Неотектонические движения и деформации

Система

А – дивергентная часть цикла, Б – конвергентная часть.

Рис. 1. Цикл Дж. Уилсона (Вильсона)

Продолжительность цикла Уилсона около 600 млн. лет (по другим оценкам 1,2 млрд. лет). В конце цикла возникают суперконтиненты (Пангеи). Кроме конвекции, в мантии существуют адвективные движения вещества. Крупные колонны горячего разуплотненного вещества поднимаются от границы внешнего ядра (апвеллинг). По данным сейсмической томографии, в мантии установлены Тихоокеанский и Индо-Африканский апвеллинги. Гигантские колонны охлажденного более тяжелого вещества опускаются до границ ядра (даунвеллинг). Установлены Западно- и Восточно-Тихоокеанский даунвеллинги.

С позиций геодинамики, развитие Земли и земной коры обусловливают процессы в мантии – как конвективные, так и адвективные, создающие многообразие тектонических структур и режимов.

1.Тектонические движения кайнозоя

2. Методы неотектонических исследований

3. Методы анализа молодых движений

4. Методы актуотектоники

5. Градация деформаций во времени

Деформации земной поверхности и структурообразование, протекавшие в кайнозойскую эру, именуют неотектоническими. Термин «новейшая тектоника» был предложен В.А. Обручевым в 1948 г. Осмысливая результаты исследования гор Восточного Саяна и Прибайкалья, он пришел к выводу об их формировании в неогене и четвертичном периоде. Уже в древности были известны факты преобразования поверхности (лика) Земли. Пифагор (580-500 г. до н. э.) писал: «Твердая земля превращалась в море, а оно – в землю. Морские раковины лежат далеко от океана, а якорь был найден на вершине горы. Суша вследствие землетрясений подтоплялась».

Новейший тектонический этап является продолжением альпийского цикла М. Бертрана. Это цикл активных деформаций, характеризующийся ростом площадей континентов и горных поясов (геократический режим). Начало этапа в регионах разновременное. В Алтае и Кузнецком Алатау он наступил в палеоцене или эоцене. В Восточном Саяне, Енисейском кряже и Сибирской платформе неотектонический этап наступил в миоцене (N₁), а на Северо-востоке России – в плиоцене (N₂) и эоплейстоцене. Таким образом, интервал неотектонического развития достаточно продолжительный, от примерно 50 и менее миллионов лет до современности. Тектонисты различают собственно неотектонические (кайнозой), молодые (голоценовые) и современные (последние 300 лет) движения и деформации земной поверхности. Методы изучения названных длительностей разные.

В неотектонике, рассматривающей движения и деформации кайнозоя, используют геологические и геоморфологические методы. В частности, при наличии осадочных толщ фиксируют перерывы и несогласия в отложениях палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. В зонах прогибаний земной коры применяют метод мощностей: построение карт изолиний равной мощности (изопахит) позволит выявить площади наиболее интенсивных погружений. Там, где мощности оцениваемого стратиграфического интервала малы или он отсутствует, проявлялись слабые погружения или поднятия.

Составление литолого-фациальных карт для ярусов – подъярусов позволит проследить развитие трансгрессий – регрессий моря в соответствующие отрезки геологического времени. Например, на месте Уральских гор в конце мелового периода было морское дно. Та же картина наблюдалась в южной, Причерноморской части Восточно-Европейской платформы. На месте Кавказских гор в первой половине кайнозоя существовал расчлененный морской бассейн. Регрессия здесь началась в неогене, а горы возникли в четвертичном периоде. Проведенное Н.Н. Николаевым картирование неотектоники СССР (неоген-четвертичного этапа). За счет интенсивных поднятий образовались высокие и высочайшие горы, а умеренных поднятий – кряжи. Наиболее сильные опускания имели место в предгорных прогибах, характеризующиеся высокой нефтегазоносностью. Слабоподвижные территории образуют низкие равнины, а слегка поднимающиеся – высокие равнины и плато. Большие пространства в миоцене затапливались морем и впоследствии из-за смены знака движений стали сушей.

Геоморфологические методы важны для континентов, где отложения кайнозоя отсутствуют (за исключением неоплейстоценовых и голоценовых, имеющих малые мощности). До наступления альпийского цикла в обстановке тектонических движений малой интенсивности на обширных пространствах сформировалась поверхность выравнивания (пенеплен), покрытая корой выветривания. На протяжении альпийского тектонического цикла эта поверхность деформировалась и уничтожалась. Но местами на разных гипсометрических уровнях сохранились фрагменты пенеплена и кора выветривания, частично переотложенная в эрозионные, тектонические либо карстовые депрессии. Выявление реликтов пенеплена и коры выветривания позволяет составить карту неотектоники с отображением градаций суммарных амплитуд неоген - (местами олигоцен -) четвертичных перемещений исходной палеогеоморфологической поверхности.

