Эволюция геотектонических гипотез

Под действием теплового потока, выделяемого астенолитами, происходит дифференциация вещества, составляющего земную кору. Из пород нижних горизонтов выносятся кремнезем, щелочные металлы и вода, в результате вещество нижних горизонтов земной корм превращается в породы гранулитовой фации. Вынос воды из пород гранулитовой фации виден из следующих средних данных: осадочные диагенезированные породы содержат 2--3% воды по весу (Ф. Пот тиджон, 1949), породы фации зеленых сланцев -- до 4%, породы амфиболитовой фации -- 1--2%, породы гранулитовой фации около 0,35% воды. Процесс выноса кремнезема, щелочных металлов и воды из нижних горизонтов земной коры К. Менерт (1963) называет дегранитизацией.

Остаточные от дегранитизации породы именуются кинцигитами, к которым относятся породы гранулитовой фации метаморфизма, в том числе чарнокиты и анортозиты. Последние тесно ассоциируются с кордиеритовыми и пироксеновыми гнейсами с основными плагиоклазами, но отличаются своей массивной текстурой и формами залегания. Вероятно, чарнокиты и анортозиты имеют магматическое про похождение, являясь продуктами местного расплавления метаморфических пород гранулитовой фации.

В верхней части земной коры, на глубинах от 5 до 20 км, среди метаморфических пород амфиболовой фации восходящие, так называемые сквозьмагматические растворы, несущие воду, кремнезем и щелочные металлы, создают наиболее благоприятные условия для образования гранитов путем палингенеза и анатексиса. В более глубоких частях земной коры, ниже 20 км, как считает Белоусов, гранитные массивы должны вырождаться, поскольку еще ниже находится зона дегранитизации.

В механизме вертикальных тектонических движений, по Белоусову, существенную роль должны играть также тяжелые осадочные антиастенолиты, образующиеся в волноводе под всплывающими легкими астенолитами. Антиастенолиты тонут, вызывая обращение волны на поверхности волновода, что в свою очередь приводит к смене знака радиальных тектонических движений.

При повторении геосинклинальных циклов строение земной коры меняется в сторону увеличения мощности базальтового, в том числе составленного породами гранулитовой фации, слоя. В это же время эволюция вещества волновода, связанная с прогрессирующей потерей легкого материала, приводит к общей тектонической эволюции тектоносферы в данной области. Так как в процессе эволюции коры от геосинклинали к молодой платформе легкое вещество, образующее базальтовые астенолиты, оказывается израсходованным, термальный поток из мантии сокращается и температуры в коре понижаются, приближаясь к обычным платформенным температурам.

Как видно, для образования первичных боковых (тангенциальных) тектонических сил в гипотезах Хаармана, Бемеллена и Белоусова места нет. Боковые тектонические движения происходят как вторичный результат поднятий и опусканий земной коры.

Для того чтобы объяснить образование складчатости и больших шарьяжей, геологи, не признающие существования первичных тангенциальных тектонических сил, обычно прибегают к предположению о гравитационном соскальзывании чехла слоистых горных пород с поднятий в сторону депрессий. Бемеллен, развивая эту гипотезу, считает, что не только слоистые породы чехла, но и какая-то часть кристаллических и метаморфических пород, составляющих фундамент горных поднятий, также может вовлекаться в гравитационное скольжение и смятие. Сторонником гравитационного происхождения Альпийских шарьяжей является Ж. Гогель (1964). Ново многих случаях можно показать непригодность гипотез гравитационного происхождения складчатости и больших шарьяжей. Тектонический план развития складок и шарьяжей тесно связан с большими осевыми разломами, которые Ампферер и другие геологи называют рубцами, являющимися зонами поддвигания и всасывания фундамента складчатых и шарьяжных структур. Только гипотезы первичного происхождения тангенциальных тектонических сил в состоянии объяснить эту правильность плана складок, разрывов и шарьяжей.

Кроме того, было установлено погружение вниз, в сторону осевых разломов, поверхностей больших шарьяжей. Тем самым была доказана независимость их от явлений гравитационного скольжения.

