Субгоризонтальные центростремительные движения, связанные с воздыманием литосферы
Движения локализуются внутри областей воздымания и направлены от их периферии к центру. Они обеспечивают увеличение площадей воздымающихся блоков земной коры и создают в них структуры горизонтального растяжения. Степень деформирующего воздействия дисторсионных движений на вещество коры бывает весьма различной. Она полностью зависит от амплитуды вспучивания коры.
Если воздымание земной коры обусловлено слабо интенсивными эрозионно-денудационными процессами или перетоком с континентов в океаны небольших масс ювенильной или другой воды, то оно не контрастно, малоамплитудно и, как правило, охватывает огромные площади: крупные части материков, щиты или даже континенты в целом. В таких условиях дисторсионные движения, видимо, не создают новых структурных форм. Они способствуют лишь раскрытию ранее сформировавшейся трещиноватости. Дисторсионные движения здесь настолько слабы, что ими, на первый взгляд, можно было бы и пренебречь. Однако нельзя забывать, что они имеют чрезвычайно важные геологические последствия. Раскрывая трещиноватость, они делают земную кору проницаемой для поверхностных (вадозных, инфильтрационных) вод и, следовательно, создают условия для развития многих геологических процессов, в том числе для серпентинизации подкоровых масс и возбуждения «серпентинизационных» тектонических движений.
Совершенно по-иному обстоит дело, когда воздымание земной коры связано с причленением к её подошве линзы разуплотненной «аномальной» мантии. Обычно такие линзы имеют большие мощности (до 10–20 км) и поперечники до 1 000 км. Воздымания земной коры над ними имеют форму высокоамплитудных (до 2–3 км) крупных свободообразных вздутий, известных под названиями эпиплатформенных орогенов или дейтероорогенов. Формирование таких крупных сводовых поднятий сопровождается значительным (до 1–2 км) горизонтальным удлинением коры и возбуждением весьма ощутимых дисторсионных центростремительных движений. Последние создают многочисленные сквозькоровые зияющие разломы, раздробляют вещество коры и тем самым способствуют базальтовому вулканизму и дисторсионно-гравитационному грабенообразованию.
Размеры грабенов, рождающихся в процессе удлинения коры её сводообразным вздутием, не могут быть очень большими. Их суммарный объем не может превышать того «зияющего» пространства, которое образуется в хрупкой коре вследствие её выгибания и растяжения. При этом и площади поперечных сечений грабенов не могут превышать суммарную поперечную площадь всех трещин — «зияний». При образовании сводовых поднятий высотой в 2–3 км, независимо от их диаметров, кора удлиняется, как максимум, на 2 км по верхним горизонтам и 1 км — по нижним. Это означает, что, например, при мощности коры 40 км суммарная площадь «зияний», а следовательно, и суммарная площадь поперечных сечений присводовых грабенов максимально может составить 60 км2. Понятно, многие из таких грабенов могут проявиться лишь как присводовые гипсометрические понижения без условий седиментации. Такие грабены обычно не отмечаются при геологических съёмках, и, видимо, только поэтому многие дейтероорогены описываются как безграбеновые структуры.
Там же, где сводовые поднятия отчётливо осложнены грабенами, суммарная площадь последних значительно превышает все названные предельные контрольные величины. Например, грабен Бресс (Западная Европа) имеет в поперечном сечении площадь около 100 км2; Рейнский грабен, восточно-африканские грабены Ньяса, Танганьика, Альберт — 150 км2; грабен оз. Байкал — 250 км2; грабен Красного моря — 2 800 км2. Понятно, происхождение таких грабенов нельзя объяснить только сводообразованием. В их формировании участвуют ещё какие-то дополнительные процессы. В их число несомненно входит «термическое» утоньшение (выщербливание) коры под воздействием перегретой «аномальной» мантии (Зорин, 1971; Милановский, 1976; Грачев, 1977). Это можно видеть на примере грабена оз. Байкал, под которым исходная кора в новейшее время утончилась, как минимум, на 10–12 км (рис. 70). Другими дополнительными процессами в грабенообразовании могут быть: раздвижение земной коры в результате горизонтального растекания мантии под сводом, например под грабеном Красного моря, в осевой зоне которого размещается новообразованная океаническая кора шириной до 50 км, изостатическое прогибание коры под тяжестью накапливающихся в грабенах осадков. Например, в Байкальском грабене доля такого изостатического прогибания коры составляет не менее 40 % от его современной глубины (рис. 70, б).
