ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ

Дизъюнктивные дислокации

Разрывные нарушения, возникающие в слоях горных пород, можно разделить на два типа:

– разломы без смещения пластов, или диаклазы;

– разломы со смещением пластов, или параклазы.

Разлом, относительно которого произошло смещение слоев, называется сместителем. Переместившиеся относительно него блоки называются крыльями разрыва. Крыло, под которое падает наклонный сместитель, называется висячим, а противоположное ему крыло – лежачим.

В зависимости от расположения крыльев (но не от направления их движения) выделяют следующие виды параклазов.

1. Сброс – висячее крыло опущено или сместитель расположен вертикально. Сбросы возникают в режиме растяжения слоев (например, в замке антиклинальной складки).

2. Взброс – висячее крыло поднято.

3. Надвиг – висячее крыло поднято, но сместитель наклонен под углом менее 45°. Взбросы и надвиги возникают в режиме тектонического сжатия слоев (например, в ядре синклинали). При взбросах и надвигах происходят горизонтальные перемещения слоев, причем амплитуда их тем больше, чем меньше угол наклона сместителя. Если сместитель залегает почти горизонтально, то могут наблюдаться гигантские горизонтальные подвижки, называемые шарьяжами или тектоническими покровами.

4. Горст – линейно вытянутый поднятый блок земной коры, ограниченный сбросами.

5. Грабен – линейно вытянутый опустившийся блок земной коры, ограниченный сбросами.

В зависимости от направления движения параклазы можно разделить на два типа.

1. Сдвиг – крылья разрыва смещаются в горизонтальном направлении, не удаляясь друг от друга.

2. Раздвиг – крылья разрыва смещаются в горизонтальном направлении, удаляясь друг от друга (между ними возникает пропасть). Раздвиги, подобно сбросам, возникают в режиме растяжения слоев (например, в замке антиклинальной складки).

Глубинные разломы – рассекают всю литосферу, выступают в качестве особой геологической разломной структуры. Среди них важнейшее значение принадлежит рифтам, по линиям которых литосферные плиты раздвигаются. Другой разновидностью глубинных разломов являются трансформные разломы, поперек пересекающие рифты. По трансформным разломам происходит сдвиг участков литосферных плит.

Тектонические гипотезы по-разному объясняют развитие самой верхней твердой оболочки Земли. Гипотезы отличаются, прежде всего, объектами исследований и приоритетом направления тектонических движений.

Гипотеза фиксизма (платформ и геосинклиналей)объясняет развитие земной коры, и главное значение отводит вертикальным движениям ее блоков. Свои истоки фиксизм берет в гипотезе контракции земной коры. Согласно последней, остывающая планета уменьшается в объеме, что ведет к складчатым деформациям ее верхней твердой части. Согласно фиксизму, главнейшими структурами земной коры являются платформы (материковые и океанические) и геосинклинальныепояса. Под платформой понимается жесткий устойчивый блок земной коры, не претерпевающий активных тектонических движений (вулканизм и землетрясения редки). Платформы или их участки могут подвергаться лишь медленному воздыманию или погружению. Геосинклиналью называется подвижный участок земной коры, испытывающий быстрые вертикальные перемещения. В пределах геосинклинали земная кора сильно расчленена разломами и отличается повышенной проницаемостью. Геосинклиналям характерны следующие черты.

1. Вертикальная направленность тектонических движений, резкая смена прогибания поднятием.

2. Большие мощности осадочных пород (до 10 – 15 км).

3. Широкое развитие интрузивного и эффузивного магматизма, высокая сейсмичность.

4. Активный метаморфизм горных пород.

5. Интенсивная складчатость всей территории и обилие разломных структур.

Геосинклинали возникают благодаря расколу земной коры и провалу ее блоков в мантию с их последующей переплавкой. На месте провалившегося блока формируется тонкий, а значит подвижный базальтовый слой, то есть образуется земная кора океанического типа. Возникший таким образом морской геосинклинальный бассейн в своем развитии проходит через несколько стадий.

1. Собственно геосинклинальная стадия – идет погружение тонкой и тяжелой океанической коры. Благодаря углублению моря, на дне его накапливаются все более мощные толщи осадочных пород. Базальтовый слой не выдерживает растяжения и разрывается, что ведет к формированию подводных лавовых покровов.

2. Островная стадия – усложняются тектонические движения: на фоне преобладающего погружения отдельные массивы дна испытывают подъем. Активизируются процессы вулканизма и интрузивного магматизма. Вершины вулканических гор поднимаются над водой, формируя островные дуги.

