ПРЕДМЕТ ГЕОТЕКТОНІКИ, ЇЇ ПІДРОЗДІЛИ ТА ЕТАПИ РОЗВИТКУ. ПРАКТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ І ТЕОРЕТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ГЕОТЕКТОНІКИ

Геотектоніка в перекладі з давньогрецької означає “будова Землі”. Отже, геотектоніка як геологічна наука займається вивченням будови, рухів, деформації і розвитку земної кори (літосфери) у зв’язку із розвитком Землі в цілому. Тому під будовою земної кори вона розуміє розташування в ній тіл, утворених різними гірськими породами, які прийнято називати формами залягання гірських порід або структурами.

Геотектоніка – це узагальнююча теоретична дисципліна, що синтезує дані багатьох інших дисциплін, зокрема, стратиграфії, петрографії, геохімії, геофізики, регіональної геології. При цьому вона базується на даних фізики, хімії, астрономії та використовує складний математичний апарат. Практичне значення геотектоніки зумовлене важливістю тектонічного фактора у формуванні родовищ корисних копалин. Тектонічні карти використовуються для прогнозної оцінки тих чи інших районів. Дані вивчення тектонічних рухів та сейсмічності обов’язково враховуються при господарській діяльності, будівництві, сейсмічному районуванні та прогнозуванні землетрусів.

Основними розділами геотектоніки є: морфологічна геотектоніка або структурна геологія вивчає форми залягання гірських порід в земній корі, причини їх утворення та розвитку.

Регіональна геотектоніка вивчає просторове розташування і послідовність формування структурних форм у межах тих чи інших регіонів, континентів, океанів або всієї планети. Вона є частиною регіональної геології і використовується для прогнозних і пошуково-розвідувальних робіт, виявлення закономірностей розміщення родовищ корисних копалин.

Історична геотектоніка вивчає закономірності розвитку тектонічних рухів та взаємозв’язок у часі різномасштабних структур. Вона є важливою складовою історичної геології. Специфічність останнього олігоцен-четвертинного етапу розвитку планети та методів його вивчення зумовили виділення особливого розділу історичної геотектоніки – неотектоніки.

Геодинаміка спрямована на визначення рушійних сил і механізмів тектонічних перетворень у межах тектоносфери та їх взаємозв’язку з глибинними планетарними процесами. Вона займається процесами руху літосферних плит, вивчає динамічні умови, які виникають в їх межах та прогнозує характер тектонічних деформацій і рухів у майбутньому. Це наймолодший напрям у геотектоніці, що базується на досягненнях польової тектонофізики, лабораторного та математичного моделювання.

Сейсмотектоніка знаходиться на стику геотектоніки і сейсмології, вивчає причини виникнення землетрусів і тектонічних умов їх розвитку.

Тектонічна картографія також вважається важливим розділом геотектоніки. Тектонічні карти, відображаючи структуру земної кори, мають широке застосування як у теоретичних побудовах, так і в прикладних інженерно-геологічних дослідженнях.

Основні методи геотектоніки базуються на структурному аналізі, який полягає у вивченні природних структурних форм в просторі, встановленні послідовності та умов їх формування. Важливою метою структурного аналізу є реконструкція напружених станів, які спричинили ті чи інші деформації. На основі порівняльного методу проводиться порівняння морфології та історії різних типів структурних форм з метою одержання їх загальної характеристики. На основі застосування геодезичних, геоморфологічних та інших методів проводиться аналіз сучасних рухів земної кори.

Палеотектонічний аналіз дозволяє відновити історію рухів і деформацій земної кори, розташування і форми елементів її будови у минулі геологічні епохи.

Геофізичні методи відіграють провідну роль у процесі дослідження глибинної будови тектоносфери Землі. Основне місце посідають сейсмічні методи. Реєстрація пружних коливань від землетрусів дозволяє визначати швидкість сейсмічних хвиль на різних глибинах.

Історія геотектоніки – це, насамперед, історія виділення структурних елементів Землі різного рангу і законів, що описують їхні властивості та співвідношення. Основи геотектоніки були закладені в XVII столітті датським вченим Н. Стено. При цьому російський вчений М.В.Ломоносов та шотландський вчений Дж. Геттон створили першу наукову гіпотезу розвитку структури земної кори – гіпотезу підняття. В XIX ст. поряд з прогресом геологічного картування склалась структурно-геологічна термінологія. В 50-80 рр. XIX ст. американськими та французькими геологами закладено основи вчення про геосинкліналі, яке відіграло надзвичайно важливу роль в розвитку геотектоніки. Його доповнили вченням про стабільні ділянки земної кори – платформи. Ці два вчення склали основний стрижень загального уявлення про еволюцію структури земної кори – від геосинкліналей до орогенів і далі до платформ.

Починаючи з 40-х років XXст. було виявлено, що платформи в процесі тектонічної активізації можуть знову перетворюватись в гірські споруди – вторинні орогени. Платформи стали розглядатись як більш складні і менш стійкі структури земної кори. Велика увага почала приділятись областям гороутворення, які зазнають тектонічної активізації.

