Глибинні розломи та тектонічні розриви і їх роль у будові та розвитку земної кори

Особливе місце в будові геологічних структур літосфери займають тектонічні порушення, загальною ознакою яких є порушення суцільності літосфери або її окремих шарів.

Термін “глибинний розлом” запропонував А.В. Пейве в 1945 р. для регіональних розривних структур земної кори, які мають велику протяжність, значну глибину закладання і тривалий розвиток. Крім цих особливостей додано ще одну особливість - вони розділяють блоки земної кори, відмінні за своєю структурою, режимом та історією розвитку.

Протяжність глибинних розломів вимірюється сотнями і першими тисячами км. Глибинність розломів підтверджується геофізичними дослідженнями, на основі яких встановлено зміщення багатьма фізичними розломами поверхні Мохоровичича, а також розмежування блоків з різними швидкостями поздовжніх і поперечних сейсмічних хвиль в надастеносферному шарі мантії.

Тривалість розвитку глибинних розломів надзвичайно велика. Так, тривалість розвитку Талассо-Ферганського розлому охоплює час не менше 600 млн.років, починаючи від пізнього докембрію і закінчуючи кайнозоєм. Він досить добре виражений у сучасному рельєфі.

Глибинні розломи утворюють пояси (зони) шириною від декількох до десятків км. На поверхні і у верхній частинах земної кори вони представлені надзвичайно різноманітно. Найбільш часто в зонах розломів скупчуються великі поздовжні розриви і невеликі зміщення.

З глибинними розломами пов’язанні різні форми магматизму. Це особливо яскраво проявляється в лінійному розташуванні сучасних вулканів Камчатки та Анд в Південній Америці.

Виділення глибинних розломів проводиться за сукупністю ознак, головними із яких є геофізичні, сейсмологічні, геоморфологічні, структурні, седиментаційні, геохімічні, магматичні і гідротермальні ознаки.

Геофізичні ознаки поділяються на магнітометричні, гравіметричні та сейсмометричні.

Магнітометричні критерії обумовлені послабленням магнітних властивостей гірських порід в зонах розломів внаслідок механічних напруг; заповненням систем тріщин більш магнітними породами порівняно із вміщуючим середовищем, зворотнім намагнічуванням порід та ін. Магнітометричні ознаки проявляються згущенням ізоліній магнітного поля, наявністю витягнутих магнітних аномалій, зміщенням осі аномалії по її простяганню, різкою зміною характеру магнітного поля, характерними згинами ізоліній магнітного поля.

Гравіметричні критерії пов’язують з різними фізичними властивостями порід в зоні розломів і вміщуючим середовищем, з різновидністю окремих блоків літосфери, розділених розломом. Вони проявляються лінійними зонами інтенсивного градієнту сили тяжіння тощо.

Сейсмометричні критерії найбільш надійні та однозначні. За їх допомогою вдається не тільки виділити глибинні розломи, але визначити їх структурну належність, амплітуду вертикального зміщення, нахил площини скидання та ін.

Переважно при виділенні розломів використовують геофізичні ознаки в комплексі. Одним із найбільших геофізичних критеріїв глибинних розломів є співпадіння гравітаційних і магнітних смугових аномалій. В меншій мірі при виділенні розломів використовують електрометричні ознаки, із яких найбільш розповсюдженим є електромагнітний метод.

Сейсмологічні ознаки визначаються лінійним розповсюдженням джерел землетрусів, які пов’язані з підошвою кори, границями розділу всередині кори або в підкоровій області. В зонах розломів часто проходить помітне затухання енергії землетрусів. При відповідній інтерпретації сейсмологічні дані дають можливість визначити положення площин розриву і величину підняття по розлому.

Геоморфологічні ознаки глибинних розломів є найбільш поверхневими і найбільш доступними для вивчення. Особливо широко їх стали використовувати при дешифруванні аеро- і космознімків. Геоморфологічні ознаки переважно мають ті розломи, які проявились у неоген-четвертинний період і знаходять проявлення на місцевості.

Найбільш виразно в рельєфі місцевості глибинні розломи проявляються прямолінійним зчленуванням крутих схилів високих хребтів і плоских акумулятивних рівнин біля їх підніжжя;протяжними флексуроподібними уступами в рельєфі і перегинами поверхні; орогідрофізичними елементами ландшафту (прямолінійними долинами рік, ланцюговим розташуванням озер і т. д.)

Структурні ознаки проявляються у згущенні в зоні розлому окремих розривних порушень, у різкому збільшенні тріщинуватості порід. Якщо розлом проникає до земної поверхні, то згущення розривів картується геологічним зніманням. Якщо розлом не виходить на денну поверхню, то його наявність фіксується по тріщинуватості керну. В зонах розломів проходить суттєве зростання складчастості, розриваються вузькі, сильно стиснуті , лінійні складки. Різко підвищується ступінь сланцюватості порід і кліважу.

На структурних картах розломи фіксуються різким перепадом висот, згущенням стратоізогіпс, серіями дрібних розривів. Характерною формою проявлення великих розломів по верхніх горизонтах осадового чохла є флексурно-розривні зони, які являють собою регіональні односторонні згини пластів.

