Головна » Статті » Теорія географії » Геологія [ Додати статтю ]

Тектонічні процеси. Порушене та непорушене залягання гірських порід
Тектонічні процеси, залягання гірських порід, землетрус, коливання, земна кора     Земна кора постійно перебуває в русі. В одних місцях вона підіймається, в інших опускається. Однак рухи ці дуже повільні і недоступні для безпосереднього спостереження, про них можна суди ти лише за їх наслідками. Наприклад, по згинанню верств гірських порід у складки, по наявності в них розривів тощо. Тектонічні рухи є основним фактором формування рельєфу земної поверхні. Наука, яка вивчає рухи земної кори і створені ними структури (складки, розриви тощо), називається геотектонікою,  або просто  тектонікою  (від грец. tektonike  будівництво, будівельне мистецтво), а самі рухи земної кори називають тектонічними рухами.

 За направленістю тектонічні рухи можуть бути вертикальними, або радіальними, і горизонтальними, або тангенціальними. Вертикальні рухи в свою чергу можуть бути незворотними (направленими в одну сторону) і зворотними, або коливними. Коливні рухи часто називають епейрогенічними,  тобто  створюючими  континенти,  бо внаслідок цих рухів відбуваються трансгресії і регресії морів, формуються обриси континентів.

1. Коливні рухи земної кори.  Коливні рухи  це переважно вертикальні рухи, які проявляються у вертикальних підняттях і опусканнях певних ділянок земної кори. Вони відбуваються нині і відбувалися в усі попередні епохи геологічної історії Землі. Особливістю їх є коливний характер, тобто можлива зміна знака рухів, коли підняття змінюються опусканням і навпаки. За часом проявлення коливні рухи поділяють на сучасні, неотектонічні і стародавні, або коливні рухи минулих геологічних епох.

  Сучасні тектонічні рухи   це рухи, які відбувалися останні 56 тис. років і відбуваються тепер. Вони визначаються за допомогою інструментальних вимірювань, за історичними і археологічними документами, а також геологоморфологічними методами. Прикладів сучасних вертикальних рухів земної кори можна навести багато. Наприклад, північна частина Подільської височини піднімається з швидкістю 2,84,9 мм/рік, північне побережжя Чорного моря опус кається з швидкістю  ,80,9 мм/рік, а місцями (біля Одеси) і більше. Максимальні (8,7 мм/рік) швидкості піднять на території України відмічено в районі м.Знам'янки Кіровоградської області, у північній частині Житомирської області та в інших місцях. Відомо ряд прикладів, що різноманітні споруди, які були колись збудовані на морському узбережжі, тепер знаходяться під водою або, навпаки, далеко від моря. Історичні відомості про ці споруди дають змогу нам судити про те, наскільки територія піднялася чи опустилася за час, що пройшов від їх побудови до наших днів. Широко відомо, що окремі  опускаються і море наступає на сушу. Щоб захиститися від наступу моря, люди змушені будувати дамби. Окремі ділянки територій Голландії вже розташовані нижче рівня Північного моря на декілька метрів. А північна частина Скандинавського півострова, навпаки, піднімається. Швидкість підняття окремих ділянок побережжя Скан динавії досягає 2 мм на рік. Внаслідок підняття морського побережжя і зв'язаного з ним відступання моря Стокгольм декілька разів переміщався до берега, щоби залишитися портовим містом на Балтійському морі.

 Характерним наочним прикладом сучасних тектонічних рухів земної кори з неодноразовою зміною знака рухів за історичний час служить побережжя Неаполітанської затоки, де знаходяться руїни давнього храму Серапіса, збудованого 2000 років тому. Після побудови ділянка території почала повільно опускатися і в ХІІІ ст. вся споруда опинилася під водою. В такому стані вона знаходилась близько трьох століть, після цього місцевість знову  почала підніматись і до 800р. практично вся споруда разом з фундаментом була осушена. На початку ХІХ ст. ділянка суші з руїнами храму знову почала опускатися і в даний час рівень води уже піднявся на 2,5м над підлогою храму. Опускання тут відбуваються з швидкістю близько 2 см/рік. Мармурові колони храму висотою 2 м кожна служать ніби мірними рейками на яких фіксується рівень поверхні моря.

