ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И МЕТОДЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ Тектонические

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И МЕТОДЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ

Тектонические движения – это механическое перемещение земного вещества, вызывающее образование геологических структур или изменение их строения (В. П. Гаврилов, 2005). Основной причиной тектонических движений является внутренняя энергия Земли, а также различные причины космического характера: изменение скорости вращения земного шара, гравитационное поле и др. Проявление тектонических движений влечет за собой не только изменение геологического строения литосферы, но и в значительной мере влияет на формирование месторождений различных полезных ископаемых. Поэтому изучение тектонических движений: формы их проявления, причины возникновения, геологических результатов имеет большое как теоретическое, так и практическое значение.

Классификация тектонических движений

ü горизонтальные по направлению: ü вертикальные

зависимости от проявления тектонические делятся на ü древние, ü новейшие и ü современные. В времени движения Под древними понимаются движения, имевшие место в донеогеновое время; под н о в е й ш и м и проявлявшиеся в неоген четвертичное время; под с о в р е м е н н ы м и протекающие на исторической «памяти» человечества (условно последние 5÷ 6 тыс. лет).

по глубине проявления: ü ü поверхностные глубинные сверхглубинные планетарные

Поверхностные движения проявляются в осадочном слое литосферы, где широко развиты пластичные породы: глины, каменная соль, гипс, способные под действием горного давления перемещаться в пространстве, приводя к изменению геологической структуры вышезалегающих осадочных отложений. В пределах осадочного слоя протекают также процессы уплотнения осадков при литификации, или разбухания при гидратации, гравитационного соскальзывания, что также приводит к возникновению поверхностных движений. Среди них можно выделить как вертикальные, так и горизонтальные движения. По своей природе это атектонические движения, обусловленные действием факторов внешней динамики Земли.

Поверхностные движения приводят к деформации пластов, к смятию осадочных образований в складки гравитационного скольжения, оползневые складки, складки нагнетания. Последний вид складок, широко известный как складки с ядром протыкания (диапиры), наиболее распространенное проявление поверхностных тектонических движений.

Разновидностью поверхностных движений можно считать техногенные движения, вызванные деятельностью человека. Например, проседание поверхности слоя грунта вследствие откачки грунтовых вод, проседание кровли горных выработок, погружение земной поверхности в районе больших городов и т. д.

Глубинные движения проявляются в пределах астеносферы и литосферы (включая и её осадочный слой). Их проявление индуцируется из астеносферы и может вызываться явлением изостазии, фазовыми переходами вещества, различными изменениями, происходящими в этом пластичном слое верхней мантии. Определённое влияние на возникновение и проявление глубинных движений могут оказывать и внешние, ротационные силы, возникающие при изменении угловой скорости вращения Земли. В результате проявления вертикальных глубинных движений происходит дифференциация континентов и океанов, платформ и геосинклиналей на положительные и отрицательные структурные элементы различных порядков. Горизонтальные глубинные движения могут проявляться по границам различных слоёв литосферы и приводить к образованию взбросов, надвигов, сдвигов, пластичных складчатых форм.

Сверхглубинные движения возникают в низах мантии, по видимому, в слое D". Возможными причинами их возникновения можно считать процессы дифференциации мантии с выделением из нее тяжёлых железосодержащих соединений, «стекающих» в ядро Земли. Более лёгкие (разуплотнённые) и сильно нагретые массы нижних сфер мантии как бы всплывают вверх, достигая астеносферы и литосферы. Всплывающие, а затем вновь опускающиеся в низы мантии массы образуют конвекционное движение вещества, что и приводит к проявлению на поверхности Земли сверхглубинных вертикальных и горизонтальных движений.

Считается, что сверхглубинные движения проявляются преимущественно в виде горизонтальных движений, тогда как глубинные в виде вертикальных движений. Тем не менее, крупные поднятия, охватывающие целые континенты, могут возникнуть над восходящими струями конвекционных ячеек в мантии. Основным результатом сверхглубинных движений следует считать горизонтальное движение литосферных плит, приводящее к разрушению континентов, заложению и развитию океанов и к созданию новых континентов. А основной причиной геологического развития Земли (т. е. образования и развития континентов, океанов, геосинклиналей, платформ, других крупных структур литосферы) следует считать проявление именно сверхглубинных движений.

Планетарные движения охватывают планету в целом. Зарождение их происходит в земном ядре, а возможной причиной следует рассматривать изменение объёма ядра, а, следовательно, и всего земного шара за счёт дифференциации вещества Земли. По представлению ряда учёных (В. А. Обручев, П. Н. Кропоткин, Е. Е. Милановский и др. ), наша Земля испытывает пульсационные изменения своего объёма, т. е. периоды увеличения объёма сменяются периодами его уменьшения. По видимому, отражением планетарных движений на земной поверхности являются поднятия или опускания крупнейших блоков литосферы, а может быть и всей литосферы в целом. Планетарные движения наименее изучены и поэтому их выделение во многом проблематично. Проявляются они, очевидно, преимущественно в форме вертикальных движений.

Общие свойства тектонических движений ü сложность ü соподчинённость ü взаимосвязанность ü периодичность ü повсеместность ü постоянство во времени

Сложность тектонических движений выражается в том, что каждая точка земной поверхности испытывает воздействие как вертикальных, так и горизонтальных движений различного ранга. Подобно тому, как луч света, проходя через призму, распадается на различные цвета спектра, так и силы, действующие на материальную точку земной поверхности, можно разложить на серию разнонаправленных тектонических движений. Их совокупность можно рассматривать как спектр тектонических движений.

