МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ВЕРТИКАЛЬНИХ І ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ТЕКТОНІЧНИХ РУХІВ

Вивчення тектонічних рухів є важливим завданням історичної геотектоніки. Воно дозволяє відновити історію розвитку Землі та правильно зрозуміти закономірності формування і просторового розподілу родовищ корисних копалин. У зв’язку з тим, що проявлення тектонічних рухів має складний характер і не завжди достовірно можна визначити генетичний тип рухів, вивчають переважно проявлення вертикальних і горизонтальних тектонічних рухів.

Оскільки вертикальні рухи контролюють процеси осадконакопичення та краще проявляються у складі гірських порід, методи їх визначення обгрунтовані достовірніше за методи дослідження горизонтальних рухів.

При вивченні давніх, новітніх і сучасних вертикальних рухів використовуються різні методи. Давні рухи вивчають за допомогою методів товщин, фацій, формацій, перерв у осадконакопиченні. Для вивчення новітніх рухів використовують геоморфологічні і біогеографічні методи. Сучасні рухи аналізують за методами водомірних спостережень, геодезичними, геоморфологічними і сейсмологічними методами.

Метод товщин застосовується для вивчення давніх і значно менше для новітніх висхідних вертикальних рухів. Він базується на уявленні про компенсацію тектонічного прогинання процесами накопичення осадів. У цьому випадку товщина накопичених відкладів відповідає амплітуді прогинання певної ділянки земної кори. Найбільш виразно цей процес проявляється на платформах. Глибоководні океанічні западини, відокремлені від континентів підводними підняттями, характеризуються некомпенсованим прогинанням.

З метою вивчення особливостей просторового розподілу товщин відкладів певного віку складають карту товщин або ізопахіт (ліній рівних товщин). Аналіз карти товщин дозволяє кількісно оцінити амплітуду прогинання різних ділянок в межах території, яка вивчається, виділити западини і прогини, склепіння і вали. На основі карт ізопахіт складають палеотектонічні карти, на яких зображають наявність і просторовий розподіл структурних елементів минулої геологічної епохи, що дає можливість відновити історію розвитку основних структурних елементів даної території.

Для одержання уявлень про швидкість тектонічного прогинання будь-якого району земної кори складають картишвидкостей занурення. Вони будуються на основі карти товщин з врахуванням поправок на ущільнення осадів і глибину їх відкладання. Швидкості прогинання характеризують тектонічний режим різних великих структур літосфери (платформ, синкліналей). Різновидністю методу товщин є об’ємний метод, який базується на підрахунку сумарних об’ємів відкладів, визначенні розміру і швидкості підняття по об’єму знесеного з нього матеріалу. Метод складний тому не знайшов широкого застосування.

Метод фацій – один з основних методів, який дозволяє реконструювати фізико-географічні умови минулих епох. За допомогою цього методу вивчаються вертикальні тектонічні рухи. Фація – це комплекс відкладів, відмінних за складом, фізико-географічними умовами утворення від сусідніх відкладів того ж стратиграфічного горизонту. Виділяють три основні типи фацій: морські, континентальні, лагунні. Найбільш надійним критерієм віднесення відкладів до тої чи іншої групи фацій є наявність або відсутність в них залишків морської фауни. Одночасно використовуються дані про наявність порід і мінералів типового морського або континентального походження, дані про характер шаруватості, гранулометрії порід, ступеня окатаності уламків, площі розповсюдження порід.

Морські фації поділяють на прибережні, мілководні (шельф), середнього моря, глибоководні.

Континентальні фації формуються на суші під впливом різноманітних факторів – текучих вод, вітру, льодовиків і в значній мірі залежать від кліматичних умов, рельєфу місцевості, тектонічних рухів. Значні території континентів постійно є областями розмиву і вивітрювання. Серед континентальних виділяють елювіальні, делювіальні, колювіальні, алювіальні, еолові, озерні, болотні фації.

В групі лагунних фацій крім власне лагунних виділяють дельтові фації. Специфікою осадконакопичення в лагунах є аномальна соленосність – підвищена в областях аридного і понижена в областях гумідного клімату. При фаціальному аналізі складають фаціальні карти і профілі. На картах показують територіальне розповсюдження різних типів фацій, виділяють області відсутності відкладів, які є переважно областями зносу уламкового матеріалу. Аналіз карт фацій дозволяє якісно характеризувати розповсюдження областей тектонічного підняття і прогинання, виявляти зони великих розломів і флексур. На основі фаціального аналізу складаються палеогеографічні карти, на які наносяться основні елементи рельєфу земної поверхні минулих епох, показуються області суші, моря, давні берегові лінії, прибережні зони, області розмиву, знесення уламкового матеріалу, шляхи транспортування уламків. Таким чином, відновлюється палеогеографія певного періоду в геологічній історії.

Метод формацій дозволяє вивчати характер проявлення не тільки вертикальних, але й горизонтальних рухів, оскільки аналізується сумарний ефект тектонічних рухів, що визначає режим розвитку великих територій земної кори. Під формаціями розуміється закономірне і природне поєднання різних гірських порід, утворених на певній стадії розвитку основних структурних зон земної кори. На відміну від фацій формації відтворюють палеотектонічні умови минулих геологічних епох. Формації переважно складаються з декількох фацій, а тому формація розглядається як комплекс фацій. Основними факторами, що визначають риси формації є тектонічний режим, палеогеографія та вулканізм.

