Глава XIII. ГЛУБИННЫЕ РАЗЛОМЫ

Термин «глубинные разломы» был предложен А.В. Пейве в 1945 году для региональных разрывных структур земной коры, обладающих большой протяженностью, значительной глубиной заложения и длительностью развития. Глубинные разломы изучали многие ученые: Хоббс (США, 1911 г. – «горные хребты», «впадины», «тектонические структуры», Карпинский (конец 19 века), Нехорошев, Кузнецов, Попов. Однако лишь после работы А.В. Пейве учение о глубинных разломах получило четко выраженное направление и начало быстро и плодотворно развиваться.

Глубинные разломы обладают планетарной протяженностью, значительной глубиной заложения и длительностью развития. Протяженность глубинных разломов исчисляется сотнями и тысячами километров. Разлом, проходящий вдоль Срединного Урала, вытянут в меридиональном направлении более чем на 2000 км, а разломы на дне океанов еще больше. Глубинность разломов подтверждена геофизическими исследованиями (многие глубинные разломы сдвигают поверхности мезозоя и кайнозоя). Длительность развития подтверждается на многих примерах; они были активны в докембрии, кембрии, затем активизировались в палеозое, мезозое и кайнозое. Таким образом, время существования некоторых разломов охватывает огромный период (до 600-700 млн лет).

Глубинные разломы часто образуют пояса (зоны) шириной от нескольких до десятков километров. Например, глубинный разлом в средней части Урала шириной до 60 км; Сихотэ-Алиньский глубинный разлом шириной 20-30 км; у подножья Курильской островной дуги располагается глубинный разлом шириной 100-150 км.

К глубинным разломам приурочены различные формы магматизма.

Большое значение при выявлении глубинных разломов имеют геофизические признаки. По динамическим и кинематическим признакам выделяют глубинные сбросы, взбросы и сдвиги.

Глубинные сбросы возникают при концентрации растягивающих напряжений и потере гравитационной устойчивости в земной коре, приводящей к погружению отдельных блоков.

Глубинные взбросыотражают сжатие земной коры и развиваются вдоль границ мегаблоков с различным типом развития. Здесь образуются линейные складки, интенсивный кливаж и сланцеватость.

Глубинные сдвиги – наиболее распространенный тип глубинных разломов. Они оказывают сильное влияние на развитие складчатых структур.

Связь многих видов МПИ с глубинными разломами обусловлена их высокой проницаемостью, появлением участков с пониженным давлением, которые могут устремляться магма и продукты её дифференциации. Особенно широко в зонах разлома развиты процессы метасоматоза и гидротермальной деятельности, приводящие к образованию рудных месторождений: Sn, W, Mo, Cu, Hg, Ag и др.

Г. р. служат зонами повышенной проницаемости земной коры и верхней мантии, благодаря чему в их пределах возникают магматические очаги (первичные в мантии, астеносфере, вторичные в коре) и концентрируется магматическая деятельность. К Г. р. приурочены вулканические пояса, пояса внедрений ультраосновной магмы (альпинотипных гипербазитов), плутоны гранитоидов и рудные поля. С Г. р. часто связаны границы континентов, морей и океанов, горных стран и др. Состав, фации и мощности осадков по разные стороны Г. р. различны.

Выявление и изучение Г. р. ведутся главным образом геофизическими методами, особенно с помощью глубинного сейсмозондирования (ГСЗ).

С поверхностями Г. р. связаны очаги землетрясений, изучение распределения которых даёт информацию о глубине проникновения и наклоне поверхности разлома, в том числе уже за пределами досягаемости ГСЗ. По данным сейсмологии, Г. р. разделяются на три группы: затухающие в самых верхах мантии (выше астеносферы), достигающие глубин 100—300 км (ниже астеносферы), достигающие глубин 400—700 км (средней мантии). Наиболее широко распространены Г. р. первой группы (нормальные). Г. р. второй и третьей групп приурочены только к геосинклинальным подвижным поясам, причём Г. р. третьей группы (сверхглубинные) — исключительно к периферии Тихоокеанского пояса.

