Медленные тектонические движения иначе называют вековыми, или колебательными, или эпейрогеническими (создающими материки). Вековые движения не изменяют геометрии слоев горных пород, а приводят к изменению их пространственного положения.
Вертикальные колебательные движения ведут к длительному и медленному погружению или воздыманию крупных участков литосферы (площадью в десятки и сотни тысяч квадратных километров). Скорость таких движений обычно составляет 1 – 2 мм/год, и почти никогда не превышает 1– 2 см/год. Так, на территории Беларуси величина медленных движений изменяется от –1,2 мм/год (в районе Орши) до +5,5 мм/год (в окрестностях Баранович). Благодаря тому, что знак направления движения не изменяется на протяжении тысяч и миллионов лет, вековые движения оказываются в состоянии изменить абсолютную высоту территории на несколько километров. В результате происходит изменение физико-географических условий местности и, как следствие, смена характера протекающих на ней экзогенных процессов. Так, тектоническое погружение суши ведет к морской трансгрессии, а значит к накоплению морских отложений, то есть к формированию осадочного чехла и выравниванию рельефа. Наоборот, тектоническое поднятие обуславливает морскую регрессию и подъем суши. В этих условиях на суше активизируются эрозионные процессы, возрастает расчлененность рельефа, вместо накопления осадков происходит их разрушение и снос, а в прибрежной зоне формируются морские террасы. Необходимо иметь в виду, что характер представленных на поверхности пород и морфологические особенности рельефа территории зависят не только от направления и скорости вертикальных тектонических движений, но и от характера протекающих на поверхности экзогенных процессов. Последние, в свою очередь, контролируются климатом и особенностями рельефа. Так, интенсивность денудации увеличивается с ростом высоты гор, а скорость аккумуляции с ростом глубины бассейна. Положительные формы рельефа возникнут лишь тогда, когда скорость тектонического воздымания будет большей, чем скорость денудации. Наоборот, глубоководный морской бассейн сформируется только при условии высокой скорости тектонического погружения и низкой скорости осадконакопления. И, наконец, равнинные территории суши возникают в двух случаях. Во-первых, когда совпадают скорости подъема и денудации (тогда возникают денудационные равнины, на поверхности которых отсутствуют молодые осадочные породы). Во-вторых, когда совпадают скорости погружения и аккумуляции (тогда возникают аккумулятивные равнины, поверхность которых сложена самыми молодыми осадочными породами).
Среди причин, вызывающих медленные тектонические движения, можно назвать процессы горообразования в прилегающих областях, а также внедрения в земную кору огромных интрузивных тел. Кроме того, колебательные тектонические движения иногда могут быть обусловлены чисто экзогенными процессами. Например, развитие гигантских ледниковых покровов ведет к погружению суши, а таяние ледников – к ее подъему. Колебательные тектонические движения, связанные с возникновением или исчезновением дополнительной нагрузки на литосферу, называются изостатическими или компенсационными.
Горизонтальные медленные движения отличаются еще большей устойчивостью во времени. В силу этого амплитуда горизонтальных подвижек литосферных блоков может достигать нескольких тысяч километров, несоизмеримо превышая амплитуду вертикальных смещений. Горизонтальные движения являются главной причиной формирования океанов и массивов суши. И даже более того, можно утверждать, что именно медленные горизонтальные движения лежат в основе почти всех других эндогенных процессов (см. главные тектонические гипотезы).
Методы изучения неотектонических движений можно на две группы.
1. Морфометрические, или геодезические методы опираются на высокоточную инструментальную геодезическую съемку местности. Для определения скорости и направления вертикальных подвижек производится многократное повторное нивелирование территории. При изучении горизонтальных движений прибегают к повторной триангуляции.
2. Анализ мощностей отложений и величины денудационного среза опирается на расчет вероятной для условий данной местности величины денудационного среза. При выявлении скорости и величины тектонического подъема к современной высоте территории прибавляется величина денудационного среза. Например, объем делювия на склонах и у подножья холма в целом соответствует объему пород, ранее слагавших вершину и верхние части склонов. При изучении тектонических погружений к глубине бассейна прибавляют мощность накопленных на дне осадков. Естественно, в обоих случаях необходимо определить продолжительность процессов денудации или аккумуляции.
Методы изучения собственно тектонических движений в своем числе содержат следующие.
1. Стратиграфический метод опирается на представление о том, что сохранившиеся на территории слои осадочных пород накапливались только в морских условиях. Следовательно, если в вертикальном разрезе отсутствует слой какого-то возраста, то это свидетельствует о перерыве в осадконакоплении, то есть о том, что происходило тектоническое поднятие и территория становилась сушей.
