Деформация горных пород. Природа тектонических движений

 

Земная кора постоянно испытывает движения, в одних местах поднимаясь, в других опускаясь. Отдельные ее участки смяты в складки, сдвинуты, наклонены, осложнены разрывами. Эти движения и формы залегания горных пород, связанные с деформацией и перемещением материала Земли под влиянием внутренних сил, в том числе тяжести, называют тектоническими, а наука, изучающая особенности строения и развития земной коры, получила название геотектоники.

В процессе проявления тектонических процессов в минералах и горных породах образуются деформации, т.е. изменение формы их залегания под влиянием внешних сил – напряжения, в результате чего происходит сжатие, растяжение, изгиб и другие изменения формы геологических тел.

Твердые тела обладают способностью деформироваться по-разному, что обусловлено их неодинаковой прочностью. Говоря о прочности, нужно установить, каким способом произошли деформация или разрушение тела: в результате растяжения, сжатия, сдвига или каким-либо иным. Способы разрушения служат указанием на характер деформации и соответственно на условия напряженного состояния горных пород.

Геологу чаще всего приходится иметь дело с неполным разрезом поверхностных частей земной коры, и он должен восполнить эти пропуски, пользуясь данными геотектоники. Геотектоника дает возможность предвидеть расположение горных пород на глубине под поверхностью земли, что имеет огромное значение при возведении различных инженерных сооружений, проходке горных выработок и т.д.

Движения и деформации земной коры влияют на залегание горных пород, поэтому в первую очередь геотектоника изучает формы залегания в земной коре самих горных пород, независимо от их внутренних (структурных) преобразований. Механические деформации могут привести к изменению расположения минералов внутри самой породы (например, под влиянием деформации минералы, расположенные ранее беспорядочно, могут приобрести упорядоченное ориентированное расположение). Эти явления также изучаются, в том числе для установления природы тектонических движений.

Вопрос о природе тектонических движений один из наиболее сложных в геологии. По мере развития геологических знаний выдвигались различные гипотезы, в той или иной мере объясняющие причины возникновения тектонических движений. Все они могут быть распределены на три группы:

- основывающихся на кинематических признаках, т.е. на тех изменениях, которые возникают в результате замедления или ускорения вращения нашей планеты, вследствие колебания оси вращения Земли, приливно-отливных движений в магме под влиянием притяжения Луны или Солнца и других подобных явлений;

- связывающие движения земной коры с экзогенными процессами;

- признающие в качестве основного фактора геотектонических процессов изменения внутреннего состояния Земли.

Среди отечественных геологов наибольшей популярностью пользовались концепции В.А. Обручева и В.В. Белоусова. Гипотеза В.А. Обручева исходит из представления о развитии Земли в движении, в условиях борьбы сил сжатия и расширения, наиболее активно происходящих в антиклиналях. При этом выделяются два типа движений – колебательные и складчатые. Сжатие обусловливается потерей тепла, растяжение – дифференциацией магмы, переходом ее из твердого состояния в жидкое, уменьшением давления после прекращения сжатия и т.д. Расширение приводит к образованию мобильных поясов – геосинклиналей. В стабильных участках земная кора вспучивается и разбивается серией трещин. Сжатие вызывается тангенциальными движениями, приводящими в геосинклиналях к образованию складок с перерывами в этом процессе, необходимыми для накопления энергии.

По В.В. Белоусову основные процессы происходят в астеносфере – частично расплавленном слое верхней мантии над которым располагается литосфера. Легкие составные части астеносферы выплавляются и поднимаются к поверхности. Дифференциация в верхней части расплавленного слоя происходит быстрее и более интенсивно, чем в нижней части, так как вверху благодаря меньшему давлению вязкость вещества меньше. Потоки легкого вещества вверх и тяжелого – вниз вызывают на поверхности поднятия и опускания, характерные для геосинклиналей.

В последние годы получены новые данные, которые позволяют предположить существование движения крупных глыб земной коры вместе с верхней частью мантии. Согласно гипотезе глобальной тектоники литосферных плит в зонах срединно-океанических хребтов происходит раздвигание блоков литосферы, сопровождающееся формированием молодой океанической коры. Образование последней сопровождается поглощением блоков литосферы в других участках нашей планеты в результате поддвигания одного блока под другой и растворения его в верхней мантии.

Горизонтальные движения приводят к смятию слоев в складки, которое наиболее активно проявляется в зонах погружения океанической коры у края континентов (рисунок 4.1). Столкновение континентальных плит приводит к образованию наиболее высоких горных сооружений.

Рис.4.1. Механизмы процесса глобальной тектоники плит

 

Дата: 2019-02-02, просмотров: 172.