Эволюция геотектонических гипотез


Эволюция геотектонических гипотез


Введение

геотектонический гипотеза порода горный

Земная кора образована горными породами, имеющими различные формы залегания, с чем связано определённое строение коры. Породы лежат горизонтальными слоями или нарушены разломами и смяты в складки. Залегание горных пород чаще всего обусловлено внутренними силами. Строение земной коры, созданное эндогенными процессами, называется тектоникой, что с древнегреческого переводится как «строительство».

На сегодняшний день существует множество тектонических гипотез, предлагаемых для объяснения движений земной коры. Чрезвычайная медленность тектонических движений позволяет только в некоторых наиболее подвижных районах изучать современное вертикальное и горизонтальное движение земной коры. Обычно изучению доступны лишь результаты тектонических процессов. Данных о состоянии вещества и движениях, протекающих на большой глубине, еще недостаточно. Всё это пока не даёт возможности создать полноценную теорию геотектонических процессов.


1. Элементарные тектонические структуры


Тектоникой называют также отдел геологии, изучающий строение земной коры и сил, вызвавших деформации земной коры, а также изучающий историю развития структур земной коры. Структура (от лат. structura) - строение, расположение, порядок. Соответственно структурная геология изучает простейшие формы залегания горных пород и механизм их образования. К элементарным тектоническим структурам относят слоистые структуры, складчатые структуры, трещинные структуры и разрывные структуры.


.1 Слоистые структуры


Простейшей формой залегания осадочных горных пород является слой, образующийся в результате осаждения обломочного, химического или органогенного материала на дне моря или озера, а иногда на поверхности суши. В большинстве случаев слои осадочных горных пород отлагаются горизонтально или слабо наклонены. Поэтому когда наблюдаются слоистые горные породы, собранные в складки или разорванные и перемещённые, то это означает, что первоначальные слои были деформированы.

Раньше предполагали, что слоистая структура осадочных горных пород образована в связи с климатическими и другими экзогенными явлениями и не имеет прямого отношения к тектоническим процессам. Однако данный процесс образования слоистости, хотя и происходит очень широко, является далеко не единственным, и даже не главным.

Например, одним из важнейших процессов образования слоистых структур в горных породах является тектонический. Он вызывает опускание и поднятие суши и морского дна. Земная кора никогда и нигде не остаётся неподвижной. Если в каком-либо прибрежном районе происходит опускание земной коры, море наступает на сушу, происходит трансгрессия моря. Если же происходит поднятие - регрессия. При этом границы распространения разных осадков будут перемещаться. Так образуется очень важный тип слоистой структуры, имеющий одновременно осадочное и тектоническое происхождение, т.к. он вызван движениями земной коры.


Рисунок 1- Тектоническое образование слоистости


Ещё один важный тектонический тип слоистой структуры образуется на дне морей и океанов в связи с часто возникающими землетрясениями, которым подвергается не только суша, но и морское дно. На слабо наклонном морском дне, в областях перехода шельфа в континентальный склон могут накапливаться относительно грубые терригенные осадки, приносимые сюда морскими течениями. Достаточно тектонического толчка даже небольшой силы, чтобы вызвать их скатывание вниз по континентальному склону (мутьевой или суспензионный поток).

Слой (пласт) представляет собой геологическое тело плитообразной или линзообразной формы, сложенное породами более или менее однородного состава и ограниченное двумя поверхностями, отделяющими его от подстилающего и налегающего слоёв. М.С. Швецов различает две главные причины, почему слой отделяется в качестве самостоятельного геологического тела от вышележащего и нижележащего слоёв: 1) породы соседних слоёв имеют иной состав и строение и 2) породы слоёв имеют одинаковый состав и строение, но отделяются друг от друга поверхностями раздела. Образование поверхностей раздела может быть вызвано кратковременными изменениями в осадконакоплении. Верхняя поверхность, ограничивающая слой имеет название кровля или висячий бок слоя. Нижняя поверхность - подошва или лежачий бок слоя. Самое короткое расстояние (перпендикуляр) между кровлей и подошвой - мощность слоя (истинная мощность). Ширина слоя, обнажающегося на дневной поверхности, называется видимой мощностью. [1]


Рисунок 2 - Слой


.2 Складчатые структуры


Складки представляют собой изгибы слоистых пород, образованные тектоническими силами. В зависимости от направления изгиба (вниз или вверх) среди них выделяют антиклинальные и синклинальные складки. В антиклиналях изгиб слоёв обращён выпуклостью вверх, и в центральных частях расположены более древние породы, чем в краевых. В синклиналях изгиб слоёв направлен вниз, и во внутренних частях располагаются более молодые породы.

В каждой складке выделяются следующие элементы:

) замок - место перегиба слоёв. В антиклиналях замок часто называют сводом;

) крылья - боковые части складки;

) ядро - внутренняя часть складки, примыкающая к замку;

) угол, образованный пересечением продолженных поверхностей крыльев складки;

) шарнир - линия, проходящая через точки максимального перегиба любого из слоёв, собранных в складки;

) осевая поверхность - поверхность, проходящая через точки максимального перегиба слоёв, образующих складку;

)ось складки - линия пересечения осевой поверхности складки с горизонтальной поверхностью.


А - антиклиналь, Б - синклиналь

Рисунок 3 - Складки и их элементы


Классификация складок основана на различных признаках:

Формы складок по положению осевой поверхности:

)прямые симметричные складки - осевая поверхность вертикальна и наклон крыльев одинаков;

)наклонные (косые) складки - осевая поверхность наклонная, крылья падают в противоположные стороны. Падение одного крыла круче падения другого;

)опрокинутые складки - осевая поверхность значительно наклонена и крылья падают в одну сторону - одно крыло подвёрнуто под другое;

)лежачие складки - осевая поверхность горизонтальна или почти горизонтальна;

)ныряющие (перевёрнутые) складки - осевая поверхность изогнута относительно вертикального положения на угол, больший 90?.


(а- прямые, б-косые, в- опрокинутые, г- лежачие, д- перевёрнутые)

Рисунок 4


Формы складок по соотношению между крыльями и характером замка:

нормальные (обычные) - острые и округлые;

)изоклинальные - с параллельными крыльями;

)веерообразные;

)сундучные (коробчатые) - с плоским замком и крутыми крыльями.


а-округлые, б-острые, в-изоклинальные, г-веерообразные, д-сундучные

Рисунок 5


По соотношению мощностей слоёв на крыльях и в замке выделяются 2 типа складок: концентрические - с одинаковой мощностью слоёв в замке и на крыльях и подобные - с уменьшенной мощностью в крыльях.

В различных структурных зонах земной коры наблюдается та или иная совокупность складок, которая называется складчатостью. По форме складок и их взаимоотношению на площади и в разрезе выделяют два основных типа складчатости:

Полная (линейная) складчатость. Для неё характерно полное заполнение складками всего пространства. Линейные складки - антиклинали и синклинали, имея примерно одинаковую форму и размеры, располагаются параллельно друг другу с одним и тем же простиранием на значительном протяжении. Прерывистая складчатость наблюдается чаще всего в пределах платформ. Для неё характерны отдельные изолированные складки среди области с горизонтальным залеганием слоёв; неравное развитие антиклиналей и синклиналей, с преобладанием первых; отсутствие линейности; большое морфологическое разнообразие складок и др.[2]


.3 Трещинные структуры

геотектонический порода горный

Трещинами в горных породах называют небольшие разрывы, вдоль которых не происходило значительных перемещений. Часто трещины образуются по поверхностям лёгкой делимости, вдоль которых порода особенно хорошо раскалывается.

По происхождению различают трещины скалывания и трещины отрыва.

Известно, что в хрупкой породе в условиях лабораторных опытов при сжатии образуется две системы трещин скалывания, наклонённых под углом 45? к направлению действующей силы. Однако французский инженер Гартман выяснил, что, чем пластичнее вещество, подвергаемое сжатию, тем больший угол с действующей силой образуют трещины скалывания. В абсолютно пластичной породе трещины скалывания располагаются под углом 90? к действующей силе. Такие трещины были названы трещинами сплющивания.

Казалось бы, в прочных горных породах трещины сплющивания не должны образовываться, но геологи обнаружили широчайшее распространение именно трещин сплющивания во многих складчатых горных породах. Это явление вызвано тем, что в условиях даже небольших глубин и невысоких температур, при очень длительном действии тектонических сил, горные породы деформируются как абсолютно пластичные материалы.

Трещины отрыва образуются при действии растягивающих сил и располагаются под прямым углом к направлению силы. Форма этих трещин значительно отличается от формы трещин скалывания. Они обычно неправильные, изгибающиеся, стенки их имеют рваную поверхность отрыва.


.4 Разрывные структуры


При тектонических движениях земной коры пласты горных пород могут быть разорваны и смещены относительно друг друга. Среди разрывных (дизъюнктивных) нарушений принято различать разрывы со смещением и разрывы без смещения (трещины). Протяженность разрывных нарушений изменяется от нескольких миллиметров и сантиметров до десятков и сотен километров. Разрывы образуются из больших трещин в горных породах, вдоль которых, в отличие от обычных трещин, происходят значительные перемещения. Разрывы разделяют горные породы земной коры на тектонические блоки. В каждом разрыве различают поверхность разрыва, висячий и лежачий бока разрыва, образованные горными породами двух тектонических блоков, соприкасающихся по поверхности разрыва, и амплитуду перемещения по разрыву, т.е. размеры смещения по разрыву двух тектонических блоков.

Различают крутопадающие и пологопадающие разрывы. Точного разграничения между ними нет, но принято разрывы с углом падения более 50? называть крутыми, а разрывы с углом падения менее 30? - пологими.


.4.1 Разрывы со смещениями

Классификация разрывов со смещениями основана на морфологических признаках и генезисе разрывов. Обычно выделяют сбросы, взбросы, сдвиги, раздвиги, надвиги (покровы). Среди них в зависимости от ориентировки разрывов по отношению к складчатым структурам, которые они осложняют, различают поперечные, продольные и диагональные.


