2. У рельєфоутворенні

1. Класифікація тектонічних рухів

Тектонічні рухи, що беруть участь у рельєфоутворенні, різноманітні і згідно із сучасними уявленнями можуть бути класифіковані за різни­ми ознаками.

1. За часом прояву впродовж геологічної історії Землі тектонічні рухи поділяють на давні, новітні (неотектонічні) та сучасні.

2. За характером поширення на земній поверхні та рельєфоутво- рювальним значенням розрізняють коливальні (епейрогенічні), ди­ференційовані локальні й орогенічні рухи.

3. За напрямом щодо джерела енергії, яке зумовлює тектонічні рухи земної кори, останні поділяють на вертикальні й горизонтальні.

4. За характером деформацій, що виникають під впливом текто­нічних рухів, розрізняють складчасті (плікативні) й розривні (диз’юнк­тивні) тектонічні рухи, а також адекватні їм тектонічні порушення.

2. Рельєфоутворювальна роль

давніх коливальних (епейрогенічних), диференційованих локальних, неотектонічних і сучасних рухів земної кори

Давні тектонічні рухи відбувалися під час архейської, протерозой­ської, палеозойської, мезозойської та частково кайнозойської ер. Най­достовірніші відомості щодо рельєфоутворювального прояву стосу­ються тектонічних рухів палеозойської, мезозойської та кайнозойської ер, оскільки вони й нині виявляються у рельєфі як свідки орогеніч­них процесів або як наслідок тривалої рівноваги між ендо- та екзо­генними процесами (поверхні вирівнювання тощо). Тектонічні рухи, що відбувалися в архейську і протерозойську ери, виявлені не стільки у певних нерівностях земної поверхні, скільки у формах співвідно­шення різних геологічних тіл, що виникли у ті часи. Наприклад, тек­тонічні опускання району Дніпровсько-Донецької западини, про що свідчить повний комплекс осадових порід палеозою, мезозою та кай­нозою, опускання під час пізнього протерозою у північній частині Українського кристалічного щита, що підтверджено аналізом відкладів мілководних епіконтинентальних морів, де нині ідентифіковано най­молодшу осадово-метаморфічну товщу овруцьких кварцитів, та ін.

Новітніми (неотектопічними) називають тектонічні рухи земної кори, які тривають упродовж останніх 25—30 млн років, що практич­но охоплює альпійський період орогенезу. їхнє рельєфоутворюваль- не значення'має два аспекти. Перший полягає у тому, що цими текто­нічними рухами сформовано майже всі найважливіші ознаки зовніш­нього вигляду земної поверхні. Новітні рухи виявлено практично повсюди: у платформних та орогенних областях материків, у межах океанічного дна. Областям інтенсивних, здебільшого позитивних новітніх рухів, відповідають Кавказ, Кримські гори, Карпати, Памір тощо. У межах платформ їхня рельєфоутворювальна роль полягає переважно в утворенні височин, кряжів, плато, увалів, гряд та інших великих виступів земної поверхні на ділянках тектонічних підняттів і низовин — у межах тектонічних опускань.

Неотектонічним рухам здебільшого властива спадковість від давніх, проте є приклади їхньої інверсії. Спадковий характер позитивних новітніх рухів (підняттів) виявився у межах Українського кристаліч­ного щита, що стало головною причиною утворення Придніпровської височини, Воронезької антеклізи (Середньоруська височина), Біло­руського тектонічного масиву (Білоруська гряда) тощо, а успадко­вані новітні тектонічні опускання зумовили появу Придніпровської (тут розміщена Дніпровсько-Донецька западина —синекліза, якій вла­стиві тектонічні опускання), Причорноморської (однойменна тектоніч­на западина), Прикаспійської (однойменна тектонічна западина) ни­зовин тощо. Зміна знаку тектонічних рухів (опускання на підняття) стала причиною утворення нинішньої Волинсько-Подільської висо­чини на місці Львівської тектонічної мульди та Передкарпатського тектонічного прогину. Останній приклад яскраво характеризує інвер­сію у співвідношенні між знаком тектонічних рухів (у межах цих тектонічних структур мали б панувати опускання) і сучасним вигля­дом земної поверхні.

