Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » О темпе и периодичности тектонических движений геологического прошлого

О темпе и периодичности тектонических движений геологического прошлого

15.10.2017

Изучение осадочной толщи позволяет восстановить знак вертикальной компоненты движений, но, как правило, не дает однозначного решения вопроса о темпе движений геологического прошлого и их периодичности. Вспомним, что накопление слоя можно истолковать или как быстрый, или как медленный процесс, или как процесс, сопряженный с тектоническими движениями или независимый от них, что ритмичность разреза можно связать с тектоническими причинами или с явлениями, независимыми от тектонических движений. Эта «свобода» выбора вариантов истолкования разреза ведет к возможности на основе одних и тех же данных выработать разнообразные и противоречивые представления о темпе и периодичности тектонических движений.
До сих пор очень широко распространены представления, разграничивающие во времени глубинные движения и их дислокационные результаты или, иными словами, эпейрогенические и складкообразующие движения.
Так, Г. Штилле писал о тектонической эволюции Земли (седиментация, эпейрогенез) и об эпизодических процессах, прерывающих эволюцию и приводящих к полному перевороту условий, т. е. о тектонической революции Земли. К ней Г. Штилле относил складчатость, которая в его представлении сводилась к кратковременным эпизодам. Так, по его мнению, история Земли слагается из длительных эпейрогенических периодов и коротких (катастрофических) орогенических (складкообразовательных) фаз. Орогенические катастрофы не обусловливаются предыдущим ходом развития геологических структур, а являются самостоятельными эпизодами. Г. Штилле разработал «канон орогенических фаз», включающий 30 фаз, обязательных для всего земного шара.
Согласно Г. Штилле, «всякая настоящая складчатость, в том числе складчатость сбросово-складчатых и глыбовых гор, протекала в относительно немногие и узко ограниченные во времени фазы, имевшие глобальное распространение». Введенное в 1923 г. Г. Штилле понятие синэпейрогенеза представляет первую серьезную брешь в его каноне, поскольку этим самым признается возможность развития орогенических (дислокационных) процессов в анорогенные периоды. Вторая серьезная брешь в каноне Штилле появилась в связи с его работой о современном тектоническом состоянии Земли. Ранее Г. Штилле считал современную эпоху анорогенной. Наблюдения в Калифорнии (сброс Сан-Андреас и др.) склонили его к мысли, что современная эпоха приходится на фазу орогенеза, длительность которой оценивается в 250—300 тыс. лет; нынешнее же время приходится на катастрофический период в эпоху его затухания.
В этих представлениях фаза уже приобретает значительную длительность и определенную «структуру», слагаясь из главного акта и затухания (завершающего акта).
Если сам Г. Штилле вводит в свое понимание орогенических фаз ряд оговорок, то его последователи часто принимают канон орогенических фаз безоговорочно. Такое ортодоксальное признание штиллевских фаз приводило к тому, что в ряде случаев вместо конкретного изучения перерывов и несогласий и выяснения их подлинного геологического содержания они приспособлялись к канону Штилле, подводились под рубрику соответствующей фазы мирового значения. В результате вместо выяснения путем анализа конкретных структурных форм, особенностей их роста и соотношений с другими структурными формами образование складчатости объяснялось орогеническими фазами. Такого рода тектонические исследования не способствовали расширению и углублению научных представлений о генезисе геологических структур, а, наоборот, вели к искажению действительных природных соотношений.
«Канон орогенических фаз» находил поддержку в работах В.В. Белоусова (1948 г.). Продолжительность одной фазы он исчислял сотнями тысяч лет, отмечая, что этот промежуток фиксируется в земной коре как мгновенный акт. В качестве доказательства «мгновенности» фаз В.В. Белоусов приводил примеры, в которых угловое несогласие было связано с очень коротким стратиграфическим перерывом.