а - нормальный сброс, б -взброс, в -сдвиг, г - надвиг

Рисунок 6 - Разрывные нарушения


В зависимости от наклона поверхности сместителя к горизонту (более или менее 45°) различают пологие и крутые сбросы, взбросы и сдвиги. Сбросы - это нарушения, в которых поверхность разрыва наклонена в сторону крыла, занимающего более низкое положение. Это крыло называется опущенным (лежачим). Другое, занимающее более высокое положение - поднятым (висячим). Сбросы образуются в условиях растяжения земной коры, поэтому при сбросах всегда возникает горизонтальное растаскивание пласта, и измеряемое величиной «зияния». В зависимости от соотношения углов наклона слоев в крыльях сброса и поверхности сместителя различают нормальные (согласные) и обратные (несогласные) сбросы. У нормальных (согласных) сбросов слои пород и сместитель наклонены в одну сторону. У обратных (несогласных) сбросов-в разные стороны.


а - нормальный сброс в горизонтальных слоях; б - взброс в горизонтальных слоях; в - согласный сброс; г - несогласный сброс; д - согласный взброс; е - несогласный взброс

Рисунок 7 - Типы сбросов и взбросов


Пологие сбросы с большой величиной зияния иногда называют раздвигами. Наряду с этим существует представление, что раздвиги это нарушения, у которых перемещение пород в крыльях происходит перпендикулярно их отрыву. Разрывы, образующиеся при раздвигах, обычно выполнены инородными породами или минералами.

Взбросы- это нарушения, в которых поверхность paзрыва наклонена в сторону расположения приподнятых слоев. Взбросы возникают в условиях сжатия и характеризуются перекрытием разорванных крыльев. Так же как и среди сбросов, различают нормальные (согласные) и обратные (несогласные) взбросы.

Надвиги - это взбросы с наклоном поверхности сместителя менее 45-60°. Надвиги с очень пологим сместителем и большой горизонтальной амплитудой смещения (перекрытия) называют шарьяжами или покровами.

Сдвиг - это разрывное нарушение, у которого смещение крыльев происходит по горизонтам вдоль линии простирания поверхности сбрасывателя. Если смещение крыльев ориентировано косо по отношению к линии простирания поверхности разрыва, то выделяют сбросо-сдвиги, взбросо-сдвиги.

Сдвиги возникают в том случае, когда действие сил направлено горизонтально, параллельно поверхности сместителя.

В пространстве разрывные нарушения со смещением могут группироваться в протяженные зоны, в пределах которых наблюдаются блоки, приподнятые на разную высоту. В результате одни участки земной коры могут быть опущены, а другие подняты относительно смежных. Такие тектонические структуры называют соответственно грабенами и горстами. Иногда борта грабенов и склоны горстов могут быть ограничены несколькими параллельными разрывами. Такие горсты и грабены называют сложными, ступенчатыми.


1.4.2 Разрывы без смещения

Трещины - это разрывные нарушения в горных породах по которым не происходило видимых смещений.

Принято выделять трещины вертикальные, горизонтальные и наклонные. Кроме того, в зависимости от ориентировки их по отношению к пластам, в которых они находятся, выделяют пластовые трещины, поперечные и диагональные. Характеристика трещин в пространстве определяется азимутом простирания, азимутом наклона и углом наклона. Для того чтобы представить положение трещины в пространстве, достаточно замерить азимут наклона и угол наклона трещины.

По характеру проявления различают: открытые трещины с хорошо видимой полостью, закрытые - полость по разрыву неразличима и скрытые, которые обнаруживаются только при специальном изучении.

Размеры трещины изменяются в широком диапазоне. Они могут пересекать толщи пород с мощностями, измеряемыми сотнями метров, но могут и не выходить за пределы сантиметров и миллиметров. Трещины, имеющие одинаковую или близкую ориентировку, объединяются в системы, которые обусловливают отдельность горных пород. Отдельность - способность породы раскалываться на характерные по форме блоки, глыбы, куски вдоль видимых или скрытых пересекающихся систем трещин.

Генетическая классификация предусматривает выделение тектонических и нетектонических трещин, среди которых выделяют ряд разновидностей.

Нетектонические трещины: 1) первичные трещины, 2) трещины выветривания, 3) трещины оползней, обвалов и провалов, 4) трещины расширения пород при разгрузке.

Тектонические трещины: 1) трещины с разрывом сплошности пород (трещины отрыва и скалывания), 2) кливаж.

Нетектонические трещины. Нетектонические трещины возникают при изменении физико-химических свойств горных пород вблизи или на поверхности Земли.

Первичные трещины в осадочных породах возникают на стадии диагенеза - осадок теряет влагу, уменьшается в объеме и постепенно переходит в горную породу. Первичные трещины приурочены только к отдельным слоям или пачкам слоев. По отношению к слоистости они могут располагаться перпендикулярно, косо, параллельно. В эффузивных породах первичные трещины возникают при остывании лавы и уменьшении объема породы. Эти трещины обусловливают отдельность эффузивных пород (столбчатую, пластинчатую и плитчатую).

Трещины выветривания образуются в горной породе в основном под воздействием атмосферных агентов. Глубина трещиноватой зоны и степень трещиноватости зависит от характера породы, длительности процессов выветривания и обычно распространяется до 10-15 м, в редких случаях до 30-50 м от поверхности. Трещины не имеют общего направления - извилистые, часто пересекают друг друга.

Трещины оползней, обвалов и провалов имеют локальную приуроченность и возникают от неравномерности напряжений, испытываемых породой при подвижках. Они характеризуются неровными стенками, зиянием, частой сменой ориентировки.

Трещины расширения пород при разгрузке возникают вокруг выработанного пространства горных выработок, а также в бортах речных долин (в скальных и полускальных породах). Возникновение их обусловлено изменением соотношения сил, действующих на горные породы внутри массива.

Тектонические трещины. Тектонические трещины возникают в горных породах под влиянием эндогенных процессов. Проявление складкообразовательных движений приводит к возникновению в горных породах трещин с разрывом сплошности, среди которых выделяют трещины разрыва (отрыва) и трещины скалывания.

Трещины разрыва (отрыва) образуются в породах, испытавших растяжение при вертикальных движениях. Они имеют локальное и региональное распространение и приурочены в основном к сводовым частям антиклинальных поднятий, складок и т. д. Эти трещины представляют собой систему взаимно пересекающихся трещин (под прямым или близким к нему углом) и проявляются по простиранию и падению слоев. Они обычно вертикальные или круто наклонные. Поверхности трещин разрыва (отрыва) шероховатые, иногда неровные, с рваными краями. Они могут быть зияющими или выполнены минеральными образованиями (кварц, кальцит, гипс и др.).

Трещины скалывания возникают в условиях сжатия земной коры. Они хорошо выдерживаются на значительных рас стояниях по падению и простирание слоев. Стенки трещин скалывания плотно сжаты и имеют гладкую поверхность. Иногда по ним происходят подвижки отдельных блоков пород, о чем свидетельствуют следы скольжения в виде борозд, царапин и зеркал скольжения на поверхности трещины.

Кливаж. Кливаж - это способность горных пород раскалываться на пластинки, призмы по густо развитой системе параллельных трещин, секущих слоистость или согласных с ней.

Полагают, что сланцеватость возникает в горных породах при пластических деформациях. Трещины кливажа могут быть открытыми и закрытыми, с ровными поверхностями, иногда со следами скольжения.[3]


2. Классификация тектонических движений


Классифицировать тектонические движения достаточно сложно. В настоящее время имеется ряд классификаций, отражающих направление тектонических движений, области их проявления, результаты проявления и т. д. Из предложенных в последние годы советскими учеными остановимся на классификациях В.Е. Хаина и В.В. Белоусова.


Таблица 1 - Наиболее распространенные классификации тектонических движений

По В.Е. Ханну, 1973 г., упрощено *По В.В. Белоусову, 1975 г.Существенно вертикальныеСущественно горизонтальныеВнутрикоровыеПоверхностные (покровные)Складчат(нагнетан)блоковыескладчатые (общего сжатия, скольжения и др.)сдвиги, надвиги, шарьяжискладчатые (глыбовые, нагнетания, общего смятия, глубинные)разрывные (сбросы, взбросы, надвиги и др.)КоровыеОбщекоровыесклад-чатые (обле-каиие)блоковыескладчатыесдвиги, региональные надвигиколебательные (общие и волновые)разрывные(глубинные разломы, сдвиги, сбросы и др.)Глубинныеволновыеглыбо-выеволновыеглубинные сдвиги и надвиги* Исключены экзотектонические и сверхглубинные движения, не связанные с эндогенными процессами земной коры.


.1 Классификация по Хаину


По направлению перемещения В.Е. Хаин выделяет существенно вертикальные и существенно горизонтальные тектонические движения, по области проявления движений поверхностные (покровные) движения, связанные с процессами в осадочном чехле (например, соляной диапиризм), коровые движения, охватывающие практически весь объем консолидированной коры, и глубинные движения, обусловленные процессами в верхней мантии. Эти типы движений, в свою очередь, делятся на складчатые, блоковые, глыбовые и др.


2.2 Классификация по Белоусову


Более простая классификация тектонических движений предложена В.В. Белоусовым. Она основана на делении тектонических движений по масштабам проявления, величине охватываемых ими объемов пород. По В.В. Белоусову, тектонические движения делятся на внутрикоровые, распространяющиеся на отдельные образования земной коры, и общекоровые (глубинные), проявляющиеся в виде перемещений коры в целом. В свою очередь, внутрикоровые движения делятся на складчатые и разрывные, а общекоровые - на колебательные и разрывные движения, приводящие к образованию пликативных и дизъюнктивных дислокаций различного ранга.


.3 Более детальная классификация


Разработана и более детальная классификация тектонических движений. Так, к складчатым внутрикоровым движениям относятся глыбовая складчатость, обусловленная относительными перемещениями блоков коры, складчатость нагнетания , проявлением которой является, например, соляной диапиризм, и др.

