Дисторсионные движения

Под названием дисторсионные движения понимаются такие, которые непосредственно связаны с изменениями формы и габаритов (длины, ширины, высоты) деформируемых горнопородных объектов. Это не только движения внутренних масс объектов, приводящие к изменениям общей формы, но и движения вмещающих масс, являющиеся следствием изменений формы. Дисторсионные движения, подобно дислокационным, производны от деформирующих тектонических движений, являются их трансформированным продолжением и имеют ту же самую энергетическую первооснову. В отличие от дислокационных дисторсионные движения охватывают дополнительные, ранее неподвижные массы или массы, ранее двигавшиеся в ином направлении, и, следовательно, имеют самостоятельное структуро- и рельефообразующее значение. В этом отношении они равноценны первичным движениям.

Дисторсионные движения не проявляются автономно. Они существуют как сопровождение первичных деформирующих движений. Они производны от деформирующих движений и имеют ту же конкретную первопричину. В генетическом отношении дисторсионные движения так же многообразны, как породившие их материнские первичные движения.

Многие разновидности дисторсионных движений, отличаясь друг от друга конкретными геологическими первопричинными явлениями и процессами, имеют одинаковый физический механизм возбуждения. На этой основе они могут быть объединены в генетические классы. С учетом всех возможных способов изменения формы тел можно выделить до 10 генетических классов. Однако существенные геологические последствия имеют лишь некоторые из них (рис. 14).

Рисунок 14. Основные классы дисторсионных движений

Рисунок 14. Основные классы дисторсионных движений
Движения рождаются вследствие: 1 — горизонтального сплющивания, 2 — горизонтального растяжения (пластичные породы), 3 — горизонтального растяжения (хрупкие породы), 4 — вертикального раздавливания, 5 — поперечного выгибания, 6 — поперечного прогибания, 7 — распрямления вздутия, 8 — распрямления прогиба; а — дисторсионные движения; б — внешние деформирующие силы; в — исходная форма; г — конечная форма горнопородного объекта.



1. Положительные вертикальные движения (дисторсионные выпирания), порождаемые сплющиванием, скручиванием и смятием горнопородных масс за счёт горизонтальных сжимающих сил. Если деформируемые массы залегают в глубоких недрах, то в вертикальное перемещение приводятся как сами эти массы, так и перекрывающие их наслоения и земная поверхность, в результате чего одновременно формируются и новые тектонические структуры коры, и новые геоморфологические элементы. Если же эти массы располагаются в верхах разреза земной коры, то новые структуры не образуются, а возникают только новообразованные геоморфологические элементы.

2. Отрицательные движения горнопородных масс (дисторсионно-гравитационные проседания), возникающие при удлинении геологических объектов горизонтальными растягивающими силами. При лабораторных экспериментах в растягиваемых образцах возникает либо симметричная шейка растяжения, если материал пластичный, либо зияющая полость отрыва, если он хрупкий. В реальной геологической обстановке благодаря осложняющему влиянию гравитационного поля Земли деформация имеет несколько иной облик. Под воздействием собственной тяжести тело шейки растяжения или нависающее крыло отрыва оседают вниз и плотно прижимаются к нижележащим породам: в первом случае — к не-деформируемому горнопородному основанию, во втором — к породам лежачего крыла отрыва. В результате деформационный процесс приобретает вид дисторсионно-гравитационного проседания в тектонические подземные полости и пустоты. Деформационная структура при этом получает форму плавного прогиба при пластичных горных породах, одно- или двустороннего грабена, если это хрупкие породы, на земной поверхности, сброса или грабенообразного тектонического клина, когда хрупкие породы расположены внутри земной коры.

3. Горизонтальные дисторсионные движения (горизонтальные динамические выдавливания), порождаемые расплющиванием и раздавливанием горнопородных масс вертикальными глубинами эндогенными или приповерхностными гравитационными силами. Движения генерируются внутри раздавливаемой массы, но охватывают не только эту массу, но также обрамляющие её наслоения. В благоприятных условиях при пологом залегании и водонасыщенности осадков движения могут передаваться внутрь обрамления на очень большие расстояния, многократно превышающие поперечник зоны раздавливания. Главные геологические последствия возбуждения движений данного класса состоят в образовании линейной (голоморфной) складчатости и соскладчатых разрывных нарушений в толщах, обрамляющих зону раздавливания.

4. Субгоризонтальные центростремительные движения (дисторсионные внутрисводовые), рождающиеся в плоских плитоподобных геологических объектах в местах их выгибания, выпячивания вверх под воздействием глубинных вертикальных тектонических сил (поперечных штампов). Движения здесь всегда направлены от периферии к сводовой части вздутия. Движения малоамплитудны, но чрезвычайно продуктивны, так как создают в контурах вздутия обстановку, благоприятную для образования ярко выраженных дисторсионно-гравитационных проседаний или субвертикальных зияющих разрывов раздвигового типа.