В связи с приуроченностью к реликтам доплиоценовых поверхностей выравнивания и ассоциирующих с ними остатков кор выветривания и продуктов их ближнего переотложения в покрытом карсте многочисленных месторождений (бокситов, фосфоритов, россыпей, глин и глинистых пигментов) в семидесятые годы ХХ в. большим коллективом геологов и геоморфологов под руководством академиков А.В. Сидоренко и И.П. Герасимова была создана Карта поверхностей выравнивания и кор выветривания на территории СССР масштаба 1:2 500 000 и составлена сводка данных по этим вопросам. Так, в пределах Главного Кавказского хребта и Ставропольской возвышенности закартированы преимущественно фрагменты педиментов олигоцен-миоцена на высотных отметках от более 5000 м до 3500 м. В Передовом и Скалистом хребтах на высотах 2500-2000 м закартированы плиоценовые педименты, а на Ставропольском поднятии развиты поверхности выравнивания конца миоцена и плиоцена. Таким образом, альпийский орогенез переместил одновозрастные геоморфологические поверхности по высоте на 3,5-4 тыс. м. В Предкавказском передовом прогибе за неоген-четвертичный этап произошли опускания с амплитудой до 5000 м.

В Алтае-Саянской складчатой области наиболее широким развитием поверхностей выравнивания и продуктов кор выветривания характеризуется Салаирский кряж, где в интервале высотных отметок 450-250 м закартированы реликты позднетриасовой, раннемеловой, позднепалеогеновой поверхностей выравнивания и рудоносных кор выветривания. Фрагменты раннемеловой поверхности с бокситоносной корой выветривания (месторождения Барзасского рудного района) детально изучены в северо-западной части Кузнецкого Алатау. Высотный уровень этих поверхностей 220-350 м над уровнем моря. В низкогорной части Кузнецкого Алатау локально развиты фрагменты позднемеловой-палеогеновой поверхности выравнивания с продуктами одновозрастной коры выветривания (абсолютные отметки 800-950 м) с элювиальными и карстовыми россыпями золота. Широким развитием позднемеловой-палеогеновой поверхности выравнивания характеризуется Приангарская часть Енисейского кряжа, где в интервале высотных отметок от 250 до 600 м разведаны месторождения карстовых бокситов, элювиальные и карстовые россыпи золота. Приведённые примеры показывают практическое значение неотектонических исследований регионов России.

Большую роль в неотектоническом анализе играют морфометрические методы исследования эволюции рельефа. Построение карт базисной поверхности, вершинной поверхности В.П. Философова, карты энергии рельефа, карты морфоизогипс Аристарховой, карты блокового рельефа Орловой позволяют обосновать направленность неотектонических движений для исследуемой площади. В долинах средних и крупных рек существует система (лестница) террас, которые являются свидетельством поступательного поднятия местности, чередования фаз врезания реки (эрозии) и стабилизации движений с накоплением толщ аллювия.

Геофизические методы играют роль в районировании территории по особенностям неотектонического развития. Они включают выделение зон сейсмической активности, разломов, подновлявшихся в кайнозое, а также соблюдения или нарушения изостазии (гравитационные аномалии). Метод ГСЗ (глубинного сейсмического зондирования) позволяет строить профили распределения плотностей в слоях земной коры, выделять блоки с разной направленностью новейших движений.

Методы анализа молодых движений качественно иные. Они отражают изменения рельефа на протяжении голоцена (11-12 тыс. лет). Голоцен – это, по сути, исторический этап. При его анализе есть достоверные и мифические факты. Упомянем миф об Атлантиде, изложенный в диалогах Платона (IV в. до н.э.). Он писал о событиях, якобы имевших место за 9 тысяч лет до него. Поиски Атлантиды велись в ХIX-XX в.в., но не дали результата. По палеогеографическим данным в начале голоцена уровень мирового океана был на 20-50 м ниже современного. Общая тенденция – эвстатическое повышение уровня. Но проявилась неравномерность, вследствие чего произошло затопление ряда поселений Причерноморья, существенное отступание моря в Калабрии, где возникла лестница террас. Поднимается территория Скандинавии, где некогда находился ледниковый щит. Амплитуда поднятия в центральной части этого региона превысила 200 м. В Италии (храм Сераписа) выявлены свидетельства перемены знака молодых движений – фаза опусканий сменилась фазой поднятий.

Исторические свидетельства молодой тектоники достаточно многочисленны, что позволяет строить схемы и карты тектонических движений голоцена.

Современные движения (актуотектоника) происходит на протяжении последних трех столетий (XVIII-XX в.в.) и для их регистрации использовались геодезические, инструментальные методы. В некоторых государствах и регионах проведена повторная триангуляция с применением методов астрономической геодезии. Это позволило с точностью до миллиметров определить изменение пространственного положения и высоты тригопунктов. Лазерное зондирование уголковых отражателей, установленных американскими астронавтами на Луне, позволило количественно оценить дрейф континентов друг относительно друга. Повторное нивелирование по длинным профилям через страны и острова позволило численно оценить вертикальные перемещения точек местности, составляющие от -20 до +20 мм/год.

Сопоставление трех временных рядов кайнозойских движений позволяет сделать такие выводы: современные движения – самые быстрые, но неустойчивые по знаку и направлению. Молодые движения в 2-5 раз более медленные и более устойчивые по векторам. Наконец, собственно неотектонические движения имеют относительно небольшие скорости, но они наиболее устойчивы в координатах пространства - времени.

Дата добавления: 2014-01-07