Тектонические движения земной коры: что это?
Тектонические движения, механические движения земной коры, вызываемые силами, которые действуют в земной коре и главным образом в мантии Земли, приводящие к деформации слагающих кору пород.
Тектонические движения связаны, как правило, с изменением химического состава, фазового состояния (минерального состава) и внутренней структуры подвергающихся деформации горных пород.
Тектонические движения охватывают одновременно очень большие площади. Геодезические измерения показывают, что практически вся поверхность Земли находится непрерывно в движении, однако скорость.
Тектонические движения невелика, изменяясь от сотых долей до первых десятков мм/год, и только накопления этих движений в ходе очень продолжительного (десятки — сотни млн. лет) геологического времени приводят к крупным суммарным перемещениям отдельных участков земной коры.
Тектонические движения земной коры: классификация
Американский геолог Г. Джильберт предложил (1890), а немецкий геолог Х. Штилле развил (1919) классификацию.
- 1. Современные, которые зафиксированы в памяти человека и их можно измерить инструментально путем проведения повторного нивелирования.
- 2. Неотектонические движения – это движения за неоген-четвертичное время (25 млн. лет). Принципиально они ничем не отличаются от современных движений. Неотектонические движения зафиксированы в современном рельефе и главный метод их изучения – геоморфологический.
- 3. Древние медленные вертикальные движения зафиксированы в разрезах осадочных пород. Причем мощность накопившихся осадков рассматривается как мера тектонического опускания за время накопления осадка, а сама слоистость и их ритмичность – показатели колебательных движений.
Тектонические движения с разделением их на эпейрогенические, выражающиеся в длительных поднятиях и опусканиях крупных участков земной поверхности, и орогенические, проявляющиеся эпизодически (орогенические фазы) в определённых зонах образованием складок и разрывов и ведущие к формированию горных сооружений (см. Орогенез).
Эта классификация применяется до сих пор, но её основной недостаток — объединение в единое понятие орогенеза двух принципиально различных процессов — складко- и разрывообразования, с одной стороны, и горообразования — с другой. Поэтому были предложены др. классификации.
Одна из них (советские геологи А. П. Карпинский, М. М. Тетяев и др.) предусматривала выделение колебательных складко- и разрывообразующих Тектонические движения, другая (немецкий геолог Э. Харман и голландский учёный Р. В. ван Беммелен) — ундационных (волновых) и ундуляционных (складчатых)
Стало ясным, что Тектонические движения весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. По др. принципу Тектонические движения были разделены ещё М. В. Ломоносовым на медленные (вековые) и быстрые.
Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость медленных движений. Смещения земной поверхности во время землетрясений составляют несколько м, иногда более 10 м. Однако такие смещения проявляются эпизодически и в сумме дают эффект, не намного превышающий эффект медленных движений.
Существенное значение имеет подразделение Тектонические движения на вертикальные (радиальные) и горизонтальные (тангенциальные), хотя оно и носит в большей мере условный характер, ибо эти движения взаимосвязаны и переходят одни в другие (см. Горизонтальные движения земной коры).
Поэтому правильнее говорить о Тектонические движения с преобладающей вертикальной или горизонтальной компонентой. Преобладающие вертикальные движения обусловливают поднятия и опускания земной поверхности, в том числе образование горных сооружений. Они являются основной причиной накопления мощных толщ осадочных пород в океанах и морях, а отчасти и на суше.
Горизонтальные движения наиболее ярко проявляются в образовании крупных сдвигов отдельных блоков земной коры относительно других с амплитудой в сотни и даже тысячи км, в их надвигах с амплитудой в первые сотни км, а также (спорно) в образовании океанических впадин шириной в тысячи км в результате раздвига глыб континентальной коры (см. Мобилизм).