Грабены и грабеноподобные впадины, рождающиеся в материковых эпиплатформенных орогенах, в настоящее время нередко называют рифтами, а процесс их образования — рифтогенезом (Зорин, 1971; Милановский, 1976; Грачёв, 1977 и др.). Такое использование терминов рифт и рифтогенез, по нашему мнению, неправомочно. Оно создаёт излишние трудности и неясности (Яншин, 1977). Термин «рифт» был предложен в 1894 г. английским геологом Дж. Грегори для обозначения сбросов, возникших под воздействием силы тяжести. Опущенные долины с крутыми параллельными бортами, которые Э. Зюсс называл «грабенами», он предложил именовать «рифтовыми долинами». Соблюдая первоначальный смысл этих терминов, любой сброс можно называть рифтом. В частности, рифтами и рифтовыми долинами можно называть все многочисленные сбросы и грабены, осложняющие, например, соляные и другие диапировые купола. Однако подобные структуры геологи предпочитают называть «эпиантиклинальными разломами» или «эпиантиклинальными системами сбросов» (Хиллс, 1967; Хайн, 1973). Термин рифт в настоящее время получил новое содержание. Рифтогенез все больше связывают не с гравитационным оседанием тектонически обособленных блоков земной коры, а с её интенсивным горизонтальным растяжением и раздвижением. Такое толкование термина тоже пока далеко не единодушно. Во многих специальных работах, на что уже указывали К. В. Боголепов (1977) и А. Л. Яншин (1977), в число рифтов включаются не только раздвиговые впадины типа Красного моря и грабенообразные депрессии осевых зон срединноокеанических хребтов, но также континентальные внутрисводовые новейшие грабены Прибайкалья и Восточной Африки, грабен Осло, Рейнский грабен, авлакогены древних платформ, например Пачелмский, Днепровско-Донецкий, триасовые грабены Аппалачей, Урала, Западной Сибири и, наконец, отрицательные морфотектонические структуры, связанные с крупными сдвигами блоков коры относительно друг друга, например «рифт» Сан-Андреас в Калифорнии.
Существующий беспорядок можно исключить только одним способом — приданием терминам генетического содержания. Нам представляется, что за разрывными нарушениями и грабенообразными формами, образующимися на сводах соляных, глиняных, магматогенных, метаморфогенных и других приповерхностных и верхнекоровых диапировых антиклиналей (валов, куполов, интрагеоантиклиналей) следует сохранить термин «эпиантиклинальные» структуры (разломы, сбросы, грабены, проседания, депрессии и др.). Раздвиговые (спрединговые) грабенообразные депрессии, располагающиеся на дивергентных границах литосферных плит и обычно отчётливо выраженные в рельефе земной поверхности, целесообразно называть «рифтами» или «рифтовыми долинами».
Этого правила уже придерживаются многие геологи и геофизики у нас в стране и за рубежом. За грабенами и грабенообразными депрессиями, осложняющими внутриконтинентальные и внутриокеанические общекоровые поднятия сводового типа (эпиплатформенные орогены, дейтероорогены), целесообразно закрепить давно введённое в геологическую литературу название тафроген. Тафрогенез (по Э. Кренкелю, 1922 г.; Д. И. Мушкетову, 1926 г.; Е. В. Павловскому, 1948 г.; В. В. Белоусову, 1954; Ю. А. Косыгину, 1958 г.; П. Н. Кропоткину, 1961 г.; Н. И. Николаеву, 1962 г. и многим другим) — это крупномасштабное внутриконтинентное грабенообразование, подчиненное сводовым поднятиям земной коры и обычно сопровождающееся базальтовым вулканизмом и землетрясениями. Грабены, по происхождению подобные тафрогенам материковых платформ, со временем, несомненно, будут найдены и на сводовых поднятиях талассо-платформ. Для них мы предлагаем термин талассотафроген. Сам термин грабен лучше оставить для свободного пользования.
