Под колебательными тектоническими движениями понимаются медленные вековые поднятия и опускания земной коры. Часто эти движения называют эпейрогеническими (от греч. «эпейрогенез» — рождение материков). По своей направленности колебательные движения относятся к существенно вертикальным, а по масштабам проявления — к общекоровым, или глубинным.
Приведем главнейшие особенности колебательных движе ний земной коры.
1. Их универсальность в пространстве и во времени. Проявляясь во всех частях земного шара, колебательные движения могут различаться по площади распространения и длительности развития. Движения, различные по масштабу проявления во времени и пространстве, обычно накладываются друг на друга, что, в целом, создает сложную картину колебательных движений земной коры.
2. Обратимость — выражается в том, что для каждого участка земной коры времена поднятий могут сменяться временами опусканий, причем смена знака колебательных движений может повторяться многократно.
3. Колебательные движения в большинстве случаев не приводят к существенным изменениям первоначального залегания горных пород и потому не влияют на прочность и долговечность инженерных сооружений.
По времени своего проявления колебательные движения земной коры подразделяются на современные, новейшие и движения прошлых геологических эпох, или древние тектонические движения.
Непосредственно колебательные движения наблюдать нельзя, так как амплитуда их очень мала (не более нескольких миллиметров в год). Результаты движения можно обнаружить только спустя некоторое время. Поэтому для изучения каждого вида движений используют различные методы.
Современные движения. К ним относятся движения, проявившиеся в исторический период, т.е. на памяти человечества, и продолжающиеся до настоящего времени. Отличительной чертой современных колебательных движений является их дифференцированный характер, выражающийся в том, что одновременно одни участки земной коры испытывают погружения (опускания), а другие — поднятия.
Современные колебательные движения изучаются преимущественно с помощью исторических и геодезических (инструментальных) методов.
Исторический метод предусматривает наблюдения за положением различных инженерных сооружений по отношению к уровню морей и озер, а также изучение археологических и графических документов, указывающих на изменение во времени той или иной береговой линии и пр. Часто он дополняется водомерными наблюдениями, т.е. инструментальными определениями за положением уровня моря по отношению к постоянным реперам (футштокам), что позволяет количественно оценивать имеющие место поднятия или опускания.
О погружении или опускании отдельных участков земной коры свидетельствуют затопленные города и речные долины. Несколько столетий назад под водой оказались города южной Франции — Сорбонна, Эг Морт и др. На дне Атлантического океана четко прослеживается продолжение долины р. Конго.
О затоплении водой суши свидетельствуют также деревья и целые леса, обнаруживаемые на дне озер и морей. Так, вблизи берега Ланкашира в Атлантическом океане (Ирландское море) имеется подводный лес, опускание которого началось 3000 лет назад (по Радому).
Неравномерное, но строго закономерное опускание отдельных участков в связи с колебательными движениями было выявлено на о-ве Хонсю в Японии. Оказалось, что с 1896 г. по 1928 г. происходило общее опускание острова, причем наиболее сильно (до 70 мм) опустились пункты в краевых частях острова, тогда как центральные части опустились всего на несколько миллиметров. На рис.12 поверхность острова в 1896 г. условно изображена прямой линией, а нижняя кривая показывает изменение поверхности в 1928 г. по отношению к прямой 1896 г. В данном случае вся площадь в течение 34 лет испытывала опускания, хотя и очень неравномерные. Однако, могут происходить изменения и в направлении движения. Это было выявлено при ряде повторных нивелирок на одном из островов Японии.
1896 г.
1928 г.
Рис. 12 Результаты повторного нивелирования через о. Хонсю в Японии (по Цубои)
При колебательных движениях поверхность Земли поднимается или опускается неравномерно, создаются плоские котловины или плоские возвышенности, поэтому отдельные точки изгибающейся поверхности изменяют свое положение не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении.
Геодезические методы — наиболее точные методы выявления современных колебательных движений земной коры. Так, в 1906 г. было проведено точное нивелирование вдоль Забайкальской железной дороги. Спустя 22 года нивелирование было повторено и оказалось, что на отдельных участках данные разошлись на величину от 18 до 38 см. При этом в юго-западной части Байкала, к западу от линии селений Хвойная — Кедровая все пункты оказались приподнятыми, а, наоборот, к востоку от этой линии — опущенными.
Новейшие движения — это движения, проявившиеся в неогеновое и четвертичное время. Их изучает неотектоника.
С новейшими тектоническими движениями связано формирование основных особенностей современного рельефа земной поверхности и новейших структурных форм (поднятий и прогибов), а также развитие процессов денудации и аккумуляции. При этом, чем интенсивнее эти движения, тем больше отражение находят они в рельефе.
Во всех этих случаях возникает вопрос, в связи с чем произошло разобщение ареала. Решение этого вопроса часто позволяет выявить характер колебательных движений. Установлено, что в Балтийском и Белом морях много общих видов рыб и других морских животных, отсутствующих в то же время в северной части Атлантического океана. Это можно объяснить только наличием в среднечетвертичное время пролива между Балтийским и Белым морями, который и был установлен путем реконструкции очертаний так называемого Иольдиевого моря. Таким образом, в это время целая полоса, окружающая Балтийский щит с юга и востока, испытала опускание и была залита водой (рис. 13).
Рис.13 Схема расположения морских приливов в зонах опускания по краям Балтийского щита в позднеледниковое время: / — море; 2 — суша
Исчезновение Иольдиевого моря было связано с наличием положительных колебательных движений на участке между Финским заливом и Онежской губой.