2. Литолого-фациальные методы основываются на изучении состава и происхождения слоев осадочных пород. Присутствие в разрезе морских отложений свидетельствует об опускании суши, а наличие отложений континентальных – о поднятии суши.
3. Структурно-тектонический метод используется для определения амплитуды смещения по линиям разломов.
4. Палеомагнитный метод опирается на возможность приблизительной оценки географической широты места образования породы по магнитным склонению и наклонению кристаллов. В результате можно примерно рассчитать амплитуду горизонтальных перемещений.
Изучение характера древних тектонических движений позволяет судить об изменениях в палеогеографической обстановке, а также строить прогнозы о наличии определенных комплексов полезных ископаемых на данной территории.
3. 2. БЫСТРЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И ДИСЛОКАЦИИ
Быстрые тектонические движения вызывают разного рода нарушения в условиях первоначального залегания слоев горных пород. Такие нарушения называются дислокациями. Тектонические дислокации делятся на два типа:
а) пликативные (складчатые, пластические) – не ведут к возникновению разрывов (трещин);
б) дизъюнктивные (разрывные) – ведут к расколу слоев горных пород.
В пределах любого слоя можно выделить подошву (нижнюю и более древнюю часть) и кровлю (верхнюю и более молодую часть). Истинной мощностью слоя называют длину отрезка, перпендикулярного кровле (и подошве). Видимой мощностью слоя называют кратчайшее расстояние от подошвы до кровли, измерянное в месте выхода слоя на поверхность.
Пликативные дислокации
Пликативные дислокации можно разделить на три типа.
1. Моноклинали – обширные территории, сложенные наклонно падающими в одном направлении слоями.
2. Флексуры – крутые перегибы слоев в местах резкого изменения глубины их залегания. При этом разделенные флексурой разновысотные участки лежат параллельно или под небольшим углом друг к другу.
Моноклинали и флексуры характерны для осадочного чехла платформ, то есть обычно они возникают благодаря медленным тектоническим движениям.
3. Складчатые дислокации представлены волнообразными изгибами слоев. Они свойственны горным областям и породам кристаллического фундамента платформ, следовательно, образуются в результате быстрых (орогенических, т.е. горообразовательных) движений. В строении каждой складки выделяют следующие элементы (рис. 1):
– замок – место перегиба слоев;
– крылья – расходящиеся от замка участки изогнутого слоя;
– шарнир – линия перегиба складки в замке, ровные шарниры встречаются достаточно редко, как правило, они волнообразно изгибаются – явление ундуляции;
– ось складки – проекция шарнира на горизонтальную плоскость;
– осевая плоскость – плоскость, проведенная через шарнир и равноудаленная от обоих крыльев;
– ядро – внутренняя часть складки, относительно которой произошло смятие слоев.
Рис. 1. Элементы складки.
Складки классифицируются по четырем признакам.
1. По соотношению возраста ядра и крыльев складки бывают антиклинальными и синклинальными. В антиклинальной складке породы ядра древнее, чем породы крыльев. В синклинальной складке породы ядра моложе, чем породы крыльев.
2. По положению осевой плоскости (ОП) складки бывают:
– прямые – ОП вертикальна;
– наклонные – крылья падают под разными углами и ОП наклонена к более пологому крылу;
– опрокинутые – оба крыла и ОП падают в одну сторону;
– лежачие – ОП лежит горизонтально;
– перевернутые – ОП наклонена под отрицательным углом.
3. По соотношению длины и ширины складки:
– линейные – длина их многократно превосходит ширину; такие складки характерны центральным зонам складчатых областей, где параллельные системы линейных складок могут образовывать синклинории и антиклинории;
– брахискладки (короткие складки) – длина их в два – три раза превосходит ширину, называются они соответственно брахиантиклиналями или брахисинклиналями (мульдами); возникают обычно на периферии складчатых областей;
– равновеликие складки – длина их примерно равна ширине, при антиклинальном характере залегания слоев возникают купола, а при синклинальном – чаши; такие образования представлены в пределах платформ.
4. По форме замка и крыльев выделяют большое количество видов складок, часть из которых представлена на рисунке 2.
Во время складчатых деформаций слои горных пород обычно рассекаются густой сетью параллельных трещин на тонкие пластины или призмы. Такое явление получило название кливажа.
Рис. 2. Виды складок по форме замка и крыльев.