Соподчиненность тектонических движений заключается в том, что вертикальные и горизонтальные движения малого масштаба проявляются на фоне более крупных движений. Наиболее крупные, планетарные тектонические движения охватывают весь земной шар, на их фоне проявляются все остальные категории тектонических движений. Сверхглубинные движения охватывают мантию и земную кору и являются фоном, на котором проявляются глубинные и поверхностные движения. Область проявления глубинных движений ограничена астеносферой и литосферой. Поверхностные движения охватывают только осадочный слой коры.

Взаимосвязанность тектонических движений выражается во взаимосвязанности между собой различных типов движений. Вертикальные движения могут порождать горизонтальные и, наоборот, горизонтальные могут вызывать вертикальные. Так, при проявлении восходящих вертикальных движений с поднимающихся крупных геоблоков коры могут соскальзывать сравнительно пластичные и рыхлые осадочные образования, что приведёт к возникновению горизонтальных поверхностных движений. При горизонтальном перемещении пластин литосферы в их тыловой части возможно проседание блоков (проявление вертикальных нисходящий движений). Совокупность разнотипных движений образует процесс, который называется тектогенезом.

Периодичность тектонических движений выражается в чередовании усиления и ослабления тектогенеза. Сравнительно мелкие максимумы тектонической активности называют тектоно магматическими фазами (фазы складчатости). Их продолжительность первые миллионы лет. Сгущение фаз указывает на общее повышение интенсивности тектогенеза тектоно магматическую эпоху, (эпоху складчатости, или эпоху диастрофизма). Длительность этих эпох составляет 10 ÷ 20 млн. лет, продолжительность разделяющих их интервалов 30 ÷ 40, а иногда 60 ÷ 80 млн. лет. Иногда под свойством периодичности тектонических движений подразумевается волнообразное колебание какого то участка земной коры, когда поднятие сменяется прогибанием, за которым следует новая волна поднятий и т. д. Это выражается в смене трансгрессии и регрессии моря и, как результат этого, к закономерному строению разреза образуются ритмы (иногда употребляют термин «цикл» осадконакопления), а само строение разреза называют в этом случае ритмичным.

Повсеместность тектонических движений выражается в том, что они проявляются практически в каждой точке земной поверхности. Поверхностные движения носят локальный характер, как в пространстве, так и во времени. Поэтому поверхностные движения не будут в полной мере обладать свойством повсеместности. В то же время, в каждой конкретной точке земной поверхности проявляются как вертикальные, так и горизонтальные движения, но с преобладанием той или иной компоненты.

Постоянство во времени присуще всем видам тектонических движений. Это свойство выражается в том, что тектонические движения проявлялись в геологическом прошлом Земли, проявляются в настоящее время, и будут проявляться в будущем. При этом интенсивность движений, преобладание того или иного генетического вида во времени могут меняться, но в своей совокупности тектонические движения постоянны во времени.

МЕТОДЫ РЕКОНСТУКЦИИ ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ Изучение тектонических движений является важной задачей геотектоники. Решение ее позволяет не только реконструировать историю развития Земли и правильно понимать закономерности формирования и пространственного распределения месторождений полезных ископаемых. В силу того, что проявление тектонических движений носит сложный характер и не всегда однозначно можно определить генетический вид движений, приведших к тому или иному геологическому результату, обычно изучают проявление вертикальных или горизонтальных тектонических движений.

Методы изучения вертикальных движений

ученых было сконцентрировано в основном на вертикальных движениях, а также потому, что вертикальные движения в большей степени, по сравнению с горизонтальными, контролируют процессы осадконакопления и, следовательно, лучше запечатлены в горных породах, методы их изучения разработаны значительно детальнее последних. При изучении древних, новейших и современных вертикальных движений используют различные методы. Древние вертикальные движения чаще всего изучают с помощью методов мощностей, фаций, формаций, перерывов. При исследовании новейших вертикальных движений применяют главным образом геоморфологические и биогеографические методы. Современные вертикальные движения анализируют историческим методом, методом водомерных наблюдений, геодезическими,

Метод мощностей применяется в основном для изучения древних и в меньшей степени новейших нисходящих вертикальных движений. Он основан на представлении о компенсации тектонического прогибания процессами накопления осадков, т. е. мощность накопленных отложений соответствует амплитуде прогибания данного участка земной коры. в шельфовых морях в котловинных морях в узких трогах с продольными течениями

Метод мощностей применяется для изучения древних и в меньшей степени новейших нисходящих вертикальных движений. Он основан на представлении о Некомпенсированное компенсации тектонического прогибания процессами накопления осадков. прогибание, выражающееся в том, что скорость прогибания территория значительно превышает мощность накопившихся осадков, явление сравнительно редкое, присущее в основном глубоководным океаническим впадинам, отделенным от континентов подводными поднятиями или рифовыми барьерами и геосинклинальным областям. Компенсированное прогибание происходит, когда мощность накопленных отложений соответствует амплитуде прогибания данного участка земной коры, что присуще платформенным эпиконтинентальным бассейнам. Типы компенсация тектоничес-кого прогибания осадконакоплением: а – недокомпенсированное, б - компенсированное, в - перекомпенсированное Перекомпенсированное прогибание происходит тогда, когда мощности накопившихся осадков значительно превышают амплитуду прогибания, что характерно для межгорных впадин.