Еще в 1934 г. Н.Б. Вассоевич, принимавший тогда «орогенное правило» (а не закон) Штилле, тем не менее пришел к следующим выводам, по существу находящимся в резком противоречии с «законами» Штилле:
1) нельзя считать, что орогенез проявляется на всем земном шаре одновременно в одни и те же относительно мелкие единицы геологического летоисчисления и при этом с более или менее одинаковой силой (в одних областях проявляется сильней одна фаза, в других — другая; местами же фазы и совсем не проявляются);
2) нельзя считать, что фазы протекают геологически мгновенно и всегда на рубеже веков (горизонтов); гораздо естественней думать, что структурные дислокации (например, складкообразование) захватывают также и определенные и порой длительные интервалы времени;
3) нельзя считать, что число орогенических фаз ограничено; так, на Кавказе «фазы» обнаруживаются почти между всеми горизонтами неогена, как мэотис, понт, киммерий, акчагыл, апшерон и т. д., и их начинают находить уже внутри горизонтов.
Штиллевское понимание орогенических Фаз подверглось наиболее последовательной критике со стороны Н.С. Шатского, впервые отчетливо сформулировавшего представления о длительности процесса складкообразования.
Так, Н.С. Шатским было показано, что угловые несогласия не свидетельствуют о катастрофических фазах складчатости. Несогласия или орогенические фазы представляют не новые и определенные моменты складчатости, а лишь отдельные кадры, если можно так сказать, выхваченные эпейрогеническими движениями из медленно и непрерывно изменяющегося процесса складкообразования. Далее им было установлено, что складкообразование, так же как и эпейрогенические движения, представляют явление длительное, медленно развивающееся и соизмеримое по скорости с осадконакоплением. Орогенез и эпейрогенез одновременны и тесно связаны друг с другом; между типичными орогеническими и эпейрогеническими движениями существуют переходы. В тектонических движениях следует различать не две категории, а большой ряд движений, переходящих друг в друга по простиранию и по вертикали.
Такая постановка вопроса о медленности орогенеза (складкообразования) и о единстве эпейрогенеза и орогенеза дала толчок к переходу от изучения складчатых структур главным образом с точки зрения геометрической формы изгибов слоев к более полному изучению, включая изменения мощностей и литологического состава, что сыграло большую роль в практике геологоразведочных работ и поисков полезных ископаемых. Новое представление побудило также изучать перерывы и несогласия как документы геологического развития конкретных структурных форм, а не видеть в них лишь свидетельства проявления орогенических фаз. Однако эти новые представления вначале привели к другой крайности — к отрицанию скачков и признанию во всех случаях спокойного, плавного хода тектонических движений, не сопровождаемого качественной перестройкой структуры. Идеи Н.С. Шатского развивались В.И. Поповым на примере Средней Азии, Н.Н. Ростовцевым на примере Дагестана, Я.Н. Белевцевым на примере Криворожского бассейна, В.Е. Хаиным на примере Малого Кавказа, С.А. Захаровым на примере Таджикистана и многими другими.
Постановка вопроса о фазах складчатости (не как о катастрофах, а как об усилениях непрерывного тектонического процесса, как о скачках в этом направленном процессе) стала возможной благодаря работам советских геологов, доказавшим непрерывность складкообразования и его одновременное развитие с осадконакоплением. Установление этого важного факта совершенно не означает, что процесс складкообразования является только непрерывным и спокойно эволюционирующим. Этот процесс, несомненно, полон внутренних противоречий, разрешающихся скачкообразными качественными изменениями. Установление непрерывности складкообразования имеет большое принципиальное и методическое значение: оно позволяет отказаться от признания мгновенных и всемирных тектонических фаз и дает возможность геологу использовать метод научного исследования непрерывно-прерывистого процесса тектогенеза путем анализа изменения слоев осадочных пород в связи с образуемыми ими структурами.
Установление непрерывности складкообразования позволило по-новому подойти к вопросу о тектонических фазах и рассматривать их как сложный и длительный геологический процесс. Высказывались мнения, что периоды относительного ослабления тектонических движений Земли чередуются с периодами усиления тектонической активности (тектонические фазы). Однако тектоническим фазам, как правило, приписывались геологически измеримая длительность, а сами фазы понимались не как катастрофы, по существу не связанные с историей развития Земли, а как сложно построенные этапы усиленного тектонического развития и качественной перестройки структуры.
Остановимся на представлениях о тектонических фазах, развивавшихся Н.М. Страховым, М.А. Усовым, Н.С. Шатским и С.Н. Бубновым.
