смыкающее крылья.

Иногда флексуры называют сбросом без разрыва сплошности слоя. По существу, флексура является переходной формой между пликативными и дизъюнктивными дислокациями и по механизму образования (постседиментационные флексуры), и по форме: они образуются в тех случаях, когда тектонические напряжения оказываются недостаточными для нарушения сплошности слоя, но способными довести изгиб слоёв почти до предела прочности. Во многих случаях флексуры располагаются в осадочном чехле над зонами крупных тектонических нарушений пород более жёсткого фундамента.

Дизъюнктивные дислокации пластов горных пород являются изменениями первичных форм залегания пластов с нарушением их сплошности (рис. 39). При значительных тектонических напряжениях, преимущественно вертикальных или круто наклонённых, пласты горных пород могут растягиваться с образованием флексур, когда напряжение не превышает предела прочности слоя, или разрывов сплошности – когда напряжение превышает предел прочности слоя и преодолевает «текучесть» горных пород.

В результате таких тектонических движений сплошность слоя нарушается, и одна часть его перемещается относительно другой, располагаясь над, под или в стороне относительно неё.

Плоскость, по которой происходит смещение одной части слоя относительно другой, называется плоскостью сместителя или просто сместителем. Смещенные части слоя называются крыльями.

Сместитель может занимать любое положение в пространстве. Чаще поверхность его неровная, ветвистая, ступенчатая или шероховатая, изогнутая. Условно можно выделить два принципиально разных типа его расположения: вертикальное и наклонное.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 39. Схема строения дизъюнктивных дислокаций (в разрезе): а) сброс; б) взброс; в) надвиг; г) ступенчатый сброс; д) грабен; е) горст. Амплитуда сброса: аб – истинная (по сместителю), ав – вертикальная, бв – горизонтальная; II – проекция сместителя

Расстояние, на которое крылья дислокации перемещены относительно друг друга, называется амплитудой. Различают несколько типов амплитуд: по сместителю, вертикальную, горизонтальную, а также в необходимых случаях стратиграфическую амплитуды. Дизъюнктивные дислокации разных типов могут образовываться в результате движения блоков земной коры по разным направлениям, однако тип дизъюнктивной структуры определяется расположением сместителя относительно крыльев и соотношением амплитуд, то есть углом наклона сместителя.

Выделяют следующие типы дизъюнктивных дислокаций простого типа или одиночных дислокаций: сброс, взброс, надвиг, сдвиг, раздвиг.

Сброс – это тектоническое нарушение, у которого сместитель – сбрасыватель – располагается вертикально (рис. 40, 41) или наклонён в сторону опущенного крыла. Иногда крылья тектонических структур называют также висячим или лежачим, при этом в такое название вкладывается разными исследова-

Щиты – обширные участки выхода кристаллического фундамента на дневную поверхность. На платформенном этапе развития щиты испытывали преобладающие восходящие вертикальные движения. Осадочный чехол отсутствует.

Хребты – вытянутые аналоги щитов – выходы пород складчатого фундамента на поверхность. Хребты небольших размеров принято называть кряжи

Массивы (выступы) – крупные изометрические платформенные структуры, перекрытые маломощным осадочным чехлом. В ряде мест на поверхности обнажается кристаллический или складчатый фундамент. В процессе развития массивы испытали чередование восходящих движений и замедленного прогибания.

Антеклизы – обширные пологие поднятия фундамента под маломощным осадочным покровом с антиклинальной формой изгиба его пластов.

Гряды – линейные структуры значительных размеров горстового типа, перекрытые маломощным чехлом.

Своды – крупные изометрические платформенные структуры, характеризующиеся сокращенной мощностью осадочного покрова. В процессе развития испытывали медленное, но устойчивое прогибание.

Валы – вытянутые поднятия, охватывающие несколько антиклиналей. Мощность осадочного чехла в пределах валов может достигать 3 км. Крупные валы принято называть мегавалами, а валы, осложненные разломами, – дизъ-

юнктивными валами.

Зоны поднятий – линейные горстовидные поднятия значительной протяженности, объединяющие несколько блоковых поднятий.

Плиты – обширные, изометрических очертаний участки платформ, перекрытые мощным осадочным чехлом, что свидетельствует о длительном и устойчивом их прогибании.