При анализе мощностей необходимо учитывать следующее: 1. Анализ мощностей основывается на изучении только таких мощностей, которые реально зафиксированы в геологических разрезах (обнажений или буровых скважин). 2. При анализе мощностей отложений необходимо учитывать первичность их образования, относительную сохранность и неискаженность и вторичные изменения. Основными причинами вторичных изменений мощности могут являться: уплотнение осадков под влиянием веса вышележащих отложений (гравитационное уплотнение), изменение мощности при складкообразовании и диапиризме, последующий размыв отложений. 3. Изучение мощностей применимо только для областей прогибания земной коры и накопления отложений, но не областей поднятия и размыва осадков. Поэтому мощность накопленных и фиксированных в разрезе отложений указывает на размер и интенсивность тектонического прогибания, но не поднятия. 4. Распределение мощностей морских, лагунных и континентальных отложений определяется в основном тектоническим режимом и соответствует распределению областей большего и меньшего тектонического прогибания. 5. Метод мощностей следует рассматривать как метод общего анализа развития колебательных движений, отражающий обобщенную схему их развития для относительно крупных площадей и значительных промежутков времени. 6. Анализ мощностей даёт наиболее эффективные результаты лишь при совмещении его с 7. анализом фаций. мощностей необходимо оперировать нормальными величинами мощностей Применяя метод осадков, которые отражают равные скорости прогибания и накопления осадков (платформенные бассейны). В областях проявления контрастных, высокоамплитудных тектонических движений возможны условия недокомпенсированного или перекомпенсированного накопления мощностей. В этом случае необходимо вводить соответствующие поправки и коэффициенты.

Для изучения особенностей пространственного распределения мощностей отложений определенного возраста составляют карту мощностей, которая строится в виде изопахит, линий соединяющих точки с равными мощностями. Анализ карты мощностей дает возможность количественно оценить амплитуду прогибания различных участков в пределах изучаемой территории. Относительное сравнение этих участков позволяет выделить палеовпадины, палеопрогибы, палеосводы, палеовалы и др. На участках ускоренного прогибания накапливаются осадки большей мощности, на участках замедленного прогибания – меньшей мощности, в областях воздымания – мощности равны нулю. Карта равных мощностей одновозрастной песчано глинистой толщи (изолинии мощностей намечают положение прогиба, формировавшегося во время осадконакопления): I – точка замера и мощность (в м); 2 – изолинии мощностей (изопахиты).

На основе карт мощностей (изопахит) составляют палеотектонические карты, карты отражающие распределение структурных элементов в прошлые геологические эпохи. Серия этих карт дает возможность восстановить историю развития структурных элементов данной территории, определить степень унаследованности или неунаследованности их развития.

При ограниченном и неравномерном размещении по площади фактического материала составляют палеотектонические профили по выбранным оптимальным направлениям. Методика их построения основывается на принципах профилей выравнивания, когда принимают поверхность предыдущего уровня осадконакопления условно в виде выравненного горизонтального рельефа. Профили строятся последовательно с наращиванием мощностей от одного к другому стратиграфическому подразделению.

Для выяснения особенностей геологического развития региона или структурного элемента составляются палеоструктурные карты. Они карты показывают последовательное изменение рельефа какой либо структурной поверхности для различных интервалов времени. Составляются карты путем наращивания мощностей и построения серии карт мощностей к выбранным временным интервалам.

Палеоструктурная схема нижнемотской подсвиты на конец мотского времени

Палеоструктурная схема нижнемотской подсвиты на конец верхоленского времени

Структурная карта кровли ушаковской свиты и поверхности фундамента

Метод фаций является одним из основных методов, позволяющих реконструировать физико географические условия прошедших эпох, в том числе и тектонический режим. Метод основывается на изучении фаций (франц. - вид, лицо, облик) – комплексов отложений, возникших в определенных физико-географических условиях и характеризующихся специфическим набором пород и заключенных в них органических остатков. Впервые термин «фация» применил датский учёный Н. Стено в 17 в. для обозначения изученных пачек слоёв в районе Флоренции. Основоположником современного понимания термина считается швейцарский геолог А. Грессли (1838) Он понимал фации как участки, сложенные отложениями одного возраста, но разного петрографического состава и с разными органическими остатками. Н. А. Головинский, профессор Новороссийского университета, геолог, вслед за Грессли назвал различные по составу пород и организмов одновозрастные отложения фациями. Он впервые русифицировал этот термин. Полагал, что каждый слой образуется не сразу, а последовательно, пор мере передвижения береговой линии. С тех пор термин нашел в геологии широкое применение.

В основе этого метода лежит принцип актуализма. Суть его по представлениям одного из его основоположников Ч. Лайеля заключается в том, что современные явления есть ключ к познанию таких же процессов в прошлые эпохи. Иными словами, наблюдая современные геологические процессы и явления, геологи могут восстановить картину минувших геологических эпох. Но такой подход может привести и к ошибкам, если его применять механически, без учета эволюционных изменений происходивших в ходе длительного развития земной коры и её поверхности. Каждая историческая эпоха, наряду с общими, имеет свои особенности развития. Например, современный состав атмосферы отличается от того, какой был на ранних этапах. В процессе эволюции органического мира многие современные виды значительно изменились по сравнению с предками. И сравнение их образа жизни сейчас и в прошлом может привести к ошибкам, если не учитывать особенностей этого прошлого. Учитывая все это, принцип актуализма дополнен сравнительно историческим методом, который рассматривает изменения во времени характера и результатов самих процессов, происходивших на Земле.