Наконец, самым важным фактом, противоречащим гипотезам вторичного происхождения складчатости, является доказанное во всем мире ранее образование главных складчатых деформаций, развивающихся задолго до главных вертикальных поднятий земной коры.

Хотя таким образом гипотезы радиального тектогенеза оказались неспособными объяснить многие важные особенности строения складчатых подвижных поясов, они оказали большое влияние на геологическое мышление, потому что обратили внимание на реально существующие в земной коре явления первичных вертикально направленных движений земной коры. Тектонические деформации, вызванные радиальными силами, широко проявляются на платформах, в океанических впадинах и при горообразовании в различных подвижных поясах земной коры.

Некоторые типы радиальных движений коры вызываются также явлениями изостатического выравнивания.

3.5 Гипотезы изостазии

Известно, что вещество, составляющее земной шар, в целом находится в состоянии гидростатического равновесия, чем и определяется форма Земли, образующей, в грубом приближении, эллипсоид вращения.

Теми же законами равновесия управляются взаимоотношения между оболочками, из которых составлена Земля. Части (блоки) земной коры взаимодействуют с веществом мантии так, как если бы эти блоки плавали в нем в соответствии с законом Архимеда. Это равновесие, в котором находится земная кора, называется изо- статическим. Реальное существование его было доказано измерениями силы тяжести на земной поверхности. Выяснилось, что ускорение силы тяжести почти на всех блоках земной коры чрезвычайно близко к теоретическому, рассчитанному, несмотря на то что измерения производились в самых различных местах, на материках, и над глубокими океаническими впадинами, и на высочайших горных массивах.

Первоначально было предложено две гипотезы, объясняющие механизм изостатического равновесия земной коры. Эти Эри (1855) считал, что для поддержания в равновесии больших горных массивов, составленных относительно легким, гранитным и базальтовым веществом плотностью 2,6--3,1, необходимо утолщение земной коры под горами. За счет таких корней гор из-под высоких гор вытесняется тяжелое вещество мантии плотностью около 3,6 и устанавливается равновесие. Позднее выяснилось, что в океанах, где земная кора сложена породами плотностью около 3,1 и образует глубокие впадины, Иначе представлял себе причины равновесия земной коры Пратт (1855). Он считал, что высокие блоки коры сложены относительно легким веществом, тогда как блоки, занимающие низкое положение, сложены тяжелыми породами. Эти различия в плотности достаточно велики, чтобы обеспечить равную глубину нижней поверхности земной коры.

Рисунок 10 - Гипотезы изостазии

Этим самым Пратт вводил понятие о непрерывном слое (астеносфере), залегающем на некоторой глубине от поверхности геоида. Вещество астеносферы подвержено одинаковому давлению, поскольку вышерасположенные блоки земной коры, хотя и имеют различную высоту, обладают одинаковым весом в каждой колонне, площадь основания которой равна единице.

Ограничение земной коры поверхностью, имеющей более или менее постоянную глубину залегания от уровня моря, не подтвердилось современным глубинным сейсмозондированием. Корни под горами, предполагавшиеся Эри, действительно были обнаружены.

Но часть гипотезы Пратта об изменении плотности земной коры -- уменьшении ее в горных странах и увеличении в тех областях, где толщина земной коры меньше, -- подтвердилась. Кроме того, многие исследователи предполагают, что вместо астеносферы на границе коры и мантии имеется более глубоко залегающий слой, выполняющий функции астеносферы. Гутенбергом (1926, 1959) был открыт слой пониженных скоростей сейсмических волн в мантии па глубинах около 100 км под континентами и около 50 км под океанами. Нижняя поверхность слоя расположена на уровне 200 км. В астеносфере, вещество которой имеет повышенную пластичность, по представлениям геофизиков, осуществляется горизонтальный транспорт вещества, причем восстанавливаются небольшие нарушения равновесия, происшедшие за счет изменения высоты блоков (например, при загрузке низких блоков осадочным материалом, сносимым с разрушаемых гор, образующих высокие блоки).

