Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Мосин_Инженерная геология.pdf
Скачиваний:
84
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
4.41 Mб
Скачать

46

ЧАСТЬ III. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕКТОНИКЕ

Тектоника- сгреческого«строение»; такимобразом, геотектоникаилитектоникаЗемли– геологическаянаука, изучающаяособенности строения и развития земной коры.

Глава 1. Роль тектоники в процессе осадконакопления и формирования рельефа земной поверхности

Многообразиегорныхпородчрезвычайновелико. Крайнеразнообразныиусловияихзалегания. Иногдамощностьтолщиосадочныхпород достигаетнесколькихкилометров, аиногдапрослойкикакой-либоразно- сти горной породы в общей толще осадочных пород измеряется сантиметрами.

Часто те или иные разности осадочных пород залегают в ограниченныхмассивах(например, вдолинереки– речныеотложения), виных случаяхонижепрослеживаютсянамногихтысячахквадратныхкилометров(отложенияписчегомелапростираютсяотДонадоБелыхскалДувра, Франция).

Вомногихслучаях(наравнинах) пластыосадочныхпородсменяютдругдругапоглубине, залегаягоризонтальноипараллельнодругдругу. А в других условиях (в горных образованиях) пласты смяты в разнообразные складки или разорваны, залегают наклонно, часто несогласны друг с другом, разбиты трещинами.

Столь же разнообразны и формы рельефа земной поверхности. Равнины и низменности прерываются горными цепями, расчлененными ущельями и речными долинами.

Несмотрянатакоеразнообразиеусловийзалеганиягорныхпород, они все-таки подчиняются некоторым закономерностям.

Так, рыхлыеосадочныепороды(пески, галечники) встречаютсяв толщесовременныхимолодыхповозрастуречныхотложенийврезультате размыва продуктов выветривания горных пород, их сортировки и отложениявруслахрексозначительнымискоростямитечения. Такиеже отложенияокаймляютпомелководьюбереговыелинииморейикрупных озер.

Глинистыеразностиосадочныхпородсоответствуютотложени-

ямнизовьевравнинныхрекиихпоймам(малаяскоростьтечения), атакже морским и озерным приглубинным зонам в относительном удалении от берега, где мало сказываются течение и волнение.

47

Сцементированныеразностиобломочныхосадочныхпород(песчаники, конгломераты) и глинистых пород (аргиллиты, алевролиты) характерны для древних морских отложений, так как процесс цементации осадков идет медленно (несколько тысяч или миллионов лет).

Органогенныепороды(известняки) связанысобластямираспространения морей в геологическом прошлом. При этом разные виды известняков образовались при различных температуре, солености воды и видах образующих органических форм (организмов) в древних морях.

Залежикаменногоуглясвязанысприбрежнойзаболоченнойполосой древних тропических морей.

Химическиеосадки(гипс, каменнаясоль) образовалисьвотшнурованных от морей заливах (лагунах) в условиях жаркого климата.

Всякого рода нарушения в залегании пластов связаны с деформациями земной коры. Возникавшая в разное время деформация земной корынаходилаотражениеврельефеземнойповерхностинаконтинентах и на дне океанов. Это – горные цепи и целые складчатые горные сооружения с высочайшими вершинами(Гималаи, почти9000м) и гигантские разломы дна океанов (желоба) протяженностью тысячи километров и глубинойдо11000м, мощныепровальныеявления(озероБайкал, впадина Черного моря глубиной до 2км).

Приналичиивземнойкореглубокихразломовисоответствующих условий перегрева в их очагах создавались благоприятные условия для внедрения в толщу земной коры и прорыва на поверхность магматических масс с последующим образованием магматических пород.

Вместестем, пригорообразованииивулканическихявленияхпроявлялись процессы метаморфизма горных пород, в результате которых малопрочныепороды(песок, глина) приобреталисвойстваскальныхпород (кварцит, сланцы).