Колебательные Тектонические движения. вероятно, служат причиной трансгрессий и регрессий моря, образования морских и речных террас. По времени проявления выделяют новейшие Тектонические движения. которые непосредственно отражаются в современном рельефе Земли и поэтому распознаются не только геологическими, но и геоморфологическими методами, и современныеТектонические движения, которые изучаются также и геодезическими методами (повторные нивелировки и пр.). Они составляют предмет исследования неотектоники.
Тектонические движения отдалённого геологического прошлого устанавливаются по распространению трансгрессий и регрессий океана, по суммарной толщине (мощности) накопившихся осадочных отложений, по распределению их фаций и источников обломочного материала, снесённого в депрессии.
Таким способом выясняется вертикальная компонента перемещения верхних слоев земной коры или поверхности консолидированного фундамента, расположенного под осадочным чехлом.
В качестве репера используется уровень Мирового океана, который считают почти постоянным, с возможными отклонениями до 50—100 м при таянии или образовании ледников, а также более значительными отклонениями — до нескольких сот м в результате изменения ёмкости океанических впадин при их разрастании и образовании срединно-океанических хребтов.
Крупные горизонтальные перемещения, которые признаются не всеми учёными, устанавливаются как по геологическим данным, путём графического выпрямления складок и восстановления надвинутых толщ горных пород в первоначальном положении, так и на основании изучения остаточной намагниченности горных пород (см. Палеомагнетизм) и изменений палеоклимата (см.Палеоклиматология).
Считается, что при достаточном количестве палеомагнитных и геологических данных можно восстанавливать былое расположение материковых глыб и определять скорость и направление перемещений, происходивших в последующее время, например с конца палеозойской эры.
Скорость горизонтальных перемещений определяется сторонниками мобилизма по ширине новообразованных океанов (Атлантического, Индийского), по палеомагнитным данным, указывающим на изменения широты и ориентировки по отношению к меридианам, и по ширине образующихся при разрастании океанического дна полос магнитных аномалий различного знака, которые сопоставляются с длительностью эпох различной полярности магнитного поля Земли.
Эти оценки, как и скорость современных горизонтальных движений, измеренная геодезическими методами в рифтах (Восточная Африка), складчатых областях (Япония, Таджикистан) и на сдвигах (Калифорния), составляют 0,1—5 см/год. На протяжении миллионов лет скорость горизонтальных движений изменяется незначительно, направление остаётся почти постоянным.
Эпейрогенические движения земной коры: что это?
Эпейрогенические движения — медленные в геологическом смысле вертикальные перемещения обширных участков земной коры в течение длительного времени
Эпейрогеническая кривая- кривая, отражающая амплитуду и направленность вертикальных тектонических движений.
Характеристика:
- 1)Всегда связаны с вертикальными перемещениями
- 2)Протекают медленно, но зато постоянно
- 3) Проявляются повсеместно
- 4)И поднимается и опускается (обратимы)-колебательные
В зависимости от направления тектонические движения подразделяют на горизонтальные (тангенциальные) и вертикальные (радиальные).
При анализе вертикальных движений различают восходящие (положительные) и нисходящие (отрицательные) движения. Следует отметить, что горизонтальные и вертикальные движения тесно связаны и могут быть взаимнообусловленными.
Например, горизонтальное перемещение жестких глыб на большой глубине может привести к вертикальным перемещениям земной поверхности, и наоборот, вертикальные движения нередко приводят к надвиганию одного блока на другой
Современные вертикальные тектонические движения можно оценить, анализируя повторные весьма точные нивелировки местности, горизонтальные движения — при анализе повторных триангуляции местности, когда выявляются изменения во взаиморасположении опорных пунктов триангуляционной сети.
Новейшие движения, т. е. движения, происходившие в неоген-четвертичный этап геологической истории, обычно изучают с помощью геоморфологических методов, анализируя рельеф поверхности Земли, морфологию речных долин, расположение морских террас, мощность четвертичных отложений.
1)Анализ стратиграфического разреза позволяет проследить тектонические движения небольшого участка земной коры в течение длительного времени.