Таким образом, сейчас мы пользуемся комбинацией гипотез Эри и Пратта, чтобы объяснить механизм изостатической компенсированности земной коры. Учитывая это, Хейсканен (1932) предложил гипотезу, согласно которой две трети компенсации осуществляется путем утолщения коры, а одна треть -- изменением ее плотности.

Изостатические движения в земной коре некоторыми исследователями были приняты как главный механизм, вызывающий тектонические деформации. Считалось, что эрозионное срезание возвышенности на одной колонне земной коры и загрузка разрушенным материалом другой колонны будет вызывать поднимание вверх первой и опускание вниз второй колонны. Именно такой процесс поднятия гор и опускания предгорных впадин, перегружаемых обломками пород, сносимых с гор, наблюдается повсюду в горных странах.

Такие представления не противоречат действительно существующим явлениям изостатического выравнивания (компенсации нарушенного равновесия). Но для того чтобы начал работать механизм изостазии, нужно приложить силы, которые первоначально нарушили бы это равновесие. Иначе говоря, движения, восстанавливающие изостатическое равновесие, являются только следствием, а по причиной (А.Д. Архангельский).

Какие же явления в земной коре вызывают тектонические движения изостатического типа? На этот вопрос первоначально, во времена господства контракционной гипотезы, отвечали так: главной причиной является утолщение легкой сиалической коры в геосинклинальных прогибах в связи с тангенциальным сжатием, складкообразованием и формированием шарьяжей.

Но выше уже было установлено, что складчатость и образованно шарьяжей часто происходят задолго до поднятия гор. Таковы, на пример, очень большие тангенциальные движения земной коры с образованием шарьяжей в начале верхнего мела в Западных Карпатах и Восточных Альпах, которые не сопровождались образованием сколько-нибудь значительных гор. Биллингс (1960) рассмотрел явлении утолщения земной коры путем смятия в складки и пришел к выводу, что одних этих деформаций недостаточно, чтобы объяснить главную причину поднятия гор.

Особенно важные данные были получены советскими геологами в Центральной Азии (В.А. Обручев, С.С. Шульц, Н.П. Костенко), там наблюдается интенсивный рост очень высоких гор в плиоцен о и четвертичном периоде (Тянь-Шань, Куньлунь, Алтай, Саяны и т. д.). На месте всех этих горных поясов до начала горообразования (в мезозое, палеогене и миоцене) не существовало геосинклинального осадконакопления и не проявлялось существенного складкообразования. На этом примере можно доказать, что между величиной тангенциального сжатия и интенсивностью горообразования нет обязательной связи, из чего делается вывод, что значительная часть горообразовательных движений вызывается другими причинами, не имеющими отношения к предшествовавшим тангенциальным сжатиям.

В 1943 г. Б. Гутенберг обнаружил корни гор, исследуя отражение сейсмических волн под Сьеррой Невадой в Калифорнии. Оказалось, что поверхность Мохоровичича, отделяющая земную кору от мантии, здесь опускается на глубину около 60 км. Г. Гамбурцев (1954, 1956) показал, что корни имеют также горы Центральной Азии.

П.Н. Кропоткин, Е.Н. Люстих и Н.Н. Повало-Швейковская (1958), исследуя современную большую толщину земной коры в высокоподнятых горных плато Центральной Азии и Боливийских Анд, приняли во внимание, во-первых, геологические факты, указывающие на геологическую молодость высокогорного рельефа в этих странах (главные поднятия произошли в плиоцене и в четвертичном периоде), и, во-вторых, довольно высокую степень изостатического равновесия, достигнутого земной корой этих областей. На этом основании они считают, что наращивание корней гор представляет весьма быстрый процесс в масштабе геологического времени. Хейсканен (1958), имея в виду другие факты, изученные им на примере изостатического выравнивания Балтийского щита, думает, что обычно достаточно десяти тысяч лет, чтобы произошло выравнивание равновесий и земная кора приспособилась к происшедшему нарушению.

