Тектонічні рухи земної кори

Тектонічні рухи -це механічне переміщення земної речовини, викликане утворенням геологічних структур або зміною їх будови. Основною причиною виникнення тектонічних рухів є внутрішня енергія Землі. Появу тектонічних рухів може сприяти зміна швидкості обертання земної кулі та деякі інші космічні явища, наприклад, гравітаційне поле. Представлення про існування тектонічних рухів виникло ще в античний час і на протязі всієї історії становлення і розвитку геології розглядалось як одне із найважливіших. Проявлення тектонічних рухів не тільки приводило до зміни геологічної будови літосфери, але й в значній мірі впливало на формування родовищ корисних копалин. Тому вивчення тектонічних рухів має важливе як теоретичне, так і практичне значення.

Найбільш ранні представлення про існування піднять і опускань земної поверхні, які в наступному трактувались як тектонічні рухи, містяться в працях давньогрецьких філософів і вчених - Арістотеля і Страбона. Багато поколінь рибалок і моряків, що жили на побережжі Скандинавії, помічали, що море біля берегів міліє, з’являються нові острови, а інші острови стають півостровами. В той же час біля берегів Голландії спостерігалось зворотне явище - море наступало на сушу і затоплювало плодючі землі. Почали зводити дамби, щоб запобігти затопленню все більших просторів суші.

Причина цих явищ не в зміні рівня моря, а в вертикальних рухах земної кори, які проходять безперервно і повсюдно на протязі всієї геологічної історії. Повсюдність і безперервність роблять коливні рухи процесом, на фоні якого проходять інші, більш локальні та обмежені в часі тектонічні процеси.

Коливні рухи земної кори вивчають різними методами в залежності від того, коли ці рухи розвивались і які залишили сліди в рельєфі та будові земної кори.

В основу сучасних класифікацій тектонічних рухів в більшості випадків застосовують принципи, які були запропоновані В.Є.Хаїним. Всі тектонічні рухи він запропонував поділити на вертикальні і горизонтальні з наступним підрозділом за рівнем їх зародження. При визначенні рівня зародження пропонується виходити із особливостей внутрішньої будови планети і особливо із наявності двох пластичних і надзвичайно важливих в тектонічному відношенні шарів - астеносфери і шару Віхерта-Гутенберга.

Логічно можна допустити, що саме ці два шари у зв’язку із специфічним складом їх речовини, є базовими при виникненні тектонічних рухів. В цьому зв’язку виділено поверхневі, глибинні, надглибинні і планетарні тектонічні рухи.

Поверхневі рухи проявляються в осадовому шарі літосфери. В його складі розвинуті такі пластичні породи як глина, кам’яна сіль, гіпс, які здатні під дією гірничого тиску переміщуватися в просторі і проводити зміну геологічної структури вищележачих порід. В межах осадового шару проходять також процеси ущільнення осадів при літифікації або розбухання при гідратації, гравітаційного сковзання, що приводить до виникнення поверхневих рухів. Серед них можна виділити як вертикальні, так і горизонтальні рухи. Не дивлячись на різноманітність виникнення, вони існують тільки в межах осадового шару літосфери.

Поверхневі рухи приводять до деформації пластів, до зім’яття осадових порід у складки гравітаційного сковзання, зсувні складки, складки нагнітання (діапіри).

Різновидністю поверхневих рухів можна вважати техногенні рухи, які викликані діяльністю людини. Наприклад, просідання поверхні при відкачці грунтових і пластових вод, просідання покрівлі гірничих виробок, занурення земної поверхні в районах великих міст тощо.

Глибинні рухи проявляються в межах астеносфери і літосфери, включаючи також її осадовий шар. Їх проявлення пов’язане з астеносферою і може викликатися явищем ізостазії, фазовими переходами речовини, різними змінами, що проходять в цьому пластичному шарі верхньої мантії.

Певний вплив на виникнення і проявлення глибинних рухів здійснюють зовнішні сили, що виникають при зміні кутової швидкості обертання Землі. В результаті проявлення вертикальних глибинних рухів проходить диференціація континентів і океанів, платформ і геосинкліналей на позитивні і від’ємні структурні елементи різних порядків. Горизонтальні глибинні розломи можуть проявлятися на границях різних шарів літосфери і приводити до утворення підкидів, насувів, зсувів, пластинчастих складчастих форм тощо (рис. 2.1).

1 - мезозойські вапняки; 2 - вапняки неясного віку; 3 - доломіти тріасу; 4 - основні та ультраосновні породи; 5 - метаморфічні сланці і гнейси; 6 - граніто-гнейси і мігматити; 7 - тоналіти; 8 - тріасові відклади (в Південних Альпах); 9 - кам’яновугільні і пермські породи; 10 - дотріасові породи; 11 - гнейси і метаморфічні сланці (в Південних Альпах).

Рисунок 2.1 - Розріз через зону “коренів” пенінських покривів в Центральних (І) і Південних (ІІ) Альпах (за Генсером).