Другий аспект прояву новітніх тектонічних рухів вказує на їхню опосередковану роль. Вони значною мірою контролюють і поділяють сфери впливу екзогенних рельєфоутворювальних процесів на земній поверхні. Так, областям зі слабковиявленими позитивними тектоніч­ними рухами у рельєфі відповідають рівнини, невисокі плато і пло­скогір’я з тонким шаром осадового чохла: Східноєвропейська рівни­на, плато Устюрт, Середньосибірське плоскогір’я є свідченням того, що на ділянках тектонічних підняттів значно активізуються дену­даційні процеси, наслідки яких ще й нині простежуються у рельєфі земної поверхні. Такими, зокрема, є ділянки зрілих річкових долин на платформах зі значною кількістю надзаплавних терас — доказів численних періодів пожвавлення тектонічних підняттів. У районах з найінтенсивнішими новітніми підняттями зафіксовано значну щіль­ність річкової мережі та глибину її ерозійного врізання. Долини за­звичай стають вужчими, спостерігаються зміни поздовжнього профілю та інші ознаки активності денудаційних процесів. Це також райони поширення карстових форм на платформних рівнинах, оскільки під час підняття внаслідок денудаційних процесів на поверхні з’явля­ються відклади, здатні до карстування, тощо. У межах зон тектоніч­них опускань переважають процеси акумуляції та відповідний рельєф земної поверхні: акумулятивні рівнини (алювіальні, флювіогляціальні, морські, озерні), зокрема рівнини лівобережжя Дніпра, причорно­морські, придунайські тощо.

Значні за розмірами нерівності земної поверхні, що з’явилися впро­довж неотектонічного періоду завдяки новітнім рухам, називають морфоструктурами. Нині термін морфоструктура має багато значень. Зокрема, він характеризує розміщення на певній території нерівно­стей земної поверхні, зумовлених впливом тектонічних рухів. У знач­но ширшому трактуванні поняття «морфоструктура» означає всі не­однорідності будови земної кори, відображені у рельєфі (наприклад, морфоструктура України). Цим терміном позначають також форми рельєфу певної розмірності, в утворенні яких провідну роль відігра­ють ендогенні чинники.

Сучасні тектонічні рухи — це рухи, які відбувалися в історич­ний час та існують дотепер. Зазвичай нижня часова межа таких рухів відповідає періоду утворення достовірних історичних та археоло­гічних пам’яток — артефактів. Це дає змогу застосовувати під час обчислення темпів сучасних тектонічних рухів точні значення вели­чин. Сучасні рухи, що відбуваються впродовж останніх півтора сто­літь, оцінюють за допомогою повторних нівелювань, які проводять за лініями залізниць, в опорній геодезичній мережі та за іншими об’єк­тами.

Розрізняють такі основні групи сучасних рухів земної кори:

1. повільні, або вікові, рухи певних ділянок земної кори, наприк- іад підняття Фенноскандії чи опускання Нідерландів. Ці рухи роз­виваються впродовж кількох століть, тому їх часто називають віко­вими;

2. швидкі сейсмічні рухи — поштовхи різної сили й тривалості, властиві переважно орогенним областям, проте подекуди охоплюють значні частини платформ;

3. складні короткоперіодичні коливання земної кори та поверхні Землі, зумовлені впливом космічних тіл (так звані припливи у твердій оболонці Землі), а також змінами температурних, баричних і гідро­термічних умов.

Незважаючи на, здавалося б, незначні значення величин сучасних тектонічних рухів (кілька міліметрів, іноді 1 — 2 см за рік), вони здатні призвести до порушення цілісності значних за довжиною інженер­них об’єктів (трубопроводів, залізниць тощо), а в зонах, де контакту­ють ділянки різноспрямованих сучасних рухів, існує висока ймо­вірність руйнування фундаментів великих промислових споруд підви­щеної небезпеки (шахти, атомні електростанції, греблі), а також по­жвавлення денудаційних (лінійна ерозія, пластове змивання) та аку­мулятивних екзогенних процесів. Змінюється характер вільного блу­кання річкових русел (вони випрямляються за умови тектонічних мідняттів або посилюється меандрування внаслідок тектонічного опу­скання), підвищується або знижується (залежно від підняття чи опу­скання території) рівень грунтових вод, що зумовлює заболочування, торфоутворення. З’являються нові активні яри, активізуються схи­лові процеси.