По характеру преобладающих перемещений Г. р. подразделяются (А. В. Пейве, В. Е. Хаин, А. И. Суворов) на четыре класса: 1) глубинные сбросы, 2) глубинные раздвиги, 3) глубинные сдвиги, 4) глубинные надвиги. Г. р. типа сбросов многочисленны и в геосинклиналях (на стадии их погружения), и на платформах, и по периферии молодых океанов — Атлантического, Индийского. Раздвиги образуют структуры типа рифтов — Байкальского, Рейнского, Восточно-Африканских, рифтов срединно-океанических хребтов; они формируются в условиях растяжения и сопровождаются излияниями базальтов (в океанах — также внедрением гипербазитов). Глубинные сдвиги наблюдаются в различных геоструктурных областях, как в океанах, так и на континентах, но развиваются преимущественно в определённые геологические эпохи (в геосинклиналях в эпохи орогенеза). По отношению к простиранию подвижных поясов они бывают продольными, поперечными или диагональными. Глубинные надвиги развиты во внутренних зонах геосинклинальных поясов и по их периферии (кольцо разломов вокруг Тихого ок.). Их активность приурочена к орогеническим эпохам.

В распределении Г. р. по земной поверхности наблюдается определённая закономерность: преобладают две системы разломов взаимно перпендикулярного направления — ортогональная, параллельная меридианам и параллелям, и диагональная по отношению к ним (С.-З. — Ю.-В. и Ю.-З. — С. -В.). Некоторые исследователи выделяют ещё одну (С. — С.-З. — Ю. — Ю.-В., Ю. — Ю.-З. — С. — С.-В.) или две (ещё З. — С.-З. — В. — Ю.-В., З. — Ю.-З. — В. — С.-В.) дополнительные системы. Происхождение этой регматической (по Зондеру) планетарной сетки разломов обычно связывают с напряжениями, возникающими при изменениях скорости вращения Земли и вызывающими перестройку её фигуры (увеличение или уменьшение полярного сжатия).

Астеносфера (от греч. asthenes — слабый и сфера), слой пониженной твёрдости, прочности и вязкости в верхней мантии Земли. Отождествляется с Гутенберга слоем. Расположен на глубинах около 100 км под континентами и около 50 км под дном океана; нижняя граница его находится на глубинах 250—350 км. Не исключена прерывистость слоя. Сейсмическими исследованиями установлено, что в пределах А. скорость распространения поперечных и, возможно, продольных сейсмических волн несколько ниже, чем в покрывающих и подстилающих слоях верхней мантии. Вязкость вещества А. 10 ¹⁹ - 10²³пз, ниже и выше границ А. она не менее 10²³ пз. Предполагается, что в пределах А., в связи с низким пределом текучести, происходит медленное перетекание масс в горизонтальном направлении под влиянием неравномерной нагрузки со стороны земной коры.

Наличие А. объясняется высоким геотермическим градиентом, высокой температурой вещества А., близкой к температуре плавления, и процессами релаксации. В пределах А. лежат обычно очаги питания вулканов и осуществляется перемещение подкоровых масс, сопровождающих основные тектонические процессы. Термин «А.» введён в 1914 американским геологом Дж. Барреллом.