Если воздымание земной коры обусловлено слабо интенсивными эрозионно-денудационными процессами или перетоком с континентов в океаны небольших масс ювенильной или другой воды, то оно не контрастно, малоамплитудно и, как правило, охватывает огромные площади: крупные части материков, щиты или даже континенты в целом. В таких условиях дисторсионные движения, видимо, не создают новых структурных форм. Они способствуют лишь раскрытию ранее сформировавшейся трещиноватости. Дисторсионные движения здесь настолько слабы, что ими, на первый взгляд, можно было бы и пренебречь. Однако нельзя забывать, что они имеют чрезвычайно важные геологические последствия. Раскрывая трещиноватость, они делают земную кору проницаемой для поверхностных (вадозных, инфильтрационных) вод и, следовательно, создают условия для развития многих геологических процессов, в том числе для серпентинизации подкоровых масс и возбуждения «серпентинизационных» тектонических движений.
Совершенно по-иному обстоит дело, когда воздымание земной коры связано с причленением к её подошве линзы разуплотненной «аномальной» мантии. Обычно такие линзы имеют большие мощности (до 10–20 км) и поперечники до 1 000 км. Воздымания земной коры над ними имеют форму высокоамплитудных (до 2–3 км) крупных свободообразных вздутий, известных под названиями эпиплатформенных орогенов или дейтероорогенов. Формирование таких крупных сводовых поднятий сопровождается значительным (до 1–2 км) горизонтальным удлинением коры и возбуждением весьма ощутимых дисторсионных центростремительных движений. Последние создают многочисленные сквозькоровые зияющие разломы, раздробляют вещество коры и тем самым способствуют базальтовому вулканизму и дисторсионно-гравитационному грабенообразованию.
Размеры грабенов, рождающихся в процессе удлинения коры её сводообразным вздутием, не могут быть очень большими. Их суммарный объем не может превышать того «зияющего» пространства, которое образуется в хрупкой коре вследствие её выгибания и растяжения. При этом и площади поперечных сечений грабенов не могут превышать суммарную поперечную площадь всех трещин — «зияний». При образовании сводовых поднятий высотой в 2–3 км, независимо от их диаметров, кора удлиняется, как максимум, на 2 км по верхним горизонтам и 1 км — по нижним. Это означает, что, например, при мощности коры 40 км суммарная площадь «зияний», а следовательно, и суммарная площадь поперечных сечений присводовых грабенов максимально может составить 60 км2. Понятно, многие из таких грабенов могут проявиться лишь как присводовые гипсометрические понижения без условий седиментации. Такие грабены обычно не отмечаются при геологических съёмках, и, видимо, только поэтому многие дейтероорогены описываются как безграбеновые структуры.
Там же, где сводовые поднятия отчётливо осложнены грабенами, суммарная площадь последних значительно превышает все названные предельные контрольные величины. Например, грабен Бресс (Западная Европа) имеет в поперечном сечении площадь около 100 км2; Рейнский грабен, восточно-африканские грабены Ньяса, Танганьика, Альберт — 150 км2; грабен оз. Байкал — 250 км2; грабен Красного моря — 2 800 км2. Понятно, происхождение таких грабенов нельзя объяснить только сводообразованием. В их формировании участвуют ещё какие-то дополнительные процессы. В их число несомненно входит «термическое» утоньшение (выщербливание) коры под воздействием перегретой «аномальной» мантии (Зорин, 1971; Милановский, 1976; Грачев, 1977). Это можно видеть на примере грабена оз. Байкал, под которым исходная кора в новейшее время утончилась, как минимум, на 10–12 км (рис. 70). Другими дополнительными процессами в грабенообразовании могут быть: раздвижение земной коры в результате горизонтального растекания мантии под сводом, например под грабеном Красного моря, в осевой зоне которого размещается новообразованная океаническая кора шириной до 50 км, изостатическое прогибание коры под тяжестью накапливающихся в грабенах осадков. Например, в Байкальском грабене доля такого изостатического прогибания коры составляет не менее 40 % от его современной глубины (рис. 70, б).
Рисунок 70. Байкальское сводовое поднятие.
а — план поднятия (по материалам Ю. А. Зорина за 1971 г., Н. А. Логачёва за 1974 г., Н. В. Мельникова за 1981 г.). 1 — обобщённые изогипсы поверхности, м, 2 — впадины и грабены байкальской группы, 3 — кайнозойские базальты, 4 — новейшие разломы; б — разрез Байкальского грабена (по материалам В. П. Солоненко, Н. А. Флореисова за 1969 г.): 1 — Малое море, 2 — о. Ольхой, 3 — оз. Байкал; в — сейсмический разрез земной коры через среднюю часть Байкала (по данным Н. Н. Пузырёва, М. М. Мандель-баума, С. В. Крылова за 1974 г.). На разрезе видно, что толщина консолидированной коры, покоящейся на «аномальной» мантии, непосредственно под оз. Байкал резко уменьшена по сравнению с соседними блоками.