3. Орогенная стадия – дно геосинклинального бассейна, разбитое трещинами на блоки, испытывает активные вертикальные и горизонтальные подвижки, что приводит к общему смятию в складки накопленных осадочных толщ. По линиям разломов происходит активный магматизм и формирование огромных интрузивных тел. Под влиянием давления при складкообразовании, а также под воздействием тепла, газов и растворов интрузий слои осадочных пород подвергаются сильной метаморфизации. Господствует режим тектонического воздымания территории, в результате которого на месте моря возникает горно-складчатая суша.

4. Постгеосинклинальная (платформенная) стадия – на территории горно-складчатой суши постепенно затухают быстрые тектонические движения, главенствующее значение приобретают процессы эрозии и денудации. Сохранившиеся от разрушения «корни» гор причленяются к платформе, наращивая ее площадь. Такой процесс роста континентальной земной коры получил название аккреции.

Гипотеза тектоники литосферных плитзародилась в конце девятнадцатого века как гипотеза дрейфа материков (мобилизма). Гипотеза тектоники литосферных плит объясняет развитие литосферы, и главное значение отводит горизонтальным движениям ее блоков. Согласно этой гипотезе, главными структурами литосферы являются литосферные плиты и разделяющие их рифты. Литосферные плиты, включающие в свой состав участки земной коры как океанического, так и континентального типов, находятся в постоянном горизонтальном движении относительно друг друга. Различие в абсолютной высоте между материковыми и океаническими участками плит объясняется изостазией – явлением уравновешивания мощных, но легких блоков (континентального типа), блоками тонкими, но тяжелыми (океанического типа). Рифты – рассекающие всю литосферу глубинные разломы, в которых происходит раздвиг (растяжение, спрединг) литосферных плит и наблюдается высочайшая сейсмическая активность, а мощность земной коры минимальна (до 0 м).

Основные положения концепции сводятся к тому, что магма, поднимающаяся по рифтовым разломам, изливается на поверхность и застывает, образуя напластования базальтов, представленные в рельефе срединно-океаническими хребтами. Образующиеся при застывании магмы кристаллы ферромагнитных минералов ориентируются в соответствии с направлением линий напряженности магнитного поля Земли. Затем новообразованная океаническая кора разламывается и раздвигается со скоростью до нескольких сантиметров в год в обе стороны от рифта, тем самым увеличивая площадь океана. Этот процесс получил название спрединга. В соответствии с инверсиями магнитного поля Земли, в разрастающейся океанической коре возникают поддающиеся возрастной датировке парные полосы магнитных аномалий, симметрично обрамляющие срединно-океанический хребет. По линиям трансформных разломов происходит сдвиг как срединных хребтов и рифтов, так и полосовых магнитных аномалий. В зоне конвергенции литосферных плит, одна из которых содержит кору материкового типа, а другая – океанического, происходит процесс субдукции. Субдукция заключается в том, что тонкая, но тяжелая плита с океанической корой полого погружается в мантию под гораздо более мощную, но легкую плиту с материковой корой. В том месте, где происходит перегиб океанической плиты, возникает глубоководный желоб. В зоне взаимодействия плит, но ближе к материку, формируется островная дуга, созданная смятыми в складки, метаморфизированными и пронизанными интрузиями слоями морских отложений и, частично, вулканическими породами. Таким образом, благодаря конвергенции происходит, с одной стороны, поглощение океанических участков литосферы, а с другой стороны, приращение континентальных участков. Факты, свидетельствующие в пользу концепции спрединга, можно разделить на три группы.

1. Особенности строения срединно-океанических хребтов:

– сложены базальтоидами с примесью ультраосновных пород;

– они молоды, поскольку почти лишены осадков;

– положительные аномалии силы тяжести, свидетельствующие о близком залегании тяжелых масс;

– высокие значения теплового потока, свидетельствующие о близости раскаленных масс;

– наблюдаются многочисленные мелкофокусные землетрясения, свидетельствующие о малой мощности литосферы.

2. Особенности строения океанического дна:

– наличие полосовых магнитных аномалий, попарно разного знака полярности;

– отсутствие осадочных пород, древнее юрских;

– вулканические конусы и подводные горы вытянуты в линии, в целом параллельные срединно-океаническому хребту;

– увеличение возраста вулканических конусов от срединно-океанического хребта к материкам;

– увеличение возраста и мощности осадочных пород в этом же направлении;

– рост глубины океана с удалением от срединно-океанического хребта;

– снижение величины теплового потока в этом же направлении;

3. Особенности строения зон субдукции:

– вулканизм островных дуг;

– промежуточные и глубокофокусные землетрясения, сосредоточенные в наклонных зонах;

– отрицательные аномалии силы тяжести;

– пониженный тепловой поток.