Методы изучения тектонических движений

2.4.2.1 Литолого-палеогеографический анализ (анализ стратиграфического разреза)

Этот метод дает возможность изучить тектонические движения в пределах небольшого участка земной коры в течение длительного времени. Исходным материалом является стратиграфическая колонка. Путем изучения пород и содержащихся в них окаменелостей выделяются типы отложений, накопившихся на различных гипсометрических уровнях относительно уреза воды морского бассейна, и определяется характер обстановки. Например, холмистая суша с высотами 0 – 50 м, пляж – около 0 м, мелководный шельф глубиной до 200 м и т.д. Отрицательные тектонические движения (при стабильном выносе обломочного материала в бассейн) приводят к углублению дна и смене вверх по разрезу мелководных отложений более глубоководными. Положительные движения приводят к обмелению бассейна и смене по разрезу глубоководных отложений мелководными, потом наземными и далее размывом накопившихся ранее отложений.

Результаты исследований выражаются в виде графика – палеогеографической кривой. Чтобы выявить скорость осадконакопления, строят палеотектоническую кривую. Подробнее о построениях кривых см. описание соответствующей лаб. работы.

2.4.2.2 Метод мощностей

Метод применяется для изучения древних и в меньшей мере самых молодых нисходящих вертикальных (эпейрогенических) движений.

Возможно несколько вариантов взаимоотношений между скоростью накопления осадков и колебательными движениями.

При одинаковом соотношении скорости прогибания дна бассейна и накопления осадков глубина его остается неизменной, при замедленном осадконакоплении глубина бассейна увеличивается. Когда же накопление осадков происходит интенсивнее, чем прогибается земная кора, бассейн мелеет.

Метод мощностей применяется в случае, когда тектоническое прогибание компенсируется процессами накопления осадков. В этом случае мощность накопленных отложений соответствует амплитуде прогибания данного участка земной коры. Таким образом, сложив мощности толщ, образовавшихся за определенный период, можно узнать величину прогибания (опускания) участка за это же время.

Для того чтобы выявить расположение относительных прогибов и поднятий на участке, составляют карту мощностей – карту изопахит (изопахиты – линии, соединяющие точки с равными мощностями). Карта составляется для одновозрастных отложений. Анализ карты мощности дает возможность количественно оценить амплитуду прогибания различных участков в пределах изучаемой территории. Относительное сравнение их позволяет выделить палеовпадины и палеоподнятия. На основе карт изопахит составляют палеотектонические карты, на которых отражают пространственное распределение структурных элементов в прошедшие геологические эпохи.

2.4.2.3 Анализ перерывов и несогласий

Если тектонические движения приводят к подъему накопившихся осадков выше уровня моря, то начинается их размыв. При последующем погружении новая серия осадков ложится на размытую поверхность, которая называется поверхностью перерыва или поверхностью несогласия. Эти поверхности фиксируются выпадением тех или иных стратиграфических подразделений, которые присутствуют там, где положительные движения не проявились. Если при наличии перерыва породы, лежащие выше поверхности перерыва и ниже ее, параллельны, то можно считать, что на участке проявились медленные положительные движения.

Наличие угловых несогласий свидетельствует о том, что на участке произошли интенсивные складчатые движения. Зная возраст толщи, смятой в складки, и перекрывающей толщи, расположенной выше поверхности перерыва (несогласия), можно определить возраст складчатости.

Например, если пермские отложения смяты в складки, а залегающие выше юрские толщи расположены параллельно поверхности несогласия, то можно считать, что смятие в складки пермских отложений пришлось на время между пермским и юрским периодами, т.е. на триасовый период.

Точность определения времени складчатости находится в обратной зависимости от продолжительности перерыва между двумя несогласными толщами. Т.е. чем перерыв продолжительнее, тем менее точно определяется время складкообразования, так как установить, когда именно, в начале, в середине или в конце перерыва происходили эти движения, не представляется возможным.

Толщи пород, отделенные от выше- и нижележащих толщ поверхностями несогласий, называются структурными этажами. Каждый структурный этаж соответствует историко-тектоническому этапу развития данной территории, который начался трансгрессией и осадконакоплением во время отрицательных движений и закончился поднятием территории и складчатостью.

2.4.2.4 Палеомагнитный анализ

Используется способность горных пород намагничиваться во время своего образования в соответствии с направлением магнитного поля и сохранять эту намагниченность.

Определив среднее направление намагниченности пород определенного возраста, взятых из какого-либо пункта («А») на поверхности Земли, можно рассчитать положение магнитного полюса того времени в координатах. Изучая породы в стратиграфической последовательности, по координатам вычерчивается траектория относительного перемещения полюса за время, соответствующее изученному интервалу стратиграфического разреза. Подобное же исследование проводится по образцам, взятым в другом пункте («В»). Вычерчивается траектория перемещения полюса относительно пункта («В») за тот же интервал времени. Если траектории совпадают по форме, то обе точки сохраняли постоянное положение относительно полюсов. Если же траектории не совпадают, то обе точки по-разному изменили свое положение относительно полюсов.

Например, траектории движения северного полюса для территории Северной Америки и Европы за последние 400 млн. лет различны. Это дает возможность судить о горизонтальном перемещении континентов в указанное время.

2.4.2.5 Формационнный анализ

Это метод исследования строения и истории развития земной коры основан на изучении пространственных взаимоотношений ассоциаций горных пород – геологических формаций.

Геологические формации – это сочетания горных пород, образовавшиеся в процессе тектонических движений в определенных тектонических условиях и в определенных тектонических структурах.

Под формацией понимается совокупность парагенетически связанных горных пород, образующихся на определенной стадии развития структурных зон земной коры.

Формации выделяются и систематизируются по их составу и строению и называются по преобладанию тех или иных пород (терригенная, карбонатная), по особенностям строения толщи (флишевая, молассовая), по полезному ископаемому (угленосная, соленосная), по принадлежности к типу структур земной коры (формация краевых прогибов) и другим признакам.

Например, в зависимости от тектонического режима выделяются группы формаций: платформенные, геосинклинальные, орогенные. Каждая из них представлена определенными совокупностями пород. Определив по ним формацию, можно судить о тектоническом режиме данной территории.

Большинство осадочных формаций являются надежными индикаторами тектонического режима. Например, формации мергелисто-меловые, каолиновых глин, кварцевых песчаников, глинисто-опоковая свидетельствуют о платформенном режиме осадконакопления, а осадочные флишевые, кремнисто-карбонатные, кремнисто-сланцевые, яшмовые формации указывают на геосинклинальный режим. Широкое развитие осадочных грубообломочных формаций определяет орогенный режим.

Те же выводы можно сделать на основе анализа магматических формаций. Ряд пород: основные – средние – кислые – щелочные соответствуют последовательности развития магматических извержений при смене геосинклинального режима орогенным и далее платформенным.