Движения земной коры и литосферы

Рассмотренные выше формы залегания горных пород – геологических тел, в том числе и нарушенные, образовались из-задвижениямземнойкорыилитосферы. Движения и перемещения вещества и блоков земной коры и литосферы, вызывающие изменения формы геологических тел и смещение одних тел по отношению к другим называют просто тектоническимидвижениями. Они происходят в земной коре постоянно, но на разных ее участках с разной направленностью и скоростью. Как правило, невидимые на глаз и зарождающиеся в недрах Земли тектонические движения, за исключением землетрясений, достаточно сложно изучать и интерпретировать результаты исследований. Поэтому существуют раз- личные их классификации: по направленности и условиям зарождения, типу про- явления и результатам, по скорости и времени проявления. Они дополняют друг друга, акцентируя внимание на определенный ведущий классификационный критерий.

По времени проявления тектонические движения делятся на современные, новейшие и древние. Древние донеогеновые (происходившие~ более 25 млн. лет на- зад) иновейшиенеоген-четвертичные (протекавшие в течение последних ~ 25 млн. лет) движения и связанные с ними процессы «законсервированы» в горных породах, их формах залегания, фациях и формациях, геологических структурах земной коры и литосферы. Эти движения восстанавливаются на основе использования комплекса различных геологических методов и дисциплин. Кроме того, результатом новейших движений являются современныеформырельефа(все неровности и гипсометрические особенности земной поверхности). Геоморфологический метод является основным для изучения новейших движений. Чтобы понять, как могли сформироваться те или иные формы залегания геологических тел или формы рельефа, в геологии используют ретроспективные реконструкции и такие методы, как эксперимент, актуализма и сравнительно-исторический. Метод актуализма можно использовать только с учетом современных движений и образующихся при этом форм геологических тел, и структур, допуская, что и в прежние геологические времена действовали подобные силы и процессы. На примере современных тектонических движений рассмотрим их классификацию по направленности и результатам, а также наиболее важные их свойства.

Современныетектоническиедвиженияипроцессы

К современным тектоническим движениям относятся движения, фиксируемые непосредственными наблюдениями в настоящее время с помощью инструментальных методов (повторного нивелирования, сверхточных измерений со спутников). Большую роль при уточнении современных движений играют археологические исследования. Из существующих в настоящее время различных классификаций рассмотрим основные классификации движений и происходящие при этом процессы. По направленности выделяются вертикальные и горизонтальные движения, по типу проявления и результатам – колебательные (эпейрогенические) и дислокационные (орогенические) движения.

Вертикальные (радиальные) движения проявляются в поднятии (положительные, восходящие движения) или опускании (отрицательные, нисходящие движения) земной поверхности относительно уровня Мирового океана. Скорость их может быть иногда быстрой (катастрофической), чаще медленной (до 14 мм/год), незаметной для глаза. Из-за смены направленности (поднятие какого-либо участка земной коры сменяется опусканием или наоборот) движения имеют колебательный и обратимый характер, за счет чего их еще называют колебательные. Вертикальные движения универсальны в пространстве и во времени, поскольку проявляются всегда и во всех частях земного шара; не нарушают первичного почти горизонтального залегания слоистых толщ, а также прочности и долговечности инженерных сооружений. На памяти человечества сохранились архитектурные и археологические памятники, которые свидетельствует о смене направленности и скорости движения.

Особый интерес представляют современные колебательные движения для строителей, поскольку их необходимо учитывать при строительстве гидротехнических сооружений, коммуникаций и т.п. Например, опускание района Черноморского побережья приводит к интенсивному размыванию берегов волнами моря и образованию крупных оползней, поэтому берега активно закрепляются с использованием различных методов технической мелиорации.

Установлено, например, что за время с 1920 по 1940 г.г. Донецкий бассейн поднимался относительно г. Ростова-на-Дону со скоростью 6…10 мм/год, а Среднерусская возвышенность – до 2 см/год. Средние скорости современных опусканий в Азово-Кубанской впадине составляют 3…5, а в Терской впадине до 7 мм/год. В России поднимаются районы г. Курска (3,6 мм/год), Новая земля, Се- верный Прикаспий. Ряд участков европейской территории продолжают погружаться: г. Москва (3,7 мм/год), г. Санкт-Петербург (3,6 мм/год). Много веков подряд опускаются районы Голландии (4…6 см/год), Датских проливов (15…20 мм/год), Франции и Баварии (30 мм/год). Интенсивно продолжает подниматься Скандинавия (25 мм/год), только район Стокгольма за последние 50 лет поднялся на 19 см. За счет опускания западного побережья Африки приустьевая часть русла