В составе колебательных общекоровых тектонических движений выделяют общие и волновые движения. Общие движения проявляются в виде одновременных воздыманий или опусканий крупных участков земной коры; волновые движения приводят, например, к формированию крупных поднятий и впадин на континентах. Разрывные внутрикоровые и общекоровые движения сопровождаются образованием сбросов, надвигов и т. д. различного порядка, т. е. затрагивающих часть разреза земной коры или кору в целом.

Характерной особенностью тектонических движений является их непрерывное и практически повсеместное проявление на протяжении всей геологической истории. Несомненные проявления тектонических движений довольно детально зафиксированы не только в течение длительных геологических эпох, но даже на таком сравнительно коротком отрезке времени, каким в геологическом масштабе является продолжительность человеческой цивилизации. Широко известны факты, связанные с опусканием побережья Северо-Западной Европы (Нидерланды, Бельгия, ФРГ), где возведена целая система дамб, предотвращающих затопление суши. Существуют многочисленные археологические свидетельства в виде уходящих в море дорог, затопленных развалин древних храмов, расположенных далеко на суше причалов древних портовых сооружений и т. д.

В самые последние годы ученые получили возможность регистрировать тектонические движения еще меньшей продолжительности, буквально за десятилетия. Конечно, амплитуды колебаний земной поверхности за такой короткий отрезок времени невелики и измеряются миллиметрами, но точность современных геодезических приборов позволяет их зафиксировать достаточно надежно. Движения земной коры, регистрируемые в настоящее время, называются современными.

Результаты таких измерений обобщены на карте скоростей современных вертикальных движений Восточной Европы, составленный коллективом ученых социалистических стран под руководством Ю.А. Мещерякова. На фрагменте этой карты (рис. 5) видно, что скорость современных тектонических движений достигает ± 10 мм/год и даже более. Наиболее контрастны современные движения в горных областях (Карпаты, Кавказ), где на небольших расстояниях зафиксированы даже движения разного знака. В равнинных областях современные однозначные движения обычно охватывают значительные территории, однако скорость их также может достигать 8-10 мм/год.


Воздымание разной интенсивности в мм/год 1 - 8-10; 2 - 6-8, 3 - 4-6; 4 -2-4; 5 - 0-2. Опускание различной интенсивности в мм/год. 6 - 2-0, 7 - 4-2, 8 - 6-4

Рис 5. Фрагмент карты скоростей современных вертикальных движений земной коры Восточной Европы (под редакцией Ю.А. Мещерякова)


За более продолжительные отрезки геологического времени удается зафиксировать тектонические движения значительно большей амплитуды. И такие геологические свидетельства многочисленны. Более того, если за исторические отрезки времени могутбыть отмечены колебания амплитудой обычно не более 10-50 м, то геологические данные свидетельствуют о значительно более крупных масштабах изменения рельефа Земли.

Важные геологические свидетельства тектонических движений получены в результате геоморфологических исследований, основанных на геологическом анализе современного рельефа. Изучение роли экзогенных и эндогенных факторов в формировании рельефа позволяет выявить обширную категорию тектонических движений ближайшего геологического прошлого, называемых новейшими.[4]


3. Геотектонические гипотезы


Развитие геотектоники было всегда тесно связано с прогрессом всех наук о Земле: сначала геологии, а в последнее время геологии, геофизики и геохимии. Возникновение научной геологии следует отнести к XVIII в., когда стала развиваться горнодобывающая промышленность и появилась практическая необходимость понимать строение земной коры для поисковых и разведочных работ. Попытки объяснить причины горообразовательных процессов, распределения суши и моря были предприняты еще выдающимися учеными древности Ксенофонтом, Геродотом, Аристотелем, который отмечал, что «море приходит туда, где была суша, суша вернется туда, где мы сегодня видим море». [4]


.1 Гипотеза поднятия


В России первая научная геотектоническая гипотеза была предложена М.В. Ломоносовым (1711 -1765). Учение Ломоносова изложено в его сочинении «О слоях земных». Ломоносов пришел к заключению, что силы, изменяющие лик Земли, бывают внешние и внутренние. Внутреннее «действие» - это землетрясения. Последние приводят к поднятию и опусканию земной поверхности, к смещению берегов, к появлению и исчезновению гор.

Что касается причин землетрясений, то «сила, поднявшая такую тягость, ни чему... приписана быть не может, как господствующему жару в земной утробе».

А так Ломоносов рисует картину изменения залегания слоев под влиянием внутреннего огня: «и... избыточествующая горячая материя, произведши сильный обширный пламень, под самым тем местом терзает на себе лежащую плоскость и расселинами ищет пути на воздух. Потом, вышед на волю, отдаст разорванные заклепы собственной их тягости, которая раздробленных частей не может привести в прямое положение и порядок. Падают, как обрушенные кирпичные своды разными звенами одно на другое, краями, поперек, тычмя, ребром; и таковою обрушиною много больше места занимают, оставив частьми пустые промежки: от того подымаются горы выше протчей земной поверхности».

Но помимо таких быстрых, катастрофических движений Ломоносов говорил и о медленных, незаметных движениях поверхности, называя их «нечувствительным и долговременным земной поверхности понижением и повышением».

Упоминание о «нечувствительных» движениях означает, что Ломо- ' носов впервые, хотя и в не очень явной форме, выдвинул эволюционное представление о развитии Земли. Этим самым он начал порывать с широко распространенными в то время идеями сторонников «всемирных катастроф». Эти идеи являлись попыткой примирить, с одной стороны, наличие следов многократных перемен на поверхности земли, а с другой - ту краткость жизни земного шара, которая утверждалась библейским учением. Церковная легенда отводила на все время существования Земли 6 тыс. лет. Знаменитый французский естествоиспытатель Бюффон в середине XVIII в., вызвав бурные нападки на себя церковников, «осмелился» расширить продолжительность существования Земли до 75 тыс. лет. Дальше в то время идти не решались. В пределах столь малого отрезка времени надо было разместить всю последовательность геологических событий, запечатлевшихся в строении горных пород. Тут нельзя было обойтись без грандиозных катастроф, вызывавшихся действием необычных, сверхъестественных сил, которые время от времени проявляли себя на поверхности планеты. Ломоносов первый говорил о медленности хотя бы некоторых геологических процессов. Данная гипотеза занимала ведущее положение до середины XIX века. На смену ей пришла гипотеза контракции.[5]

3.2 Гипотеза контракции


Второй этап в развитии геотектонических гипотез начался во второй половине XIX в. В 1830-1852 гг. французским ученым Эли де Бомоном была выдвинута гипотеза контракции, которая развивалась Э. Зюссом, Э. Огом, Г. Штилле и другими учеными. Эти идеи разделяли А.П. Карпинский, В.А. Обручев, И.В. Мушкетов.

В это время господствовала космогоническая гипотеза Канта и Лапласа об образовании планет путем сгущения (сжатия) вещества, первоначально находившегося в рассеянном состоянии. В полном соответствии с этими представлениями в геологии почти всеобщим признанием пользовалась контракционная гипотеза (contractio- стяжение). [6]

Согласно гипотезе земная кора приспосабливается к сокращающимся в объеме, охлаждающимся внутренним частям Земли в связи с тем, что Земля теряет свою теплоту в космическое пространство. При этом в земной коре развиваются напряжения тангенциального сжатия, смятие пород в складки и образуются разрывы. Происходит также обрушение, по системам сбросов, больших блоков земной коры, которая таким образом приспосабливается к уменьшающемуся объему планеты. Э. Зюсс (1831 -1914) говорил: «Мы присутствуем при всеобщем обрушении земной коры», подразумевая под этим новообразование океанических впадин, широко развивающихся в последних геологических периодах - плиоцене и четвертичном. Наряду с этим Зюсс установил, что горные цепи образовались путем сокращения земной коры. Он описал в их строении многочисленные признаки тангенциального сжатия.

Открытие во второй половине XIX в. геосинклинальных поясов, в глубоких впадинах которых накапливались мощные толщи осадков, противостоящих жестким платформам, сложенным в своем основании кристаллическими породами, казалось, хорошо объясняло механизм деформации в геосинклиналях и рост гор. Считалось, что массивы платформ действуют как щеки тисков, между которыми сминаются в складки и нарушаются разрывами мягкие (малоконсолидированные), мощные геосинклинальные толщи. При этом вырастают складчатые или (если породы сравнительно жестки и нарушаются разрывами) глыбовоскладчатые горы.

Именно эти представления в настоящее время не могут быть приняты, но многие другие положения контракционной гипотезы сохраняют свою силу и поныне.

Контракционная гипотеза сыграла очень большую роль в развитии наиболее фундаментальных геологических представлений, направляя внимание исследователей на изучение огромного количества тектонических структур, образование которых вызвано тангенциальными сжимающими силами. Поэтому не было случайностью, что в наше время (признанного крушения классической контракционной гипотезы) один из крупнейших тектонистов - Н.С. Шатский (1895- 1960) не раз подчеркнуто называл себя контракционистом. Очевидно, что он не имел в виду возможность возрождения контракционной гипотезы, в полном объеме понятий, которые вкладывались в нее в конце XIX в. Но Н.С. Шатский считал обязательным указать, что, отвергая гипотезу как универсальную, нельзя забывать прочно установленных фактов широкого распространения тектонических структур, сформированных первичным, тангенциальным сжатием.

Физико-химические и геологические основы контракционной гипотезы в настоящее время уже не являются достаточными, а частью даже ошибочны.

Охлаждение первоначального раскаленного газово-жидкого тела Земли и сокращение в связи с этим его объема не может быть главной причиной тектонических процессов. Известно также, что многие современные космогонические гипотезы предполагают происхождение Земли из скоплений холодной, твердой космической пыли и метеоритов. Дальнейшее развитие вещества Земли представляет результат очень разнообразных физико-химических процессов. Происходит дифференциация вещества, постепенный подъем вверх легких атомов - Н, Не, О, Si, AI и др. Тяжелые атомы - Mg, Fe, Ni и другие перемещаются во внутренние части земного шара.