 Коливні рухи відбуваються всюди, але з різною швидкістю. Крім цього, коливні рухи на одному і тому ж місці змінюють свій знак (напрям), тобто підняття змінюються опусканням і навпаки. Важливою особливістю сучасних вертикальних тектонічних рухів є їх унаслідованість від більш давнього структурного плану регіону. Така унаслідованість свідчить про те, що давні структури (розломи, складки різного типу) "живуть" і в даний час.

 Крім вертикальних рухів земної кори, відомі і горизонтальні зміщення окремих її блоків вздовж ліній розломів. Точні лазерні вимірювання з супутників показали, що  блоки  земної  кори, розділені розломом Сан-Андреас у Каліфорнії (1978р.), зміщувалися один відносно одного з швидкістю 94 мм/рік. Значні (1020 мм/рік) горизонтальні зміщення зафіксовані в районі Кривого Рога та в інших місцях. На таких ділянках зміщуються дороги, огорожі, русла ярів тощо.

 Вивчення сучасних рухів земної кори має велике практичне значення. Особливо вздовж залізниць, нафто- і газопроводів, у місцях будівництва гідроелектростанцій і АЕС. Вертикальні переміщення вивчаються головним чином методом повторного нівелювання через певні відрізки часу (510 років). Горизонтальні сучасні рухи вивчаються геодезичним методом тріангуляції, а для вивчення великих літосферних плит використовують лазерні вимірювання з штучних супутників Землі.

 Про характер сучасних рухів тієї чи іншої ділянки земної кори можна судити на основі особливостей геоморфологічної будови та складу сучасних відкладів. Наприклад, ділянки, які інтенсивно піднімаються в сучасну епоху, характеризуються переважно більшими абсолютними позначками і інтенсивною розчленованістю поверхні молодими ярами і потоками, а ділянки, які опускаються,  більш рівною, часто заболоченою поверхнею.

  Неотектонічні (найновіші) рухи   це рухи, які проявлялися в неогенчетвертинний час, тобто за останні 25 млн.років. їх вивчає  неотектоніка   нова галузь геології, яка сформувалася за останні 3040 років завдяки працям В.О.Обручева, С.С.Шульца, М.І.Ніколаєва. В Україні в розвиток неотектоніки значний вклад внесли І.Геренчук, І.Л.Соколовський, І.Д.Гофштейн, М.Г.Волков, В.П.Полі єнко.

 Неотектонічні рухи відіграли винятково важливу роль у розвитку рельєфу всіх материків земної кулі, але найбільш виразно вони зафіксовані в рельєфі "молодих" гір (Карпат, Кавказу, Паміру, Гімалаїв та ін.). У цілому на території України в неоген-четвертинному періоді  переважали висхідні рухи. Сумарні амплітуди піднять Карпат досягають (за даними І.Л.Соколовського і М.Г.Волкова, 965) 2000м, Гірського Криму  понад 00м. На рівнинній частині України вони досягають 200300м. Максимальні підняття (понад 400м) відмічено у північній частині Подільської плити.

 Основними методами вивчення неотектонічних рухів є геологічні і геоморфологічні. Суть геологічних методів зводиться до того, що для вивчення  коливних рухів за даний відрізок часу використовують гірські породи, їх склад і потужності. Відповідно найбільш поширеним є метод потужностей і фацій, який базується на аналізі умов утворення окремих компонентів гірських порід, їх потужностей, літологічного складу та органічних решток. Встановлено, що чим більше ділянка земної кори опускається , тим більша товща осадків нагромаджується на ній, і, навпаки, ділянки, які піднімаються, характеризуються меншою потужністю осадків або їх повною відсутністю. Наприклад, товща неогенових відкладів у Прикарпатті, яке переживало інтенсивне опускання в цей час, досягає 4000м, а на Подільській плиті, яка переживала коливні рухи з переважанням піднять, вона ледве досягає 0м.