Коливальні (епейрогенічні) рухи (від грец. епейрос — материк) мають вертикальне спрямування, завдяки чому земна кора на знач­них за площею просторах — мільйони квадратних кілометрів — за­знає повільного і тривалого підняття або опускання. Коливальні рухи дуже поширені й охоплюють геосинклінальні та платформні області земної кори. Результатами їхньої дії є утворення великих площ су­ходолу земної поверхні, що тривалий час існують як материки на Ділянках тектонічних підняттів, та існування морських епіконтинен- тальних басейнів на місцях, де коливальні рухи переживають фазу опускання. Таким чином, коливальні рухи багато в чому визначають конфігурацію материків та океанів. Коливальний характер рухів, тобто зміна знаку рухів у часі, зумовлює чергування етапів тектонічних опускання і підняття, внаслідок чого поверхня Землі на платформ- них рівнинах зазнає впливу морських трансгресій і регресій. Ко­ливальні тектонічні рухи за тривалу історію існування Землі не­одноразово спричиняли виникнення та перерозподіл на земній по­верхні великих за розміром ділянок суходолу і морських басейнів. Це значною мірою визначало вигляд найбільших нерівностей земної поверхні.

Інше важливе значення коливальних тектонічних рухів полягає в їхньому впливі на прояв процесів денудації та акумуляції на по­верхні суходолу і морського дна, тобто екзогенних процесів. Відразу після появи внаслідок тектонічного підняття над поверхнею океану ділянки суходолу на її поверхні виявляється рельєфоутворювальна дія екзогенних процесів (елювіальних, флювіальних, еолових, карсто­вих, схилових та ін.), які значно ускладнюють зовнішній вигляд зем­ної поверхні (формують її первісний рельєф). Інтенсивність про­цесів денудації та акумуляції, що перетворюють поверхню суходолу, залежить від темпів тектонічного підняття або опускання: що швид­ше відбувається процес підняття земної поверхні, то активніше вияв­ляються процеси її руйнування. Що сильнішими є тектонічні опускан­ня, то сприятливіші в межах таких ділянок умови для здійснення процесів акумуляції. Таким чином, спрямованість (знак) та інтенсив­ність коливальних тектонічних рухів визначають відповідні реакції екзогенних процесів рельєфоутворення.

Диференційовані локальні тектонічні рухи є менш масштабни­ми (охоплюють менші території земної поверхні, звідси і назва — локальні), але мають сильніший прояв по вертикалі (підняття та опу­скання, тобто диференціація, відбуваються постійно або мають стійкі тенденції у своєму розвитку). їхній рельєфоутворювальний вплив полягає в тому, що вони безпосередньо визначають розподіл на по­верхні Землі ділянок височинного або низовинного рельєфу (залеж­но від спрямованості знаку рухів), а також опосередковано контро­люють розподіл на поверхні суходолу зон переважаючого впливу різних груп екзогенних процесів (денудації чи акумуляції). Такі тек­тонічні структури земної кори на платформах, як щити, антеклізи, вали, куполи, склепіння, маючи стійкі тенденції до тектонічних підняттів, у взаємодії з екзогенними процесами з часом утворюють такі великі позитивні форми, як височини, плато, гряди, ували, кряжі тощо. Синеклізи, западини, мульди, плити та інші негативні струк­тури земної кори, що мають тенденцію до опускання, зумовлюють утворення низовин, озерних і внутрішньоматерикових морських кот­ловин тощо, тобто великих негативних форм рельєфу.

Різні за інтенсивністю ділянки земної поверхні, що зазнають та­ких рухів, піддаються впливу різних за інтенсивністю екзогенних про­цесів. Що сильнішим виявляється тектонічне підняття земної поверхні, то вищого гіпсометричного положення вона набуває. Тому на такій ділянці зростає потенційна енергія екзогенного рельєфоутворення. Значна розчленованість ерозійними процесами на ділянках висхід­них тектонічних рухів є додатковою індикаторною ознакою цього процесу. На ділянках, де відбуваються підняття, сильнішим є прояв схилових процесів, інтенсивніше відбувається вивітрювання тощо.