Грабены и грабеноподобные впадины, рождающиеся в материковых эпиплатформенных орогенах, в настоящее время нередко называют рифтами, а процесс их образования — рифтогенезом (Зорин, 1971; Милановский, 1976; Грачёв, 1977 и др.). Такое использование терминов рифт и рифтогенез, по нашему мнению, неправомочно. Оно создаёт излишние трудности и неясности (Яншин, 1977). Термин «рифт» был предложен в 1894 г. английским геологом Дж. Грегори для обозначения сбросов, возникших под воздействием силы тяжести. Опущенные долины с крутыми параллельными бортами, которые Э. Зюсс называл «грабенами», он предложил именовать «рифтовыми долинами». Соблюдая первоначальный смысл этих терминов, любой сброс можно называть рифтом. В частности, рифтами и рифтовыми долинами можно называть все многочисленные сбросы и грабены, осложняющие, например, соляные и другие диапировые купола. Однако подобные структуры геологи предпочитают называть «эпиантиклинальными разломами» или «эпиантиклинальными системами сбросов» (Хиллс, 1967; Хайн, 1973). Термин рифт в настоящее время получил новое содержание. Рифтогенез все больше связывают не с гравитационным оседанием тектонически обособленных блоков земной коры, а с её интенсивным горизонтальным растяжением и раздвижением. Такое толкование термина тоже пока далеко не единодушно. Во многих специальных работах, на что уже указывали К. В. Боголепов (1977) и А. Л. Яншин (1977), в число рифтов включаются не только раздвиговые впадины типа Красного моря и грабенообразные депрессии осевых зон срединноокеанических хребтов, но также континентальные внутрисводовые новейшие грабены Прибайкалья и Восточной Африки, грабен Осло, Рейнский грабен, авлакогены древних платформ, например Пачелмский, Днепровско-Донецкий, триасовые грабены Аппалачей, Урала, Западной Сибири и, наконец, отрицательные морфотектонические структуры, связанные с крупными сдвигами блоков коры относительно друг друга, например «рифт» Сан-Андреас в Калифорнии.
Существующий беспорядок можно исключить только одним способом — приданием терминам генетического содержания. Нам представляется, что за разрывными нарушениями и грабенообразными формами, образующимися на сводах соляных, глиняных, магматогенных, метаморфогенных и других приповерхностных и верхнекоровых диапировых антиклиналей (валов, куполов, интрагеоантиклиналей) следует сохранить термин «эпиантиклинальные» структуры (разломы, сбросы, грабены, проседания, депрессии и др.). Раздвиговые (спрединговые) грабенообразные депрессии, располагающиеся на дивергентных границах литосферных плит и обычно отчётливо выраженные в рельефе земной поверхности, целесообразно называть «рифтами» или «рифтовыми долинами».
Этого правила уже придерживаются многие геологи и геофизики у нас в стране и за рубежом. За грабенами и грабенообразными депрессиями, осложняющими внутриконтинентальные и внутриокеанические общекоровые поднятия сводового типа (эпиплатформенные орогены, дейтероорогены), целесообразно закрепить давно введённое в геологическую литературу название тафроген. Тафрогенез (по Э. Кренкелю, 1922 г.; Д. И. Мушкетову, 1926 г.; Е. В. Павловскому, 1948 г.; В. В. Белоусову, 1954; Ю. А. Косыгину, 1958 г.; П. Н. Кропоткину, 1961 г.; Н. И. Николаеву, 1962 г. и многим другим) — это крупномасштабное внутриконтинентное грабенообразование, подчиненное сводовым поднятиям земной коры и обычно сопровождающееся базальтовым вулканизмом и землетрясениями. Грабены, по происхождению подобные тафрогенам материковых платформ, со временем, несомненно, будут найдены и на сводовых поднятиях талассо-платформ. Для них мы предлагаем термин талассотафроген. Сам термин грабен лучше оставить для свободного пользования.
Информация:
— Следующая статья | В. А. Дедеев, П. К. Куликов: «Происхождение структур земной коры»