р. Конго опустилась и прослеживается на дне океана до глубины 2000 м на расстоянии 130 км от берега. Приведенные примеры показывают, что длительные в течение 100 000…1 000 000 лет опускания ведут к наступанию моря на сушу (трансгрессии) и как следствие накоплению морских фаций пород. Наоборот, длительные поднятия – к отступанию моря от суши – накопление на суше континентальных фаций. Такие движения сохранялись на отдельных участках земной коры на протяжении сотен миллионов лет, в результате сформировались платформы. Это позволило А.П. Карпинскому в начале ХХ в. назвать такие движения колебательными; в западной литературе использовался термин «эпейрогенические», т.е. движения, образующие чехол горизонтально лежащих пород или «платформообразующие». Горизонтальные (тангенциальные) движения – перемещения блоков земной коры и литосферыотносительно системы географических координат. Направления и величина этих движений устанавливаются при повторных триангуляциях, с помощью лазерных дальномеров и помощью регистрации радиосигналов от квазаров (интерферометрии со сверхдлинной базой). Они не уступают и даже пре- восходят скорости вертикальных движений; имеют направленный характер, в результате чего суммарная амплитуда за определенный интервал времени достигает значительных величин. Например, за последние 40 лет смещение Памира в сторону Тянь-Шаня происходило со скоростью 2 см/год. Особенно заметные горизонтальные и при этом вертикальные смещения обнаруживаются при крупных земле- трясениях и измеряются метрами.

Одним из видов горизонтальных глобальных (или крупномасштабных) движений являются движения литосферных плит, которые в соответствии с концепцией «тектоники плит» (или «новой глобальной тектоники») перемещаются по поверхности астеносферы в результате мантийной конвекции и других предполагаемых механизмов. Литосферные плиты имеют три типа границ: дивергентные, конвергентные и трансформные.

Дивергентныеграницысовпадают с рифтовыми зонами срединноокеанических хребтов и некоторых других структур, по которым происходит раз- движение плит (спрединг). Под термином «спрединг» понимается процесс горизонтального расхождения (раздвижения) крупных блоков литосферы в результате океанического рифтогенеза (рифтинга). Рифтогенезом называется процесс образования рифтов (рис. 36) в результате реализации растягивающих напряжений, возникающих под действием восходящих конвекционных потоков мантийного вещества и внедрения магматических тел.

Скорость современного спрединга составляет от 1,5 до 15…18 см/год. В результате формируется рифт– крупная линейная структура горизонтального растяжения земной коры и литосферы, выраженная в ее верхней части грабенообразной

впадиной и ограниченной системой разломов сбросового (реже сдвигового) вида. Различают следующие разновидности рифта:

– континентальный рифт, возникающий на континентах вследствие концентрации растяжения в узкой полосе, где начинаются деструкция континентальной коры, т.е. уменьшение мощности в ослабленной зоне вплоть до разрыва и раздвига коры (структуры оз. Байкал, Восточно-Африканская рифтовая структура, пере- ходящая в Красное море и др.);

– океанские рифты или рифтовые зоны срединно-океанических хребтов, в формировании которого большую роль играют раздвиги посредством магматического расклинивания – внедрения основной магмы. В осевой части рифта осадочный слой почти отсутствует или имеет мощность меньше 0,1 …0,2 км. Под ним залегает слой земной коры из базальтов, долеритов, габбро, серпентинизированных гипербазитов и других подобных пород мощностью 4 …4,5 км. Глубже рас- полагаются уже слои разуплотненной мантии.

Таким образом, рифтовые зоны срединно-океанических хребтов отличаются наименьшей (3…5 км) мощностью литосферы, повышенными значениями теплового потока – 3…5, в отдельных случаях до 10 мккал/см2х с, многочисленными мелкофокусными землетрясениями, которые свидетельствуют о непрерывно продолжающейся современной тектонической деятельности.

Конвергентныеграницысовпадают, в основном, с зонами глубоководных желобов и поднятиями островных дуг (гряд), а также с современными орогенными поясами: Тихоокеанским и Средиземноморским (Альпийско-Гималайским). Предполагается, что по этим границам происходит сближение литосферных плит, сопровождающееся такими процессами как субдукция, обдукция или коллизии.

Субдукция – процесс пододвигания океанической литосферной плиты под континентальную или под другую океаническую, который сопровождается погружением более тяжелой плиты в мантию. Предполагается, что поверхность подвига приблизительно совпадает с зоной концентрации глубокофокусных землетрясений (сейсмофокальная зона). Эта зона носит также название по имени ученых, которые первыми предположили ее существование, зонаВадати-Заварицкого-Беньофа. Подобные зоны выражены глубинными живущими разломами типа надвигов, вдоль которых по земной поверхности тянутся зоны глубоководных желобов и поднятия островных дуг (гряд).

Коллизиейназывается процесс столкновения двух континентальных литосферных плит с частичным погружением одной плиты под другую, деформацией ли- тосферы, ее утолщением и «скучиванием». Эти процессы являются наиболее характерными для современного Средиземноморского орогенного пояса. Они выражаются также в подвижках по зонам глубинных разломов или в образовании новых разломов, проявляющихся зачастую в виде землетрясений, а также в вулканических извержениях.

Таким образом, наиболее ярко и энергично горизонтальные движения проявляются на границах литосферных плит. В результате происходят землетрясения и извержения вулканов, возникают разломы разных видов и типов, которые имеют и вертикальную составляющую движений. В целом, горизонтальные и вертикальные движения взаимосвязаны: глобальные крупномасштабные горизонтальные движения ведут к усилению вертикальных региональных и местных движений. При этом скорость и амплитуда вертикальных движений снижаются в направлении удаления от границ литосферных плит.

Дата добавления: 2017-01-28; просмотров: 3505;