Предмет геотектоники и ее подразделения

Геотектоника — раздел геологии, обособившийся в самостоятельную научную дисциплину в 30-е годы XX в. До этого она составляла главу общей геологии и называлась просто тектоникой. По смыслу двух составляющих ее название греческих слов это наука о строении Земли. Более полная формулировка предмета геотектоники определяет ее как науку о строении, движениях и деформациях литосферы и ее развитии в связи с развитием Земли в целом. Литосфера включает земную кору и самую верхнюю, наиболее упругую часть мантии. Под ее строением (структурой) подразумевается неравномерное распределение горных пород различного состава, происхождения и условий залегания. Кроме того, термин «структура» применяется в геотектонике нередко и в ином смысле — как сокращение от понятия «структурная форма» (структурный элемент земной коры); примерами таких структурных форм являются антиклинали, сбросы, антиклинории, платформы и т. п. Движения литосферы выражаются в перемещении отдельных ее участков в вертикальном(поднятия, опускания) или горизонтальном направлении. Они могут сопровождаться изменениями в условиях залегания, а нередко и во внутренней структуре масс горных пород. Эти изменения называются тектоническими деформациями, а конечный результат деформаций составляют новые формы залегания пород, называемые тектоническими дислокациями, или нарушениями; к ним относятся антиклинали, сбросы, своды, впадины и т. п. Дислокации разделяются на пликативные (складчатые), дизъюнктивные (разрывные) и инъективные.

Главные источники тектонических движений и деформаций лежат не в самой литосфере, а в более глубоких недрах Земли и прежде всего в непосредственно подстилающем литосферу более пластичном и подвижном слое верхней мантии — астеносфере. В связи с этим литосферу и астеносферу нередко объединяют в одно понятие тектоносферы (или тектосферы) как главной области проявления тектонических процессов. Однако современные данные показывают, что основные источники тектонических движений и деформаций лежат еще глубже, что в них вовлечена вся мантия вплоть до пограничного слоя с жидким ядром Земли. Вот почему в настоящее время область интересов геотектоники не может ограничиваться литосферой и тем более только земной корой и распространяется па Землю в целом. Необходимо, однако, учитывать, что геотектоника является лишь разделом геологии, а собственно геологические методы исследования — геологическое картирование и бурение — позволяют непосредственно изучать лишь земную кору и самую верхнюю часть мантии; более глубокое проникновение в недра Земли — это уже удел геофизики. Отсюда и предложенное выше несколько ограниченное определение геотектоники.

В последние десятилетия в науках о Земле возникла и получила бурное развитие новая научная дисциплина— геодинамика. Эта наука ставит своей задачей, как и следует из ее названия, установление и исследование сил, действие которых и порождает процессы, изменяющие состав и строение оболочек твердой Земли, в том числе не только тектонические, но и сейсмические, магматические и метаморфические. В отличие от геотектоники она использует данные всех трех основных наук о Земле — геологии, геофизики и геохимии и является, таким образом, синтезирующей дисциплиной. Основной метод этой науки — моделирование: математическое и физическое.

Сама геотектоника, будучи разделом геологии, состоит из нескольких разделов, могущих одновременно рассматриваться и как самостоятельные дисциплины. Первый из них — морфологическая геотектоника, чаще называемая структурной геологией или просто тектоникой. Это исторически наиболее ранняя часть геотектоники, появившаяся еще в 20—30-е годы и сформировавшаяся в 80—90-е годы XIX в. Она включает выделение основных типов тектонических дислокаций мелкого и среднего масштаба размером до десятков — первых сотен километров, таких как антиклинали и синклинали, сбросы и флексуры, грабены и горсты, антиклинории и синклинории и т. п. Выделение тектонических единиц более крупных, континентального и глобального масштаба — подвижных поясов, геосинклиналей, платформ, океанов, континентов — наметилось в последней четверти XIX в. и сформировалось уже в XX в., приведя к перерастанию тектоники в геотектонику и к превращению собственно тектоники, или структурной геологии, в один из ее разделов. По существующей в нашей стране практике структурная геология преподается вместе с геологическим картированием, а в курс геотектоники специальное рассмотрение морфологии структур мелкого и среднего масштаба уже не входит; речь может идти о происхождении дислокаций этого класса. В данной книге мы следуем этой традиции.

