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.