Все сказанное выше позволяет сделать вывод, что процессы горообразования, происходящие весьма энергично, например, в нашу эпоху, в главной своей части вызываются увеличением (наращиванием) корней растущих горных сооружений. М.Е. Артемьев (1966), исследовавший местные изостатические аномалии силы тяжести,, пришел к выводу, что именно эти аномалии отражают происходящие в настоящее время процессы (динамику тектонических движений горообразования), развивающиеся в нижних горизонтах земной коры,, там, где она взаимодействует с мантией. Действительно, вдоль современных горных сооружений прослеживаются линейные изостатические аномалии, положительные над тыльным склоном горного хребта, тогда как над склоном хребта, обращенным в сторону передовой предгорной впадины и в самой предгорной впадине, проходит линейная отрицательная изостатическая аномалия (рис. 197). Венинг-Мейнес открыл (1930), что особенно большие отрицательные изостатические аномалии имеются в островных дугах, например, в Индонезии и на Антильских островах.

Геологический смысл изостатических аномалий в подвижных складчатых поясах Земли по Венингу-Мейнесу и Артемьеву заключается в том, что в зонах положительных аномалий земная кора тоньше, чем она должна была быть при полной компенсации, а в зонах отрицательных аномалий земная кора соответственно толще нормальной. Таким образом, в зонах положительных аномалий в настоящий момент происходит наращивание относительно лег кой земной коры за счет мантии, тогда как в зонах отрицательных аномалий происходит разрушение земной коры и замещение ее более плотным веществом мантии. Однако, ввиду запаздывания компенсационных изостатических движений, для того чтобы установилось равновесие, надо некоторое время, и за счет этого запаздывания образуются аномалии. Такое объяснение пригодно только для орогенических поясов. Совсем другое происхождение, по-видимому, имеют изостатические аномалии в областях энергичной океанизации земной коры и в тыльных областях орогенических поясов, где происходят поздние опускания и провалы, например в Эгейском, Ионическом и Тирренском морях, Паннонском блоке и т. п.

Еще один важный вопрос о механизме горообразования был в последнее время исследован в связи с накоплением огромного материала о возрасте регионального метаморфизма и гранитоидного магматизма. Выясняется, что энергичное наращивание корней гор и орогенез имеют максимум, отчетливо смещенный относительно максимумов регионального метаморфизма и гранитоидного магматизма (Ажгирей, 1967, 1968). Оба эти процесса в определенной мере самостоятельны. Поэтому есть основание предполагать, что по глубинным тектоническим зонам во время горообразования поднимается поток вещества, сильно отличающийся по составу и несущий значительно меньший поток тепла, по сравнению с более ранними эпохами складкообразования, формирования шарьяжей, регионального метаморфизма и гранитных магм. Геофизические исследования последних лет подтверждают такое представление, потому что, судя по скоростям сейсмических волн, корни горных сооружений составлены веществом основного и среднего состава.

Все вышеизложенное показывает важную роль и определенное историческое место процессов изостатического выравнивания при горообразовании в земной коре. Однако не следует забывать, что и во время горообразования происходит тангенциальное сжатие земной коры, что выражается в образовании складок большого радиуса и взбросо-надвигов (Леукс, 1912, Арган, 1922).

Поэтому часть горообразования следует относить за счет тангенциального сжатия земной коры.

3.6 Мобилистические гипотезы

Гипотеза горизонтального перемещения (дрейфа) материков сформулирована немецким геофизиком В. Вегенером (1912 г.) с использованием идей американского ученого Ф. Тейлора. Согласно гипотезе, гранитный (сиалический) слой земной коры ранее равномерно покрывал Землю, плавая по базальтовому (симатическому) слою. Под действием центробежных и приливных сил гранитный слой был собран в единый праматерик Пангея (греч. "пан" -- всеобщий, "ге -- Земля). С конца палеозоя под влиянием тех же сил он начал раскалываться на отдельные крупные глыбы -- континенты, которые стали отплывать друг от друга в широтном направлении. Северная и Южная Америка оторвались от Европы и Африки и подвинулись на запад. В промежутке между ними возник Атлантический океан. Южная Америка и Африка в своём движении испытали поворот по часовой стрелке (рис. 8).