Толщи осадочных пород формируются на значительной площади, при этом в пределах одновозрастных толщ может наблюдаться изменение состава пород, как по простиранию толщи, так и от её подошвы к кровле, могут колебаться и значения мощности толщи в разрезе. Эти изменения, прежде всего, связаны с различными условиями осадконакопления, среди которых определяющим является тектонический режим. Распределение фаций по площади отражает морфологию рельефа поверхности осадконакопления древнего бассейна. При этом области устойчивого накопления морских осадков, как правило, являются зонами тектонических прогибаний, области суши – зонами тектонических поднятий. Таким образом, анализ фаций даёт качественное представление о распределении областей тектонического поднятия и прогибания для данного времени.

Поверхность земной коры расчленена на области размыва (суши) и области накопления (моря), которые разделены границей размыва (береговой линией). Основная часть осадков формируется в областях накопления. Процесс формирования осадочных отложений идет по закону механической дифференциации осадочного материала: вблизи границы размыва (береговой линии) отлагаются наиболее грубые осадки, сменяющиеся по мере удаления от нее в сторону моря все более и более тонким материалом. То есть, анализируя геологический разрез какой либо территории можно установить древние условия его формирования. Схема последовательного накопления осадков в прибрежной зоне: 1 – галечники, гравий, конгломераты; 2 – пески крупнозернистые; 3 – пески мелкозернистые; 4 – алевриты; 5 – глины; 6 – известняки.

Фации геологического прошлого определяют по горным породам и ископаемым окаменелостям, содержащимся в них, а метод восстановления палеогеографических обстановок называется фациальным анализом. Поскольку основой для фациального анализа является изучение горных пород и ископаемых организмов, его подразделяют на биофациальный и литолого фациальный.

ИСКОПАЕМЫЙ ОСТАТОК ЗМЕЕХВОСТКИ, или офиуры (тип иглокожие), девонского возраста (408 360 млн. лет назад) ИСКОПАЕМЫЕ ОСТАТКИ ТРИЛОБИТОВ примитивных членистоногих с трехраздельным телом. Эти животные населяли моря в кембрийское и ордовикское время (570 430 млн. лет назад), а затем вымерли Биофациальный (биономический) анализ основой для его проведения служат ископаемые организмы и следы их жизнедеятельности. Основные условия обитания организмов в море (соленость, температура, свет, газовый режим, глубина, движение воды или гидродинамика, состав грунта) отражаются: в морфологии организма (т. е. размерах раковины, её скульптуре, толщине и т. п. ), в многообразии видов, влияют на расселение организмов по площади водоёма. Поэтому в биофациальном анализе мы по облику ископаемых остатков можем с определенной степенью достоверности определить многие из перечисленных условий обитания, а значит и палеогеографические условия на определенный период времени.

Биофациальный анализ начинают с определения характера захоронения ископаемых остатков. Они бывают двух типов: • Ископаемый биоценоз захоронение на месте обитания самих организмов. Изучая ископаемые биоценозы восстанавливают условия обитания организмов. • Танатоценоз место захоронения удалено от места обитания. По танатоценозу восстанавливают обстановку захоронения. Признаками танатоценоза при переносе являются: разрушение скелетных элементов, сортировка особей по размеру и весу, ориентировка скелетных элементов по течению и т. п. При танатоценозе в одном месте могут находиться виды, обитающие в разных фациальных условиях (так вместе с остатками бентоса могут находиться наземные растения или нектонные). ИСКОПАЕМЫЙ КОРАЛЛ Isastrea, встречавшийся в юрском и меловом периодах на территории современных Северной Америки, Европы и Африки В биофациальном анализе важная роль принадлежит организмам индикаторам среды обитания или древних климатов. К таким организмам относятся те, существование которых обусловлено каким то определенным требованием (например, только нормальной соленостью воды, температурным интервалом и т. д. ).

Литолого-фациальный анализ опирается на определение фаций по вещественному составу, по структурным и текстурным признакам пород. Вещественный состав осадочных пород дает информацию: • о составе источника обломочного материала (определяется по составу обломков в породе), • о среде формирования (биогенные или хемогенные осадки), • о климатических условиях (угленакопление или коры выветривания) и т. д.

Структура осадочных пород наиболее разнообразна и информативна у обломочных пород. Информацию об условиях образования таких пород содержат как обломки, так и цементирующий материал. Размер обломков позволяет судить о степени удаленности обломочного материала от источника (крупные ближе к источнику сноса, мелкие более удалены). Сортировка обломочного материала отражает соотношение обломков по размеру (у хорошо отсортированных пород размеры обломков близки). Сортировка является индикатором длительности переноса. Отсутствие сортировки, т. е. присутствие обломков разного размера признак быстрых перемещений на небольшие расстояния. Это характерно для образования морен, осыпей, глубоководных брекчий.