 Для одержання  сумарних  амплітуд  неотектонічних  рухів найбільш придатним є метод аналізу висотного положення підошви морських відкладів відповідного віку. Побудовані таким способом карти ізобаз (ліній, що з'єднують точки з однаковими амплітудами рухів) дають наглядну кількісну характеристику неотектонічних рухів за певні проміжки часу.

 Геоморфологічні методи базуються на аналізі форм сучасного рельєфу, історії його розвитку. Суть цих методів зводиться до аналізу топографічних карт і аерофотознімків з метою виявлення аномалій у рельєфі  глибини врізу річкових долин, крутизни схилів,ступеня розчленування рельєфу тощо. Надійні дані дає вивчення річкових і морських терас, їх висот і складу відкладів. Чим більша глибина річкової долини, тим інтенсивнішими були тек тонічні підняття території, яку вона розчленовує. Кількість і висота терас вказує на кількість етапів піднять та їх інтенсивність.

 Про характер неотектонічних рухів окремих ділянок території можна судити на основі аналізу планів річкових систем. Ділянкам неотектонічних піднять властивий відцентровий план річкових систем, а ділянкам опускань  доцентровий. На територіях, які не покривалися морськими водами в неогені, основним методом виявлення неотектонічних рухів є вивчення давніх поверхонь вирівнювання, які сформувалися після завершення певних циклів денудацій. Відклади, якими складені ці поверхні, вказують на їх вік, а сучасне висотне розташування на висоту неотектонічного підняття.
  Стародавні,  або коливні рухи минулих геологічних епох (донеогенового часу) вивчаються виключно на основі вивчення потужностей і фацій окремих комплексів гірських порід. Наприклад, відомо, що на території Донбасу сумарна потужність відкладів кам'яно вугільної системи досягає 8 км. У них виявлено близько 300 пластів кам'яного вугілля різної потужності. Є підстави твердити, що в період формування вугленосної товщі відбувалися коливні рухи з переважанням інтенсивних опускань, які компенсувалися нагромадженням потужної товщі осадків. У цей же час на переважній біль шості території України кам'яновугільні відклади відсутні, що вказує на її підняття.

2. Тектонічні порушення. Тектонічні рухи проявляються не тільки в підняттях і опусканнях великих ділянок земної кори, але й у порушенні умов залягання гірських порід. Особливо чітко це спостерігається у верствуватих осадових гірських породах. Переважна більшість осадових порід формується на рівній поверхні дна морів і океанів, тому спочатку вони залягають горизонтально або майже горизонтально. Таке первинне горизонтальне залягання називають непорушеним.  Під впливом тектонічних рухів верстви гірських порід деформуються, первинні умови їх залягання порушуються і виникають нові вторинні структурні форми. Таке вторинне залягання верств називають порушеним . Тектонічні порушення, або дислокації, є двох типів: ) складчасті, або плікативні  (пластичні), при яких суцільність верств не порушується, а змінюється лише форма їх залягання, і 2) розривні, або диз'юнктивні, коли суцільність верств порушується і утворюються різні розриви. Тектонічні порушення різних типів найбільше розповсюджені в складчастих гірських спорудах.

 Складчасті тектонічні порушення.  Форми їх є різні. В одних випадках верстви гірських порід зазнають лише нахилу, в інших вони можуть бути зігнуті в складки, зім'яті, але не розірвані. Найпростішою формою нерозривних (плікативних) порушень у верствуватих гірських породах є нахилене або моноклінальне залягання верств, при якому всі шари досить одноманітно падають в одну сторону. Така форма залягання називається монокліналлю.

  Положення нахилено залягаючих верств гірських порід у просторі визначається так званими елементами залягання . До них належать лінія простягання, лінія падіння і кут падіння.  Лінією простягання шару  називається лінія його перетину з горизонтальною площиною.  Лінія падіння   це лінія, яка вказує напрям максимального нахилу або падіння шару. Вона завжди є перпендикулярною до лінії простягання.  Кутом падіння  називається кут, під яким шар нахилений до горизонту, або кут утворений площиною шару з горизонтальною площиною. Напрям простягання і напрям падіння шару по відношенню до сторін світу виражається в градусах. Ці напрями називають відповідно азимутом простягання і азимутом падіння.

