20. Анализ перерывов и несогласий. Палеомагнитные методы. Структурно-геоморфоогические методы.

Тектонические движения, развивающиеся на фоне общего по­гружения и накопления осадков, фиксируются в изменениях фа­ций, мощностей и формаций, изучаемых соответствующими мето­дами. Когда эти движения проявляются в условиях господства суши, они деформируют земную поверхность и образуют формы наземного рельефа, исследуемые структурно-геоморфологическими методами. Но особые условия создаются в периоды обычно от­носительно кратковременных общих или местных поднятий (осу­шений), которые затем снова сменяются погружениями (затопле­ниями). Эти события отмечаются перерывами в отложении осад­ков, а также несоответствием залегания разделенных перерывами толщ, получившим название несогласий.

Несогласия и их типы. Наиболее простым видом несогласия является параллельное, или стратиграфическое, несогласие (рис. 9.8). Для этого вида несогласий характерно то, что слои, залегающие выше поверхности перерыва, остаются параллельны­ми слоям, залегающим ниже этой поверхности. Это свидетельствует о том, что произошло общее поднятие местности или эвстатическое понижение уровня моря (океана), сменившееся погружением или новым повышением уровня моря.

Рис 9 8 Основные виды несогласий, по В. Е. Хаину, 1964: I _ стратиграфическое (параллельное) (а — параллельное налегание ]б — параллельное прилегание, в — плащеобразное обтекание); 2 — краевое (а — трансгрессивное перекрытие, б — трансгрессивное прилегание; в — регрессивное прилега­ние), з — географическое (картографическое); 4 — угловое (а — региональное, б — местное); 5 — рассеянное (дисперс­ное). 6 — подводно-оползневое; 7 — азимутальное (а — региональное, б — местное). Несогласия 3, 7 изображены в плане, остальные — в профиле

Следующий вид несогласий составляют краевые несогласия. Они наблюдаются по краям бассейнов осадконакопления, т.е. областей тектонического погружения, в результате неоднократных изменений положения береговой линии, обусловленных эвстатическими колебаниями уровня моря. Иначе говоря, эти несогласия являются следствием наложения эвстатических колебаний на ре­гиональные вертикальные нисходящие (волновые) движения, нарастающие к центру бассейна. Проявляются краевые несогла­сия в утонении и выклинивании слоев к краю бассейнов с налега­нием более молодых отложений не только с перерывом, но и с несколько меньшим наклоном на более древние отложения

Следующий основной вид несогласий — это угловое несогла­сие, которое выражается в наблюдаемой в отдельных обнажениях, разрезах скважин и на сейсмических профилях и поддающейся замеру горным компасом разнице в наклоне слоев ниже и выше поверхности перерыва. Возникает оно вследствие проявления складчатых деформаций до и (или) в течение перерыва в накоп­лении осадков и денудации сводов складок во время самого пере­рыва. Новое погружение или повышение уровня моря приводит к перекрыванию размытых дислоцированных пластов горизонталь­но лежащими на них молодыми осадками. В дальнейшем и эти отложения могут подвергнуться складчатости, но разница в нак­лоне их и подстилающих слоев сохранится.

Таким образом, различные виды несогласий отражают различ­ные типы тектонических движений (деформаций) и их сочетаний. Параллельные несогласия представляют результат колебательных вертикальных движений или эвстатических колебаний уровня моря (океана); краевые несогласия возникают на границе зон регио­нальных поднятий и опусканий; угловые несогласия фиксируют складко или рифтообразование; географические и азимутальные несогласия отражают изменение плана расположения соответ­ственно региональных структур и складок. Общие структурные несогласия приурочены к границам тектонических этапов (циклов) ко времени смены тектонических режимов (геосинклинального — орогенным, орогенного — платформенным).

Перерывы и несогласия возникают также на океанском дне, выявленные в последние годы при проходке буровых скважин.

Палеомагнитные методы

В 50-е годы нашего века было обнаружено, что горные породы, как осадочные, так и магматические, если они подвергались ин­тенсивным механическим или тепловым воздействиям, сохраняют «память» о магнитном поле, в котором они образовались. Это яв­ление, получившее название остаточной намагниченности, объяс­няется тем, что ферромагнитные минералы, входящие в состав пород, в момент осаждения осадка или кристаллизации магмы (из которой они выпадают первыми) приобретают ориентировку, отвечающую ориентировке магнитного поля, в котором протекал процесс осадконакопления или магматизма. Эта ориентировка сохраняется до тех пор, пока соответствующие минералы не будут нагреты до точки Кюри, разной для минералов, — 550° для магне­тита и 120° для титаномагнетита, но в среднем около 400°. Ори­ентировка выражается в том, что магнитное склонение направле­но на северный магнитный полюс, а наклонение зависит от ши­роты: чем она выше, тем наклонение больше.