Перикратонные опускания – протяженные широкие зоны, характеризующиеся резким погружением фундамента платформы и развитием осадочного чехла, значительно превышающего по мощности чехол плит. Располагаются по краям платформ и ограничены глубинными разломами.

Синеклизы – изометрические области максимального погружения плит. Отличаются мощным платформенным чехлом, что указывает на длительное проявление устойчивых нисходящих вертикальных движений в их пределах.

Впадины – крупные отрицательные платформенные структуры, осложняющие антеклизы и синеклизы. От синеклиз отличаются более резко выраженной линейностью и крутизной крыльев. Вытянутые аналоги впадин называются прогибы.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

таморфизма). Фундамент отделен от платформенного чехла региональным несогласием стратиграфического и углового типов.

Выделяют два типа платформ: континентальные и океанические. Континентальные платформы (эпейрократоны, кратоны) – это материковые равнины, высота которых редко превышает 500 м. Мощность коры – от 35 до 55 км. Океанические платформы (талассократоны, талассогены) расположены в пределах океанов и выражены в рельефе их дна глубоководными котловинами.

Вразвитии платформ выделяется несколько стадий. На ранней стадии – стадия кратонизации – происходит упрочение, гомогенизация и консолидация фундамента (по А. А. Богданову). В авлакогеновую стадию в условиях остывания недр формируются системы авлакогенов, выполненых красноцветными континентальными и лагунными формациями. Авлакогеновая стадия сменяется стадией синеклиз с широким развитием лагунно-морских формаций. Развитие платформ завершается плитной стадией, когда слияние синеклиз приводит к образованию обширного плитного пространства. На плитной стадии формируются формации: трансгрессивная морская, платформенная карбонатная, эвапо- рит-красноцветная, угленосная и др.

Встроении платформ участвуют разновозрастные структурные элементы, отличающиеся формами и режимом тектонических движений: щиты, хребты, массивы (выступы), антеклизы, гряды, своды, валы, зоны поднятий, плиты, перикратонные опускания, синеклизы, авлакогены, впадины, моноклинали, флек- сурно-разрывные зоны и т. д. (рис. 48).

PR2- PH

AR-PR1

R

7

Рис. 48. Геологический разрез через платформу и прилегающую горно-складчатую область (по В. Е. Хаину, 1973):

1 – фундамент платформы; 2-4 – осадочный чехол: 2 – грубообломочные породы (пески, песчаники, гравелиты, конгломераты); 3 – глины, аргиллиты, карбонатно-глинистые породы; 4 – эффузивы; 5 – разломы; 6 – валы; 7 – метаморфические комплексы горно-складчатой области

телями разный смысл. Мы будем понимать под лежачим и висячим крыльями структур положение этих крыльев относительно плоскости сместителя: висячее крыло «висит» над сместителем, то есть располагается под ним, а лежачее – когда «лежит» на сместителе, то есть располагается над ним.

Рис. 40. Строение в разрезе сброса (слева) и взброса (справа). Амплитуда сброса: ав – истинная (по сместителю),

ас – вертикальная, вс – горизонтальная

На рисунке40 слева располагается, таким образом, висячее или опущенное крыло, а справа от сместителя – лежачее или поднятое крыло. Угол наклона сме-

одним из частных случаев взброса, у которого очень пологое положение сместителя: всегда менее 60˚, чаще значительно более по-

логим, приближающимся к горизонтальному. Пологое положение сместителя

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

надвига объясняет, как и сам термин, значительные расстояния перемещения одних крыльев относительно других в горизонтальном направлении, то есть преобладанием у надвигов горизонтальной амплитуды. Пологие надвиги, имеющие сложное чешуйчатое строение и большие горизонтальные амплитуды

(до 30-40 км) называются тектоническими покровами или шарьяжами.

Сдвиг, в отличие от всех выше рассмотренных дизъюнктивных дислокаций, является нарушением со смещением крыльев в горизонтальном направлении параллельно простиранию сместителя. Чаще всего он у сдвигов ориентирован вертикально или круто наклонён под углами не менее 60-70˚, но известны и более пологие исключительные случаи сдвигов.