Состав обломочного материала позволяет судить как о составе исходного источника разрушения, так и о длительности процесса переноса. Если в обломках сохранились неустойчивые к разрушению минералы это говорит о близком источнике сноса и о коротком промежутке времени переноса. И наоборот, наличие в обломках только устойчивых минералов свидетельствует о длительном переносе. Минеральный состав может также указывать на среду и климат при осадконакоплении. Существуют минералы индикаторы среды и климата. Так индикаторами морской среды и определенных интервалов глубин являются минералы глауконит, Fe Mn конкреции, фосфорит и т. д. Индикаторами климатов являются соль и гипс, торф и уголь, гидроокислы Fe и Al и т. д.

Форма обломков зависит от состава исходной породы и формы переноса обломков. Например, морская галька отличается от речной уплощенной формой, а ледниковая угловато окатанная (форма утюга). Степень окатанности зависит от состава пород, от скорости и длительности переноса обломков и др. По расположению обломков и их ориентировке в породе можно судить о направлении движения обломочного материала. Так устанавливают направления русел древних рек, береговую линию моря. Цементирующая обломки масса несет информацию о среде отложения обломков. Небольшой её объем в породе указывает на подвижную среду, а его возрастание на спокойную обстановку водных бассейнов.

Среди текстур различают слоистые и поверхностей напластования. По текстурам все осадочные породы подразделяются на массивные (не слоистые) и слоистые. Отсутствие слоистости отражает стабильный режим осадконакопления (как по тектонической обстановке, так и по вещественному составу осаждаемого материала), тогда как слоистость указывает на изменяющиеся условия. Выделяют два основных типа слоистости: параллельную и косую. Параллельная слоистость образуется при чередовании отдельных слойков, у которых поверхности напластования параллельны другу. Такая слоистость образуется при выпадении осадка в спокойной водной среде. Косая слоистость образуется слойками внутри пласта, расположенными косо к границам кровли и подошвы пласта. Такая слоистость образуется при движении воды или ветра в процессе формирования осадка. Подобные условия наблюдаются в руслах рек, зонах подводного течения, в прибрежных частях водных бассейнов и в наземных условиях.

Слоистое строение геологического разреза отражает результат постоянных изменений между скоростями поднятия областей размыва, прогибаний областей накопления и перемещением границ размыва (береговых линий), что определяет формирование фаций отложений в разрезе и расположение фациальных зон по площади. Смещение фациальных зон вслед за движением береговой линии приводит к формированию трансгрессивных и регрессивных серий осадков в разрезе.

Текстуры поверхностей напластования: • следы жизнедеятельности организмов (ходы илоедов, зарывающихся, ползающих; отпечатки следов четвероногих и т. д. ). • знаки ряби водной или ветровой. • трещины высыхания образуются в наземных условиях при сухом жарком климате.

Многообразие сочетаний различного характера рельефа и климатических условий обусловливает и исключительное разно образие фациальных обстановок и фациальных комплексов: ! Континентальные фации: • Элювиальные • Коллювиально делювиально пролювиальные • Аллювиальные • Лимнические • Ледниковые • Пустынные образования Морские и океанические фации: • Прибрежные • Шельфа • Материкового склона (батиальная) • Абиссальной области (ложа мирового океана) Переходные фации: • Фации лагун • Дельт и эстуариев • Прибрежных озер

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ИСКОПАЕМЫХ ФАЦИЙ МОРСКИЕ ФАЦИИ Фации Состав пород Органические остатки Слоистость Другие признаки Прибрежные (зона приливов и отливов) Конгломераты, песчаники, Пологонаклонн алевролиты. Ракушечник, редко ая, угли перекрестная Толстостенные раковины и их обломки Трещины усыхания, знаки ряби, ходы илоедов Мелководные ( до 200 м) шельф Органогенные известняки, горючие сланцы. Песчаники с глауконитом, алевролиты, аргиллиты. Хемогенные- кремнистые, карбонатные, конкреции-Fe, Mn, P Разнообразные и многочисленные Умеренноглубоководная до 500 м Преобладают глинистые, реже алевролиты и песчаники. Органогенные-редко мел и Тонкая др. Хемогенные кремнистые, горизонтальная карбонатные, пластовые фосфориты Хрупкие, тонкостенные раковины моллюсков, малочисл енные Слабое движение придонных вод Глубоководные до 3000 м Глинистые, кремнистые, карбонатные илы Редкие радиолярии, фораминиферы В ископаемом состоянии редкая фация Ископаемые фации неизвестны Больших глубин Современные красные глины >3000 м и илы горизонтальная

КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ФАЦИИ Фации Состав пород Слоистость Органические остатки Другие признаки Элювиальные Коры выветривания (каолиновые глины с обломками коренных пород) Отсутствует Отсутствуют Окрашены за счет оксидов и гидрооксидов Fe и Mn Делювиальные Обломочный материал слабо окатанный Отсутствует Отсутствуют На склонах и у подножия Коллювиальные Шлейф глыб и щебня Отсутствует Отсутствуют Пролювиальные Галечники, конгломераты, песчано-глинистые породы Косая речного типа Отсутствуют Аллювиальные Терригенные обломочные Косая слоистость Озерные Песчано-глинистые, кремнистые и карбонатные с Fe-Si конкрециями Болотные Торф, бурые и каменные угли Укрупнение Растительные остатки, отложений вниз по раковины моллюсков разрезу Частые: моллюски, Тонкая горизонтальная, реже Знаки ряби водоросли, споры и косая пыльца Тесно связаны с речными, озерными, Горизонтальная Растительные остатки прибрежно-морскими фациями Пустынные Песчано-глинистые с линзами Перемежающаяся. Следы солей ветровой ряби Редкие Трещины усыхания, красноцветная окраска Моренные Валуны, галечники, песчаноглинистые Не слоистые Отсутствуют Следы ледниковой штриховки Песчано-галечный Косая слоистость Отсутствуют Плохая окатанность Глинисто-алевритовые с песчаниками в краевых зонах Тонкая горизонтальная ленточного типа Отсутствуют Наличие известковых стяжений Флювиогляциальные Озерно-ледниковые

