Напряжения в литосфере. Разломы

По обе стороны от сегментов  СОХ находятся неактивные части  трансформных разломов. Активных движений в них не происходит, но они чётко  выражены в рельефе дна океанов  линейными поднятиями с центральной  депрессией.

Трансформные разломы  формируют закономерную сетку и, очевидно, возникают не случайно, а  в силу объективных физических причин. Совокупность данных численного моделирования, теплофизических экспериментов  и геофизических наблюдений позволила  выяснить, что мантийная конвекция  имеет трёхмерную структуру. Кроме  основного течения от СОХ, в конвективной ячейке за счёт остывания верхней  части потока, возникают продольные течения. Это остывшее вещество устремляется вниз вдоль основного направления  течения мантии. В зонах этого  второстепенного опускающегося  потока и находятся трансформные разломы. Такая модель хорошо согласуется  с данными о тепловом потоке: над  трансформными разломами наблюдается  его понижение.

Сдвиги на континентах

Сдвиговые границы плит на континентах встречаются относительно редко. Пожалуй, единственным ныне активным примером границы такого типа является разлом Сан-Андреас, отделяющий Северо-Американскую плиту от Тихоокеанской. 800-мильный разлом Сан-Андреас — один из самых сейсмоактивных районов планеты: в год плиты смещаются относительно друг друга на 0,6 см, землетрясения с магнитудой более 6 единиц происходят в среднем раз в 22 года. Город Сан-Франциско и большая часть района бухты Сан-Франциско построены в непосредственной близости от этого разлома.[6]

 

 

 

 

 

 

 

 

Разлом

Геологический разлом, или  разрыв — нарушение сплошности горных пород, без смещения (трещина) или со смещением пород по поверхности разрыва. Разломы доказывают относительное движение земных масс. Крупные разломы земной коры являются результатом сдвига тектонических плит на их стыках. В зонах активных разломов часто происходят землетрясения как результат выброса энергии во время быстрого скольжения вдоль линии разлома. Так как чаще всего разломы состоят не из единственной трещины или разрыва, а из структурной зоны однотипных тектонических деформаций, которые ассоциируются с плоскостью разлома, то такие зоны называют зонами разлома.

                              a)                                                                                         б)

                                 

а) - Разлом в метаморфическом слое возле Аделаиды, Австралия

б) - Разлом Сан-Андреас Калифорния, США

Две стороны невертикального  разлома называют висячий бок  и подошва (или лежачий бок) —  по определению, первое происходит выше, а второе ниже линии разлома. Эта  терминология пришла из горной промышленности.

Геологические разломы делятся  на три основные группы в зависимости  от направления движения. Разлом, в  котором основное направление движения происходит в вертикальной плоскости, называется разломом со смещением по падению; если в горизонтальной плоскости  — то сдвигом. Если смещение происходит в обеих плоскостях, то такое смещение называется сбросо-сдвигом. В любом случае, наименование применяется направлению движения разлома, а не к современной ориентации, которая могла быть изменена под действием местных либо региональных складок, либо наклонов.

Разлом со смещением по падению

Разломы со смещением по падению делятся на сбросы, взбросы  и надвиги (см. рис. 13). Сбросы происходят при растяжении земной коры, когда один блок земной коры (висячий бок) опускается относительно другого (подошвы). Участок земной коры, опущенный относительно окружающих участков сброса и находящийся между ними, называется грабеном. Если участок наоборот приподнят, то такой участок называют горстом. Сбросы регионального значения с небольшим углом называют срывом, либо отслаиванием. Взбросы происходят в обратном направлении — в них висячий бок движется наверх относительно подошвы, при этом угол наклона трещины превышает 45°. При взбросах земная кора сжимается. Ещё один вид разлома со смещением по падению — это надвиг, в нём движение происходит аналогично взбросу, но угол наклона трещины не превышает 45°. Надвиги обычно формируют скаты, рифты и складки. В результате образуются тектонические покровы и клиппы. Плоскостью разлома называется плоскость, вдоль которой происходит разрыв.

Сдвиги

Во время сдвига поверхность  разлома расположена вертикально, и подошва двигается влево  либо вправо. В левосторонних сдвигах подошва движется в левую сторону, в правосторонних — в правую. Отдельным видом сдвига является трансформный разлом, который проходит перпендикулярно срединно-океаническим хребтам и разбивает их на сегменты шириной в среднем 400 км.

Горные породы разломов

Все разломы имеют измеримую  толщину, которую вычисляют по величине деформированных пород, по которым  определяют слой земной коры, где произошёл  разрыв, типу горных пород, подвергшихся деформации и присутствию в природе  жидкостей минерализации. Разлом, проходящий через различные слои литосферы, будет иметь различные типы горных пород на линии разлома. Длительное смещение по падению приводит к накладыванию друг на друга пород с характеристиками разных уровней земной коры. Это  особенно заметно в случаях срывов или крупных надвигов.