Раздвиг, как и сдвиг, характеризуется смещением крыльев в горизонтальном направлении, однако при этом крылья раздвигаются от плоскости сместителя перпендикулярно к ней. В результате раздвигания блоков земной коры образуется полость раздвигания, которая в большинстве случаев заполняется продуктами магматической деятельности с образованием даек, реже – продуктами разрушения горных пород раздвигающихся блоков с образованием тектонических брекчий.

Вприроде чаще всего наблюдаются системы дизъюнктивных нарушений

ссочетанием разных их типов и образованием комплексных структур: сбрососдвигов, взбросо-сдвигов, взбросо-надвигов, сдвиго-раздвигов и т. д. Такие сложные структуры довольно легко распознаются при изучении геологического строения территории.

Необходимо остановиться также на многочисленных, очень часто встречающихся ступенчатых структурах. Это могут быть ступенчатые сбросы, ступенчатые взбросы, ступенчатые сдвиги, представляющие собою последовательное сбрасывание, взбрасывание или сдвигание блоков земной коры или крыльев этих структур по системам чаще всего параллельных сместителей. В ряду названных ступенчатых структур особо выделяются две структуры: горст и грабен.

Горст является комбинированной ступенчатой структурой простого или сложного строения, у которой центральная часть приподнята относительно боковых частей. Простой горст образуется двумя сместителями и тремя крыльями, ориентировка их может быть как параллельной, так и косой. Сложный горст может быть образован целой системой сместителей разной ориентировки и разных амплитуд при явной приподнятости центральной части структуры относительно боковых.

Краевой прогиб – глубокий прогиб земной коры, возникаюший на границе платформ и геосинклинальных областей в орогенный этап развития геосинклинали. Краевые прогибы построены резко асимметрично: внутренние крылья, обращенные к складчатым сооружениям, обычно интенсивно дислоцированы, а на внешних, более пологих платформенных крыльях, наблюдаются лишь куполовидные поднятия. Нижние части разрезов краевых прогибов выполнены морскими и молассовыми формациями, средние – лагунными, а верхние – континентальными отложениями.

Океанические орогены образуют горные пояса (срединноокеанические хребты) на дне Мирового океана.

4.2.2.3 Платформы, их основные характеристики, история развития и строение

Платформа – крупнейшая стабильная структура литосферы – относительно устойчивый, консолидированный складчатостью, метаморфизмом и интрузиями участок земной коры изометрических очертаний [44].

Главные признаки платформ:

•изометричность (полигональность) границ и большинства крупных геоструктурных элементов;

•небольшая амплитуда и слабая контрастность вертикальных движений, что выражается в сглаженном, преимущественно, низменном рельефе;

•небольшая мощность осадков (2-3 км);

•постепенная изменчивость мощности и фаций вкрест простирания структур;

•слабое проявление магматизма, представленного главным образом базальтовой магмой;

•практически полное отсутствие метаморфизма;

•мозаичное гравиметрическое поле с небольшими по градиенту и амплитуде аномалиями;

•резко пониженная сейсмическая активность;

•незначительный тепловой поток;

•слабая дислоцированность осадочных пород.

Платформы имеют двухъярусное строение: нижний структурный ярус (этаж) образовался в геосинклинальную стадию и получил название фундамент (основание, цоколь), а верхний структурный ярус – пологозалегающий платформенный (осадочный) чехол. Различают фундамент кристаллический (интузивные магматические и глубокометаморфизованные породы) и складчатый (эффузивные образования и метаморфические породы невысокой степени ме-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

PZ

Рис. 46. Геологическое строение антиклинория (1) и синклинория (2)

Синклинории – сложно построенные складчатые структуры синклинального типа, возникшие в результате складчатых процессов из интрагеосинклиналей. В рельефе могут быть выражены понижением или горным хребтом. В ядрах синклинориев породы моложе, чем на крыльях. Совокупность синклинориев называют мегасинклинорием.

Межгорный прогиб – тектоническая депрессия различных размеров и форм, возникшая в момент интенсивных горообразовательных движений на консолидированном складчатом основании и заполненная мощными толщами обломочных отложений – моласс.