Н.М. Страхов, называя «орогенической фазой» складкообразовательные движения, зафиксированные угловым несогласием, признавал за фазами измеримую геологическую длительность и рассматривал фазу как «цепь» отдельных толчков, мелких подвижек, «скачков» типа тех перемещений, какие сопровождают каждое современное землетрясение. Такое представление о тектонической («орогенической») фазе неполно, так как в нем не учитывается одновременность складкообразования и осадкообразования и фазы опять же приурочиваются только к угловым несогласиям.
М.А. Усов приводил иные, более сложные по сравнению с высказываниями Н.М. Страхова представления о фазах тек-тогенеза. По М.А. Усову, «цикл» тектогенеза (без возвращения к исходному положению, но с развитием по спирали) состоит из длительного эволюционного периода, заканчивающегося складчатостью, которая определяет основную структуру и тектонику земной коры. Эволюционный период не всегда спокоен; он прерывается небольшими революционными вспышками складчатости или эпохами эффузивного вулканизма.
Фаза тектогенеза, по М.А. Усову, состоит из этапа сжатия, когда образуется складчатость, и этапа расширения, сопровождающегося поднятиями крупных зон поверхности с параллельными обрушениями и вулканическими процессами. Фаза тектогенеза рисуется М.А. Усовым как длительный процесс, например, этап расширения альпийского цикла тектогенеза в его представлении захватил четвертичный период и не закончился к настоящему времени.
Мысль М.А. Усова о длительности и сложности строения тектонических фаз по существу правильна, но сами представления о фазах остаются гипотетическими, так как они не основаны на анализе развития конкретных структурных форм. Схематичность представлений М.А. Усова тесно связана с признанием им повсеместности проявления одновременных тектонических фаз, что опровергается анализом геологического развития крупных территорий.
Н.С. Шатским дано новое, более совершенное толкование понятия тектонической или орогенической фазы. Под тектонической фазой он понимал весьма длительные движения, изменяющие и усложняющие геологическую структуру, причем длительное нарушение интенсивности складчатости приводит к быстрому качественному изменению структуры. Само складкообразование представляет длительный, изменчивый процесс. Время усиления складкообразования представляет собой лишь время убыстрения процесса, а не является каким-либо особым моментом складчатости, связанным с движениями, отличными по своей природе от движений в периоды умеренного роста складок. Узловыми моментами в развитии складчатых структур Н.С. Шатский считает времена резких качественных изменений структуры, а не фазы усиления движений. Складкообразование, по Н.С. Шатскому, совершается все время, то усиливаясь, то ослабевая, то распространяясь на большие пространства коры, то сосредоточиваясь в узких пределах.
Перерывы, в том числе региональные перерывы, сопровождающиеся несогласием, как считал Н.С. Шатский, не имеют какого-либо особого значения в развитии процесса складкообразования даже в том случае, если в это время можно доказать убыстрение складкообразования. Качественные изменения в развитии складчатой структуры, по М.С. Шатскому, наступают вследствие изменений механических условий деформации.
По С.Н. Бубнову, тектоническая фаза должна пониматься как довольно длительное явление. Он ссылается на изучение карбона Нижнесилезского бассейна, где на границе вестфальского и стефанского ярусов была установлена астурийская фаза. Однако угловое несогласие имеется не везде; несогласие наиболее заметно на краях бассейна, а в центре бассейна только смена сланцев грубозернистыми отложениями указывает на изменение режима. Другими данными устанавливается, что эта фаза длилась более 1 млн. лет и была одновременной даже в пределах одного бассейна. Фазу С.Н. Бубнов рассматривает не как единичный толчок, а как активный эпизод в развитии Земли. Орогенический толчок, по С.Н. Бубнову, происходит при разрядке напряжений. Деформация в прочных и хрупких телах происходит позже и проявляется прерывисто, в более пластичных начинается раньше и может существовать дольше. Поэтому фаза точного временного значения не имеет и иметь не может.
Хотя представления о тектонических формах формируются, уточняются и совершенствуются, тем не менее еще очень мало исследован процесс складкообразования во времени в его конкретном виде. Устанавливая, что фаза является усилением тектонических процессов или качественной перестройки структуры, мы тем самым даем лишь понятие о фазе, не вскрывая, однако, его конкретного содержания.