При використанні методу формацій будуються формаційні колонки, на основі яких будують формаційні карти і формаційні профілі. Аналіз вказаних графічних документів дозволяє аналізувати палеотектонічний режим розвитку певного району, диференціювати район на платформи, геосинкліналі та орогенні області.

Метод перерв дозволяє аналізувати фази тектонічної активності, які найчастіше супроводжуються структурною перебудовою території, зміною плану складчастості. Усі процеси і явища проявляються у вигляді перерв і неузгоджень. Встановлення режиму давніх вертикальних рухів у епохи перерв осадконакопичення здійснюється за допомогою складання палеогеографічних карт. Попередньо на основі складання розрізів свердловин виявляють регіональні неузгодження, які прослідковуються в межах району досліджень; в кожній конкретній точці спостережень встановлюють вік порід, розташованих під неузгодженозалягаючим комплексом. Точки з одновіковими відкладами з’єднують і одержують палеогеграфічну карту, яка читається так само як звичайна геологічна карта. Палеогеографічні карти дають можливість оцінити напрямок і амплітуду вертикальних рухів навіть в епохи відсутності в даному районі процесів осадконакопичення.

Новітні вертикальні рухи відображаються в рельєфі місцевості, тому їх вивчають в основному геоморфологічними методами. Вони базуються на взаємодії новітніх рухів з екзогенними процесами, які певним чином відображаються в сучасному рельєфі місцевості. Найбільш простими є методививчення річкових систем і річкових терас для рівнин і методвивчення давніх поверхонь вирівнювання для гірських районів.

Методи вивчення річкових терас. Морські тераси відповідають частині минулої мілини, що примикає до давнього берегового уступу, а їх тильні шви відповідають береговій лінії часу формування тераси. Формування нової тераси на нижчому рівні відповідає зниженню рівня моря, а затоплення давніх терас свідчить про його підвищення. Про характер тектонічних рухів говорить і форма морського узбережжя загалом. Так, для узбережжя, що піднімається (відступ моря – морська регресія), характерний абразійний тип з різко порізаним контуром, скельними берегами, перезаглибленими гирловими частинами річкових долин, ерозія внутрішнього шельфу, відокремлення лиманів до напівсолоних озер, осушення шельфу, ерозійне розчленування узбережної рівнини. Про опускання узбережжя (морська трансгресія - наступ моря) свідчить акумулятивний тип узбережжя, розширення зони заплавно-болотних відкладів, підтоплення русел річок, розвиток лиманів за рахунок їх пригирлових частин. Наявність коралових рифів, які формуються на глибинах 45-50 м також свідчить про вертикальні тектонічні рухи.

Метод вивчення давніх поверхонь вирівнювання особливо ефективний в молодих, активно розвинутих гірських спорудах. Крім терас на схилах і у вершинних частинах ділянок, що піднімаються виникають поверхні вирівнювання. Це слабохвилясті, субгоризонтальні або слабонахилені нагірні рівнини, які утворюються там, де всі водні потоки досягли профілю рівноваги, а їх долини практично злилися.

Методи вивчення горизонтальних рухів знаходяться в початковій стадії розробки і об'єднують метод формацій, палеомагнітний метод, метод неузгоджень. Встановлено, що певні формації вказують на горизонтальні переміщення пластин земної кори. Наприклад, формація "дикого флішу", розвинута в Карпатах, утворюється за рахунок формування фронтальних частин насунутих в горизонтальному напрямку покривів. Він складається із тонкозернистих піщано-глинистих, рідше карбонатних порід з включенням грубоуламкового матеріалу.

На горизонтальний рух окремих блоків земної кори вказують також зони тектонічного дроблення порід, що підстилають рухомі блоки. Ці пласти дислокованих брекчій одержали назву меланж ( з французького – суміш).

Палеомагнітний метод базується на вивченні магнітного поля Землі в минулі геологічні епохи. Гірські породи, а особливо ефузивні зберігають орієнтування магнітних мінералів у відповідності до напрямку силових ліній магнітного поля Землі в період свого утворення. Палеомагнітні виміри показали, що положення полюсів змінювалися в часі і просторі. Ці факти пояснюються горизонтальним переміщенням материків з поступовим наближенням до сучасного положення. Метод дозволяє відновити траєкторії горизонтальних рухів окремих материків протягом сотень мільйонів років.

Метод неузгоджень базується на уяві про те, що горизонтальні рухи викликають появу в розрізі різних неузгоджень (кутових, азимутальних, дизгармонійних та інших).

Новітні і сучасні горизонтальні рухи досліджуються геоморфологічними, геодезичними і сейсмологічними методами. Геоморфологічні методи вивчають новітні сучасні зсувні деформації земної кори вздовж розломів. Геодезичні методи дозволяють з високою точністю фіксувати сучасні горизонтальні рухи. З їх допомогою встановлено, що горизонтальне зміщення в центральних районах Європи складає 2,5 см протягом 100 років. Для вивчення сучасних горизонтальних рухів використовують дистанційні методи, що базуються на дишифруванні аерокосмічних фотографій. В комплекс цих методів входять: візуальні спостереження, фотографічне, телевізійне, спектрометричне, інфрачервоне і радарне знімання, а також магнітні, радіаційні, рентгенівські, лазерні методи досліджень.

ЛЕКЦІЯ 6