Горные сооружения, как выступающие формы рельефа, являлись объектомнивелирующейдеятельностиразнообразныхагентоввыветривания, тесно связанных в своем проявлении с климатическими

условиями. Врезультатевоздействияэтихагентовнамассивыгорныхпороднакапливалисьпродуктывыветривания, явившиесяисходным материалом для образования осадочных пород. Положительные формы рельефасоздавалиособенноблагоприятныеусловиядлястокаатмосферныхосадковиобразованияводотоков. Рольводотоковвпереносеипереотложении продуктов выветривания очень велика. Еще более важна их размывающая деятельность (эрозия), как причина расчленения и выравнивания горных сооружений, сноса выступающих формрельефа с образованием вначале горных долин, а в дальнейшем – равнин и низменностей.

48

Накоплениеосадочныхпородсвязаносопусканиемконтинентови ихзатоплениемнаступающимиморями. Глубокиепрогибыослабленных участковземнойкоры(геосинклинали) являлисьместомнакопленияособенно мощных толщ осадочных пород.

Нельзя не отметить исключительную роль наступающих на сушу морейсформированиемобширныхвыровненныхтерриторийврезультате разрушения и размыва береговых форм рельефа (абразия).

Таким образом, образование тех или иных осадочных пород, особыеформыихзалеганияиформырельефаземнойповерхностиопределялись деформацией относительно тонкой и маложесткой земной коры, пассивноследующейзадеформациейсамогоземногошараиобязательно

– климатической обстановкой.

Этиусловия, всвоюочередь, являлисьследствиемвнутренних(эндогенных) процессов, протекавших и протекающих в недрах Земли.

Наличиеэндогенныхпроцессовнаходитотражениеинаповерхности земной коры – в виде землетрясений.

Перемещениябереговойлинииврезультатеподъемовиопусканий обширных территорий свидетельствует о том, что внутренние (эндогенные) процессынепостоянныповремени, чтоонипериодическиусиливаются и затухают.

Следствиемпроявленияэндогенныхпроцессовявляютсятакназы-

ваемыетектоническиеявления, илипростотектоника, находящиесвое выражение в деформации земной коры.

Глава 2. Виды и масштаб тектонических движений

Под тектоническими движениями понимают перемещения материалаземнойкоры, вызванныевнутренними(эндогенными) силами, возникающими в недрах Земли.

Различают три основных вида тектонических движений: колебательные движения; складчатые движения; разрывные движения.

§ 1. Колебательные движения земной коры

Колебательныедвижениявыражаютсявмедленныхвертикальных поднятиях и опусканиях отдельных участков земной коры, причем в одномитомжеместеподнятиястечениемвременисменяютсяопусканиями, и наоборот. Иногда в оценке строительной площадки, особенно для долгосрочныхиособоответственныхсооружений(такихкакГЭС), необходиманализнаправленностиколебательныхдвижений. Подъемземной поверхностивызываетэрозиюречныхдолин, переуглублениеруселрек,

49

увеличение мощности речных отложений. Опускание поверхности, напротив, приводиткувеличениюмощностинаносов, изменениюхарактера рек на равнинный, с образованием стариц, меандр и заболачиванием.

Колебательныедвижениявцеломнеизменяютусловийзалегания горных пород. Их можно поделить на современные, новейшие и колебательные движения предшествующих геологических эпох.

Современными колебательными движенияминазываюттакие движения земной коры, которые произошли в исторический период и происходятвнастоящеевремя. Обихналичии, направленностииамплитуде судят по историческим документам, археологическим данным и по геодезическимнаблюдениям. Современныеколебательныедвиженияохватывают всю поверхность Земли. Наблюдения показывают, что их амплитуда в отдельных районах достигает 10мм в год.

Ниже приводятся некоторые примеры проявления современных колебательных движений земной коры.

