0700620_0CA3B_tyapkin_k_f_fizika_zemli
.pdf22,5—112,5°, 52,5—142,5° (див. рис. 53, б). Він розрізняє глибин-ні і корові розломи. Глибинні розломи представлені в основному зонами концентрування розривів завширшки 15—35 км з переважанням відстаней між зонами у системі (180 + 10) км. Корові розломи мають ширину 10—15 км, а простягання — аналогічні глибинним розломам. Автором встановлений зв'язок значної частини зон розломів, виявлених за геофізичними і геологічними даними в умовах континенту, з розломами Японського моря.
Під час літературного пошуку даних про закономірності просторового розміщення розломних і пов'язаних з ними поверхневих структур неможливо було пройти мимо результатів досліджень Лі Си-Гуаном [102] території Південно-Східної Азії. Зокрема, він виявив і вивчив серію широтних гірських пасм і встановив, що гірські хребти широтного напрямку збігаються з широтними тектонічними зонами. Морфологічний зв'язок з тектонікою так само реальний, як і видимий. Положення цих зон схематично показано на рис. 54. Привертають увагу досить витримані інтервали між зонами, що розглядаються, які характеризуються величиною порядку (900 ± 50) км. Наведений вище приклад, незважаючи на простоту, значно розширює перелік регіонів Землі, де простежується правильне розміщення тектонічних структур і, отже, підтверджує їх планетарний характер.
На рис. 55 наведено схему розміщення розломних структур
.Австралії, встановлених переважно за геолого-геоморфологіч- ними даними [221]. На схемі виділяються дві основні групи лінійних структур. Структури кожної групи характеризуються двома взаємно перпендикулярними напрямками. Група давніх структур розвернута відносно простягань молодих розломів приблизно на 30—35° у напрямку обертання годинникової стрілки. Цікавий вислів Е. Хілса про можливу спільність походження розломів двох спряжених напрямків [221], який вважав, що подібність і одночасність виникнення розломів, принаймні двох спряжених напрямків, розміщених один відносно одного під кутом, близьким до прямого, очевидні, тому всі головні розломи щита якщо й не спряжені, то хоча б зв'язані спільністю походження.
Наведених вище прикладів цілком достатньо, щоб зробити висновок про те, що системи розломів тектоносфери розвинені в різних частинах Землі, в різних за віком і масштабом структурах. Нині важко назвати регіон, у межах якого за результатами геоло-
150
100 |
110" |
120 |
Рис. 54. Викопіювання з тектонічної схеми Східної Азії, складеної Лі Си-Гуаном:
1 — тектонічні зони широтного напрямку; вік від палеозою до третинного часу
151
Рис. 55. Схема розміщення розломних структур Австралійської платформи:
1 — докембрійські розломи фундаменту; 2 —молодші розломи; З — лінійні структурні елементи в докембрії
го-геофізичних, геоморфологічних досліджень або дешифрування аеро- і космічних знімків не простежувалися б витримані за простяганням системи розломів.
Варто спеціально підкреслити, що уявлення про закономірне просторове розміщення лінійних тектонічних структур, зокрема розломів, не нове. Ще Р. Зондер [275] установив три пари взаємно ортогональних напрямків систем лінеаментів, що простежуються в земній корі, з азимутами простягань: 20 і 290°, 45 і 315°, 70 і 340°. Дж. Муді і М. Хілл [270], узагальнивши дані Р. Зондера, В. Хоббса і Ф.А. Венінг-Мейнеца, дійшли
152
висновку, що в будь-якій тектонічній зоні Землі можна виділити зсувні деформації восьми основних напрямків. І.І. Чебаненко [226] внаслідок аналізу розломної тектоніки виявив вісім простягань розломів або ліній тектонічної подільності земної кори: 310-315°, 40-45°, 0°, 90°, 15-20°, 285-290°, 70-75°, 340—345°. Досить переконливі докази системного розміщення лінеаментів і планетарної шпаруватості отримані П.С. Вороновим [44] внаслідок морфометричного аналізу. Н.В. Шаблинська [228] наводить таблицю азимутів стійких напрямків розломних структур, що фіксуються в межах давніх і молодих платформ і орогенів на різних континентах (табл. 10).