Седиментаційні ознаки проявляються у зміні товщини осадів в зоні розлому і зміні літо-фаціальних комплексів. Наявність таких змін вказує на активне проявлення розлому у відповідний період. Зменшення контрастності в розподілі товщин і літо-фаціальних комплексів вказує на послаблення активності розлому.

Важливою седиментаційною ознакою глибинних розломів є знаходження в них бар’єрних рифів, які знаходять тут сприятливі умови для свого розвитку. Такий взаємозв’язок підтверджено прикладами по палеозойських рифах Уралу, юрських відкладах Кавказу, сучасних рифах Червоного моря і західного узбережжя Австралії.

Геохімічні ознаки пов’язані перш за все з явищами дегазації мантії Землі. Гази глибинного походження , перш за все гелій проникає через літосферу на денну поверхню. Провідними каналами служать розломи , тоді як непорушені блоки літосфери екранують газовий потік. В зв’язку з цим над розломами фіксуються великі концентрації гелію, що вказує на існування зони подрібнення земної кори.

Магматичні ознаки безпосередньо вказують на існування глибинних розломів. Це обумовлюється вторгненням підкореневої магми в тріщинувату зону літосфери. Найбільш достовірними показниками глибинності розлому є пояси ультраосновних інтрузій. Тільки інтрузії основних порід достовірно свідчать про проникнення коренів розлому в мантію. Гранітні інтрузії також можуть зароджуватися при глибинних розломах, але кисла магма може зароджуватись також в гранітно-гнейсовому шарі кори. До глибинних розломів часто належать проявлення вулканізму.

Гідротермальні ознаки проявляються з присутністю термальних і мінеральних джерел до зон розломів. Класичним прикладом зв’язку джерел розвантаження підземних вод з глибинними розломами може служити “головна термальна лінія Копетдагу”, яка розділяє альпійську гірськоскладчасту систему Копетдагу з епігерцинською Туранською плитою.

Циркуляція термальних і мінеральних вод по зонах розломів приводить до підвищення гідротермальної зміни гірських порід, утворюючи в них вторинне окварцування. Вилив підземних вод на поверхню приводить до підвищення температур, створюючи термоаномалії, які можуть групуватися між собою, утворюючи геотермічні поля або смугові аномалії.

Вивчення розломів за допомогою перерахованих ознак дозволяє не тільки встановити наявність розлому, але й охарактеризувати його сучасну будову та історію геологічного розвитку.

Тектонічні розриви - це конкретні порушення суцільності шарів літосфери. Вони можуть зміщувати шари по розриву або залишати їх в первинному стані.

До зміщуючих розривів відносяться скиди, підкиди, насуви, зсуви, а до незміщуючих - тріщинуватість і кліваж. Детальне їх вивчення проводиться в структурній геології.

Скиди - це розрив із вертикальним або нахиленим зміщувачем, по якому крило скиду опущене. Виникнення скидів пов’язують з посиленням розтягання, яке може виникнути в склепінних частинах структури. Парні скиди, зміщувачі яких падають на зустріч один одному, утворюють грабени.

Підкиди - розриви з крутопадаючим зміщувачем, по якому висяче крило піднято відносно лежачого. При похилому заляганні зміщувача розрив відносять до насуву . Переважно за найменший кут падіння зміщувача приймають 45⁰. Підкиди виникають в умовах тангенціального стиснення, яке переважно проявляється при складчастості. Парні підкиди, зміщувачі яких падають назустріч один одному утворюють горст.

Насуви відрізняються від підкидів більш пологим нахилом зміщувача. Виникнення насувів проходить в умовах інтенсивного стиснення з пластичним перерозподілом матеріалу. При насувах більш давні ядра антикліналей насуваються на більш молоді шари антикліналей. У випадку насування великих гірськоскладчастих структур утворюються регіональні насуви.

Пологі насуви з великою горизонтальною амплітудою одержали назву тектонічних покривів або шар’яжів. Переміщені комплекси порід називають в таких випадках алохтонами, а залишені на місці початкового залягання-автохтонами.

Зсуви-розрив з вертикальним або нахиленим зміщувачем, по простяганню якого крила зміщені одне відносно другого. Утворення зсувів проходить в умовах інтенсивного тангенціального стиснення. Тому зсуви дуже часто зустрічаються з насувами і підкидами.

Загальна тріщинуватість своїм походженням зобов’язана ущільненню порід, їх обезводненню, зменшенню об’ємів магматичних порід при їх застиганні та кристалізації. Однак тріщинуватість має певну залежність від тектонічної структури та характеру тектонічних напруг в земній корі.

Кліваж (англ. - розколювати) - це розколювання порід на пластини і призми по розгалуженій системі тріщин, які розсікають суцільність порід або погоджуються з ними. Система тріщин кліважу переважно виникає під дією тиску стиснення і орієнтована перпендикулярно до напрямку стиснення. Кліваж характерний тільки для складчастих структур і спостерігається в складчастих зонах геосинклінального походження.

.