Исходным материалом для анализа движений является стратиграфический разрез (‘колонка), который необходимо исследовать с позиций изменения обстановки накопления пород в их стратиграфической последовательности. Результаты изучения разреза изображают в виде графика — палеогеографической кривой.
Изменение глубины бассейна может быть обусловлено и изменениями климатической обстановки.
Например, при резкой аридизации климата уменьшается вынос обломочного материала с суши и происходит относительное углубление дна бассейна. Наоборот, интенсивный вынос обломочного материала может привести к резкому обмелению и даже осушению водоема. В связи с этим важным элементом анализа стратиграфического разреза является составление графика скорости осадконакопления.
2)Фациально-палеогеографический.
Анализ литолого-палеогеографических карт позволяет судить о направленности движений и распределения прогибов и поднятий на площади.
Обычно области аккумуляции отложений соответствует отрицательная структура, области денудации —положительная. В связи с дифференцированностью тектонических движений на фоне крупной отрицательной структуры могут выделяться участки относительных поднятий с морскими мелководными отложениями среди более глубоководных.
Такой участок представляет собой подводное поднятие — отмель и может соответствовать растущей антиклинальной структуре. Участок распространения относительно глубоководных отложений среди мелководных должен отвечать впадине на дне бассейна и т. д.
Если литологический состав слоя и его мощность от крыльев к осевой части складки испытывают закономерные изменения, складка была выражена в рельефе дна бассейна осадконакопления. и росла в процессе накопления слоя. Такая складка называется конседиментационной — формирующейся одновременно с осадконакоплением.
3) Анализ мощностей.
При его применении необходимо учитывать, что неровности рельефа, возникающие в результате неравномерного погружения отдельных участков площади осадконакопления, сглаживаются накапливающимися осадками.
На участках ускоренного прогибания накапливаются осадки большей мощности, на участках замедленного прогибания — меньшей мощности, в областях воздымания — мощности равны нулю.
Данные о мощностях одновозрастных отложений наносят на карты; точки равных мощностей соединяют линиями — изопахитами.
По картам с изопахитами можно судить о распределении участков относительных прогибов и поднятий. Однако анализ мощностей необходимо совмещать с анализом фациальной обстановки накопления осадков, так как он применим только для определенных условий осадконакопления, когда скорость прогибания ложа компенсируется скоростью накопления на нем осадков.
В этом случае состав отложений по вертикали сохраняется постоянным для всего анализируемого стратиграфического подразделения.
4) Анализ перерывов и несогласий.
5)Формационный анализ.
Различают осадочные (включая вулканогенно-осадочные), магматические (интрузивные и эффузивные) и метаморфические формации. При изучении формаций выделяют главные и второстепенные члены ассоциации.
Главные члены ассоциации характеризуют определенный формационный тип — устойчивую ассоциацию, повторяющуюся в пространстве и во времени. По названию главных членов ассоциации дается название всей ассоциации.
Набор второстепенных членов подвержен существенным изменениям.
В зависимости от вещественного состава формации делятся на группы. Например, среди осадочных формаций можно выделить группы глинисто-сланцевых, известняковых, сульфатно-галогенных, кремнистых, мелкообломочных кварцевых, мелкообломочных полимиктовых, мелкообломочных граувакковых формаций и др.; среди вулканогенных— группы базальто-диабазовых (трапповых), липарито-дацитовых, андезитовых формаций и др.
В зависимости от строения резко противопоставляются тонкоритмичные и неритмичные группы формаций.
Главными факторами, определяющими формирование устойчивых ассоциаций осадочных горных пород, являются тектоническая обстановка и климат, магматических и метаморфических пород — тектонический режим и термодинамическая обстановка.
В зависимости от тектонической обстановки выделяются три класса формаций: платформенный, геосинклинальный, орогенный.