 Елементи залягання шару в польових умовах вимірюються за допомогою гірничого компаса, який дещо відрізняється від звичайного туристського. Він змонтований на прямокутній пластинці. Гірничий компас складається з двох основних частин: магнітної стрілки з лімбом і виска (клинометра) з напівлімбом. Північний кінець стрілки завжди чорний. Градуювання лімба проведено проти годинникової стрілки, при цьому Сх і Зх позначено зворотно до дійсного їх розташування відповідно до сторін світу. Це зроблено з метою зручності взяття відліків. Для визначення азимута падіння шару слід прикласти південну коротку сторону компаса до лінії його простягання, тобто компас завжди потрібно держати північною стороною за падінням пласта.

  Складки   це хвилеподібні згини верств гірських порід різних розмірів. Є два типи складок: випуклі  антиклінальні і вгнуті  синклінальні. У кожній складці виділяють такі елементи:  ядро   внутрішня частина складки;  замок   місце перегину верств (в антиклінальних складках замок називають також склепінням); крила   бокові частини складки;  осьова площина   площина, яка ділить кут між крилами складки на дві рівні частини;  шарнір   лінія, яка з'єднує точки максимального перегину шару в замку складки; вісь складки   лінія перетину осьової площини з поверх нею Землі.

 Складки класифікують за кількома ознаками. За положенням осьової площини  на прямі (якщо осьова площина стоїть вертикально), похилі (якщо осьова площина нахилена), лежачі (якщо вона займає горизонтальне положення) і перевернуті (якщо осьова площина нахилена нижче горизонту).

 За характером замка складки поділяють на гострі, округлі, ізоклінальні (характеризуються паралельними крилами), віялоподібні, сундучні (мають плоский широкий замок).

 За співвідношенням розмірів (довжини і ширини) у плані складки поділяють на лінійні, брахіскладки і ізометричні. В  лінійних  складках довжина значно перевищує їх ширину. Брахіскладки   це овальні складки, довжина яких у 23 рази перевищує ширину; серед них виділяють брахіантикліналі (випуклі складки) і брахісинкліналі (вгнуті складки). В ізометричних  складках довжина і ширина приблизно однакові. Випуклі складки такого типу називають куполами, а вгнуті  мульдами. Такі складки характерні для платформених областей.

 Складки групуються в різних структурах земної кори неоднаково. У складчастих областях спостерігається одне співвідношення, а на платформах  інше. Сукупність складок, властиву певним структурам земної кори, називають складчастістю. Вона буває повна, переривчаста і проміжна. Ще виділяють діапірові складки, утворені соляними куполами.

Повна складчастість  характеризується тим, що лінійні складки (антикліналі і синкліналі), маючи приблизно однакові розміри, розташовуються паралельно одна одній, займаючи всю площу даної території і не залишаючи ділянок з порушеним заляганням верств. Повна складчастість характерна для складчастих областей. Нерідко в складчастих областях виникають великі підняття і прогини, ускладнені рядом антиклінальних і синклінальних складок. Перші з них називають антикліноріями , другі синкліноріями . В свою чергу антиклінорії і синклінорії групуються, утворюючи великі складної будови складчасті споруди, які називають мегаантикліноріями , або западини мегасинклінорії .

Переривчаста складчастість  характеризується наявністю окремих ізольованих (локальних) складок, між якими є ділянки з гори зонтальним заляганням верств. За формою це переважно куполоподібні складки, мульди, брахіскладки і флексури (колиноподібні згини верств). Така складчастість спостерігається в платформних областях.

Проміжна складчастість  властива перехідним зонам між складчастими областями і платформами, крайовим прогинам. Розривні (диз'юнктивні)  тектонічні порушення  утворюються тоді, коли напруження, які виникають у земній корі, досягають величин, які перевищують межу міцності гірських порід. Виділяють дві групи розривних порушень: розриви без зміщення гірських порід і розриви із зміщенням гірських порід.