Другой раздел геотектоники составляет региональная геотектоника. Она занимается выделением и характеризацией установленных в структурной геологии типов тектонических структур на площади того или иного региона, страны, континента, океана, наконец, всего земного шара. В учебных программах наших вузов региональная геотектоника территории страны обычно входит в курс региональной геологии, поскольку региональная геотектоника ость часть региональной геологии, а курс региональной геотектоники зарубежных стран и океанов читается отдельно. Поэтому материал по региональной геотектонике в данную книгу не включен.

Третий раздел геотектоники — это историческая геотектоника. Ее задача состоит в выделении основных этапов и стадии развития структуры литосферы как в глобальном, так и в региональном масштабе. Историческая геотектоника — органическим составной элемент исторической геологии, и относящийся к ней материал включается в курс последней. Мы отводим одну главу основным этапам эволюции структуры литосферы, поскольку это важно для понимания общих закономерностей эволюции Земли.

В особый подраздел историческом геотектоники выделилась неотектоника, рассматривающая последний этап развития литосферы — олигоцен-четвертичный. Причиной такого обособления явилась специфичность как самого этапа, так и методов его изучения.

Свою специфику имеет и изучение современных движении, поскольку к ним применимы различные инструментальные методы. Это дает основание выделить еще одно научное направление — актуотектонику.

Четвертый раздел геотектоники включает рассмотрение закономерностей проявления тектонических движений и деформаций, особенностей развития и условий формирования крупных структурных элементов литосферы, а также, как упоминалось выше, более мелких тектонических дислокаций — складчатости, разрывных нарушений и др. Раскрытию механизма различных тектонических деформаций способствуют экспериментальная тектоника — физическое моделирование различных типов тектонических структур— и тектонофизика, включающая как физическое, так и математическое их моделирование. В решении наиболее общих вопросов — причин тектонических движений и деформаций и развития структуры литосферы в целом — геотектоника смыкается с геодинамикой, поскольку именно последняя изучает силы, действующие в масштабе всего земного шара. Именно весь очерченный круг вопросов и составляет основное содержание предлагаемой книги.

Наряду с тем, что геотектоника составляет как бы теоретическую сердцевину всей геологии (поэтому ее иногда называют «философией геологии»), она имеет немалое прикладное значение, которое выражается в трех аспектах. Во-первых, в связи с поисками месторождений различных полезных ископаемых, как рудных, так и нерудных и горючих, поскольку тектонические условия и особенности тектонического развития являются одним из главных факторов, контролирующих размещение их залежей. Значительную роль при этом играет составление тектонических карт, являющихся обычно основой для анализа размещения уже обнаруженных скоплений полезных ископаемых и прогноза распространения еще не открытых залежей или целых бассейнов, в частности нефтегазоносных. Но тектонические карты имеют не только прикладное, но и большое теоретическое значение, поскольку в них находят отражение и структура земной коры, и в определенной степени история формирования этой структуры. Следовательно, тектоническая картография также составляет важный раздел геотектоники.

Во-вторых, данные изучения новейших и особенно современных движений и сейсмичности подлежат обязательному учету при строительстве крупных сооружений, в особенности атомных и гидроэлектростанций.

В-третьих, данные неотектоники и актуотектоники имеют первостепенное значение при оценке сейсмической опасности, при составлении карт сейсмического районирования и прогноза землетрясений. Исследование связи сейсмичности с тектоническими структурами и движениями составляет предмет особой науки — сейсмотектоники.