Если развитие малых форм определяется развитием крупных, то естественно, что неравномерный и прерывистый характер глубинных движений, осложненных ускорениями и замедлениями, остановками, а также, возможно, временной переменой знака находит отражение в ходе и темпе формирования складчатости.
Представления о повсеместном (планетарном) распространении тектонических фаз не были основаны на строгом, анализе фактов, а являлись, по существу умозрительными. Накопленный к настоящему времени материал позволяет считать, что складкообразование проявлялось в региональном масштабе в зависимости от условий развития крупных структурных элементов, а не имело общепланетного распространения. Это хорошо увязывается с данными о неоднородности строения гипергенной оболочки.
М.К. Коровин установил, что выделенные М.А. Усовым в Западной Сибири и распространенные на весь земной шар фазы в действительности имеют лишь региональное значение. М.К. Коровин указывал, что М.А. Усовым геотектонической шкале местного значения без необходимого исчерпывающего фактического материала присвоено всеобщее значение, исходя только из умозрительных соображений.
Вместе с тем М.К. Коровин признает всеобщность крупных геотектонических циклов — альпийского, тихоокеанского, варисцийского, каледонского, салаирского и др. Им принимается, в частности, повсеместность салаирского цикла, наиболее хорошо проявляющегося в Западной и Восточной Сибири. В подтверждение он приводит следующие факты: 1) наличие соленосной толщи в верхнем кембрии Северного Индостана и красноцветной толщи в верхнем кембрии Гималаев, 2) отсутствие верхнего кембрия на Южном Урале и Новой Земле, 3) отсутствие верхнего кембрия в Богемском массиве и испанской Мезетте, 4) перерывы в отложениях и несогласия в разрезах кембрия Великобритании и Скандинавии, 5) перерывы и несогласия в разрезах кембрия в Аппалачах.
Размеры областей, в которых развитие в пределах геотектонического цикла идет одинаково (в смысле единства фаз), могут быть очень невелики (например, Донбасс, северная или южная зона Кузнецкого Алатау, Кузбасс и др.).
Таким образом, нельзя считать доказанным повсеместность и одновременность проявления даже такой крупной единицы, как геотектонический цикл. Действительно, приводимые М.К. Коровиным доводы в пользу всемирного значения салаирского цикла говорят только о наличии тектонических движений в кембрии в разных частях света, что можно было бы доказать для любого другого периода, но не позволяют проследить салаирский цикл как таковой (т. е. определенный законченный тектонический этап) где-либо за пределами Азии.
А.Д. Архангельский, проанализировавший геологическую историю России, пришел к заключению о неприемлемости идей Г. Штилле. Наиболее важным тектоническим выводом, вытекающим из геологии России, А.Д. Архангельский считал утверждение, что тектонические циклы с их колебательными движениями, влекущие за собой трансгрессии и регрессии, с их складчатостью, интрузиями и т. д. распространяются не на всю земную поверхность, но ограничиваются определенными крупными участками земной коры.
Такая локализация тектонических циклов может быть связана с неоднородностью строения Земли на значительную глубину.
Представления А.Д. Архангельского о неповсеместности распространения крупнейших тектонических циклов значительно развиты Н.С. Шатским и A.Л. Яншиным. А.Л. Яншин на основе анализа составленной под его редакцией «Тектонической карты Евразии», во-первых, приходит к заключению, что формирование складчатых сооружений, относимых к каледонидам, герцинидам и альпидам, было гораздо более длительным чем предполагал выделивший эти эпохи складчатости Марсель Бертран, и хронологические границы между эпохами складчатости являются условными. Складчатые и горообразовательные движения в некоторых зонах каледонид еще продолжались, когда в других областях уже началось формирование наиболее ранних сооружений, относимых к герцинидам. Во-вторых, им указывается также на возможность постепенного перехода по простиранию складчатой зоны одного возраста в складчатую зону другого возраста, причем постепенно меняется возраст однотипных геосинклинальных формаций, а в ряде случаев также время окончания вулканической деятельности, возраст главного гранитного плутонизма и время формирования компенсационных краевых прогибов. Наконец, в-третьих, A.Л. Яншин приходит к выводу о резком несовпадении хронологии тектонических процессов в Тихоокеанском сегменте земной коры и в более западных областях.