Рис. 47. Структуры континентальных орогенов (по Г. И. Немкову и др., 1986): А – мегаантиклинорий; Б – межгорная впадина; В – краевой прогиб; 1 – молассы; 2 – вулканические покровы; 3 – геосинклинальный складчатыйкомплекс; 4-5 – срединныймассив(4 – чехол, 5 – фундамент); 6-7 – платформа (6 – чехол, 7 – фундамент); 8 – разломы

Грабен представляет собой также ступенчатую комбинированную структуру, в которой центральная часть опущена относительно боковых частей (крыльев). Простой и сложный грабены (рис. 41) устроены аналогично описанным выше горстам, имеют такую же ориентировку сместителей, но центральная часть простого или сложного строения всегда занимает опущенное положение относительно боковых частей (крыльев) грабена.

Рис. 41. Схема строения (в разрезе) сложных ступенчатых тектонических структур: А,С – простые горсты; В – простой грабен; Д – сложный горст; 1 – алевролиты; 2 – глинистые сланцы; 3 – известняки; 4 – известковые сланцы; 5 –кристаллические сланцы фундамента;

6 – проекции линий тектонических нарушений (разломов)

3.3.4 Общие понятия о землетрясениях

Землетрясениями называют колебания земной коры, вызванные внезапным высвобождением внутренней энергии Земли. Причины этого могут быть разные, в связи с этим выделяются и разные типы землетрясений: вулканические, денудационные и тектонические.

Вулканические землетрясения связаны с вулканической деятельностью на поверхности Земли или в подводных условиях. Образованию таких землетрясений способствует взрыв газов, выделяющихся из магмы при её выходе из земных недр. Фокусы вулканических землетрясений располагаются на глубинах до 40-50 км, частота их проявления весьма незначительна.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Денудационные землетрясения связаны с крупными обвалами и оползнями в высокогорных районах, иногда – в подземных пещерах. Располагаются они практически на поверхности Земли и относятся к очень слабым. Происходят землетрясения такого типа очень редко.

Тектонические землетрясения связаны с деформацией земной коры. Они чаще всего приурочены к специфическим районам планеты: вдоль глубоководных океанических желобов или подводных хребтов в океанах, а также вдоль высокогорных хребтов на поверхности Земли. Происходят такие землетрясения при очень быстрой разрядке внутренней энергии планеты. При этом образуются тектонические разрывы со смещениями в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Наибольшая тектоническая активность и вероятность землетрясений наблюдается в краевых частях тектонических плит, особенно в краевых частях Тихоокеанской плиты, а также в Средиземноморско-Индонезийском поясе.

Наиболее спокойными в отношении землетрясений являются краевые части Атлантической плиты и платформенные участки Земли, в пределах которых наиболее опасны зоны глубинных разломов.

Интересны многочисленные споры и обсуждения по поводу возможных землетрясений на территории Республики Коми и, в частности, в районе г. Ухты, которые долгое время в 1990 г. велись в местной прессе. При этом высказывались мысли о возможности и о невозможности здесь землетрясений. Как известно, Республика Коми и Ухтинский район расположены в пределах Восточно-Европейской платформы – структуры тектонически относительно спокойной. В отдельные периоды в районе г. Сыктывкара отмечаются слабые проявления землетрясений, чаще всего являющиеся отголосками крупных землетрясений в тектонически активных областях. Одним из таких проявлений практически повсеместно на этой платформе были слабые «шумы» от карпатских землетрясений. В сущности, в пределах республики в обозримом будущем практически невозможно проявление заметной тектонической активности, по крайней мере, с сильными землетрясениями.

Место, где зарождается землетрясение, называется фокусом или гипоцентром землетрясения. Фокус занимает значительную площадь и в качестве точки понимается чисто условно. Эпицентром землетрясения называется точка на поверхности Земли, расположенная непосредственно над фокусом землетрясения на кратчайшем расстоянии от него. На противоположной стороне планеты располагается антиэпицентр.

134

С данной позиции геосинклиналь – это область столкновения литосферных плит, где происходит формирование новой «гранитной» (т. е. континентальной) коры за счет процессов переплавления и дегидратации их литосферы, заглубляющейся в мантию Земли [10]. Поддвигаясь под соседнюю, плита погружается в астеносферу, при этом устраняется избыток ее коры. При поддвиге происходят разогревание краев плит, плавление литосферы, активный андезитовый вулканизм, высокая сейсмическая активность. Осадочные слои как бы «соскабливаются» с плиты, погружающейся в астеносферу, и сминаются в складки на приокеанском борту глубоководного желоба. Конечным итогом геосинклинального процесса является континентальная кора, обогащенная оксидами калия, алюминия, натрия, кремния и т. д.