При передвижении Индостана к северо-востоку, Антарктиды к югу, а Австралии к юго-востоку между ними образовался Индийский океан. Таким образом, по гипотезе А. Вегенера, Тихий океан являлся первичным, а Атлантический и Индийский -- вторичными. Образование складчатых поясов объяснялось сжатием в складки континентов, которые при перемещении испытывали сопротивление подстилающего базальтового слоя.

Гипотеза основывалась на сходстве очертаний материков, их геологического строения, животного и растительного мира. Однако она имела неудовлетворительную физическую основу с точки зрения объяснения причин и механизма движения твердых континентов по твердому субстрату. Не объяснялись также вертикальные тектонические движения и глубокофокусные землетрясения, игнорировалась взаимосвязь коры и мантии. Некоторое время гипотеза была популярна, но затем как мало обоснованная была оставлена.

Изучение палеомагнетизма, исследования океанского дна, приведшие к открытию мировой системы срединно-океанических хребтов с их осевыми рифтами, последующие доказательства коренного отличия океанической коры от континентальной, обнаружения резкого утонения осадочного слоя к срединным хребтам и повышенного теплового потока в осевой зоне последних, наконец, установление астеносферы в мантии -- все это привело к возрождению идей мобилизма на принципиально новой основе.

В 60-е годы была сформулирована концепция "новой глобальной тектоники" (Б.Изакс, Дж. Оливер, Л.P. Сайке), или "тектоники плит" (K.Ле Пишон, В.Дж. Морган), представляющая собой теоретическое обобщение новых фактов и базирующаяся на совокупности современных мобилистских гипотез раздвигания (спрединга) океанического дна (Г. Хесс, Р.Дитц, Ф. Вайн, Д. Мэтьюз), трансформных разломов, субдукции (пододвигания под материк) в зонах глубоководных желобов (Ватати, Г. Беньоф) и дрейфа континентов. Идеи мобилизма и, в частности тектоники плит, поддерживаются и развиваются советскими учеными А.В. Пейве, В.Е. Хаиным, П.Н. Кропоткиным, Л.П. Зоненшайном и др.

а - положение 300 млн. лет назад, б - положение 80 млн. лет назад, в - положение 1 млн. лет назад

Рисунок 11- Движение материков по гипотезе А. Вегенера

Основные положения этой новой концепции заключаются в следующем. Земная кора и верхняя часть мантии, образующие верхнюю твердую оболочку Земли -- литосферу, подстилаются астеносферой -- более вязкой и пластичной оболочкой. Литосфера разделена на относительно небольшое (6 -- 8) число крупных жестких монолитных плит, вдоль границ которых концентрируется практически вся тектоническая и сейсмическая активность .

Литосферные плиты испытывают смещения трех типов. Раздвиг (спрединг) происходит в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов (так называемые границы разрастания, конструктивные или дивергентные). Сжатие приурочено к зонам Заварицкого -- Беньофа -- глубоководным желобам окраинных частей океана вдоль глубинных разломов (конвергентные, деструктивные или поглощающие границы). Сдвиг происходит вдоль трансформных разломов (трансформные или скользящие границы). Относительные смещения литосферных плит по поверхности Земли совершаются в соответствии с законами сферической геометрии. В зонах раздвига срединно-океанических хребтов рождается новая океаническая кора (отсюда название "конструктивные границы"). В зонах Заварицкого - Беньофа она поглощается в мантии (деструктивные, поглощающиеся границы). Этот процесс называется субдукцией. Предполагается, что субдукция полностью компенсирует спрединг, поэтому объем Земли остается неизменным. (рис. 9) Причиной относительного перемещения литосферных плит считается тепловая конвекция в мантии Земли. Рифты срединно-океанических хребтов располагаются над восходящими ветвями конвективных ячей. Зоны Заварицкого -- Беньофа совпадают с нисходящими ветвями. Океаническая литосфера движется от рифтов к этим зонам, увлекаемая как конвейером горизонтальными отрезками конвективных ячей. Скорость конвективных потоков от 1 до 3 см/год. В земной коре эти вертикальные и горизонтальные течения в замкнутых ячеях вызывают тектонические движения в виде поднятий и опусканий, сжатия и растяжения. Они приводят к перемещению материковых плит или их отдельных частей.