В самой верхней твердой оболочке - земной коре - накапливаются породы, богатые Si и Аl, - граниты и менее богатые Si и Аl, - базальты. В породах нижележащей верхней мантии, по-видимому, значительно меньше Н, О, Si, Аl и больше Mg, Fe, и они представлены перидотитами. Не известно, из какого вещества состоят нижние части мантии и ядро Земли. Многие полагают, что здесь преобладают тяжелые металлы Fe, Ni, и это находит подтверждение в составе железных метеоритов. Другие исследователи считают, что во внутренних частях Земли, при огромных давлениях, происходит «раздавливание» электронных оболочек атомов и вещество приобретает высокую плотность, сравнимую с плотностью металлов. Но само вещество содержит, кроме тяжелых элементов, также легкие элементы.

Процессы дифференциации сопровождаются выделением значительного количества тепла. Тепловая и другие формы, высвобождающиеся при дифференциации энергии могут быть одной из причин тектонических процессов. Другим источником энергии являются процессы радиоактивного распада К, U, Th и других элементов.

Кроме энергии, выделяющейся внутри планеты, значение имеет энергия, получаемая Землей из космического пространства. Эти явления мало изучены. Геолог Дж. Умбгров отметил возможную связь горообразовательных процессов с изменениями космического гравитационного поля. Он указал на периодичность больших орогенезов, повторяющихся через 200 млн. лет, что соответствует времени одного оборота нашей Галактики. Другие геологи обращают внимание на большие количества энергии, которые получает Земля от Солнца. Эта энергия захватывается (аккумулируется) минералами, образующимися при экзогенных процессах, например глинами, а за тем выделяется при метаморфизме экзогенных пород.

Оценка количеств энергии, участвующих в сложных процессах развития Земли, в том числе в тектонических движениях земной коры, чрезвычайно трудная задача. Мы находимся в самом начале исследований энергетического баланса нашей планеты и можем в настоящее время утверждать только одно: потеря Землей теплоты вместе с Н, Не и другими летучими газами в космическое пространство является не главной, а всего лишь одной из причин тектонических процессов.

Серьезным ударом, который был нанесен контракционной гипотезе самими геологами, явилось открытие большой независимости складкообразования от горообразования. Геологи, изучавшие Альпы, выяснили, что наиболее интенсивные фазы образования складчатости н шарьяжей произошли задолго до главных горообразовательных движений, поднявших современные горные хребты Альп. [7]


Рисунок 6 - Схема образования горных цепей


Таким образом, было доказано самостоятельное значение также первичных вертикально направленных (радиальных) тектонических сил.

Многие геологи и геофизики стали считать, что вообще первичными являются радиальные силы, а тангенциальные, тектонические силы образуются только как производные, вторичные. Тангенциальные напряжения возникают якобы только как результат разложения радиальных сил или в связи со скольжением горных масс вниз, под действием гравитационных сил, с высоких поднятий, образованных первичными радиальными силами.

Новые данные о земной коре также оказались в противоречии с простым способом деформации коры, предполагаемым контракционной гипотезой. Кора океанических впадин в семь раз тоньше коры материковых платформ. Поэтому, если бы всеобщий механизм деформации, предусматриваемый контракционной гипотезой, действительно существовал, тонкая океаническая кора должна была бы сминаться с большой легкостью. Между тем исследованиями с применением глубинного сейсмозондирования, например на обширных пространствах впадин Атлантического океана (М. Юинг, Дж. Юинг, Дж. Ворзел и др., 1966), установлено, что в течение последних 100 млн. лет во многих современных глубоких океанических впадинах не происходило существенных деформаций морского дна. Характерные отражающие горизонты среднеэоценового и мелового возраста прослеживаются на огромных пространствах океанических впадин и не подверглись смятию.

Следовательно, океанические плиты, так же как и континентальные платформы, устойчивы не потому, что они противостоят тангенциальному сжатию.

Такое предположение в свете современных данных нелепо, поскольку океаническая кора имеет малую мощность. Главная причина устойчивости континентальных платформ и океанических плит заключается в том, что кора в этих областях покоится на пассивных в данное время участках мантии, там, где не происходит бурных процессов развития вещества.

Контракционная гипотеза не может объяснить одновременное распространение в земной коре явлений тангенциального сжатия и тангенциального растяжения.

Некоторые типы впадин в земной коре образуются в связи с действием тектонических сил, направленных по радиусам Земли, сверху вниз. С другой стороны, определенная компонента горных поднятий вызвана действием сил, направленных по радиусам Земли, снизу вверх. Таким образом, кроме тектонических сил тангенциального сжатия и растяжения, в земной коре проявляются радиальные тектонические силы, положительные (направленные снизу вверх) и отрицательные (направленные сверху вниз). Многие геофизики предполагают, что образование радиальных тектонических сил в земной коре связано с тем, что вещество нижележащей мантии в некоторых участках уменьшается или увеличивается в плотности (т. е. увеличивается или уменьшается в объеме).

Старая контракционная гипотеза не могла объяснить существования таких различных тектонических сил в земной коре. Поэтому в начале XX в. наблюдается появление огромного числа гипотез, предложенных, чтобы заменить контракционную гипотезу. Многие из этих гипотез очень остроумно объясняют образование отдельных типов тектонических структур, но они оказались неудовлетворительными в других случаях.

Общий недостаток большинства новых гипотез заключается в том, что, хотя содержащаяся в них критика слабых сторон контракционной гипотезы справедлива, нельзя было забывать огромный и неоспоримый материал о существовании тектонических структур, образованных тангенциальным сжатием в геосинклинальных поясах. Поэтому все геотектонические гипотезы, которые не считаются с широчайшим распространением структур, вызванных тангенциальным сжатием в складчатых поясах, объясняют только ограниченный, частный круг явлений. Они совершенно не пригодны в качестве универсальных гипотез.

Большое разнообразие и независимое проявление первичных тектонических сил в земной коре, изученных к настоящему времени, указывает на то, что вряд ли правильно искать единственную (универсальную) причину тектонических деформаций земной коры. Вещество нашей планеты развивается разнообразными путями, и это развитие управляется многими природными законами.


3.3 Гипотезы всасывания и конвекционных потоков


Существует несколько групп геотектонических гипотез, претендующих на замену контракционной гипотезы: гипотезы всасывания (и конвекционных потоков), гипотезы радиальной тектоники (и гравитационных скольжений), гипотезы изостазии и др.

Основоположник гипотез всасывания - австрийский геолог О. Ампферер (1906, 1911). Детальные геологические исследования в Альпах убедили этого исследователя в существовании затягивания (всасывания) пород кристаллического основания Альп внутрь по так называемым рубцам (Narbe), которые есть не что иное, как глубинные разломы, протягивающиеся вдоль осей складчатых сооружений.


Рисунок 7


Всасывание осуществляется параллельно с поддвиганием пород, образующих фундамент осадочных толщ; поддвигание направлено в сторону крутозалегающей тектонической зоны глубинного разлома.


Рисунок 8


Причиной подобного механизма Ампферер, Швиннер, Штауб и Краус (1933, 1963) считали действие подкоровых конвекционных потоков. При этом породы геосинклинального, осадочного чехла собираются в сложные складки и смещаются вдоль пологих поверхностей - шарьяжей.

Примеры реального существования процесса поддвигания пород фундамента геосинклинальных сооружений, сопровождаемого небольшим всасыванием вышележащих толщ, многочисленны.

Объяснение механизма поддвигания и всасывания представляет большие трудности. Считают, что в нижних слоях земной коры и в мантии существуют тепловые конвекционные потоки, которые вызывают движение вещества. Особенно активизировались сторонники существования конвекционных потоков после открытия огромных тепловых потоков вдоль подводных хребтов в океанах. Буллард, Герцен и некоторые другие исследователи установили, что вместо обычного теплового потока, имеющего интенсивность под океаническими плитами в среднем 1 микрокалорию в сек/см2, в срединных океанических хребтах тепловой поток имеет величину около 3-5 микрокалорий в сек/см2. Отсюда был сделан вывод, что под срединными хребтами в океанах, равно как и в рифтовых поясах на континентах, происходит подъем конвекционного теплового потока, тогда как под хребтами складчатых поясов континентов происходит опускание конвекционного потока вниз.

Гипотеза конвекционных потоков в таком варианте особенно заманчива тем, что она пытается объяснить действительно существующие коренные различия в тектонической обстановке в складчатых и в рифтовых поясах. В складчатых поясах существование складок и шарьяжей указывает на боковое сокращение, т.е. на тангенциальное сжатие, тогда как в рифтовых поясах нет складок и шарьяжей. В них развиты рифтовые долины и глыбовые структуры, указывающие на расширение земной коры.

Но существование именно таких конвекционных потоков очень сомнительно. Гипотеза конвекционных потоков находится в плохом согласии со многими известными нам особенностями строения земной коры и мантии Земли. Расчеты Е.Н. Люстиха (1952, 1966) показали несоответствие физических свойств вещества мантии с таким вариантом гипотезы о конвекционных потоках. Еще хуже обстоит дело с объяснением некоторых важных геологических фактов. Оказывается, что в периоды максимумов регионального метаморфизма и формирования гранитов, которые совпадают с наиболее интенсивным сжатием и всасыванием, тепловые потоки в складчатых поясах, по всей видимости, далеко превосходят величину современных тепловых потоков под срединными океаническими хребтами и континентальными рифтовыми поясами. Поэтому, внешне как будто привлекательная, гипотеза о конвекционных потоках в таком виде оказывается непригодной, хотя отрицать существование конвекционных явлении в Земле нельзя.

Гипотеза тангенциального сжатия в связи с поддвиганием земной коры и всасыванием в зоны осевых глубинных разломов удовлетворительно объясняет многие главные особенности развития и образование тектонических структур только в осевых зонах складчатых поясов. Однако она не может объяснить такие явления, как рост гор (горообразование) или образование предгорных и межгорных впадин.