ПЕРЕХОДНЫЕ ФАЦИИ Фации Состав пород Слоистость Органические остатки Другие признаки Обильны: водоросли, мшанки, моллюски плохой сохранности Отсутствуют глауконит и фосфорит Отсутствуют Косая Отсутствуют Скопления угля и нефти Речного типа В основном - растительные Скопления угля, нефти и газов Лагунные Опресненных бассейнов Засоленных бассейнов Алеврито - Горизонтальная глинистые, органогенные Соляные и карбонатные, песчано. Горизонтальная глинистые загипсованные, мергели Дельтовые Эстуариев и лиманов Пестрота литологическо го состава Песчаноглинистые и железистые

При фациальном анализе составляют фациальные карты и профили. На картах показывают территориальное распространение различных типов фаций, выделяют области отсутствия отложений, которые обычно являются источником сноса обломочного материала. Анализ карт фаций даёт возможность качественно охарактеризовать распределение областей тектонического поднятия и погружения того или иного времени, оконтурить тектонические поднятия и прогибы, выявить зоны крупных разломов и флексур. На основе фациального анализа составляют палеогеографические карты, на которые наносят основные элементы рельефа земной поверхности прошлых эпох. На этих картах показывают области суши, моря, древние береговые линии, прибрежные зоны, области размыва, сноса обломочного материала, пути транспортировки обломков и т. д. Таким образом восстанавливается палеогеография определённого геологического времени.

Фациальные карты

Фациальная карта позднекаменноугольной эпохи Печорского бассейна

Палеогеографическая карта каменноугольного периода Восточно. Баренцевоморского бассейна

Схематические фациальная и палеогеографическая карты Фациальная Палеографическая 1 – глины с остатками морских беспозвоночных, 2 – пески с обломками раковин, 3 – известняки-ракушечники, 4 – участок отсутствия пород данного возраста, 5 – линии равных мощностей (в м), 6 – границы фаций, 7 – границы участка распространения пород данного возраста, 8 – суша, зона размыва, 9 – море, зона прибрежного мелководья и отмели (шельф выше линии ила), 10 – море, зона умеренных глубин (шельф ниже линии ила), 11 – точки наблюдений и мощность толщи пород данного возраста

Метод формаций позволяет изучить характер проявления не только вертикальных, но в какой то мере и горизонтальных движений, т. к. анализируется суммарный эффект их проявления, определяющий режим развития крупных территорий земной коры и литосферы. Формации – это совокупность фаций, которые образовались на значительном участке земной поверхности при определённых тектонических и климатических условиях и отличаются от других особенностями состава и строения. Формация Троллхолмсунд г. Лаксельв, Северная Норвегия, Норвегия They say that those rock formations were created about 2. 000 years ago. Since then they have been eroded down to today's size.

Троллхолмсунд красивые белые доломитовые формации, которые дали название месту "Тролли в Троллхолмсунд". Согласно старой саамской легенде, это группа троллей, который блуждали по равнинам Финнмарка. Они имели с собой сундук золота и пытались вырыть отверстие в горе в Порсангере, но не смогли сделать его достаточно большим. Они продолжили идти и собирались пересечь фьорд, но взошло солнце, и тролли превратились в камень. Местоположение: 35 км к северу от Лаксельв.

Отдельные фации могут быть образованы на различных участках земной поверхности. Однако их устойчивые и длительные сочетания, которые позволяют сгруппировать их в формации, возникают только в строго определенных тектонических условиях. В отличие от фаций, которые характеризуют палеогеографию региона, формации отражают палеотектонические условия прошедших геологических эпох. Формация Грин Ривер в штате Вайоминг, США

Среди формаций различают литологические, петрографические, осадочные, вулканические, магматические, рудные, рудоносные и др. С точки зрения анализа тектонических движений наиболь шее значение имеют литологические формации, которые состоят из трех основных групп: платформенные, геосинклинальные и переходные (передовых прогибов, краевых прогибов, вулканических поясов). Каждая формационная группа делится на классы, отражающие определенную стадию развития территории. ГЕОСИНКЛИНАЛИ в классическом представлении характеризуются устойчивым прогибанием на начальных стадиях своего развития, а на заключительной стадии инверсией тектонического режима с образованием горноскладчатых областей. В соответствие с тектоническим режимом развития геосинклинали отличают огромная мощность накопленных осадочно вулканогенных пород, магматизм, региональный метаморфизм и сейсмическая активность. ПЛАТФОРМЫ (фр. Plat плоский + Forme – форма) обширная тектоническая структура, обладающая сравнительно малой подвижностью. Обладают изометрической формой, сглаженным, низменным рельефом, их состояние близко к изостатическому равновесию. Платформа образуется на месте складчатой области в результате разрушения и снижения гор. В основании платформы лежит складчатый фундамент, сложенный преимущественно метаморфическими породами при значительной доле магматических. Для платформ в региональном плане характерно проявление устойчивых нисходящих вертикальных движений небольшой амплитуды. Практически отсутствует сейсмичность; магматизм проявляется в сравнительно кратковременные периоды активизации подвижек по разломам. Другими словами, платформы это тектонически пассивные участки литосферы.