Незначні диференційовані локальні тектонічні рухи можуть спри­чинити формування рельєфу складчасто-брилових і столово-брило- вих гір або окремих їхніх частин.

Вертикальна складова диференційованих локальних рухів іноді домінує утворення скидів, насувів, флексур, грабенів та горстів і форм земної поверхні, що відповідають цим геологічним структурам. Знач­ною є також роль цих рухів під час формування складок гірських порід та розривних порушень.

Орогенні (горотворні) тектонічні рухи є диференційованими ло­кальними, виявляються переважно у межах рухомих областей Землі. Відрізняються значною інтенсивністю рельєфоутворювальної дії, без­посередньо утворюють численні великі нерівності земної поверхні (гірські країни), а також сприяють виникненню на земній поверхні районів з аномально високою активністю екзогенних рельєфоутво- рювальних процесів. Інтенсивність підняття, опускання чи горизон­тального переміщення у межах орогенних областей становить кілька сантиметрів (іноді 1 —2 дециметри) на рік. Підняття окремих гірських хребтів зумовлює інтенсивне їх руйнування і природне зниження внаслідок численних екзогенних процесів, а опускання міжгірських котловин спричинює надходження до них значних мас продуктів руй­нування. Тому «легші» ділянки земної кори, розміщені у межах хребтів, Що піднімаються, зазнають подальшого підняття, а «навантажені» міжгірні котловини дедалі активніше опускаються.

Вертикальні тектонічні рухи дуже поширені, завдяки їм земна кора переміщується вгору і вниз щодо мантії Землі та її ядра (гра­вітаційна вертикаль), де відбувається радіоактивний розпад хімічних елементів з виділенням теплоти, що перетворюється на енергію. Чи­мало дослідників тривалий час вважали, що вертикальними тектонічни­ми рухами створені майже всі великі нерівності земної поверхні — ^В1Д материкових виступів, океанічних западин до окремих знижень РІЧКОВИХ долин.

Вертикальні тектонічні рухи найвищого порядку охоплюють значні площі земної поверхні та формують найбільші, планетарні форми рельєфу.

Вертикальні рухи нижчого порядку утворюють антеклізи та синеклізи у межах платформ, відображені в рельєфі у вигляді мега- та макроформ рельєфу. Наприклад, Дніпровсько-Донецька синеклі­за представлена Придніпровською низовиною, Український криста­лічний щит — Азовсько-Придніпровською височиною тощо.

Вертикальні тектонічні рухи ще нижчого порядку формують рельєф складчасто-брилових і столово-брилових гір.

Значна кількість складчастих деформацій гірських порід, флексур, що виявляються у рельєфі, також зумовлюється вертикальними пе­реміщеннями земної кори.

У період часу, що передує землетрусам, відбуваються різкі зміни ухилів земної поверхні, а деякі катастрофічні землетруси супрово­джуються значними порушеннями під час формування нахилів зем­ної поверхні вертикальними тектонічними рухами.

Горизонтальні тектонічні рухи — це наслідок обмеження верти­кальних рухів поверхнею планети. З одного боку, радіальний напрям тектонічних рухів є природною реакцією на процес розігрівання Землі та її розширення, а з другого — межі розширення обмежені земною поверхнею, і це змушує вертикальні рухи трансформуватися у танген­ціальному (латеральному) напрямі, що спричинює горизонтальні рухи земної кори. Зазначена модель співвідношення вертикальних та го­ризонтальних рухів абстрактна і значно формалізована. Насправді існує чимало чинників, що в сукупності зумовлюють значне різнома­ніття горизонтальних рухів за розмірами ділянок, що пересуваються, за генезисом окремих рухомих ділянок тощо.