Движения, сопровождающие всасывание, формируют геосинклинальную (линейную) складчатость и шарьяжи. Явления всасывания при горообразовании играют сравнительно подчиненную роль, а рост гор вызван не столько всасыванием, сколько процессами наращивания сравнительно легких корней и изостатического поднятия, связанного с образованием корней. Независимость этого явления от всасывания доказывается интересным фактом. Горообразование развивается в одни и те же геологические века как в складчатых, так и в рифтовых поясах, где всасывание неизвестно.

Образование предгорных впадин также трудно объяснить обычным механизмом всасывания. Во многих предгорных впадинах на внешней их стороне, обращенной к континентальной платформе или к океанической плите, развиваются характерные системы нормальных сбросов, что указывает на явления растяжения во внешних частях предгорных впадин.

Образование первоначальных геосинклинальных прогибов, из которых впоследствии вырастут складчатые пояса, также не может быть объяснено гипотезой бокового сокращения. В первоначальных геосинклинальных впадинах, как установлено В. Бухером, Р. Штаубом и Р. Трюмпи, развиваются системы нормальных сбросов. Очевидно, что всасывание и поддвигание земной коры в сторону осевых глубинных разломов на этом этапе геологической истории геосинклинальных областей еще не проявляются. Отсюда мы должны сделать вывод, что гипотеза бокового сокращения в связи с поддви ганием земной коры и всасыванием тоже не может быть универсальной.

Образование рифтовых поясов связано с боковым растяжением. Боковое растяжение устанавливается также на определенных этапах в складчатых поясах. В.А. Обручев, В. Бухер и М.А. Усов были крупнейшими геологами нашего времени, различавшими широкое развитие в земной коре как тектонических сил бокового сжатия, так и тектонических сил бокового растяжения. Они даже пытались объединить известные им факты в гипотезе пульсационного развития тектонических сил. Предполагалось, что эпохи сжатия на Земле сменялись эпохами растяжения. Однако в таком универсальном виде гипотеза не может быть принята, потому что в ней слишком упрощается действительная тектоническая картина деформаций земной коры. Не существует универсальных эпох сжатия и эпох растяжения. Мы уже видели, что в современную эпоху в складчатых поясах преобладают явления сжатия. В эту же эпоху существуют рифтовые пояса, где преобладают явления растяжения.

Также нельзя предполагать прямой связи между сжатием в одних тектонических зонах с растяжением в других, как это иногда допускают геологи со времен А. Вегенера и Дж. Джоли. Эти ученые предполагали, что блоки земной коры испытывают относительное перемещение по нижележащим горизонтальным поверхностям скалывания, что вызывает сжатие на одной стороне блоков и растяжение на другой стороне. Е. Н. Люстих (1962) показал невероятность таких явлений в земной коре.

Различные условия сжатия и растяжения в тектонических поясах подчиняются не изученным пока процессам, происходящим в глубинных тектонических зонах разных типов. Будущие геологи и геофизики займутся этими проблемами, сейчас же важны твердо установленные факты о том, что в земной коре в разных поясах проявляются тектонические силы сжатия и растяжения, создающие существенно различные комплексы тектонических структур.


.4 Гипотезы радиальной тектоники и гравитационных скольжений


Геологи, придающие большое значение явлениям гравитационного сползания пород в верхних горизонтах земной коры, при образовании высоких поднятий и глубоких впадин предлагают отказаться от представлений о существовании в земной коре первичных тектонических сил тангенциального сжатия и растяжения.

Хаарман (1930) разработал гипотезу преобладающего значения в земной коре радиальных, вертикально направленных первичных тектонических сил. В своей гипотезе Хаарман видоизменил старую гипотезу Рейера (Е. Beyer, 1888). Скольжение вниз, с поднятий, под действием силы тяжести, считалось Рейером главной причиной тектонических дислокаций.

Хаарман указывал, что сторонники контракционной гипотезы неправильно рассматривают поднятия как результат сжатия земной коры. Они не могут объяснить существование встречающихся в близком соседстве комплексов структур сжатия и растяжения. Первоначальной причиной тектонических дислокаций Хаарман считает скопления подкоровой пластической массы вещества, которые вызывают вспучивание (поднятие) земной коры (геотуморы). В областях оттока подкорового вещества образуются опускания земной коры - геодепрессии. Эти движения земной коры представляют первичный тектогенез. Гипотеза Хаармана была названа осцилляционной, т. е. гипотезой колебаний земной коры.

Вторичный тектогенез, по Хаарману, заключается в том, что осадочные толщи соскальзывают под действием силы тяжести с геотуморов в геодепрессии. Происходит смятие слоистых горных пород в складки с образованием разрывов там, где складкообразование оказывается особенно напряженным. В тыльных частях, т. е. позади соскальзывающего покрова осадочных пород, в коре образуются трещины растяжения, по которым поднимаются вверх магматические массы.

В настоящее время сторонниками радиального тектогенеза являются голландский геолог Р.В. Ван Бемеллен, советский геолог В.В. Белоусов и Ж. Гогель во Франции.

Наиболее полно гипотеза поднятий (туморов) и гравитационных шарьяжей и складчатости разработана Ван Бемелленом сперва для Индонезии, а затем на примере Альп (1960, 1965). Бемеллен предлагает различать геотектонические уровни в разрезе земной коры и мантии. По его мнению, геотектонические процессы нельзя понять ни с точки зрения обычного мобилизма (т. е. относительных перемещений материковых массивов), ни с точки зрения фиксизма (под фиксизмом подразумевают представления о фиксированном, неизменном расположении материков и океанов). В действительности, считает Бемеллен, большие движения в земной коре и в мантии имеют характер относительных движений.

Так, например, по Бемеллену, в земной коре можно предполагать существование двух типов горизонтальных (боковых) смещений: 1) активное, гравитационное скольжение масс горных пород, вызванное их собственной потенциальной энергией, и 2) пассивное волочение их, вызванное тем, что горные породы, залегающие ниже, испытывают реоморфическое 1 размягчение и движутся в стороны быстрее, чем вышележащие массы горных пород.

Первый тип движений вызывается образованием огромных пологих вздутий в земной коре, возможно в связи с увеличением объема вещества мантии. Существование таких вздутий, нарушающих форму геоида, доказано наблюдениями над движением искусственных спутников Земли. Второй тип движений (т. е. пассивное волочение пород) был предположен в форме гипотезы астенолитов. Астенолитами называют накопление на глубоких горизонтах больших масс вещества, сравнительно богатого кремнеземом и алюминием (т. е. гранитоидного состава). Астенолиты, будучи легче, чем окружающие породы, разрастаясь, нарушают гидростатическое равновесие и выжимаются кверху, приподнимая верхние части земной коры.


Рисунок 9


Бемеллен считает, что и в более глубоких горизонтах мантии Земли происходят движения, вызывающие нарушения равновесия и тектонические процессы в земной коре и в верхней мантии. В частности, он считает, что в слое D мантии имеют место энергичные перемещения (потоки) вещества, вызванные взаимодействием слоя D мантии с оболочкой внешнего ядра Земли. Эти два слоя, по Бемеллену, образуют «тектонический двигатель» Земли.

В.В. Белоусов в своей гипотезе рассматривает складчатость в земной коре как прямую или косвенную реакцию слоистых толщ земной коры на дифференциальные вертикальные движения различных ее частей (1964). В соответствии с представлениями Белоусова (1966) самым общим процессом, определяющим развитие тектоносферы является дифференциация вещества верхней мантии, проявляющаяся его частичным плавлением. Оно осуществляется в сейсмическом волноводе, или астеносфере (слое Гутенберга). Частичное плавление приводит к накоплению капель жидкого базальта. В связи с этим плотность вещества волновода меньше плотности вышележащего слоя мантии. Происходит объединение базальтовых капель в крупные массы - астенолиты, которые, будучи легче окружающего вещества волновода, поднимаются вверх, и это ведет к формированию выступов на верхней поверхности волновода. Астенолитовые массы, используя разломные зоны в верхнем слое мантии и земной коры, поднимаются вверх, частью прорываются на поверхность, однако главные массы астенолитов останавливаются вблизи подошвы земной коры. Остывающие астенолиты являются важными источниками тепла, поток которого вызывает дегранитизацию в нижней части земной коры.

Под действием теплового потока, выделяемого астенолитами, происходит дифференциация вещества, составляющего земную кору. Из пород нижних горизонтов выносятся кремнезем, щелочные металлы и вода, в результате вещество нижних горизонтов земной корм превращается в породы гранулитовой фации. Вынос воды из пород гранулитовой фации виден из следующих средних данных: осадочные диагенезированные породы содержат 2-3% воды по весу (Ф. Пот тиджон, 1949), породы фации зеленых сланцев - до 4%, породы амфиболитовой фации - 1-2%, породы гранулитовой фации около 0,35% воды. Процесс выноса кремнезема, щелочных металлов и воды из нижних горизонтов земной коры К. Менерт (1963) называет дегранитизацией.

Остаточные от дегранитизации породы именуются кинцигитами, к которым относятся породы гранулитовой фации метаморфизма, в том числе чарнокиты и анортозиты. Последние тесно ассоциируются с кордиеритовыми и пироксеновыми гнейсами с основными плагиоклазами, но отличаются своей массивной текстурой и формами залегания. Вероятно, чарнокиты и анортозиты имеют магматическое про похождение, являясь продуктами местного расплавления метаморфических пород гранулитовой фации.

В верхней части земной коры, на глубинах от 5 до 20 км, среди метаморфических пород амфиболовой фации восходящие, так называемые сквозьмагматические растворы, несущие воду, кремнезем и щелочные металлы, создают наиболее благоприятные условия для образования гранитов путем палингенеза и анатексиса. В более глубоких частях земной коры, ниже 20 км, как считает Белоусов, гранитные массивы должны вырождаться, поскольку еще ниже находится зона дегранитизации.

В механизме вертикальных тектонических движений, по Белоусову, существенную роль должны играть также тяжелые осадочные антиастенолиты, образующиеся в волноводе под всплывающими легкими астенолитами. Антиастенолиты тонут, вызывая обращение волны на поверхности волновода, что в свою очередь приводит к смене знака радиальных тектонических движений.