5. Субгоризонтальные центростремительные движения, порождаемые территориально локализованным прогибанием плоских горизонтальных плитоподобных геологических объектов. Эти движения чаще всего приводят к образованию концентрических систем сбросов, падающих в направлении центра прогиба.

6. Субгоризонтальные центробежные движения, порождаемые распрямлением сводообразных вздутий. Движения направлены всегда от сводовых участков вздутий к их периферии и создают как в рамках вздутий, так и на сопредельных участках обстановку горизонтального сжатия. Движения малоамплитудны. Так как разрядка напряжений не рассредоточивается на всей площади вздутия, а концентрируется в немногих локальных зонах, то геологические результаты движений данного класса нередко бывают весьма заметными. В частности, они обусловливают смятие рыхлых толщ в грабенах и выдавливание вверх холодных приповерхностных интрузивных тел.

7. Субгоризонтальные центробежные движения, порождаемые распрямлением депрессий и впадин. Механизм аналогичен вышеописанному, но структурные последствия чаще всего бывают иными. Так как прогибы слагаются обычно однородными, слабоуплотненными, недислоцированными слоистыми толщами, то разрядка напряжений в их пределах осуществляется рассредоточенно.

Обычно в этих толщах образуется очень пологая складчатость линейного типа. Механизм образования складчатости в связи с распрямлением прогибов впервые описан Ю. А. Косыгиным и В. А. Магницким (1948) и известен под названием «хордового механизма складкообразования».

Ниже в нашей работе описываются и первичные, и дисторсионные движения. Однако главное внимание по вполне понятным причинам в ней уделяется первичным движениям. Всего в работе охарактеризовано более ста генетических типов первичных движений, каждый из которых имеет свою особую, индивидуальную геологическую причину возбуждения. Отличаясь друг от друга непосредственными причинами возбуждения, многие типы движений роднятся между собой физической сущностью движущего механизма или геологической природой первопричинного явления. Это служит основанием для объединения типов в генетические классы. Так, всего описано около 30 классов первичных движений. Классы в свою очередь объединены в ранги. Основанием для выделения рангов служит то обстоятельство, что конкретные классы первичных движений оказываются жёстко сопряжёнными с каким-либо одним определённым элементом макроструктуры Земли и резко отличаются друг от друга по масштабам охвата масс планеты. Всего выделено пять рангов.

Первый объединяет классы и типы движений, охватывающих поверхностные и приповерхностные горизонты земной коры. При рода этих движений в основном экзогенная. Ко второму рангу отнесены существенно эндогенные верхне-коровые движения, проявляющиеся только в верхней половине земной коры, т. е. в её осадочном и «гранитном» слоях. Третий ранг представлен эндогенными коро-мантийными движениями, проявляющимися во всем объёме тектоносферы и охватывающими всю земную кору, надастеносферные горизонты мантии и частично астеносферу. К четвёртому рангу отнесены собственно мантийные движения, имеющие очень глубокое заложение. В основном это мантийные конвекционные движения, которые распространяются и на земную кору, но обусловливают лишь пассивные горизонтальные её перемещения. Последний, пятый ранг включает так называемые планетарные движения. К ним относятся и те движения, которые могут не охватывать земной шар в целом, но связаны с какой-то общепланетарной причиной возбуждения, одновременно срабатывающей во всех частях планеты.

Наиболее ярко различия рангов проявляются в масштабности движений, в охвате горнопородных масс, составляющих тело нашей планеты. Тем не менее ранги также являются подразделениями генетическими. Каждый из крупнейших макроструктурных элементов характеризуется своим вещественным составом, своими химическими и физическими процессами, своими термобарическими условиями и потому своим индивидуальным набором конкретных причин возбуждения тектонических движений.

Ранговое группирование первичных движений облегчает изложение материала. Читателю оно позволит быстрее сориентироваться в предлагаемом обзоре и лучше представить размерности описываемых явлений. Поэтому изложение последующего материала мы будем строить на базе рангов, причём в первую очередь рассмотрим низшие ранги структурообразующих движений как более изученные и только после этого высшие ранги, в истолковании которых есть ещё много неясного. Ранг планетарных движений рассматривается предельно сжато и схематично. Нам представляется, что движения этого ранга являются своеобразным спусковым механизмом для возбуждения сверхглубинных движений и тем самым влияют на формирование морфологии, интенсивности и направленности сверхглубинных кинематических систем, но в образовании тектонических структур непосредственно не участвуют. В земной коре, вероятнее всего, нет таких структур, которые были бы результатом проявления движений планетарного ранга.

Следующая статья   |   В. А. Дедеев, П. К. Куликов: «Происхождение структур земной коры»