4.2.2.2 Строение орогенов (горно-складчатых областей)

В связи с пересмотром основных положений классического учения о геосинклиналях в последние десятилентия изменилось и геологическое толкование термина «ороген» (греч. – «гора»). В современном понимании орогены – это протяженные горные системы, обладающие высокогорным и резко расчлененным рельефом, а также тектонической, магматической и сейсмической активностью. Выделяют континентальные и океанические (срединноокеанские хребты) орогены.

Континентальные орогены или горно-складчатые области выделяются по времени проявления одной из тектономагматических эпох. Их делят на эпи1геосинклинальные и эпиплатформенные. Первые возникают на месте геосинклинали в завершающий этап ее развития (Альпы, Кавказ, Карпаты, Копетдаг и т. д.); вторые – на месте платформы, вовлеченной активными тектоническими движениями в горообразовательный процесс.

Интенсивные вертикальные движения приводят к расколу жесткого фундамента платформы, поднятию отдельных его блоков и формированию горной страны (Тянь-Шань, Тибет, Монголо-Охотский пояс). Основные структуры континентальных орогенов: антиклинории и синклинории (рис. 46); мегаантиклинории и мегасинклинории; межгорные и краевые прогибы (рис. 47).

Антиклинории – сложно построенные складчатые структуры антиклинального строения, возникшие из интрагеоантиклинальных поднятий в результате складчатых процессов. В рельефе выражены горными хребтами, в ядрах которых породы древнее, чем на крыльях. Группа антиклинориев составляет мегантиклинорий (например, Большой Кавказ).

1 «эпи» - после

155

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1 а

1.б.

2

3 а

3.б

Рис. 45. Схема развития геосинклинали (по В. Е. Хаину, 1973)

1 – фундамент; 2 – конгломераты; 3 – песчаники и алевролиты; 4 – глины; 5 – известняки; 6 – флиш; 7 – разрывные нарушения; 8 – излияния и пластовые интрузии основных пород спилито-кератофировой формации; 9 – граниты, плагиограниты; 10 – вулканические образования порфировой формации

Интенсивность или сила землетрясения измеряется в баллах. Существует две системы-шкалы силы землетрясений: первая из них создана в 1931 г. учёным Меркали и называется его именем или шкалой «М». В ней все землетрясения классифицируются по 12-балльной системе. Вторая шкала – японская, она является 8-балльной.

Большая разрушительная сила землетрясений, часто большое количество человеческих жертв ставят их в разряд наиболее грозных и разрушительных сил природы, являющихся проявлениями эндогенных геологических процессов. Одним из крупнейших землетрясений в истории человечества является Тяньшаньское землетрясение 1976 г., унесшее около 600000 человеческих жизней и принесшее огромный материальный ущерб. На памяти нынешнего поколения людей известны такие крупные землетрясения с многочисленными жертвами, как землетрясение 1963 г. в г. Скопле (Югославия), Ашхабадское землетрясение 1948 г., Ташкентское 1966 г., Газлинское 1976 г. и «свежее» в нашей памяти землетрясение 1989 г. в армянском городе Спитаке и др.

В наши дни (2010 г.) произошло очень сильное землетрясение с огромным числом человеческих жертв (около 300000) и несколькими повторными проявлениями силой 5-7 баллов на Гаити.

Поэтому большое внимание всегда уделялось вопросам прогнозирования землетрясений для своевременного предупреждения и эвакуации населения и материальных ценностей. Для реального прогноза надо ответить на три главные вопроса: 1) где оно произойдёт; 2) когда это случится; 3) какова возможная сила ожидаемого землетрясения?

Ответ на первый вопрос даёт сейсмическое районирование, при котором определяются зоны различной сейсмической активности. В дополнение к этому используется анализ предыдущих землетрясений и более точные предсказания: сведения о беспокойном поведении животных, внезапное изменение уровня грунтовых вод и уровня воды в водохранилищах и колодцах, а также другие признаки, известные местному населению

Общий анализ всех характеристик района в сейсмическом отношении может дать ответ и на второй вопрос – о времени предстоящего землетрясения в конкретном районе, хотя это значительно сложнее.