При повторении геосинклинальных циклов строение земной коры меняется в сторону увеличения мощности базальтового, в том числе составленного породами гранулитовой фации, слоя. В это же время эволюция вещества волновода, связанная с прогрессирующей потерей легкого материала, приводит к общей тектонической эволюции тектоносферы в данной области. Так как в процессе эволюции коры от геосинклинали к молодой платформе легкое вещество, образующее базальтовые астенолиты, оказывается израсходованным, термальный поток из мантии сокращается и температуры в коре понижаются, приближаясь к обычным платформенным температурам.

Как видно, для образования первичных боковых (тангенциальных) тектонических сил в гипотезах Хаармана, Бемеллена и Белоусова места нет. Боковые тектонические движения происходят как вторичный результат поднятий и опусканий земной коры.

Для того чтобы объяснить образование складчатости и больших шарьяжей, геологи, не признающие существования первичных тангенциальных тектонических сил, обычно прибегают к предположению о гравитационном соскальзывании чехла слоистых горных пород с поднятий в сторону депрессий. Бемеллен, развивая эту гипотезу, считает, что не только слоистые породы чехла, но и какая-то часть кристаллических и метаморфических пород, составляющих фундамент горных поднятий, также может вовлекаться в гравитационное скольжение и смятие. Сторонником гравитационного происхождения Альпийских шарьяжей является Ж. Гогель (1964). Ново многих случаях можно показать непригодность гипотез гравитационного происхождения складчатости и больших шарьяжей. Тектонический план развития складок и шарьяжей тесно связан с большими осевыми разломами, которые Ампферер и другие геологи называют рубцами, являющимися зонами поддвигания и всасывания фундамента складчатых и шарьяжных структур. Только гипотезы первичного происхождения тангенциальных тектонических сил в состоянии объяснить эту правильность плана складок, разрывов и шарьяжей.

Кроме того, было установлено погружение вниз, в сторону осевых разломов, поверхностей больших шарьяжей. Тем самым была доказана независимость их от явлений гравитационного скольжения.

Наконец, самым важным фактом, противоречащим гипотезам вторичного происхождения складчатости, является доказанное во всем мире ранее образование главных складчатых деформаций, развивающихся задолго до главных вертикальных поднятий земной коры.

Хотя таким образом гипотезы радиального тектогенеза оказались неспособными объяснить многие важные особенности строения складчатых подвижных поясов, они оказали большое влияние на геологическое мышление, потому что обратили внимание на реально существующие в земной коре явления первичных вертикально направленных движений земной коры. Тектонические деформации, вызванные радиальными силами, широко проявляются на платформах, в океанических впадинах и при горообразовании в различных подвижных поясах земной коры.

Некоторые типы радиальных движений коры вызываются также явлениями изостатического выравнивания.


.5 Гипотезы изостазии


Известно, что вещество, составляющее земной шар, в целом находится в состоянии гидростатического равновесия, чем и определяется форма Земли, образующей, в грубом приближении, эллипсоид вращения.

Теми же законами равновесия управляются взаимоотношения между оболочками, из которых составлена Земля. Части (блоки) земной коры взаимодействуют с веществом мантии так, как если бы эти блоки плавали в нем в соответствии с законом Архимеда. Это равновесие, в котором находится земная кора, называется изо- статическим. Реальное существование его было доказано измерениями силы тяжести на земной поверхности. Выяснилось, что ускорение силы тяжести почти на всех блоках земной коры чрезвычайно близко к теоретическому, рассчитанному, несмотря на то что измерения производились в самых различных местах, на материках, и над глубокими океаническими впадинами, и на высочайших горных массивах.

Первоначально было предложено две гипотезы, объясняющие механизм изостатического равновесия земной коры. Эти Эри (1855) считал, что для поддержания в равновесии больших горных массивов, составленных относительно легким, гранитным и базальтовым веществом плотностью 2,6-3,1, необходимо утолщение земной коры под горами. За счет таких корней гор из-под высоких гор вытесняется тяжелое вещество мантии плотностью около 3,6 и устанавливается равновесие. Позднее выяснилось, что в океанах, где земная кора сложена породами плотностью около 3,1 и образует глубокие впадины, Иначе представлял себе причины равновесия земной коры Пратт (1855). Он считал, что высокие блоки коры сложены относительно легким веществом, тогда как блоки, занимающие низкое положение, сложены тяжелыми породами. Эти различия в плотности достаточно велики, чтобы обеспечить равную глубину нижней поверхности земной коры.


Рисунок 10 - Гипотезы изостазии


Этим самым Пратт вводил понятие о непрерывном слое (астеносфере), залегающем на некоторой глубине от поверхности геоида. Вещество астеносферы подвержено одинаковому давлению, поскольку вышерасположенные блоки земной коры, хотя и имеют различную высоту, обладают одинаковым весом в каждой колонне, площадь основания которой равна единице.

Ограничение земной коры поверхностью, имеющей более или менее постоянную глубину залегания от уровня моря, не подтвердилось современным глубинным сейсмозондированием. Корни под горами, предполагавшиеся Эри, действительно были обнаружены.

Но часть гипотезы Пратта об изменении плотности земной коры - уменьшении ее в горных странах и увеличении в тех областях, где толщина земной коры меньше, - подтвердилась. Кроме того, многие исследователи предполагают, что вместо астеносферы на границе коры и мантии имеется более глубоко залегающий слой, выполняющий функции астеносферы. Гутенбергом (1926, 1959) был открыт слой пониженных скоростей сейсмических волн в мантии па глубинах около 100 км под континентами и около 50 км под океанами. Нижняя поверхность слоя расположена на уровне 200 км. В астеносфере, вещество которой имеет повышенную пластичность, по представлениям геофизиков, осуществляется горизонтальный транспорт вещества, причем восстанавливаются небольшие нарушения равновесия, происшедшие за счет изменения высоты блоков (например, при загрузке низких блоков осадочным материалом, сносимым с разрушаемых гор, образующих высокие блоки).

Таким образом, сейчас мы пользуемся комбинацией гипотез Эри и Пратта, чтобы объяснить механизм изостатической компенсированности земной коры. Учитывая это, Хейсканен (1932) предложил гипотезу, согласно которой две трети компенсации осуществляется путем утолщения коры, а одна треть - изменением ее плотности.

Изостатические движения в земной коре некоторыми исследователями были приняты как главный механизм, вызывающий тектонические деформации. Считалось, что эрозионное срезание возвышенности на одной колонне земной коры и загрузка разрушенным материалом другой колонны будет вызывать поднимание вверх первой и опускание вниз второй колонны. Именно такой процесс поднятия гор и опускания предгорных впадин, перегружаемых обломками пород, сносимых с гор, наблюдается повсюду в горных странах.

Такие представления не противоречат действительно существующим явлениям изостатического выравнивания (компенсации нарушенного равновесия). Но для того чтобы начал работать механизм изостазии, нужно приложить силы, которые первоначально нарушили бы это равновесие. Иначе говоря, движения, восстанавливающие изостатическое равновесие, являются только следствием, а по причиной (А.Д. Архангельский).

Какие же явления в земной коре вызывают тектонические движения изостатического типа? На этот вопрос первоначально, во времена господства контракционной гипотезы, отвечали так: главной причиной является утолщение легкой сиалической коры в геосинклинальных прогибах в связи с тангенциальным сжатием, складкообразованием и формированием шарьяжей.

Но выше уже было установлено, что складчатость и образованно шарьяжей часто происходят задолго до поднятия гор. Таковы, на пример, очень большие тангенциальные движения земной коры с образованием шарьяжей в начале верхнего мела в Западных Карпатах и Восточных Альпах, которые не сопровождались образованием сколько-нибудь значительных гор. Биллингс (1960) рассмотрел явлении утолщения земной коры путем смятия в складки и пришел к выводу, что одних этих деформаций недостаточно, чтобы объяснить главную причину поднятия гор.

Особенно важные данные были получены советскими геологами в Центральной Азии (В.А. Обручев, С.С. Шульц, Н.П. Костенко), там наблюдается интенсивный рост очень высоких гор в плиоцен о и четвертичном периоде (Тянь-Шань, Куньлунь, Алтай, Саяны и т. д.). На месте всех этих горных поясов до начала горообразования (в мезозое, палеогене и миоцене) не существовало геосинклинального осадконакопления и не проявлялось существенного складкообразования. На этом примере можно доказать, что между величиной тангенциального сжатия и интенсивностью горообразования нет обязательной связи, из чего делается вывод, что значительная часть горообразовательных движений вызывается другими причинами, не имеющими отношения к предшествовавшим тангенциальным сжатиям.

В 1943 г. Б. Гутенберг обнаружил корни гор, исследуя отражение сейсмических волн под Сьеррой Невадой в Калифорнии. Оказалось, что поверхность Мохоровичича, отделяющая земную кору от мантии, здесь опускается на глубину около 60 км. Г. Гамбурцев (1954, 1956) показал, что корни имеют также горы Центральной Азии.

П.Н. Кропоткин, Е.Н. Люстих и Н.Н. Повало-Швейковская (1958), исследуя современную большую толщину земной коры в высокоподнятых горных плато Центральной Азии и Боливийских Анд, приняли во внимание, во-первых, геологические факты, указывающие на геологическую молодость высокогорного рельефа в этих странах (главные поднятия произошли в плиоцене и в четвертичном периоде), и, во-вторых, довольно высокую степень изостатического равновесия, достигнутого земной корой этих областей. На этом основании они считают, что наращивание корней гор представляет весьма быстрый процесс в масштабе геологического времени. Хейсканен (1958), имея в виду другие факты, изученные им на примере изостатического выравнивания Балтийского щита, думает, что обычно достаточно десяти тысяч лет, чтобы произошло выравнивание равновесий и земная кора приспособилась к происшедшему нарушению.

