Глава 2. Виды и масштаб тектонических движений

Под тектоническими движениями понимают перемещения материала земной коры, вызванные внутренними (эндогенными) силами, возникающими в недрах Земли.

Различают три основных вида тектонических движений: колебательные движения; складчатые движения; разрывные движения.

§ 1. Колебательные движения земной коры

Колебательные движения выражаются в медленных вертикальных поднятиях и опусканиях отдельных участков земной коры, причем в одном и том же месте поднятия с течением времени сменяются опусканиями, и наоборот. Иногда в оценке строительной площадки, особенно для долгосрочных и особо ответственных сооружений (таких как ГЭС), необходим анализ направленности колебательных движений. Подъем земной поверхности вызывает эрозию речных долин, переуглубление русел рек, увеличение мощности речных отложений. Опускание поверхности, напротив, приводит к увеличению мощности наносов, изменению характера рек на равнинный, с образованием стариц, меандр и заболачиванием.

Колебательные движения в целом не изменяют условий залегания горных пород. Их можно поделить на современные, новейшие и колебательные движения предшествующих геологических эпох.

Современными колебательными движениями называют такие движения земной коры, которые произошли в исторический период и происходят в настоящее время. Об их наличии, направленности и амплитуде судят по историческим документам, археологическим данным и по геодезическим наблюдениям. Современные колебательные движения охватывают всю поверхность Земли. Наблюдения показывают, что их амплитуда в отдельных районах достигает 10мм в год.

Ниже приводятся некоторые примеры проявления современных колебательных движений земной коры.

В Италии, близ Неаполя, на берегу Неаполитанского залива, в начале нашей эры был построен так называемый «храм Серапиона». В результате медленного опускания суши он к VIII веку полностью ушел под воду и оставался в таком состоянии до XVI в. Мраморные колонны разъедены морской водой и источены моллюсками. По этим признакам был определен максимальный уровень, до которого доходила вода – 5,7м. После, в результате поднятия суши «храм» вновь вышел из-под воды. К 1803г. относится замечание одно инженера о том, что фундамент постройки содержит некоторое количество воды и населен малярийными комарами. В 1812г. другой исследователь отметил, что высокое стояние моря препятствует осушению территории «храма», что свидетельствовало, очевидно, о возобновлении процесса опускания. К 1954г опускание достигло 2,5м и приостановилось. Легко вычислить, что в этот период скорость опускания составила около 2см в год. Вероятно, в ближайшее время следует ожидать новых движений данной территории.

Другой классический пример – продолжающееся опускание побережья Голландии и Северной Бельгии со скоростью около 4мм в год. Если бы не плотины, которые местное население вынуждено постоянно достраивать, 2/3 территории этих стран оказались бы под водой.

Опускание суши в районе г. Севастополя, Украина, привело к затоплению древнегреческого города Херсонес и образованию Севастопольской бухты. Район г. Баку, Азербайджан, за последние 800 лет пережил опускание и новый подъем примерно на 16м.

Новейшими колебательными движениями считаются движения земной коры, происшедшие в антропогеновый (четвертичный) период, т.е. в течение последних 1млн лет. О них судят, главным образом, по высоте морских террас, по затоплению морем устьев рек и по переуглублению русел рек.

Например, в недалеком прошлом Англия и Ирландия не отделялись проливами от континента Европы, а составляли с ним одно целое (рис. 3.1). На приведенном рисунке заштриховано пространство суши, в настоящее время затопленной морем. В пределах затопленной зоны со дна Северного моря неоднократно извлекались обломки орудий первобытного человека, что свидетельствует о том, что затопление происходило здесь в четвертичное время. На этой же схематической карте пунктиром показаны русла древних рек, затопленные ныне морем. Эти русла являются продолжением современных рек.

На рисунке 3.2. представлен другой яркий пример новейших колебательных движений - история р. Волги в районе Жигулевских гор. Перед началом четвертичного периода здесь произошло крупное сводовое поднятие на высоту около 500м. Волга, приспособляясь к своему прежнему профилю, размыла приподнятые породы на значительную глубину, сформировав новую долину. Далее произошло опускание, и Волга заполнила свою долину осадками мощностью 250м. Затем – новое поднятие, и Волга разработала в толще своего же аллювия, а частью в коренных породах правого берега новую долину с глубиной вреза дна 180м. Позднее этот процесс вновь повторялся, причем амплитуда колебательных движений постоянно уменьшалась.

Рис. 3.2. а) строение аллювиальных отложений в долине р. Волги

близ Жигулевских гор (схематический профиль); б) схема колебательных движений для того же района.

Колебательные движения предшествующих эпох обнаруживаются, главным образом, по перерывам в отложениях осадков и по закономерности в смене пластов горных пород. Перерыв в отложениях называется стратиграфическим несогласием. Например, если на отложениях каменноугольного периода залегают юрские породы, то из разреза выпадают пермские и триасовые отложения. Следовательно, в каменноугольный период территория была ниже уровня моря, и здесь происходило накопление осадков. Затем произошло поднятие, и морское дно стало сушей. Континентальный период продолжался в триасовое и пермское время, а затем местность вновь погружается ниже уровня моря. Колебательные движения земной коры вызывали частое перераспределение суши и моря. Вследствие этого море то наступало на сушу, то отступало, т.е. происходило перемещение береговой линии, а вслед за ней и смещение условий осадконакопления.

При наступлении моря, ранее отложившиеся в прибрежной полосе грубообломочные осадки (галька, гравий, песок) окажутся значительно удаленными от берега, и поэтому будут перекрыты более тонкими (глинистыми) осадками. При отступлении моря, наоборот, тонкие глубинные отложения перекроются грубыми прибрежными.