О приближении времени землетрясения могут свидетельствовать: 1) участившиеся подвижки земной коры; 2) резкое изменение уровня грунтовых вод; 3) беспокойное беспричинное поведение групп животных; 4) изменение скоростей распространения упругих сейсмических волн по данным геофизических наблюдений.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В последние годы отрицательными моментами в работе по сейсмическим исследованиям и систематическим наблюдениям стали многочисленные факты закрытия сейсмических станций, особенно в сейсмически активных районах, нарушение систематичности наблюдений на оставшихся сейсмостанциях. Кроме того, большим недостатком в этом направлении является довольно распространённое недоверие к научным прогнозам относительно места и времени возможных землетрясений, что не позволяет своевременно в ряде случаев принимать меры безопасности даже тогда, когда предсказания учёными делаются довольно своевременно и успешно.

3.3.5 Понятие о формациях

С особенностями тектонического режима развития земной коры связано образование определённых формаций горных пород. Поэтому здесь приводятся общие понятия о типах таких формаций и условиях их формирования.

Формация представляет собой комплекс фаций или горных пород, образованных в условиях определённого геотектонического режима. Выяснив с помощью анализа фаций физико-географические условия образования осадков или горных пород, с помощью формационного анализа мы можем установить или восстановить условия тектонического режима, существовавшего на данном участке поверхности земной коры во время формирования этих комплексов осадков.

Как было сказано ранее, согласно классической геосинклинальной теории выделяются три стадии тектонического развития земной коры: геосинклинальная, орогенная и платформенная, которым соответствуют и три группы формаций осадочных горных пород, образующихся на этих стадиях: геосинклинальная, орогенная и платформенная.

Геосинклинальные формации формируются в геосинклинальный период развития земной коры в условиях контрастно выраженных, резко дифференцированных тектонических движений, характеризующихся общим прогибанием участков земной коры и колебательным характером этих движений на фоне общего погружения. В таких условиях в океанических бассейнах происходит накопление больших мощностей осадков, составляющих чаще всего тысячи метров (до 7000-8000 м). Колебательный характер тектонических движений в сочетании с особенностями накопления осадков в морских условиях приводят к образованию ритмично слоистых толщ с резко меняющейся на небольших расстояниях мощностью. Накопление мощных геосинклинальных формаций осадочных горных пород сопровождается активной магматической и тектониче-

•орогенная стадия (рис. 45, 3а-3б). На раннем этапе орогенеза значительно сокращаются области аккумуляции осадков, прогибание сменяется воздыманием, а в конце стадии проявляются активные горообразовательные процессы. По разломам происходит образование вулканов с наземным извержением кислых и основных (базальтовых) лав. Типичные формации – молассовая и порфировая.

Врезультате последовательной смены рассмотренных стадий на месте геосинклинальных областей возникают орогены – горно-складчатые области, выраженные в рельефе горными хребтами, разделенными межгорными впадинами. Конечный итог геосинклинального этапа – образование континентальной коры, которая формируется не за счет усложнения ранее существовавшей океанической, а за счет вновь сформированной сначала океанической, а затем уже и континентальной коры. Такова идеальная схема развития геосинклинали в ее классическом понимании.

Согласно концепции глобальной тектоники плит, литосфера подразделена на тектонически обособленные плиты: крупные (Евразиатская, Североамериканская, Южномериканская, Тихоокеанская, Африканская и др.) и малые (Карибская, Китайская, Аравийская, Индокитайская, Охотская и др.) Границы между плитами фиксируются по очагам землетрясений. При перемещении плит по пластичной и подвижной астеносфере различают:

•дивергентные границы – границы, вдоль которых происходит раздвиже-

ние плит – спрединг;

•конвергентные границы – границы, на которых идет сближение плит, обычно выражающееся поддвигом океанской плиты под континентальную или под другую океанскую – субдукция. Если сталкиваются две континентальные плиты с некоторым подвигом одной под другую, то этот процесс рассматривается как коллизия;

•трансформные границы – границы, вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости вертикального трансформного разлома [45].

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

узкие зоны проявления ультраосновного и основного магматизма получили на-

звание окраинных (краевых) вулканических поясов.