Рисунок 12 - Движение литосферных плит

Перемещение материала происходит в виде систем замкнутых кругов. Геосинклинали возникают в зонах смыкания двух ветвей нисходящих потоков, а поднятия -- в местах расхождения восходящих потоков. Прогибание сопровождается сжатием, а поднятие -- растяжением с образованием разломов в разные стороны (так образуются срединно-океанические хребты). Океанические впадины связывают с нисходящими или горизонтальными ветвями конвекционных потоков. Складкообразование является следствием сжатия геосинклинали двумя сближающимися платформами, при котором пластический материал выдавливается с образованием гор, либо столкновением материковых и океанических литосферных плит.

Таким образом, изложенная концепция отличается относительной простотой, логичностью построения и завершенностью. Вместе с тем изложенная концепция пока не может претендовать на роль универсальной геотектонической теории, поскольку не в состоянии объяснить многие важные вопросы развития земной коры. Она не объясняет причин унаследованности развития крупных структур материков на протяжении многих геологических периодов и др. Не соответствует ей плавное, недеформированное погружение побережий Атлантического океана, где следовало наоборот ожидать пододвигания и образования краевых горных цепей. Нет пока удовлетворительного объяснения развития платформ и образования эпиплатформенных орогенических поясов. Слишком умозрительным представляется и механизм движения плит конвективными потоками.

В целом, геотектоника вступила сейчас в ту стадию своего развития, когда решающее слово будет принадлежать количественной оценке влияния тех или иных факторов: термического режима Земли, физического состояния ее глубинных частей, механизма гравитации, дифференциации, конвекции и др. Будущая геотектоническая гипотеза должна быть построена на учете всего разнообразия физических и химических процессов, протекающих в Земле, а также рассматривать эти процессы и их взаимосвязи в исторической последовательности. [8]

3.7 Современные гипотезы складкообразования

Наиболее обоснованной системой взглядов об условиях деформации складчатых поясов является гипотеза тангенциального сокращения геосинклинальных поясов во время складкообразования путем поддвигания по направлению к осевым глубинным разломам. Недавно было детально описано тектоническое строение Канадских Скалистых гор (Д. Роедер, 1967). Хорошая обнаженность и большое количество глубоких буровых скважин обеспечили надежность геологических представлений об этом районе. С другой стороны, наши сведения о строении Альп, Карпат, Аппалач, Кавказа и других горных сооружений позволяют утверждать, что Канадские Скалистые горы не являются исключением. Главные, характерные черты строения, образованные боковым сжатием, устанавливаются на том же Кавказе или Аппалачах (Г.Д. Ажгирей, 1956, 1966; Е. Жен, 1967, 1968; Дж. Роджерс, 1968) вполне отчетливо, поэтому пример формирования Скалистых гор полезно изучать каждому геологу, работающему в любой складчатой горной стране, молодой или древней.

Несомненно, столь протяженная линейная структура является отражением какой-то весьма глубинной тектонической зоны в земной коре. Такого рода структуры известны и в других складчатых поясах во всем мире, например грабен Кито в Эквадоре, центральная долина в Чилийских Андах, осевые грабены северо-восточной Суматры в Индонезии и др. До сих пор происхождение подобных больших и, следовательно, важных тектонических структур мало обсуждалось в геологической литературе. Некоторые геологи склонны приравнивать эти грабены к грабенам Африканских рифтовых долин, что является ошибкой, судя по фактическим данным Роедера. На значительной части протяжения грабен Скалистых гор отделяет Ларамийский складчатый пояс от Невадского складчатого пояса. Мало того, на схеме распространения фаций осадочных пород в Скалистых горах в поперечном разрезе, между фациями пород, развитых к востоку и к западу от современного грабена Скалистых гор видны большие изменения и, что очень важно, на многих профилях, проведенных поперек Скалистых гор, видно резкое усиление деформации и крутое погружение слоев пород непосредственно около грабена или вблизи него. Если принять во внимание все эти факты, можно прийти к определенному выводу, что осевой грабен Скалистых гор не простое новообразование по центру тектонического поднятия горной системы. Советская геологическая школа давно разработала принципы распознания больших глубинных разломов, являющихся характерными и важнейшими составными частями тектонической структуры практически всех складчатых и складчато-глыбовых поясов. И в данном случае молодой, плиоцен-плейстоценовый осевой грабен Скалистых гор отражает существование древнего глубинного разлома, энергично функционировавшего, судя по различиям в фациях пород по одну и другую сторону разлома, уже с докембрия. Отсюда вывод, что грабен Скалистых гор имеет геологическую историю и механизм образования, коренным образом отличающиеся от геологической истории и механизма образования грабенов типа Африканских рифтов.