ВИталии, близНеаполя, наберегуНеаполитанского залива, вначале нашей эры был построен так называемый «храм Серапиона». В результатемедленногоопусканиясушионкVIII векуполностьюушелпод водуиоставалсявтакомсостояниидоXVI в. Мраморныеколонныразъедены морской водой и источены моллюсками. По этим признакам был определенмаксимальныйуровень, докоторогодоходилавода– 5,7м. После, в результате поднятия суши «храм» вновь вышел из-под воды. К 1803г. относится замечание одно инженера о том, что фундамент постройки содержит некоторое количество воды и населен малярийными комарами. В 1812г. другой исследователь отметил, что высокое стояние моряпрепятствуетосушениютерритории«храма», чтосвидетельствовало, очевидно, о возобновлении процесса опускания. К 1954г опускание достигло 2,5м и приостановилось. Легко вычислить, что в этот период скорость опускания составила около 2см в год. Вероятно, в ближайшее время следует ожидать новых движений данной территории.

Другойклассическийпример– продолжающеесяопусканиепобережьяГолландиииСевернойБельгиисоскоростьюоколо4ммвгод. Еслибынеплотины, которыеместноенаселениевынужденопостояннодостраивать, 2/3 территории этих стран оказались бы под водой.

Опусканиесушиврайонег. Севастополя, Украина, привелокзатоплениюдревнегреческогогородаХерсонесиобразованиюСевастопольской бухты. Район г. Баку, Азербайджан, за последние 800 лет пережил опускание и новый подъем примерно на 16м.

Новейшимиколебательнымидвижениямисчитаютсядвижения земной коры, происшедшие в антропогеновый (четвертичный) период, т.е. втечениепоследних1млнлет. Онихсудят, главнымобразом, повы-

50

сотеморскихтеррас, позатоплениюморемустьеврекипопереуглублению русел рек.

Например, в недалеком прошлом Англия и Ирландия не отделялись проливами от континента Европы, а составляли с ним одно целое (рис. 3.1). На приведенном рисунке заштриховано пространство суши, в настоящее время затопленной морем. В пределах затопленной зоны со дна Северного моря неоднократно извлекались обломки орудий первобытногочеловека, чтосвидетельствуетотом, чтозатоплениепроисходило здесь в четвертичное время. На этой же схематической карте пунктиром показаны русла древних рек, затопленные ныне морем. Эти русла являются продолжением современных рек.

современной суши

иАтлантического океана

. 3.1. Распределение древней и

современного Северного моря

Рис

области

 

в

Нарисунке3.2. представлендругойяркийпримерновейшихколебательных движений - история р. Волги в районе Жигулевских гор. Перед началом четвертичного периода здесь произошло крупное сводовое

51

поднятиенавысотуоколо500м. Волга, приспособляяськсвоемупрежнему профилю, размыла приподнятые породы на значительную глубину, сформировавновуюдолину. Далеепроизошлоопускание, иВолгазаполниласвоюдолинуосадкамимощностью250м. Затем– новоеподнятие, и Волга разработала в толще своего же аллювия, а частью в коренных породахправого берегановуюдолину с глубиной вреза дна 180м. Позднее этотпроцессвновьповторялся, причемамплитудаколебательныхдвижений постоянно уменьшалась.

Рис. 3.2. а) строение аллювиальных отложений в долине р. Волги близ Жигулевских гор (схематический профиль); б) схема колебательных дви-

жений для того же района.

Колебательные движенияпредшествующих эпохобнаружива-

ются, главнымобразом, поперерывамвотложенияхосадковипозакономерностивсменепластовгорныхпород. Перерыввотложенияхназывается стратиграфическим несогласием. Например, если на отложениях каменноугольногопериодазалегаютюрскиепороды, тоизразрезавыпадаютпермскиеитриасовыеотложения. Следовательно, вкаменноугольныйпериодтерриториябыланижеуровняморя, издесьпроисходилонакопление осадков. Затем произошло поднятие, и морское дно стало сушей. Континентальныйпериодпродолжалсявтриасовоеипермскоевремя, азатемместностьвновьпогружаетсянижеуровняморя. Колебательные движения земнойкорывызывали частое перераспределение сушии моря. Вследствие этого море то наступало на сушу, то отступало, т.е.