Большинство осадочных формаций могут служить надежными индикаторами тектонического режима. Например, формации мергельно-меловые, каолиновых глин, кварцевых песчаников, глинисто-опоковая свидетельствуют о платформенном режиме осадконакопления, а группа флишевых формаций, кремнисто-карбонатные, кремнисто-сланцевые, яшмовые формации являются индикаторами геосинклинального режима.
Широкое развитие грубообломочных формаций свидетельствует об орогенном режиме. Еще более определенное заключение о типах режимов можно сделать на основе анализа магматических формаций, если иметь в виду, что ряд пород: основные — средние — кислые — щелочные соответствует последовательности развития магматических извержений при смене геосинклинального режима орогенным и далее платформенным.
Повторяемость типичных формаций в пространственно разобщенных структурах позволяет наметить общую этапность в истории тектонического развития структур, сравнивать наборы формаций близких по типу структур разного возраста и т. д.
Основные формы тектонических движений земной коры
Существует несколько классификаций тектонических движений.
Согласно одной из них эти движения можно подразделить на два типа: вертикальные и горизонтальные. В первом типе движений напряжения передаются в направлении, близком к радиусу Земли, во втором — по касательной к поверхности оболочек земной коры. Очень часто эти движения бывают взаимосвязаны или один тип движений порождает другой.
В разные периоды развития Земли направленность вертикальных движений может быть различной, но результирующая их составляющих направлена либо вниз, либо вверх.
Движения, направленные вниз и ведущие к опусканию земной коры, именуются нисходящими, или отрицательными; движения, направленные вверх и ведущие к подъему, — восходящими, или положительными. Опускание земной коры влечет за собой перемещение береговой линии в сторону суши —трансгрессию, или наступление моря. При поднятии, когда море отступает, говорят о его регрессии.
Исходя из места проявления тектонические движения подразделяют на поверхностные, коровые и глубинные.
Существует также деление тектонических движений на колебательные и дислокационные.
назад. Выявляются по геодезическим данным (повторные нивелировки, триангуляции, трилатерации), гидрографическим (уровнемерным) и геолого-геоморфологическим наблюдениям, путём сравнения старых и новых карт, аэроснимков разных лет, по историческим и археологическим материалам. Развиваются методы астрономической космической геодезии, геофизические (сейсмологические, наклономерные и др.).
Некоторые исследователи к Современные тектонические движения относят движения, протекавшие в течение исторического времени. Различают современного движения разного диапазона частот (от сейсмических волн до вековых движений), вертикальные и горизонтальные Современные тектонические движения Они возникают в результате эндогенных причин, лунно-солнечных приливов в «твёрдой» Земле, периодических и непериодических процессов в атмо- и гидросфере, а также вследствие деятельности человека.
Скорости вертикальной составляющей Современные тектонические движения в пределах равнинно-платформенных областей измеряются обычно 0,1-4 мм/год, но в центрах плейстоценового покровного оледенения (Фенноскандия, северная часть Северной Америки, остров Шпицберген) и на периферии современного оледенения (Гренландия) достигают 5-20 мм/год.
В областях активного горообразования (Кордильеры, Кавказ, Карпаты, Тянь-Шань) Современные тектонические движения резко дифференцированы в соответствии с геологическими структурами; скорости здесь достигают 5-15 мм/год (для вертикальных составляющих) и 10-30 мм/год (для горизонтальных).
В сейсмических и вулканических областях скорости Современные тектонические движения в периоды активизации возрастают на несколько порядков.
Исследование Современные тектонические движения необходимо при крупном промышленном и гражданском строительстве (города, порты, ГЭС, водохранилища), эксплуатации месторождений угля, нефти, газа, подземных вод; данные используются при разработке методов прогноза землетрясений, вулканических извержений и др.
Изучение Современные тектонические движения ведётся во многих странах (СССР, Япония, Канада, США, Финляндия), опубликована карта вертикальных Современные тектонические движения Восточной Европы.
В масштабах всей планеты сотрудничество проводится Международной комиссией по изучению Современные тектонические движения.