Другой важнейшей особенностью строения Скалистых гор, является огромное тангенциальное сокращение ширины складчатого пояса, отражающееся в образовании многочисленных, многоэтажных тектонических покровов.

Корни всех надвиговых покровов (шарьяжей) погружаются в сторону оси горного сооружения, следовательно, не может быть речи о том, что в данном случае шарьяжи имеют гравитационное происхождение, хотя в их лобовых, фронтальных частях по мере окучивания пород могли быть местные гравитационные соскальзывания.

Механизм образования системы шарьяжей подобного типа нельзя объяснить действием сил, которые выталкивали мощные пластины пород из осевой части горного сооружения в стороны, к периферии (к подножию) гор. Такие силы не могут существовать, потому что надвиговые пластины двигались не сверху вниз под действием силы тяжести из осевой зоны растущих гор, а, наоборот, перемещались снизу вверх. Так как ширина системы надвиговых пластин от их лба до корней далеко превосходит 50 км и обычно составляет около 100 км, прочность любых пород, составляющих надвиговые пластины, недостаточна для того, чтобы передать тектонические усилия на такое расстояние (В.В. Белоусов, 1948), даже если учесть физические явления, связанные с давлением поровых вод в горных породах, существенно уменьшающих силы трения (Хабберт и Раби, 1959; Л.В. Беляков, 1968).

Отсюда неизбежен вывод, что тангенциальное сжатие и образование складчатого пояса происходят единственно возможным путем поддвигания пород, образующих фундамент складчатого сооружения, в направлении от периферии к оси подвижного пояса. Осью же подвижного пояса, как видно из профилей Роедера, является зона круто залегающего глубинного разлома (в настоящее время -- грабена).

Хотя современные гипотезы складкообразования имеют в своей основе механизм поддвигания и всасывания (предложенный О. Ампферером), однако имеются и существенные отличия. Главной частью первоначальной гипотезы являлось всасывание, связанное с действием конвекционного потока. Известные в настоящее время факты вынуждают относиться с осторожностью к этой части первоначальной гипотезы. Складкообразование в каждой структурно-фациальной тектонической зоне любого крупного горного сооружения осуществляется очень быстро, геологически почти мгновенно. Затем складкообразование перемещается в другие структурно-фациальные зоны (Штилле, 1919; Фурмарье, 1932; Д. Андрусов, 1958, 1967; Ажгирей, 1960, 1969; Обуэн, 1965, 1967). Объяснить такой механизм действием конвекционных потоков затруднительно.

Кроме того, всасывание представляет подчиненный элемент деформации. Активным элементом деформации является поддвигание. Причем часто поддвигание одностороннее, отнюдь не симметрично направленное с одной и другой стороны.