Спеціальні дослідження були проведені в областях розвитку острівних дуг, глибоководних котловин та глибоководних океанічних жолобів. Виявлено величезні за простяганням (більше 60 тис. км) серединні підняття в океанах з рифтовими системами, які представляють собою потужні підняття земної кори. Наявність суттєвих неоднорідностей по горизонталі в земній корі і мантії свідчить про певний зв’язок поверхневих структур з глибинними процесами.

Перша половина XX ст. характеризується успішним продовженням досліджень з використанням геофізичних методів у галузі структурного розчленування земної кори і Землі в цілому. Сейсмічні та гравіметричні дослідження дали змогу створити зонально-сферичну модель планети. За фізичними властивостями були виділені земна кора, мантія, ядро, у земній корі виявлені додаткові геофізичні границі. Петрографічні дослідження магматичних утворень різних регіонів привели до уявлення про речовинне розшарування кристалічних мас у надрах Землі, а гравіметричні та геоморфологічні спостереження дали підставу зробити висновки про суттєву різницю в будові земної кори. У зв’язку з відкриттям радіоактивності та відмовою астрономів від космічної гіпотези Канта-Лапласа виникають уявлення про сейсмічні зони та глибинні розломи; як самостійні напрями виділяються неотектоніка і сейсмотектоніка.

З’являється гіпотеза переміщення материків, яка дала початок принципово новому напряму геотектоніки – мобілізму. Удосконалюється вчення про геосинкліналі, платформи та глибинні розломи, розвивається формаційний аналіз, розпочинається вивчення сучасних рухів.

Друга половина XX ст. ознаменувалася значними успіхами у вивченні земної кори і тектоносфери Землі, особливо океанів, перехідних зон між континентами і океанами, глибинних зон земної кори і верхньої мантії. Це стало можливим завдяки бурхливому розвитку геофізичних та геохімічних методів дослідження надр, вдосконалення засобів буріння глибоких свердловин, вивчення океанічного дна та зондування Землі з космосу.

На базі нових даних була розроблена тектоніка літосферних плит – новий науковий світогляд, що докорінно змінив уяви про будову і розвиток Землі. Початком розвитку цих ідей можна вважати статті американських геофізиків Г.Хесса (1962) і Р.Дітца (1961), де були виказані припущення щодо виникнення сучасних океанів за рахунок розростання океанічного дна в рифтових зонах серединно-океанічних хребтів, які є зонами виходу на земну поверхню мантійної речовини. За уявленнями цих авторів смугоподібні ділянки новоствореного океанічного дна рухалися синхронно в обидва боки від океанічних хребтів і знову занурювалися в мантію в океанічних жолобів.

Тектоніка плит або нова глобальна тектоніка – це геодинамічна теорія, яка пояснює рухи, деформації і сейсмічну активність верхньої оболонки Землі. Відповідно до цієї теорії літосфера підстеляється менш в’язкою астеносферою і поділяється на сім великих і малих плит, границі яких проводяться по згущенню джерел землетрусів.

Суттєвим доповненням до тектоніки плит служить концепція тектонічного розшарування літосфери, найбільш досконало розроблена в кінці 70-80 років минулого століття. Відповідно до цієї концепції неоднорідність при тектонічних імпульсах створює умови для горизонтальних зривів поверхневих або внутрішньо-літосферних гірських мас, що переміщуються з різними швидкостями. В геологічній історії розвитку Землі такий процес фіксується зміною її структурного плану. Однією із поверхонь горизонтальних зривів є поверхня Мохоровичича, яка роз’єднує земну кору і верхню мантію. Зриви і рухи літопластин проходять також на інших рівнях всередині геосфери.

Рух тектонічних плит і тектонічне розшарування приводять до тектонічних деформацій, наслідком яких є тектонічні порушення або дислокації, які поділяються на три класи: розривні (диз’юнктивні), складчасті (плікативні) та ін’єктивні.

Серед розривних дислокацій одні утворюються в умовах розтягнення – скиди, інші в умовах стиснення – підкиди, насуви, тектонічні покриви, треті в умовах сколювання – зсуви. Серед складчастих дислокацій розрізняють складки гірських порід поздовжнього і поперечного згину, а також складки сколювання. Перші виникають під дією вертикально-зорієнтованих сил, другі і треті – під дією горизонтальних сил. Ін’єктивні дислокації пов’язані із поступленням в породи осадового чохла земної кори, магми або метаморфічних порід аномально малої густини – солей, глин, гнейсів.

Успіхам геотектоніки сприяло складання тектонічних карт Європи, Євразії, Північної Америки, Канади, Африки та інших континентів. Вони мають як теоретичне значення для уточнення понять про основні структурні елементи земної кори і структурні комплекси, так і практичне застосування, оскільки складають основу прогнозних карт, карт перспектив нафтогазоносності.

Контроль питання

ЛЕКЦІЯ 2