Горизонтальні рухи спричинюють переміщення літосферних плит (материкових та океанічних). Внаслідок розсування плит утворю­ються океани (Атлантичний, Індійський). Зіткнення (колізії) плит зумовлюють формування геосинклінальних областей, а субдукція чи обдукція — утворення крайових материкових гірських країн, глибо­ководних жолобів, острівних дуг тощо.

У менших масштабах горизонтальні тектонічні рухи тісно пов’я­зані з вертикальними, ці види рухів взаємодоповнюють один одного. У таких процесах, як утворення підкидів і насувів, відбуваються го­ризонтальні рухи. Зміщення блоків земної кори у горизонтальному напрямі у більших масштабах називають зсувами. Цим терміном по­значають також зміщення товщ осадових порід, тому його значення можна зрозуміти лише з контексту. Значна кількість складчастих

деформацій спричинюється горизонтальними рухами, зокрема останні формують лежачі та перекинуті складки. За великих горизонталь­них плікативних дислокацій маси земної кори переміщуються у го­ризонтальному напрямі на десятки й сотні кілометрів, унаслідок чого виникають величезні лежачі складки. При цьому молодші гірські породи можуть бути поховані під складчастою серією давніх пере­міщених порід. Такі велетенські лежачі складки називають шар' я- жами. Зокрема, участь горизонтальних рухів зумовила так звану ски- бову будову Українських Карпат.

Горизонтальні рухи беруть участь в утворенні горстів, грабенів, рифтів. Нині відбувається розширення западини Червоного моря, що являє собою грабен-рифт. Важливою є роль цих рухів у формуванні трансформних розломів.

За характером деформацій, що виникають під дією тектонічних рухів, розрізняють складчасті (плікативні) та розривні (диз’юнктивні) тектонічні рухи, а також адекватні їм тектонічні порушення.

На Землі ці рухи дуже поширені. їхніми наслідками вважають розривні порушення та специфічний вплив на формування рельєфу земної поверхні.

С

а

кладчасті тектонічні порушення — це відображення специфі­ки відповідних рухів земної кори. Так, повільні тектонічні підняття або опускання платформних областей спричинюють утворення таких елементарних мегаскладок, як антикліналі та синкліналі. Зазвичай ці види тектонічних порушень безпосередньо відображуються у рельєфі або на їхньому місці формується виразний інверсійний рельєф (рис. 19, а). Проте часто характер взаємозв’язків складчастих струк­тур і рельєфу є значно складнішим (рис. 19, 6). Це зумовлюється

Рис. 19. Співвідношення складчас­тих структур та рельєфу: а — пряме відображення антиклі­нальних складок у рельєфі; б — ін­версія рельєфу (антикліналь — зни­ження, синкліналь — виступ)

тим, що рельєф складчастих ділянок залежить не тільки від типів складок та їхньої форми у профілі й плані, а й багато у чому визна­чається складом і ступенем однорідності порід, зім’ятих у складки, характером, інтенсивністю і тривалістю впливу екзогенних процесів, тектонічним режимом певних ділянок земної кори. Незначні й відносно ] прості за будовою складки зазвичай відображуються у рельєфі як невисокі компактні хребти. Більші та складніші за внутрішньою бу­довою складчасті структури — антиклінорії та синклінорії — пред­ставлені у рельєфі у вигляді великих гірських хребтів і знижень, що їх розділяють. Ще більші підняття земної поверхні, що містять кілька антикліноріїв та синкліноріїв, так звані мегаантиклінорії, зазвичай формують вигляд гірської країни, що складається з кількох хребтів, западин і міжгірних котловин.

Складкоутворення, що найповніше виявляється у геосинкліналь­них та інших рухомих поясах, зазвичай супроводжується розривни­ми порушеннями, інтрузивним і ефузивним магматизмом, різними ви­дами метаморфізму, тому така різноманітність геологічних умов ра­зом з численними зовнішніми чинниками рельєфоутворення зумов­лює розмаїття структурно-денудаційного рельєфу, властиве складча­стим областям Землі.

Розривні порушення — це різні тектонічні порушення суцільності гірських порід, що часто супроводжуються переміщеннями розірва­них частин геологічних тіл. Найпростішим видом розривів є пере­важно глибокі тріщини. Найбільші розривні порушення, що поши­рюються на значну глибину (майже до самої мантії Землі) і мають значну довжину й ширину, називають глибинними розломами. Це, по суті, смуги простягання порушених, інтенсивно подрібнених гірських порід — зони глибинних розломів.