Поэтому нельзя утверждать, что в результате изучения складчатых деформаций и геологической истории их развития в большом числе горных стран всего мира эмпирически установлены закономерности этих деформаций. Однако внутренний механизм, вызывающий складкообразование, пока остается загадкой Важно одно -- выяснены определенные, отчетливые закономерности, позволяющие отвергать старые, мало обоснованные гипотезы, и любая удовлетворительная гипотеза должна будет считаться с обнаруженными закономерностями.[9]

Заключение

Контракционная гипотеза долгое время была главной геотектонической гипотезой. Однако многое оказалось в корне неверным. Так, например, открытие большой независимости складкообразования от горообразования полностью противоречит гипотезе. Контракционная гипотеза также не может объяснить одновременное распространение в земной коре явлений тангенциального сжатия и тангенциального растяжения. Сомнителен и тот факт, что земная кора приспосабливается к сокращающимся в объеме, охлаждающимся внутренним частям Земли в связи с тем, что Земля теряет свою теплоту в космическое пространство. Данных о внутреннем строении Земли недостаточно, чтобы с абсолютной уверенностью говорить о том, что температура внутренних слоёв Земли падает. Но несмотря на общую несостоятельность гипотезы, некоторые её положения используются и по сей день.

Гипотеза конвекционных потоков тоже не может считаться абсолютно верной, т.к. существование конвекционных потоков, находящихся под хребтами в океане, очень сомнительно. Гипотеза конвекционных потоков находится в плохом согласии со многими известными особенностями строения земной коры и мантии Земли и, следовательно, непригодна. Гипотеза тангенциального сжатия в связи с поддвиганием земной коры и всасыванием в зоны осевых глубинных разломов удовлетворительно объясняет многие главные особенности развития и образование тектонических структур только в осевых зонах складчатых поясов. Однако она не может объяснить такие явления, как рост гор (горообразование) или образование предгорных и межгорных впадин.

Гипотезы радиального тектогенеза оказались неспособными объяснить многие важные особенности строения складчатых подвижных поясов. Однако они оказали большое влияние на геологическое мышление, потому что обратили внимание на реально существующие в земной коре явления первичных вертикально направленных движений земной коры.

Несмотря на простоту и логичность мобилистической гипотезы, она не объясняет причин унаследованности развития крупных структур материков на протяжении многих геологических периодов и др. Не соответствует ей плавное, недеформированное погружение побережий Атлантического океана, где следовало наоборот ожидать пододвигания и образования краевых горных цепей. Нет пока удовлетворительного объяснения развития платформ и образования эпиплатформенных орогенических поясов. Слишком умозрительным представляется и механизм движения плит конвективными потоками.

Подводя итог современным представлениям о причинах тектогенеза, можно объективно утверждать, что на сегодня отсутствует общепризнанная и всеобъемлющая теория, объясняющая причины возникновения различных тектонических движений и закономерности развития тектогенеза на всех стадиях геологической истории Земли. Возможно, что причиной этого является многофакторность геологических процессов. Попытки «втиснуть» то или иное геологическое явление в рамки одной концепции приводят к ограниченности в понимании сложных, порой противоречивых геологических связей, что обрекает любую гипотезу на забвение.

Из существующих концепций наиболее научно аргументирована, подтверждена фактами, и наиболее плодотворно применяется на практике, по нашему мнению, концепция глобальной тектоники плит.

Дальнейшее развитие геотектонической мысли должно, вероятно, идти по пути синтеза различных идей, по пути их взаимного дополнения и обогащения, но наиболее приемлемой основой, фундаментом, по-видимому, должна являться концепция горизонтального движения литосферных плит.[10]

Список использованной литературы

1. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П., Шанцер Е.В. Общая геология/Москва, 1974 - С. 258 - 263

2. Добровольский В.В., Якушова А. Ф. Геология/ Москва, 1979 - С. 128-130

3. Кравцов А.И, Бакалдина А.П. Геология/ Москва 1979 - С. 142 - 149

4. Мильничук В.С, Арабаджи М.С. Геология/ Москва, 1979 - С. 336 - 342

5. Белоусов В.В. Геотектоника/ Москва, 1976 - С. 278-280

6. Гурский Б.Н., Гурский Г.В. Общая геология/ Минск, 1976 - С. 273 - 282

7. Гаврилов В.П. Геотектоника/ Москва, 2005 - с.92

8. Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.Б. Основы геологии/Москва 1986 - С. 276 - 281

9. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П., Шанцер Е.В. Общая геология/Москва, 1974 - С 445 - 451

10. Гаврилов В.П. Геотектоника/ Москва, 2005 - с. 140

Размещено на Allbest.ru