Орогидрографические и геоморфологические методы. Эти методы выявления колебаний земной коры являются наиболее распространенными. Они применимы для изучения колебательных движений как суши, так и океанического дна. Колебательные движения не могут совершаться, не производя каких-либо изменений в поверхности земной коры. В случае длительных опусканий образуются глубокие впадины, чаще всего заполненные водой (Охотское и другие моря) или осадками (Ферганская впадина), обширные низменности (Прикаспийская) с многочисленными болотами и озерами. В случае поднятия создаются возвышенности, плоскогорья, иногда холмистый и горный ландшафт.
Отчетливо выявляется характер колебательных движений при изучении продольного профиля рек, речных террас, меандров, речных перехватов и строения устьевых частей рек.
Дельты возникают, как правило, в устьях тех рек, которые находятся на поднимающихся берегах. Скорость нарастания дельты отражает интенсивность поднятия (конечно, при достаточном количестве переносимого аллювия). Развитие дельты, ее нарастание хорошо видно на примере р. Волги (рис. 14).
Геологические методы включают в себя анализ распределения фаций и мощностей новейших осадочных пород, а также изучение складчатых и разрывных нарушений, затрагивающих неогеновые и четвертичные отложения.
Рис.14 Схема нарастания дельты р. Волги (по O.K. Леонтьеву)
Колебательные движения прошлых геологических эпох. Для изучения колебательных движений прошлых периодов применяют геологические методы. Последние с успехом используются для выявления колебательных движений на дне бывших морей и на континентах. Они основаны на наблюдениях над осадками, на изучении мощностей и фаций отложений прошлых веков, а также на анализе контактов между отдельными свитами Установлено, что наступание моря на сушу, т.е. трансгрессия моря, например на берегах Нидерландов, происходит в связи с отрицательными колебательными движениями в области суши.
Следовательно, если в каком-либо месте обнаруживается смена в вертикальном разрезе снизу вверх континентальных осадков морскими, можно говорить о происходившей в это время трансгрессии моря, т.е. об опусканиях материка.
Смена в вертикальном разрезе прибрежных конгломератов песками, а затем глинами, т.е. так называемая трансгрессивная серия пород, помогает установить продолжающиеся опускания в данном пункте (рис.15, а). Наоборот, смена морских осадков лагунными, а затем континентальными свидетельствует о происходивших поднятиях. Смена глин песками, а затем конгломератами характерна для отступающего моря и называется регрессивной серией пород
(см. рис. 15, б).
Рис. 15 Схемы трансгрессии моря на опускающуюся сушу (а) и регрессии
моря в связи с поднятием суши (б):
1 — конгломераты; 2 — пески, песчаники; 3 — глины; 4 — подстилающие породы
В середине позднего девона море покрывало почти всю Русскую равнину, в том числе и Подмосковье. На дне этого моря накапливались органогенные известняки с морской фауной. В конце девона дно моря в районе Подмосковья начинает подниматься — море мелеет, образуются лагуны, в которых при усиленном испарении происходят засоление воды и выпадение на дно доломита и гипса. В начале каменноугольного периода море вновь покрывает Подмосковье, но ненадолго — в начале визейского века море покидает эту территорию; образуется низкая суша с широкими реками, озерами и болотами, в которых идет накопление глин, песков и углей. Таким образом, в течение девона и в начале каменноугольного периода здесь накапливалась регрессивная серия отложений, по которой легко устанавливаются колебательные движения положительного знака, охватывающие Подмосковье в это время.
Метод анализа мощностей осадочных пород позволяет уточнять данные, полученные в результате фациального анализа, и дает возможность судить об относительной величине колебательных движений. Этот метод основан на представлении что прогибание земной коры приводит к образованию впадины, заполняющейся осадками. Чем сильнее прогибание, тем больше впадина может вместить осадков. Следовательно, по мощности осадков можно судить о величине прогибания, а если удалось достаточно точно определить время заполнения впадины осадками, то можно говорить и об интенсивности (скорости) колебательных движений.
Изучая реальные геологические разрезы тех или иных регионов, выявляя в них трансгрессивные серии осадков, геологи восстанавливают историю развития колебательных движений земной коры на данной территории, на чем собственно и основан метод анализа фаций. Анализ изменения мощностей одновозрастных пород позволяет судить о размахе колебательных движений.
Метод стратиграфических перерывов предусматривает анализ геологических разрезов с точки зрения их стратиграфической последовательности. Такой анализ позволяет обнаруживать в геологических разрезах тех или иных участков земной коры случаи нарушения нормальной стратиграфической последовательности слоев и выпадания из разреза отложений, соответствующих тому или иному отрезку геологического времени. Подобные нарушения стратиграфической последовательности называют стратиграфическим несогласием.
Схематический геологический разрез коренных пород Подмосковья, а также восстановленная на основании его анализа схема колебательных движений, представленная в виде номографической кривой, показаны на (рис.16). Описанные геологические методы изучения колебательных движений прошлых геологических эпох обычно применяют в комплексе, дополняя и уточняя друг друга.
Рис. 16 Палеогеографическая кривая (схема колебательных движений для Подмосковья):
1 — четвертичные отложения; 2 — пески мелового возраста; 3 — юрские глины; 4 — известняки и другие карбонатные породы девонского и каменноугольного возраста; 5 — протерозойские породы фундамента; 6 — перерывы в осадконакоплении (стратиграфические)
Главнейшая особенность колебательных тектонических движений — их унаследованный характер, что выражается в тесной взаимосвязи современных, новейших и древних тектонических движений.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 924.