Геосинклинальные системы в совокупности со срединными массивами образуют геосинклинальные области. Геосинклинальные области различаются временем основного орогенеза и входят в состав геосинклинальных поясов. В современном понимании геосинклинальный пояс – это подвижный пояс Земли, возникающий на границах крупных литосферных плит (океанических и континентальных) или в результате рифтообразования и расщепления континентальных плит. Развивается геосинклинальный пояс на океанической или утоненной и переработанной континентальной коре и является областью длительного накопления осадочных и вулканогенных толщ в морских глубоководных, а затем в островодужных и мелководных условиях.

Возникновение и развитие геосинклиналей – процесс очень сложный и многостадийный. Сущность его кроется во внутренней энергии Земли и определяется тремя основными стадиями:

• стадия начального погружения (рис. 45, 1а-1б) или собственно геосинкли-

нальная – интенсивное погружение (до десяти и более километров) эвгеосинклинали по ступенеобразным разломам, накопление мощных морских терригенных осадков, начальный эффузивный магматизм с последующим «зеленокаменным» изменением. Типичные для эвгеосинклинальной зоны формации – спилито-кератофировая, офиолитовая, диабазовая, кремнистая. В миогеосинклинали накапливаются песчано-глинистые осадки, образующие впоследствии сланцево-граувакковую и аспидную формации. Завершается стадия разделением геосинклинали на интра1геоантиклинали (узкие поднятия) и интрагеосинклинали (частные прогибы);

• зрелая (рис. 45, 2) или предорогенная стадия – характеризуется существованием глубоких интрагеосинклинальных прогибов, выраженных в рельефе морскими бассейнами, и узких интрагеоантиклинальных поднятий – архипелаги островов. В пределах эвгеосинклиналей формируется флишевая формация с тонкой и правильной ритмичностью осадков, в миогеосинклиналях – известковая формация с развитием барьерных рифов. В конце стадии происходит смена знака вертикальных движений, растяжения сменяются сжатиями и вызывают общую складчатость. Заканчивается стадия внедрением гранитоидных и гранодиоритовых интрузий;

1 «интра» – внутренний

152

ской деятельностью, что выражается примесью в осадках вулканогенного материала, образованием своеобразных сообществ-формаций горных пород. Обломочный материал в них представлен полимиктовыми песчаниками и граувакками. Последние представляют собой плотную темноцветную горную породу, которая образуется в результате разрушения изверженных, метаморфических и осадочных образований и сложена их обломками, сцементированными глинистым материалом. Обломки в таких породах плохо окатаны и плохо отсортированы.

Наиболее распространенные геосинклинальные формации осадочных горных пород: глинисто-кварцевая, кремнистая, карбонатная, флишевая, граувакковая. Приводим краткую характеристику некоторых из них.

Глинисто-кварцевая формация называется также аспидной или черносланцевой. В ней резко преобладают глинистые горные породы – сланцы тем- но-серого цвета, чётко выражена ритмичность осадков, заключающаяся в послойном чередовании более крупнозернистого – псаммо-алевритового и более мелкозернистого – глинистого материала. Обычно в разрезе формации наблюдается следующая картина: в основании разреза залегает тонкий слой песчаника или алевролита светло-серого цвета, который выше по разрезу постепенно сменяется глинистым слоем темно-серого или чёрного цвета через переходные по цвету и размерности разности осадка. Темноцветный глинистый материал верхней части разреза ритма обычно резко сменяется новым слоем песчаника или алевролита светло-серого цвета. Мощность таких двучленных серий осадков (пород) среди рифейских отложений Тимана не превышает обычно 1-2 см. Общая мощность формации достигает 3000-5000 м, на Среднем Тимане она представлена новобобровской свитой мощностью до 800 м. В составе аспидной формации могут быть пачки или прослои песчаников. Эта формация представляет большой практический интерес в отношении целого ряда полезных ископаемых, прежде всего мелкого золота, ванадия, возможно, платины и некоторых других редких и рассеянных элементов. Общие запасы полезных компонентов в черносланцевых формациях могут составлять весьма значительные величины.

Флишевая формация возникает во внутренних и внешних геосинклинальных прогибах на поздних стадиях их развития. Наиболее характерной особенностью формации является её ритмичное строение, которое, в отличие от аспидной формации, имеет три и более разновидности осадков в строении ритма. Флиш может быть терригенным, когда он сложен только обломочным материалом: песчаниками, алевролитами и аргиллитами; он может быть карбонатнотерригенным, в котором ритм начинается алевролитами и завершается карбо-

137