Все сказанное выше позволяет сделать вывод, что процессы горообразования, происходящие весьма энергично, например, в нашу эпоху, в главной своей части вызываются увеличением (наращиванием) корней растущих горных сооружений. М.Е. Артемьев (1966), исследовавший местные изостатические аномалии силы тяжести,, пришел к выводу, что именно эти аномалии отражают происходящие в настоящее время процессы (динамику тектонических движений горообразования), развивающиеся в нижних горизонтах земной коры,, там, где она взаимодействует с мантией. Действительно, вдоль современных горных сооружений прослеживаются линейные изостатические аномалии, положительные над тыльным склоном горного хребта, тогда как над склоном хребта, обращенным в сторону передовой предгорной впадины и в самой предгорной впадине, проходит линейная отрицательная изостатическая аномалия (рис. 197). Венинг-Мейнес открыл (1930), что особенно большие отрицательные изостатические аномалии имеются в островных дугах, например, в Индонезии и на Антильских островах.

Геологический смысл изостатических аномалий в подвижных складчатых поясах Земли по Венингу-Мейнесу и Артемьеву заключается в том, что в зонах положительных аномалий земная кора тоньше, чем она должна была быть при полной компенсации, а в зонах отрицательных аномалий земная кора соответственно толще нормальной. Таким образом, в зонах положительных аномалий в настоящий момент происходит наращивание относительно лег кой земной коры за счет мантии, тогда как в зонах отрицательных аномалий происходит разрушение земной коры и замещение ее более плотным веществом мантии. Однако, ввиду запаздывания компенсационных изостатических движений, для того чтобы установилось равновесие, надо некоторое время, и за счет этого запаздывания образуются аномалии. Такое объяснение пригодно только для орогенических поясов. Совсем другое происхождение, по-видимому, имеют изостатические аномалии в областях энергичной океанизации земной коры и в тыльных областях орогенических поясов, где происходят поздние опускания и провалы, например в Эгейском, Ионическом и Тирренском морях, Паннонском блоке и т. п.

Еще один важный вопрос о механизме горообразования был в последнее время исследован в связи с накоплением огромного материала о возрасте регионального метаморфизма и гранитоидного магматизма. Выясняется, что энергичное наращивание корней гор и орогенез имеют максимум, отчетливо смещенный относительно максимумов регионального метаморфизма и гранитоидного магматизма (Ажгирей, 1967, 1968). Оба эти процесса в определенной мере самостоятельны. Поэтому есть основание предполагать, что по глубинным тектоническим зонам во время горообразования поднимается поток вещества, сильно отличающийся по составу и несущий значительно меньший поток тепла, по сравнению с более ранними эпохами складкообразования, формирования шарьяжей, регионального метаморфизма и гранитных магм. Геофизические исследования последних лет подтверждают такое представление, потому что, судя по скоростям сейсмических волн, корни горных сооружений составлены веществом основного и среднего состава.

Все вышеизложенное показывает важную роль и определенное историческое место процессов изостатического выравнивания при горообразовании в земной коре. Однако не следует забывать, что и во время горообразования происходит тангенциальное сжатие земной коры, что выражается в образовании складок большого радиуса и взбросо-надвигов (Леукс, 1912, Арган, 1922).

Поэтому часть горообразования следует относить за счет тангенциального сжатия земной коры.


.6 Мобилистические гипотезы


Гипотеза горизонтального перемещения (дрейфа) материков сформулирована немецким геофизиком В. Вегенером (1912 г.) с использованием идей американского ученого Ф. Тейлора. Согласно гипотезе, гранитный (сиалический) слой земной коры ранее равномерно покрывал Землю, плавая по базальтовому (симатическому) слою. Под действием центробежных и приливных сил гранитный слой был собран в единый праматерик Пангея (греч. "пан" - всеобщий, "ге - Земля). С конца палеозоя под влиянием тех же сил он начал раскалываться на отдельные крупные глыбы - континенты, которые стали отплывать друг от друга в широтном направлении. Северная и Южная Америка оторвались от Европы и Африки и подвинулись на запад. В промежутке между ними возник Атлантический океан. Южная Америка и Африка в своём движении испытали поворот по часовой стрелке (рис. 8).

При передвижении Индостана к северо-востоку, Антарктиды к югу, а Австралии к юго-востоку между ними образовался Индийский океан. Таким образом, по гипотезе А. Вегенера, Тихий океан являлся первичным, а Атлантический и Индийский - вторичными. Образование складчатых поясов объяснялось сжатием в складки континентов, которые при перемещении испытывали сопротивление подстилающего базальтового слоя.

Гипотеза основывалась на сходстве очертаний материков, их геологического строения, животного и растительного мира. Однако она имела неудовлетворительную физическую основу с точки зрения объяснения причин и механизма движения твердых континентов по твердому субстрату. Не объяснялись также вертикальные тектонические движения и глубокофокусные землетрясения, игнорировалась взаимосвязь коры и мантии. Некоторое время гипотеза была популярна, но затем как мало обоснованная была оставлена.

Изучение палеомагнетизма, исследования океанского дна, приведшие к открытию мировой системы срединно-океанических хребтов с их осевыми рифтами, последующие доказательства коренного отличия океанической коры от континентальной, обнаружения резкого утонения осадочного слоя к срединным хребтам и повышенного теплового потока в осевой зоне последних, наконец, установление астеносферы в мантии - все это привело к возрождению идей мобилизма на принципиально новой основе.

В 60-е годы была сформулирована концепция "новой глобальной тектоники" (Б.Изакс, Дж. Оливер, Л.P. Сайке), или "тектоники плит" (K.Ле Пишон, В.Дж. Морган), представляющая собой теоретическое обобщение новых фактов и базирующаяся на совокупности современных мобилистских гипотез раздвигания (спрединга) океанического дна (Г. Хесс, Р.Дитц, Ф. Вайн, Д. Мэтьюз), трансформных разломов, субдукции (пододвигания под материк) в зонах глубоководных желобов (Ватати, Г. Беньоф) и дрейфа континентов. Идеи мобилизма и, в частности тектоники плит, поддерживаются и развиваются советскими учеными А.В. Пейве, В.Е. Хаиным, П.Н. Кропоткиным, Л.П. Зоненшайном и др.


а - положение 300 млн. лет назад, б - положение 80 млн. лет назад, в - положение 1 млн. лет назад

Рисунок 11- Движение материков по гипотезе А. Вегенера


Основные положения этой новой концепции заключаются в следующем. Земная кора и верхняя часть мантии, образующие верхнюю твердую оболочку Земли - литосферу, подстилаются астеносферой - более вязкой и пластичной оболочкой. Литосфера разделена на относительно небольшое (6 - 8) число крупных жестких монолитных плит, вдоль границ которых концентрируется практически вся тектоническая и сейсмическая активность .

Литосферные плиты испытывают смещения трех типов. Раздвиг (спрединг) происходит в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов (так называемые границы разрастания, конструктивные или дивергентные). Сжатие приурочено к зонам Заварицкого - Беньофа - глубоководным желобам окраинных частей океана вдоль глубинных разломов (конвергентные, деструктивные или поглощающие границы). Сдвиг происходит вдоль трансформных разломов (трансформные или скользящие границы). Относительные смещения литосферных плит по поверхности Земли совершаются в соответствии с законами сферической геометрии. В зонах раздвига срединно-океанических хребтов рождается новая океаническая кора (отсюда название "конструктивные границы"). В зонах Заварицкого - Беньофа она поглощается в мантии (деструктивные, поглощающиеся границы). Этот процесс называется субдукцией. Предполагается, что субдукция полностью компенсирует спрединг, поэтому объем Земли остается неизменным. (рис. 9) Причиной относительного перемещения литосферных плит считается тепловая конвекция в мантии Земли. Рифты срединно-океанических хребтов располагаются над восходящими ветвями конвективных ячей. Зоны Заварицкого - Беньофа совпадают с нисходящими ветвями. Океаническая литосфера движется от рифтов к этим зонам, увлекаемая как конвейером горизонтальными отрезками конвективных ячей. Скорость конвективных потоков от 1 до 3 см/год. В земной коре эти вертикальные и горизонтальные течения в замкнутых ячеях вызывают тектонические движения в виде поднятий и опусканий, сжатия и растяжения. Они приводят к перемещению материковых плит или их отдельных частей.


Рисунок 12 - Движение литосферных плит


Перемещение материала происходит в виде систем замкнутых кругов. Геосинклинали возникают в зонах смыкания двух ветвей нисходящих потоков, а поднятия - в местах расхождения восходящих потоков. Прогибание сопровождается сжатием, а поднятие - растяжением с образованием разломов в разные стороны (так образуются срединно-океанические хребты). Океанические впадины связывают с нисходящими или горизонтальными ветвями конвекционных потоков. Складкообразование является следствием сжатия геосинклинали двумя сближающимися платформами, при котором пластический материал выдавливается с образованием гор, либо столкновением материковых и океанических литосферных плит.

Таким образом, изложенная концепция отличается относительной простотой, логичностью построения и завершенностью. Вместе с тем изложенная концепция пока не может претендовать на роль универсальной геотектонической теории, поскольку не в состоянии объяснить многие важные вопросы развития земной коры. Она не объясняет причин унаследованности развития крупных структур материков на протяжении многих геологических периодов и др. Не соответствует ей плавное, недеформированное погружение побережий Атлантического океана, где следовало наоборот ожидать пододвигания и образования краевых горных цепей. Нет пока удовлетворительного объяснения развития платформ и образования эпиплатформенных орогенических поясов. Слишком умозрительным представляется и механизм движения плит конвективными потоками.