ГЛУБИННЫЕ РАЗЛОМЫ— зоны подвижного сочленения крупных блоков земной коры и подстилающей части верхней мантии, обладающие протяженностью до многих сотен и тысяч км при ширине, достигающей иногда нескольких десятков км. Продолжительность развития и существования Г. р. очень значительна и измеряется периодами и эрами. Г. р. служат граничными структурами между отдельными элементами земной коры и через них осуществляется связь верхней мантии и глубоких частей коры с поверхностью. На больших глубинах Г. р. представляют собой зоны повышенной текучести вещества. Внутреннее строение зон Г. р. очень сложное, для них характерно развитие узких блоков — пластин и клиньев, разделенных разрывами и обладающих высокой дифференциальной подвижностью, приводящей к образованию весьма разнохарактерных стратиграфических разрезов над отдельными пластинами. Высокая подвижность блоков приводит к возникновению в них сравнительно мелких, но сильно сжатых складок, а также интенсивной сланцеватости и кливажа. В зонах Г. р. возникают приразломные прогибы и узкие поднятия, питающие прогибы грубообломочным материалом, слагающим горизонты брекчии и крупные глыбовые включения — экзотические блоки, клиппы. Нередко на поднятых блоках возникают рифовые постройки. На поверхности зоны Г. р. проявляются сгущением субпараллельных разрывных нарушений, образующих сложные системы — пояса глубинных разломов. Иногда в зонах Г. р. происходят надвиги и возникают покровная и чешуйчатая структуры. В развитии Г. р. особо важную роль играет магматизм. Наиболее характерны пояса основных и ультраосновных п. и развитых по ним серпентинитов. К Г. р. часто приурочиваются интрузии гранитоидов и вулк. излияния. Нередко Г. р. оказываются зонами повышенного метаморфизма и гидротермального изменения п. Геофиз. признаки Г. р. выражаются сгущением изоаномал силы тяжести с образованием гравитационных ступеней, а также скачкообразным изменением глубины залегания поверхности кристаллического фундамента, границ поверхностей Конрада и Мохоровичича. Смещение этих поверхностей около Г. р. позволяет определять глубины заложения последних. Не менее важны линейные положительные аномалии, указывающие на присутствие основных или ультраосновных п. на глубине, а также очаги глубоких землетрясений, подчеркивающие совр. активность Г. р. Образование в зонах Г. р. обрывистых уступов, резких перегибов склонов и грабенообразных опусканий, а также крупных рифтовых зон составляет их геоморфологические признаки. Нередко вдоль зон Г. р. наблюдаются выходы источников подземных вод. К зонам Г. р. тяготеют эндогенные м-ния полезных ископаемых, а также экзогенные м-ния, приуроченные к осад. форм. приразломных прогибов (напр., угли, соли и др.). Г. р. фундамента платформ способствуют созданию благоприятных для локализации нефти и газа структур в осад. чехле. Основателем учения о Г. р. следует считать Хоббса, выдвинувшего в 1911 г. идею о существовании линеаментов — прямолинейных структурных поясов, определяющих очертания континентов, складчатых систем и зон нарушений. Впоследствии учение о Г. р. за рубежом развивалось Клоосом, Зондером, Штилле, а в СССР — Кузнецовым, Заварицким, Шатским, Пейве, Хаиным, Суворовым и др. Термин Г. п. был предложен в 1945 г. Пейве. Проблема Г. р. вызвала большой интерес среди советских геологов. Разработаны разл. классификации Г. р. (Пейве, 1956; Суворов, 1962; Хаин, 1964). По Хаину (1964), Г. р. целесообразно подразделять по разным признакам, таким, как: а) глубина проникновения (Г. р. сверхглубинные, глубинные и коровые); б) разграничение крупных глубинных структур земной коры (Г. р. океанические, периокеанические, перикратонные, внутригеосинклинальные, межглыбовые). Особую гр. составляют Г. р., пересекающие как платформы, так и геосинклинальные обл. и переходящие с континента в океан (Г. р. сквозные и сверхсквозные) и образующие, возможно, единую для всей Земли сетку (Г. р. ортогональные и диагональные); в) характер перемещения по Г. р. (глубинные сбросы, глубинные надвиги, глубинные сдвиги). Терминами, близкими к Г. р., являются “линеамент”, “структурный плаз”, “глубинный шов” и “зона глубинного разлома”, хорошо подчеркивающие значительную ширину и объемность Г. р.

Согласно представлениям тектоники новой глобальной, крупнейшими зонами глубинных разломов следует считать системы разрывных нарушений на границах движущихся плит литосферных: 1) рифтовые зоны срединно-океанских хребтов — зоны формирования и растекания океанской коры; 2) зоны всасывания (зоны Беньоффа), формирующиеся в р-нах, где литосферные плиты сталкиваются и где вещество литосферы частично втягивается в глубь мантии; 3)сдвиги трансформные и разломы, по которым происходят взаимные сдвиговые смещения литосферных плит или их участков. Е. Д. Карпова, Д. П. Резвой, С. С. Шулъц (мл.).

ЛИНЕАМЕНТ[lineamentum — линия, черта] - линейные или дугообразные структурные элементы планетарного значения, связанные в начальном этапе, а иногда и в течение всей истории с глубинными разломами. Термин Л. предложен Хоббсом в 1904г. Л. прослеживаются на континенте (б. ч. как пограничные зоны вдоль подвижных поясов и краев платформ), в переходной зоне между материком и океаном (напр., вулк. островные дуги) в океане (напр., широтные разломы в с.-з. части Тихого океана, рифтовые зоны Срединного Атлантического хр. и др.), а также в рельефе (напр., горные пояса вдоль зап. края С. и Ю. Америки). Дикси (19591 проследил Л. от п-ова Малая Азия на юг вдоль В. Африки на 5000 км; Бубнов (1960)— от грабена Осло до Средиземного моря на 1500 км. Становой Л. в В. Сибири прослежен на 1800 км. По Ситтеру (1960) и Кропоткину (1961), Л. связаны с расколами, возникающими в условиях более или менее однотипных напряжений, которые охватывают огромные участки земной оболочки.