Досить цікаві дані В. Немеця і Р. Квета [129] про так звані планетарні рівновіддалені розривні системи, що встановлені ними переважно на території Чехії і Словаччини. Під планетарними рівновіддаленими розривними системами вони розуміють системи шпаруватих зон, що формуються періодично, та приурочених до них розломів, що утворилися в періоди після кульмінації головних орогенезів. Зокрема, вони стверджують, що всі системи єдині за генезисом і характеризуються геометричним збіганням. Основні лінії, виявлені емпірично, під час утворення орієнтовані вздовж азимутів 270, 54 і 306° і по перпендикулярних до них напрямках, тобто 0, 324 і 36°. За рахунок мігрування полюсів і переміщення континентів окремі системи зміщені. Зокрема, меридіональна лінія альпійської системи збігається за орієнтацією із сучасним геофізичним меридіаном, варисційська система в Європі зміщена на кут 26°, ассинтська — на 47° і безіменна система невідомої епохи утворення (відкрита на території Моравії — історичної області колишньої ЧССР) — на 16°.
Отже, можна констатувати, що в тектоносфері досить надійно фіксуються системи розломів, які найчастіше утворюють взаємно ортогональні сітки. Витриманість напрямків систем розломів, їхня значна довжина, наскрізний характер і певна успадкованість свідчать про загальнопланетарні причини утворення цих систем. Перелічені вище закономірності розміщення лінійних тектонічних структур виключає можливість пояснення їхнього виникнення місцевими особливостями земної кори чи будь-якими локальними фізико-геологічними процесами, що відбуваються в надрах окремого регіону. Вони стали однією з передумов для створення нової геотектонічної концепції, що пояснює ці закономірності.
153
розтягунапруг |
N |
|
№ |
Напрямок вальних |
А, |
8 |
I |
|
ЕҐ |
Н |
|
Інтрудованірозломи (розтягання) |
а |
1 |
Число Простягання систем |
||
|
|
1 |
Зсув а діагональної системи відносно ортогональної, град |
|
|
Широтний |
ПнСх ПнСх |
Широтний |
ПнСх 7 |
ПнСх |
X |
і |
|
и |
XX |
, |
|
|
V |
|
и |
^ |
|
|||
х |
і |
|
х |
я |
і |
|
|
е |
|
|
е |
с |
|
|
|
|
|
|
|
Є4- |
|
|
|
|
|
|
|
а |
у |
~ |
її |
ПнЗх,меридіональне ПнЗх |
|
|
ПнЗх,меридіональне ПнСх,широтне |
|
ПнЗх,широтне ПнЗх |
||
|
|
|
|
к« |
|
|
|
О |
_ч |
|
_ |
|
|
|
|
30±5 |
60±5 |
45±5 |
30±5 |
50110 |
60110 |
60110 |
4515 |
7
« -, І І І
~ і і і
ПнЗх, меридіональне
| 1
40 |
ЗО |
45 |
4515 |
Чіткість виділення системи |
Чітко |
|
Нечітко |
» |
|
« |
Дуже чітко |
|
Нечітко |
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число систем розломів |
|
|
чо |
|
V© |
ЧО |
|
ЧО |
ЧО |
V© ЧО |
|
|
|
Т |
|
тг |
Ч- |
|
те |
ті" |
"ї- |
І |
|
|
ч - ^ - ч - ч - І |
|
І |
І Ч - |
I I I |
|
|||||
Платформа, регіон |
1. ЗахідноСи- |
бірська 2. Скіфська |
3. Туранська 4. Тимано-Пе- чорська 5. Руська |
|
6. ПівнічноАмериканська 7. Африканська (Єгипет) 8. Антільський Рухомий пояс (о. Куба) |
9. Австралійська 10. Африканська (Південь) |
11. ПівденноАмериканська 12. Африканська |
||||
|
і |
|
Давні плат- |
|
|
|
|
Давні платформи |
|
|
|
Тектонічна структура |
Молоді |
плити |
форми |
|
|
Орогени |
|
|
|
||
Чітко
"П
ж
з;
о.
С
4.2.Схема формування структур геосинклінального типу
на жорсткій основі
Другою передумовою для створення нової геотектонічної концепції стала схема формування структур геосинклінального типу на жорсткій основі, вперше запропонована Дж. Муді і М. Хіллом [270]. Зміст її полягає в такому. У разі відносного переміщення блоків тектоносфери по глибинному розлому, що розмежовує їх, виникає низка умов, потрібних для здійснення геологічних явищ, таких як денудація і седиментація, активування магматичної діяльності й посилення метаморфізму порід. Розглянемо їх детальніше.