В целом, геотектоника вступила сейчас в ту стадию своего развития, когда решающее слово будет принадлежать количественной оценке влияния тех или иных факторов: термического режима Земли, физического состояния ее глубинных частей, механизма гравитации, дифференциации, конвекции и др. Будущая геотектоническая гипотеза должна быть построена на учете всего разнообразия физических и химических процессов, протекающих в Земле, а также рассматривать эти процессы и их взаимосвязи в исторической последовательности. [8]


3.7 Современные гипотезы складкообразования


Наиболее обоснованной системой взглядов об условиях деформации складчатых поясов является гипотеза тангенциального сокращения геосинклинальных поясов во время складкообразования путем поддвигания по направлению к осевым глубинным разломам. Недавно было детально описано тектоническое строение Канадских Скалистых гор (Д. Роедер, 1967). Хорошая обнаженность и большое количество глубоких буровых скважин обеспечили надежность геологических представлений об этом районе. С другой стороны, наши сведения о строении Альп, Карпат, Аппалач, Кавказа и других горных сооружений позволяют утверждать, что Канадские Скалистые горы не являются исключением. Главные, характерные черты строения, образованные боковым сжатием, устанавливаются на том же Кавказе или Аппалачах (Г.Д. Ажгирей, 1956, 1966; Е. Жен, 1967, 1968; Дж. Роджерс, 1968) вполне отчетливо, поэтому пример формирования Скалистых гор полезно изучать каждому геологу, работающему в любой складчатой горной стране, молодой или древней.

Несомненно, столь протяженная линейная структура является отражением какой-то весьма глубинной тектонической зоны в земной коре. Такого рода структуры известны и в других складчатых поясах во всем мире, например грабен Кито в Эквадоре, центральная долина в Чилийских Андах, осевые грабены северо-восточной Суматры в Индонезии и др. До сих пор происхождение подобных больших и, следовательно, важных тектонических структур мало обсуждалось в геологической литературе. Некоторые геологи склонны приравнивать эти грабены к грабенам Африканских рифтовых долин, что является ошибкой, судя по фактическим данным Роедера. На значительной части протяжения грабен Скалистых гор отделяет Ларамийский складчатый пояс от Невадского складчатого пояса. Мало того, на схеме распространения фаций осадочных пород в Скалистых горах в поперечном разрезе, между фациями пород, развитых к востоку и к западу от современного грабена Скалистых гор видны большие изменения и, что очень важно, на многих профилях, проведенных поперек Скалистых гор, видно резкое усиление деформации и крутое погружение слоев пород непосредственно около грабена или вблизи него. Если принять во внимание все эти факты, можно прийти к определенному выводу, что осевой грабен Скалистых гор не простое новообразование по центру тектонического поднятия горной системы. Советская геологическая школа давно разработала принципы распознания больших глубинных разломов, являющихся характерными и важнейшими составными частями тектонической структуры практически всех складчатых и складчато-глыбовых поясов. И в данном случае молодой, плиоцен-плейстоценовый осевой грабен Скалистых гор отражает существование древнего глубинного разлома, энергично функционировавшего, судя по различиям в фациях пород по одну и другую сторону разлома, уже с докембрия. Отсюда вывод, что грабен Скалистых гор имеет геологическую историю и механизм образования, коренным образом отличающиеся от геологической истории и механизма образования грабенов типа Африканских рифтов.

Другой важнейшей особенностью строения Скалистых гор, является огромное тангенциальное сокращение ширины складчатого пояса, отражающееся в образовании многочисленных, многоэтажных тектонических покровов.

Корни всех надвиговых покровов (шарьяжей) погружаются в сторону оси горного сооружения, следовательно, не может быть речи о том, что в данном случае шарьяжи имеют гравитационное происхождение, хотя в их лобовых, фронтальных частях по мере окучивания пород могли быть местные гравитационные соскальзывания.

Механизм образования системы шарьяжей подобного типа нельзя объяснить действием сил, которые выталкивали мощные пластины пород из осевой части горного сооружения в стороны, к периферии (к подножию) гор. Такие силы не могут существовать, потому что надвиговые пластины двигались не сверху вниз под действием силы тяжести из осевой зоны растущих гор, а, наоборот, перемещались снизу вверх. Так как ширина системы надвиговых пластин от их лба до корней далеко превосходит 50 км и обычно составляет около 100 км, прочность любых пород, составляющих надвиговые пластины, недостаточна для того, чтобы передать тектонические усилия на такое расстояние (В.В. Белоусов, 1948), даже если учесть физические явления, связанные с давлением поровых вод в горных породах, существенно уменьшающих силы трения (Хабберт и Раби, 1959; Л.В. Беляков, 1968).

Отсюда неизбежен вывод, что тангенциальное сжатие и образование складчатого пояса происходят единственно возможным путем поддвигания пород, образующих фундамент складчатого сооружения, в направлении от периферии к оси подвижного пояса. Осью же подвижного пояса, как видно из профилей Роедера, является зона круто залегающего глубинного разлома (в настоящее время - грабена).

Хотя современные гипотезы складкообразования имеют в своей основе механизм поддвигания и всасывания (предложенный О. Ампферером), однако имеются и существенные отличия. Главной частью первоначальной гипотезы являлось всасывание, связанное с действием конвекционного потока. Известные в настоящее время факты вынуждают относиться с осторожностью к этой части первоначальной гипотезы. Складкообразование в каждой структурно-фациальной тектонической зоне любого крупного горного сооружения осуществляется очень быстро, геологически почти мгновенно. Затем складкообразование перемещается в другие структурно-фациальные зоны (Штилле, 1919; Фурмарье, 1932; Д. Андрусов, 1958, 1967; Ажгирей, 1960, 1969; Обуэн, 1965, 1967). Объяснить такой механизм действием конвекционных потоков затруднительно.

Кроме того, всасывание представляет подчиненный элемент деформации. Активным элементом деформации является поддвигание. Причем часто поддвигание одностороннее, отнюдь не симметрично направленное с одной и другой стороны.

Поэтому нельзя утверждать, что в результате изучения складчатых деформаций и геологической истории их развития в большом числе горных стран всего мира эмпирически установлены закономерности этих деформаций. Однако внутренний механизм, вызывающий складкообразование, пока остается загадкой Важно одно - выяснены определенные, отчетливые закономерности, позволяющие отвергать старые, мало обоснованные гипотезы, и любая удовлетворительная гипотеза должна будет считаться с обнаруженными закономерностями.[9]


Заключение


Контракционная гипотеза долгое время была главной геотектонической гипотезой. Однако многое оказалось в корне неверным. Так, например, открытие большой независимости складкообразования от горообразования полностью противоречит гипотезе. Контракционная гипотеза также не может объяснить одновременное распространение в земной коре явлений тангенциального сжатия и тангенциального растяжения. Сомнителен и тот факт, что земная кора приспосабливается к сокращающимся в объеме, охлаждающимся внутренним частям Земли в связи с тем, что Земля теряет свою теплоту в космическое пространство. Данных о внутреннем строении Земли недостаточно, чтобы с абсолютной уверенностью говорить о том, что температура внутренних слоёв Земли падает. Но несмотря на общую несостоятельность гипотезы, некоторые её положения используются и по сей день.

Гипотеза конвекционных потоков тоже не может считаться абсолютно верной, т.к. существование конвекционных потоков, находящихся под хребтами в океане, очень сомнительно. Гипотеза конвекционных потоков находится в плохом согласии со многими известными особенностями строения земной коры и мантии Земли и, следовательно, непригодна. Гипотеза тангенциального сжатия в связи с поддвиганием земной коры и всасыванием в зоны осевых глубинных разломов удовлетворительно объясняет многие главные особенности развития и образование тектонических структур только в осевых зонах складчатых поясов. Однако она не может объяснить такие явления, как рост гор (горообразование) или образование предгорных и межгорных впадин.

Гипотезы радиального тектогенеза оказались неспособными объяснить многие важные особенности строения складчатых подвижных поясов. Однако они оказали большое влияние на геологическое мышление, потому что обратили внимание на реально существующие в земной коре явления первичных вертикально направленных движений земной коры.

Несмотря на простоту и логичность мобилистической гипотезы, она не объясняет причин унаследованности развития крупных структур материков на протяжении многих геологических периодов и др. Не соответствует ей плавное, недеформированное погружение побережий Атлантического океана, где следовало наоборот ожидать пододвигания и образования краевых горных цепей. Нет пока удовлетворительного объяснения развития платформ и образования эпиплатформенных орогенических поясов. Слишком умозрительным представляется и механизм движения плит конвективными потоками.

Подводя итог современным представлениям о причинах тектогенеза, можно объективно утверждать, что на сегодня отсутствует общепризнанная и всеобъемлющая теория, объясняющая причины возникновения различных тектонических движений и закономерности развития тектогенеза на всех стадиях геологической истории Земли. Возможно, что причиной этого является многофакторность геологических процессов. Попытки «втиснуть» то или иное геологическое явление в рамки одной концепции приводят к ограниченности в понимании сложных, порой противоречивых геологических связей, что обрекает любую гипотезу на забвение.

Из существующих концепций наиболее научно аргументирована, подтверждена фактами, и наиболее плодотворно применяется на практике, по нашему мнению, концепция глобальной тектоники плит.

Дальнейшее развитие геотектонической мысли должно, вероятно, идти по пути синтеза различных идей, по пути их взаимного дополнения и обогащения, но наиболее приемлемой основой, фундаментом, по-видимому, должна являться концепция горизонтального движения литосферных плит.[10]


Список использованной литературы


1. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П., Шанцер Е.В. Общая геология/Москва, 1974 - С. 258 - 263

. Добровольский В.В., Якушова А. Ф. Геология/ Москва, 1979 - С. 128-130

. Кравцов А.И, Бакалдина А.П. Геология/ Москва 1979 - С. 142 - 149

. Мильничук В.С, Арабаджи М.С. Геология/ Москва, 1979 - С. 336 - 342

. Белоусов В.В. Геотектоника/ Москва, 1976 - С. 278-280

. Гурский Б.Н., Гурский Г.В. Общая геология/ Минск, 1976 - С. 273 - 282

. Гаврилов В.П. Геотектоника/ Москва, 2005 - с.92

. Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.Б. Основы геологии/Москва 1986 - С. 276 - 281

. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П., Шанцер Е.В. Общая геология/Москва, 1974 - С 445 - 451

. Гаврилов В.П. Геотектоника/ Москва, 2005 - с. 140


Теги: Эволюция геотектонических гипотез  Курсовая работа (теория)  Геология
Просмотров: 30734
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Эволюция геотектонических гипотез
Назад