Открытие остаточной намагниченности положило началу ново­му научному направлению — палеомагнетизму. Первые же определения ориентировки остаточной намагниченности привели к парадоксальным, с господ­ствующей в те годы точки прения, результатам. Ока­залось, что эта ориентиров­ка расходится с ориенти­ровкой современного маг­нитного поля, и чем древ­нее породы, тем, как прави­ли, в большей степени.

Итак, выяснилось, что движутся не магнитные полюса, а ма­терики. Полученные для каждого материка кривые, соединяющие последовательность положения полюсов, установленных для отдельных геологических эпох и веков, представляют собой кривые не истинной, а кажущейся миграции полюсов. Это не означает, что не существует истинной миграции магнитных полюсов, — сравнение реконструкций движе­нии плит по палеомагнитным данным и по горячим точкам (считая и к стационарными) обнаруживает расхождение, позволившее определить истинную миграцию полюсов, но она происходит в не­больших пределах.

Палеомагнитные определения дают два параметра — направ­ление на полюс и широту; их сочетание позволяет вычислить по­ложение полюса. Для получения достоверных результатов необхо­димо взять образцы из разных участков и сделать по ним заме­ры, указывающие на положение палеополюса.

К счастью, для последних 165 млн лет мы располагаем дру­гим, более точным палеомагнитным методом, основанным на ис­пользовании линейных магнитных аномалий, развитых в океанах и обязанных своим происхождением спредингу в условиях перио­дических инверсий магнитного поля.

Структурно-геоморфологические методы (неотектонический анализ)

Использования комплекса других методов — структурно-геоморфологических, основанных на изучении особенностей современного рельефа земной поверхности, поскольку этот рельеф создан главным образом, если не исключительно, именно новейшими дви­жениями и деформациями. Выявление новейших струк­тур имеет большое практическое значение: для поисков залежей нефти и газа, на размещение которых новейшие движения ока­зывают нередко решающее влияние, для поисков россыпных мес­торождений, рудных месторождений новейших металлогенической эпохи, при строительстве атомных и гидро­электростанций, портовых сооружений и пр. Результатом разви­тия исследований этого направления явилось становление особой дисциплины, пограничной между геоморфологией и геотектони­кой, — структурной геоморфологии.

Орографический и батиметрический методы наиболее простые из геоморфологических методов. Первый из них применим в тех областях суши, где скорость вертикальных движений намного пре­вышает скорость денудации. Непосредственно выражены в рельефе морского дна и могут обнаруживаться батиметрическим методом поднятия и прогибы разного масштаба, находящиеся ниже базиса действия волн, т. е. в среднем порядка 150—200 м.

Морфометрические методы. Для более точного оконтуривания поднятий и выявления активных разломов в пределах сильно расчлененных денудацией молодых горных стран и денудационных равнин платформ применяются различные морфометрические методы.

Изучение морских побережий. Наличие такого естественного репера, как уровень моря (то же относится к озерам), создает возможность выявления и количественной оценки поднятий и опусканий побережий. Наилучшие условия для этого находятся в районах с развитием морских террас. Террасы представляют пологонаклоненные в сторону моря площадки, отвечающие верхней части былой материковой отмели, примыкающей к древнему бе­реговому уступу. Ее тыльный шов соответствует береговой линии времени формирования террасы и именно по нему замеряется ее современная высота над уровнем моря. На шельфе близ берегов неред­ко встречаются затопленные террасы — свидетельство быстрого подъема уровня моря или быстрых опусканий суши.

Изучение речной сети и речных долин. Заложение речных до-лип, как правило, предопределяется тектоническими условиями:, они развиваются преимущественно вдоль разрывов, зон повышен­ной трещиноватости и синклинальных понижений. При перестрой­ке структурного плана реки вынуждены приспосабливаться к растущим антиклинальным поднятиям, наиболее активные из ко­торых отклоняют течение реки и вызывают изгибы речного русла. При особенно быстром росте поднятий реки покидают свои преж­ние долины, сохраняющиеся в виде висячих долин, и прокладыва­ют новые в обход этих поднятий, образуя излучины. Но если реч­ной поток обладает большой живой силой, река оказывается в состоянии преодолеть подъем складки и сохранить прежнее поло­жение, углубляя свое русло с постепенным возрастанием глубины вреза. Тектонические движения, испытываемые местностью, по кото­рой протекает река, находят свое отражение и в форме продоль­ного и поперечного профиля, и во всем строении ее долины.

На участке относительных поднятий увеличивается уклон русла реки, меандры испытывают спрямление или исчезают вов­се, пойма суживается, аллювий представлен наиболее грубыми разностями. На участке относительных опусканий уклон русла уменьшается, пойма и вся долина расширяются, появляются меандры, аллю­вии относится к выстилающему типу, сложен тонким материалом, представлен пойменной и старичной фациями, обладает значительной мощностью.

Изучение поверхностей выравнивания. Поверхности выравнивания (пенеплены) в горных странах представляют относительно слабоволнистые, располагающиеся почти горизонтально или полого наклоненные к периферии гор­ных сооружений нагорные равнины, срезающие складчатую струк­туру этих сооружений.