1. У разі положення блоків, зображеного на рис. 56, а, лівий з них (трохи підійнятий) є джерелом денудації, а в межах правого (опущеного) утворюється басейн для осадонагромадження. Гранулометричний склад теригенних осадів залежить від різниці висотних позначок блоків. Поряд з лівим трохи підійнятим блоком джерелом теригенного матеріалу може бути й трохи підійнята частина правого блока, але осади будуть більш дрібнозернистими (на рисунку зображено крапками). Разом ці джерела формують осадову товщу басейну.
Можливий і інший варіант, коли обидва блоки зазнають опускання, але з різною швидкістю (див. рис. 56, б). У цьому разі осадонагромадження може відбуватися у внутрішніх частинах обох блоків, що стикаються, але в різних фаціальних умовах. У межах правого блока переважатимуть стійкі глибоководні фаціальні умови, а в межах лівого повинні спостерігатися умови мілководдя з частими перервами в осадонагромадженні. Найменша зміна напрямку переміщення блоків може вивести верхній край лівого з них на рівень вище геоїда.
2. Відносне переміщення блоків тектоносфери, пов'язане з виникненням чи активуванням глибинного розлому, що розділяє їх, і відбувається в режимі розтягання, порушує агрегатний стан речовини у глибинних зонах тектоносфери, до яких проникає розлом. Речовина на цих глибинах, що перебуває під великими тиском і температурою в квазітвердому стані починає плавитись. Це відбувається внаслідок того, що в разі проникнення розлому тиск різко падає, а температура залишається високою. Розплавлена речовина, дещо збільшена в об'ємі, використовує глибинний розлом як канал для виходу на поверхню. Так відбувається активування магматичної діяльності з утворенням порід основного й
155
в
ж
Рис. 56. Моделі формування структур типу геосинкліналей за Дж. Муді і М. Хіллом {а, 6) й ускладнені варіанти (в—ж)
ультраосновного складу на початкових етапах формування структур типу геосинкліналей. Цікаві думки з цього питання викладено у праці В.В. Жданова [68]. На рис. 56, а, б подано схеми одного з найпростіших варіантів підводного виливання магми основного
156
складу, з якої утворюються породи, що залягають в основі осадової товщі. Цей приклад жодною мірою не виключає неодноразового активування магматичної діяльності одного й того самого розлому, що призводить до перешаровування осадових і магматичних утворень.
3. Розлом, що виникає, є певним «тепловодом», який доставляє додаткову енергію для метаморфізму порід, що складають поверхневі структури. Додаткова теплова енергія може бути отримана не лише з магматичним розплавом, а й внаслідок теплопередачі за рахунок проникаючої конвекції в тілі розлому. Отже, посилюється метаморфізм порід, які складають поверхневі структури, що формуються на межах блоків.
Перелічені вище умови, що виникають у разі відносного переміщення блоків тектоносфери, пояснюють чотири основні геологічні процеси (денудацію, седиментацію, магматизм, активний метаморфізм), з якими пов'язано утворення будь-яких комплексів порід і формування тектонічних структур, зокрема структур типу геосинкліналей.
Обговорювана схема відрізняється від класичної насамперед тим, що в основу її покладено реальну фізичну картину відносного переміщення жорстких блоків, а не гіпотетичне «прогинання», уявлення про яке виникло в минулому столітті, коли вчені вважали, що земна кора «плаває» на магмі і коли деформаціям згину надавалось невиправдано велике значення порівняно зі сколювальними деформаціями. Нині відомо, що досить ламка земна кора розміщується на верхній мантії, пружність якої сумірна з пружністю сталі. Отже, традиційне уявлення про «прогинання» земної кори не можна вважати правомірним.
Вище розглянуто один із найпростіших елементів моделі формування структур геосинклінального типу. Реальні моделі, природно, складніші. Деякі уявлення про них можуть дати схеми, наведені на рис. 56, в—ж. Підкреслимо дві важливі особливості моделі формування структур типу геосинкліналей, потрібні надалі: асиметрію поверхневих структур, що формуються, та їхній безпосередній взаємозв'язок із глибинними розломами.
Звернемось до прикладів досить добре вивчених структур, що наочно ілюструють правомірність використання описаної моделі для пояснення формування структур геосинклінального типу в різні геологічні епохи (рис. 57). На рис. 57, а показано розріз структур Криворізького залізорудного басейну, утворення якого відноситься до раннього протерозою. Верхня частина розрізу отримана за даними буріння, а нижня — шляхом інтерпретації
157
оіґ>