Основными типами горных пород  при разломах являются следующие:

1. Катаклазит — порода, текстура которой обусловлена бесструктурным тонкозернистым веществом породы.
2. Милонит — сланцевая метаморфическая горная порода, образовавшаяся при движении масс горных пород по поверхностям тектонических разрывов, при раздроблении, перетирании и сдавливании минералов исходных пород.
3. Тектоническая брекчия — горная порода, состоящая из остроугольных, неокатанных обломков пород и соединяющего их цемента. Образуется в результате дробления и механического истирания горных пород в зонах разломов.
4. Сбросовая грязь — несвязанная, богатая глиной мягкая порода, в добавление к ультрамелкозернистому катализиту, который может иметь плоский структурный рисунок и содержать < 30 % видимых фрагментов.
5. Псевдотахилит — ультрамелкозернистая, стекловидная порода, обычно чёрного цвета.[9]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индикация глубинных разломов

Расположение глубинных  разломов можно определять на поверхности  Земли при помощи гелиевой съёмки (см. рис.14). Гелий, как продукт распада радиоактивных элементов, насыщающих верхний слой земной коры, просачивается по трещинам, поднимается в атмосферу, а затем в космическое пространство. Такие трещины и особенно места их пересечения, обладают высокими концентрациями гелия. Это явление было впервые установлено российским геофизиком И. Н. Яницким во время поисков урановых руд, признано как научное открытие и занесено в Государственный реестр открытий СССР под № 68 с приоритетом от 1968 г . в следующей формулировке: "Экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность, заключающаяся в том, что распределение аномальных (повышенных) концентраций свободного подвижного гелия зависит от глубинных, в том числе рудоносных, разломов земной коры".

Рис. 14. Глобальная карта тектоники литосферных плит Земли (USGS)

Условные обозначения:

Граница плит спрединг – плиты расходятся и образуется новая кора (Сброс)

Граница столкновения плит (Надвиг-Подвиг)

Граница трансформных разломов  (Сдвиг)

Диффузные зоны – области  накопления напряжений и образования  микролит (Надвиг-Подвиг, Сдвиг, Сбросо-сдвиг)

Горячие точки

Движение плит

Заключение

Теория тектоники литосферных  плит впервые в истории геологии дала физически обоснованное объяснение главных сторон тектонической жизни  Земли, а также других, производных  от нее, геологических процессов (магматизм, метаморфизм, сейсмичность, геоморфогенез, седиментогенез). За четверть века эта теория получила убедительное подтверждение, в том числе глубоководным бурением, изучением океанского ложа со спускаемых подводных аппаратов, сейсмической томографией, методами космической геодезии. И хотя одновременно выяснилась ее излишняя схематичность и недостаточная полнота, основные принципы этой теории остаются незыблемыми: дискретность (фрактальность) в строении литосферы, ее значительная подвижность не только в вертикальном (радиальном), но и в горизонтальном (тангенциальном, латеральном) направлении, связь этой подвижности с конвекцией в мантии.

Основой будущей обобщенной теории остается тектоника плит, но вместе о тем она должна будет полнее вобрать в себя позитивные элементы предшествующих тектонических гипотез — контракционной, пульсационной, ротационной, глубинной дифференциации. Это естественный путь развития парадигмы — от отрицания более ранних представлений до постепенной ассимиляции того рационального, что в них содержалось.[11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Короновский Н.В., Ясаманов Н.А., Геология: учебник для эколог. специальностей вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 448 с.
2. Порцевский А.К., Физика Земли. – М.: Изд-во Московского университета, 2005. – 178 с.
3. Кокс А., Харт Р. Тектоника плит. – М.: Мир, 1989. – 427 с.
4. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А. Г. Глубинная геодинамика. – Новосибирск, 1994. – 299 с.
5. Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А., Историческая геология: Учебник. М.: Изд-во Академия, 2006. – 252 с.
6. Дриль С.И., Коваленко С.Н., Коралов А.Т., Кузьмин М.И., Историческая геология с основами тектоники плит и металлогении. – Иркутск: Иркутский университет, 2000. – 288 с.
7. Вегенер А., Происхождение материков и океанов /пер. с нем. П.Г. Каминского под ред. П.Н. Кропоткина. – Л.: Наука, 1984. — 285 с.
8. Хаин В.Е., Халилов Э.Н., Цикличность геодинамических процессов: Её возможная природа. –М.: Научный Мир, 2009. – 520 с.
9. Шорохов П.К., Разломы земной коры. – М.: 2001. – 97 с.
10. Родимов А.Н., Троицкий М.М., Курс общей геологии. – М.: Изд-во «Ленинград недра», 1974. – 359 с.
11. Хаин В.Е., Основные проблемы современной геологии. – М.: Изд-во Научный Мир, 2003. – 201 с.
12. Рис. 1. Схема внутреннего строения Земли, с.5 – http://stendzakaz.ru/list.php
13. Рис.2., Схема происхождения вертикальных и горизонтальных движений литосферы, с.6, рис.3., Рост мощности литосферной плиты, с.7, рис.4., Схема, поясняющая изостазию, с.7, рис.5., Схема к расчету вязкости мантии, с.8, рис.6. Схема к расчету напряжений  конт-ой литосфере, с. 9 – http://window.edu.ru/window_catalog/files/r36655/geoprotection02.pdf
14. Рис.7., Карта литосферных плит, с.10 – http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/18061
15. Рис.8., Ориентация главных осей напряжений Земли, с.13 - http://www.brk.adm.yar.ru
16. Рис.9., Схема строения срединно-океанического хребта, с.14 – http://xreferat.ru/20/46-1-tektonika-dna-mirovogo-okeana.html
17. Рис.10., Активная континентальная окраина, с.16, рис.11., островная дуга, с.17, рис.12., столкновения континентов, с.18 – http://popovgeo.professorjornal.ru/33
18. Рис.13., Типы смещений по разломам, с.21 - http://avspir.narod.ru/geo/razlomy/intro.htm
19. Рис.14., Глобальная карта тектоники литосферных плит Земли, с.23 - http://www.geoq.ru/plate_tect.html