Розривні порушення безпосередньо чи опосередковано виявляються у рельєфі. Свіжі скиди або насуви зазвичай представлені уступом топографічної поверхні, висота якого певною мірою може характе­ризувати амплітуду вертикального зміщення (порушення). У разі кількох скидів або насувів, якщо блоки зміщені в одному напрямі, може сформуватися ступінчастий рельєф (рис. 20), а якщо блоки зміщені один щодо одного у різних напрямах, то зазвичай утворюєть­ся складний гірський рельєф. Внаслідок дії на такі великі блоки земної кори екзогенних процесів виникають брилово-тектонічні, або скидово-тектонічні, гори.

За внутрішніми структурними особливостями порід, в яких відбу­лося зміщення, розрізняють столово-брилові (деформацій зазнали

рис. 20. Уступи рельєфу, утворені скидовим (й, б) та насувним (в) ха­рактером розривних тектонічних ру­хів:

_а — скид; б — система скидів; в — тектонічний насув

поверхні, складені горизонталь­ними чи слабконахиленими оса­довими породами, незім’ятими у складки) та складчасто-брилові (виникають на місці поширен­ня давніх складчастих структур) гори.

Тектонічні рухи розривного характеру дуже поширені на Землі, оскільки диз’юнктивні тектонічні рухи беруть участь не лише в утво­ренні зазначених гір, а й у формуванні складчастих гір. Великі склад­часті порушення зазвичай поєднуються з розривними і тоді утворю­ються горсти-антикліналі ( горст-антиклінорії) або грабени-синклі- налі (грабени-синклінорїг), що є основними ознаками будови склад- часто-брилових гір.

Рельєфоутворювальна роль розривних порушень особливо важ­ливою є на території поширення давніх складчастих ділянок зі знач­ною товщиною земної кори та щільними магматичними й метамор­фічними гірськими породами, зламати які тектонічні рухи можуть ли­ше за допомогою розломних порушень. Типові приклади брилових, або скидових, гір — це гори Забайкалля та Великого Басейну Пів­нічної Америки, гірські масиви Гарц, Шварцвальд, Тюрінгенський Ліс та ін.

Опосередкована роль розривних тектонічних рухів у формуванні рельєфу виявляється під час дії екзогенних процесів на райони диз’юнктивних тектонічних рухів. Оскільки у зонах розломів гірські породи значно роздроблені внаслідок потужних механічних наванта­жень, то такі екзогенні процеси, як ерозійні, гляціальні, карстові тощо насамперед впливають саме на ці ділянки. За деякий час у рельєфі земної поверхні виявляються напрями поширення розломних пору­шень, що зумовлюють малюнок гідрографічної мережі, розміщення карстових лійок, трогів, інших лінійних елементів ландшафту, які є підикаторними ознаками наявності у земній корі розломних порушень. Тому результати впливу розломної тектоніки добре дешифруються ^на аеро- і космічних знімках, топографічних картах та інших мате­ріалах, які використовують для дистанційного вивчення рельєфу.

Великим практичним значенням вивчення розломної тектоніки є те, що зонам розломів відповідають виходи магматичних порід або їхні флюїди (пневматоліти та гідротерми), що виносять із глибини Землі до поверхні багато хімічних елементів, які часто утворюють так звані рудні зони — родовища корисних копалин.

До зон глибинних розломів належать також магматичні осередки та осередки землетрусів, а до рифтових зон — унікальні форми рельє­фу — рифтові долини (долини склепінчастих частин серединно- океанічних хребтів, рифтова западина Мертвого моря, западина озера Байкал та ін.).

Отже, у формуванні складчастих і розривних порушень беруть участь різні тектонічні рухи. Розрізнення складчастих і розривних тектонічних рухів є неточним. Йдеться про складчасті або розривні тектонічні порушення як про наслідки різних видів тектонічних рухів, а не про особливі складчасті або розривні тектонічні рухи.