Надглибинні рухи виникають в низах мантії. Можливими причинами їх виникнення можна вважати процеси диференціації магми з виділенням із неї важких залізовміщуючих сполук, що стікають у ядро Землі. Більш легкі і сильно нагріті маси нижніх шарів мантії піднімаються вверх, досягаючи астеносфери і літосфери. Підняті, а потім опущені вниз мантії маси утворюють конвективний рух речовини, що приводить до проявлення на поверхні Землі надглибоких вертикальних і горизонтальних рухів.

Основним результатом надглибинних рухів слід вважати горизонтальні рухи літосферних плит, які приводять до руйнування континентів, закладення і розвитку океанів і до створення нових континентів.

Планетарні рухи охоплюють планету в цілому. Зародження їх проходить в земному ядрі, а можливо причиною слід розглядати зміну об’єму ядра, і відповідно, всієї земної кулі за рахунок диференціації речовини Землі. За представленнями В.А.Обручева, П.Н.Кропоткіна та ін. вчених наша планета зазнає пульсаційної зміни об’єму, тобто періоди збільшення об’єму змінюються періодами його зменшення. Відображенням планетарних рухів на земній поверхні є підняття та опускання величезних блоків літосфери, а можливо всієї літосфери в цілому. На сьогодні планетарні рухи найменше вивчені, а тому їх виділення багато в чому проблематичне. Проявляються вони, очевидно, переважно у формі вертикальних рухів.

Загальні властивості тектонічних рухів

Не дивлячись на суттєві відмінності в походженні і формі проявлення, тектонічні рухи мають ряд загальних властивостей. Це складність, підпорядкованість, комплексність, періодичність, повсюдність і постійність в часі.

1 Складність тектонічних рухів полягає в тому, що кожна точка земної поверхні зазнає впливу як вертикальних, так і горизонтальних рухів різного рангу. Тектонічні рухи, які діють на матеріальну точку земної поверхні можна розкласти на серію різноспрямованих сил.

2 Підпорядкованість тектонічних рухів полягає в тому, що вертикальні і горизонтальні рухи малого масштабу проявляються на фоні більш значних рухів. Найбільш значні, планетарні тектонічні рухи охоплюють всю земну кулю і на їх фоні проявляються всі поверхневі і глибинні рухи. Область проявлення глибинних рухів обмежена астеносферою і літосферою. Поверхневі рухи охоплюють тільки осадовий чохол земної кори.

3 Комплексність тектонічних рухів проявляється у взаємопов’язаності між собою різних типів рухів. Горизонтальні рухи можуть породжувати вертикальні і навпаки. Переважно тектонічні рухи проявляються комплексно з переважанням горизонтальної або вертикальної компоненти. Сукупність різнотипних рухів утворює процес, який називається тектогенезом.

4 Періодичність тектонічних рухів є важливою властивістю тектогенезу, який проявляється нерівномірно і характеризується чергуванням зусиль посилення і послаблення. Зараз більшість дослідників вважає процес тектогенезу як безперервно-періодичний з періодичним і достатньо різким зростанням інтенсивності, що призводить до суттєвих якісних змін в перебудові структури літосфери.

Відносно невеликі максимуми тектонічної діяльності називають тектоно-магматичними фазами або фазами складчастості. Їх тривалість не перевищує перших мільйонів років. Згущення фаз вказує на загальне підвищення інтенсивності тектогенезу в даний проміжок геологічного часу. Такий часовий відрізок одержав назву тектоно-магматичної епохи (епохи складчастості або епохи діастрофізму). Тривалість цих епох складає 10-20 млн. років, а тривалість інтервалів часу, що їх розділяють - 30-40, а іноді 60-80 млн. років. Для тектоно-магматичних епох характерна зміна тектонічного режиму на окремих ділянках земної кулі, що призводить в деяких випадках до переходу геосинклінальних областей у платформи. Такі епохи називають платформотворними.

5 Повсюдність тектонічних рухів полягає в тому, що вони проявляються практично в кожній точці земної поверхні. Тому неможливо визначити в кожній конкретній точці, які саме генетичні види тектонічних рухів приводять до переміщення її в просторі. Можна тільки стверджувати, що поверхневі рухи носять локальний характер як в просторі, так і в часі, а тому вони не мають повсюдного розповсюдження. Більш детально можна говорити про проявлення в конкретній точці земної поверхні вертикальних або горизонтальних рухів.

6 Постійність в часі притаманна всім видам тектонічних рухів. Ця властивість проявляється в тому, що тектонічні рухи відбувались в геологічному минулому Землі, відбуваються сьогодні і будуть проходити в майбутньому. При цьому інтенсивність рухів, переважання того або іншого генетичного виду в часі може змінюватися, але у своїй сукупності тектонічні рухи постійні у часі. В залежності від часу проявлення вони діляться на давні, новітні та сучасні. Під першими маються на увазі рухи, що проходили в донеогеновий період; під другими - ті, що проходили в неоген-четвертинний період і під третіми - ті, що проходять за історичну пам’ять людства (умовно за останні 5-6 тис. років).