Основные этапы и стадии развития геосинклиналей и присущие им формации

Основные стадии развития платформ и соответствующие им характерные формации

Формация туфа Озеро Пирамид Невада При использовании метода формаций составляют формационные колонки, на основе которых строят формационные карты (кар ты распространения в пространстве формаций определенного ти па) и формационные профили. Анализ указанных графических документов позволяет судить о палеотектоническом режиме раз вития изучаемого района, дифференцировать район на платформы, геосинклинали и орогенические области.

Соотношение формаций Предуральского передового прогиба 1 – 3 – платформенные известняковые формации, 4 – флишевая формация, 5 – платформенная эвапоритово красноцветная формация, 6 – соленосная формация, 7 – терригенная формация, 8 – красноцветная грубообломочная континентальная формация

Формационные ряды Восточно Европейской, Сибирской и Северо Американской платформ 1 8 – формации: 1 – континентальная (а – нижняя, б – верхняя), 2 – лагунная красноцветная, 3 – морская терригенная (а – трансгрессивная, б – регрессивная), 4 – известняковая, 5 – гипсово доломитовая 6 – угленосная, 7 – соленосная, 8 – трапповая, 9 – глауконит в морской терригенной формации, 10 – перерыв в отложении осадков

Метод перерывов и несогласий В геологической истории Земли существуют не только пе риоды прогибания, но и эпохи поднятий, которые характеризуются проявлением восходящих форм движений и региональным подня тием территорий. При этом на огромных пространствах не проис ходит накопления осадков, а отложения, выходящие на дневную поверхность, размываются и сносятся в прилегающие бассейны седиментации. Обычно нормальные разрезы отложений отражают нисходящие тектонические движения, что фиксируется мощностями накопленных толщ. При смене режимов движений с нисходящих на восходящие, из разреза «выпадает» часть стратонов, вследствие размыва этих комплексов пород.

An angular unconformity in New York state. This angular discordance marks the Ordovician Taconic Orogeny (appx. 475 million years ago).

Установление режима древних вертикальных движений в эпохи перерывов в осадконакоплении и размывов осуществляется путем составления палеогеологических карт. Предварительно на основе сопоставления разрезов скважин выявляют региональные несо гласия прослеживающиеся в пределах всего района исследования по их поверхности, , и составляют палеогеологические карты. В каждой конкретной точке наблюдения (скважина или обнажение) выясняют возраст пород, расположенных под несогласно залегаю щим комплексом. Точки с одновозрастными отложениями соединя ют и получают палеогеологическую карту, которая читается так же, как и обычные геологические: поднятия фиксируются выходом под поверхность несогласия более древних пород, в пределах про гнутых участков развиты более молодые комплексы. Палеогеологические карты дают возможность оценить направленность и ориен тировочнуюамплитуду вертикальных движений даже в эпохи от сутствияв данном районе процессов осадконакопления.

НОВЕЙШИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ отражены в рельефе мест ности, поэтому их изучают в основном геоморфологическими и биогеографическими методами. Меандр на р. Большая, 26 км от берега оз. Байкал

Геоморфологические методы основаны на тщательном изучении рельефа и выявлении признаков, говорящих о роли движений земной коры в формировании рельефа (изучение морского дна, древних береговых линий бассейнов, морских террас, особенностей речных долин и террас, изучение дельт, формы речных долин, плана речной сети и т. д. ). Биогеографические методы изучение тех особенностей в распределении фауны и флоры, которые можно объяснить только вмешательством эндогенных сил.

Образование надпойменных террас при омоложении рек Первый цикл эрозии Первое омоложение, завершение второго цикла эрозии Второе омоложение, завершение третьего цикла эрозии

Метод изучения поверхностей выравнивания Метод изучения древних поверхностей выравнивания применяют для выяснения режима вертикальных тектонических движений суши неоген палеогенового и мезозойского времени. Поверхности выравнивания (пенеплены) в горных странах представляют относительно слабоволнистые, располагающиеся почти горизонтально или полого наклоненные к периферии горных сооружений нагорные равнины, срезающие складчатую структуру этих сооружений. Они образуют в их рельефе как бы «лестницу» , служащую продолжением вверх «лестницы» речных и морских террас. Наиболее высокая и наиболее древняя поверхность занимает центральную часть хребта, нередко охватывая его главный водораздел и переходя с одного склона на другой.

Поверхности выравнивания (денудационные поверхности) в рельефе выражены практически горизонтальными нагорными равнинами, срезающими складчатую структуру горных сооружений. Гипсометрические отметки денудационных поверхностей достигают высот от сотен метров до первых километров над современным уровнем моря, что определяет значительную амплитуду поднятия в горных областях. В молодых горных областях (Альпы, Кавказ, Памир) отмечается до пяти поверхностей выравнивания, возраст которых от миоцена до плейстоцена. Максимальная амплитуда поднятий этих областей достигает 5 км.

СОВРЕМЕННЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ

Современные вертикальные тектонические движения изучаются историческими, геодезическими, геоморфологическими, сейсмологическими методами, методом дистанционного зондирования и методами водомерных наблюдений. Исторический метод изучение свидетельств исторических хроник, старинных карт и археологических материалов, указывающих на характер проявления новейших движений земной коры (обнаружение затопленных построек на дне морей или следов затопления на древних постройках, изменение в конфигурации береговых линий и т. п. ). Опускания и поднятия колонн древнего Храма близ города Неаполя (толстая линия). Зеленая линия показывает скорость движений.

Церковь Рождества Христова была построена приблизительно в 1790 году в посаде Крохино, сейчас это Белозерский район Вологодской области. Она располагалась у самого берега Белого озера, у истока реки Шексны. Сейчас разрушенный храм 18 го века окружен водой. Церковь, как и многие деревенские дома, оказалась в зоне затопления в 40 60 х при строительстве Волго Балтийского водного пути между Рыбинским водохранилищем и Онежским озером.

Затопленный храм в провинции Аюттхая (Таиланд), в 80 километрах к северу от Бангкока.

Геодезические методы триангуляция, нивелировка. Проводимые повторно в одних и тех же местах, они позволяют оценивать в абсолютных величинах смещения за известный период времени. В ряде случаев они дали отличный материал, особенно в сейсмических районах после землетрясений. Результаты геодезических исследований показывают, что современные вертикальные движения происходят со скоростью от долей до несколько миллиметров, реже более 10 мм/год.

Сей смологическиеметоды Землетрясения в Японии 11 марта 2011 года. Землетрясения чрезвычайно точный показатель интенсивности современных тектонических движений. Очаги землетрясений расположены там, где имеются активные тектонические структуры дифференцированные поднятия и опускания, развивающиеся в настоящее время разрывы, резкие изгибы простирания молодых складчатых сооружений и т. п. По распределению и интенсивности землетрясений можно судить о распределении и интенсивности тектонических движений, в том числе и колебательных.

Метод дистанционного зондирования Земли основан на комплексной интерпретации материалов аэро космических съемок исследуемых территорий с целью изучения их геологического строения. В настоящее время техника наблюдений и измерений из околоземного пространства имеет широкий спектр высокотехнологичных исследований земной поверхности : визуальная, фото, сканерная, радиолокационная, инфракрасная, спектрометрическая, магнитная и лазерная виды съемок. Разработаны и совершенствуются методы геологического дешифрирования в структурно геологических исследованиях и геологическом картировании.

Возможности использования КС в геологии в зависимости от уровней их генерализации

Технология приёма и обработки космических изображений

Aerial photograph of the San Andreas fault in California. This fault is the active plate boundary between the North American plate (foreground) and the Pacific Plate (background).

Старейшим из методов изучения вертикальных движений является водомерный метод. Начиная с 80 х годов прошлого столетия во многих портах мира были установлены водомерные приборы сначала рейки, затем мареографы с самозаписывающим устройством для наблюдений за изменением положения уровня моря. Эти изменения, обусловлены двумя причинами: 1) собственными, эвстатическими, колебаниями уровня Мирового океана, обязанными изменению объёма его водной массы или рельефа дна; 2) поднятием или опусканием бeрeгов. Aлгeбpaичecкoе суммирование результатов наблюдений по всем портам мира, где установлены водомерные приборы, показывает, что в последнее столетие происходит систематическое повышение уровня океана со скоростью примерно 1, 2 мм/год. Оно вызвано скорее всего таянием ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии в связи с потеплением климата Земли. Между тем регистрируемые изменения уровня имеют, как правило, более высокие значения и различный знак, что указывает на решающее значение второго фактора движений береговой суши. Водомерные наблюдения ведутся не только на берегах океанов и морей, но и на крупных озерах и реках.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ

Методы изучения горизонтальных движений находятся в на чальной стадии разработки, так как горизонтальные движения иэучены менее детально по сравнению с вертикальными. Количество методов, позволяющих их исследовать, также сравнительно невелико. Одним из наиболее компетентных методов анализа горизонтальных движений является метод формаций.

Установлено, что опреде ленные формации указывают на горизонтальное перемещение пластин земной коры. Так, формация «дикого флиша» образует ся за счет разрушения фронтальных частей продвигающихся в го ризонтальном направлении покровов. «Дикий флиш» состоит из тонкозернистых песчано глинистых, реже карбонатных пород с включениями хаотически нагроможденного грубообломочного ма териала (глыбовых брекчий и конгломератов бо лее древних пород). Мощ ность брекчий достигает нескольких сотен метров, а протяжен ность10 км и более. Образование «дикого флиша» связано с тек тоническим дроблением покровов, что вызывается их движением в условиях горизонтального сжатия, происходящего одновременно с осадконакоплением. На горизонтальное движение отдельных блоков земной коры указывают также зоны тектонического дробления пород, подстилающие движущиеся блоки. Эти пласты дислокационных брекчий получили название меланжа (франц. — смесь).

Среди других методов анализа древних горизонтальных движений следует в первую очередь назвать палинспастический и палеомагнитный. Палинспастический метод представляет собой разно видность палеогеографического и палеотектоничес кого методов. Основан на реконструкции первоначального положения структур ных элементов, изменивших впоследствии свое местоположение в связи с проявлением горизонтальных движений. Палеомагнитный метод основан на изучении магнит ного поля Земли в прошедшие геологические эпохи.