До розривів без зміщення належать лінійно витягнуті тек тонічні тріщини, які часто зустрічаються в ядрах лінійних складок, а також радіальні і концентричні тріщини на куполоподібних підняттях. За кутом нахилу їх поділяють на: слабопохилені (з кутом нахилу від  до  5о ), пологопадаючі (від  до 45о ), крутопадаючі (від 45 до 80о ) і вертикальні (80 - 90о). За шириною розкриття тектонічні тріщини поділяють на відкриті, закриті (в яких розрив спостерігається, але стінки дуже зближені) і приховані (які невидимі неозброєним оком, але добре спостерігаються при розколюванні гірської породи).

 Системи тектонічних тріщин мають великий вплив на формування рельєфу і гідрографічної сітки. Розриви із зміщенням характеризуються зміщенням гірських порід по тріщині розриву. В них виділяють зміщувач тріщину, по якій відбувається зміщення, і крила   зміщені блоки гірських порід, розташовані по обидві сторони від зміщувача. Крило, розташоване вище площини зміщувача, називають висячим, а протилежне лежачим. Віддаль  між висячим і лежачим крилами називається  амплітудою зміщення.

 До розривних тектонічних порушень із зміщенням належать скиди, підкиди, насуви (надвиги), здвиги і більш складні порушення  скидоздвиги, східчасті скиди, грабени і горсти  Скид   розрив з вертикальним або нахиленим зміщувачем в сторону опущеного крила. Скиди утворюються при розтягуванні земної кори.

  Підкид  розрив з крутопадаючим (понад 45о ) зміщувачем, по якому висяче крило підняте відносно лежачого, а зміщувач нахилений в сторону піднятого крила. Виникає при тектонічному стиску ванні.

  Насув  (надвиг)  розривне порушення з пологим (до 45-60о ) нахилом зміщувача, по якому висячий бік піднятий відносно лежачого і насунутий на нього. Як і підкид, теж виникає в умовах тектонічного стискування. Горизонтальні, або пологі насуви з переміщенням гірських порід на віддаль у кілька десятків кілометрів називають шар'яжами, або тектонічними покривами.

  Здвиг  розрив з вертикальним або нахиленим зміщувачем, по простяганню якого крила зміщені одне відносно іншого.

 Часто при здвигах відбувається переміщення не тільки в гори зонтальному, але й у вертикальному напрямі. Такі розриви називають скидоздвигами.

  Східчасті скиди  система скидів, в якій кожне наступне крило є опущеним по відношенню до попереднього.  Грабен  опущена ділянка земної кори, відділена скидами, рідше підкидами, від суміжних, відносно піднятих ділянок.

  Горст   піднята ділянка земної кори, відділена скидами або підкидами від суміжних ділянок. Лінійно витягнуті на сотні або й тисячі кілометрів складні системи грабенів, часто поєднані з горстами, називаються рифтами . Ширина рифтів коливається в межах від 520 до 200400 км. Типовим прикладом сучасних великих рифтових систем є СхідноАфриканська, Байкальська та ін. Подібні структури виявлено і в океанах. Наприклад, рифти  підводних хребтів Атлантичного, Індійського та інших океанів. З рифтовими зонами пов'язані землетруси і вулканічні процеси.

 Особливу категорію розривних тектонічних структур утворюють  глибинні розломи . Вони нерідко розчленовують всю літосферу на окремі блоки. Тривалість розвитку та існування глибинних розломів дуже велика і вимірюється геологічними періодами й ерами.

 Вивчення тектонічних деформацій має велике практичне значення, бо з ними пов'язаний ряд корисних копалин (нафта, газ, підземні води та руди металів). Крім цього, вони мають великий вплив на формування рельєфу земної поверхні.

Фото: geolab.com.ua
Джерело: Необхідне уточнення
Категорія: Геологія | Додав: wiktor (28.03.2011) W
Переглядів: 15695 | Теги: Тектонічні процеси, залягання гірських порід, Коливання, земна кора, Землетрус | Рейтинг: 5.0/2
Матеріали по темі:
Всього коментарів: 0
avatar