Подразделение геологических структур

Существует множество типов геологических структур. Мы предоставим учебникам их систематическое описание, а сами сосредоточим внимание на двух задачах, которые, как мы полагаем, важны при классификации встречающихся в природе геологических структур, и рассмотрим их взаимосвязи.

Первая задача состоит в том, чтобы постараться разделить огромное множество структур — от простейших до наиболее усложненных — на элементарные и сложные. Многие «элементарные» структуры относительно просты. Они участвуют в образовании более сложных структур и могут быть, описаны в виде плоскостей и линий. Конечно, бывают случаи,, когда они проявляются и вполне независимо. Примерами могут служить все типы разрывных структур — трещины и разломы, все типы листоватости (foliation)—-кливаж горных пород или сланцеватость, все типы линейности — линейное расположение минералов, осей складок, удлиненных зерен или пересечение двух плоскостей. Складки образованы как плоскостями, так и линиями, но обычно их рассматривают как элементарные структуры, потому что они независимые структурные единицы и однородны по своей природе. Напротив, сложные структуры состоят из сочетаний элементарных структур. Например, структуры, являющиеся по существу складками, но с элементами, относящимися к разрывным нарушениям, могут образовывать тектонические покровы (nappes) или клиппы (klipp, мн. ч. — klippen)—бескорневые блоки. Тогда как многие типы блоковых структур, в частности чешуйчатые структуры (schuppen), грабены (graben), горсты (horst), наклонные блоки (tilted blocks) и сбросовые впадины (faulted basins) могут быть отнесены к структурам, которые в основном образовались в результате разрывных нарушений-Сложные структуры могут возникать в случае образования двух или более типов структур в разное время в одном и: том же месте. Кроме того, они могут быть представлены различными типами структур, сформировавшимися последовательно на начальной и конечной стадиях движений в земной-коре. Тем не менее, сочетания элементарных структур имеют-установившиеся формы, и полностью безграничные или хаотические сочетания в природе не встречаются. Доказательства этих законов природы можно найти в структурном строении орогенических поясов, в так называемых «альпинотипных» структурах, в которых преобладают складчатые деформации, или в «германотипных», где доминируют разрывные ларушения (рис. 1.1). То же самое касается и элементарных структур. Есть структуры, распространение которых ограничено конкретными регионами, либо они появляются лишь на определенных стадиях движений в земной коре. Такие временные и пространственные закономерности распространения геологических структур непосредственно отражают природные условия времени и области их образования. Они также позволяют нам выяснить пространственно-временные изменения обстановок структурообразования.


Вторая задача связана с иерархией геологических структур и включает в себя аспекты, связанные с их масштабом, порядком или элементом. Естественный мир состоит из бесконечного числа структурных элементов, но, даже будучи организованы по своим собственным, особым законам, они кроме того тесно взаимосвязаны и образуют единую картину. В природе нет исключений из этого правила, начиная от крупнейших систем, таких как Галактика,, Солнечная система или Земля, и кончая мельчайшей молекулой, атомом или элементарной частицей. Точно так и в геологических структурах мы сталкиваемся с рядом элементов, составляющих подобную иерархию. Вообще говоря, считается, что к крупнейшим структурам, обнаруженным на Земле, относится слоистая структура, представленная земной корой, мантией и ядром. Рассматривая исключительно земную кору, которая имеет наибольшее отношение к геологическим структурам, можно установить два основных элемента: континентальную земную кору и океаническую. Континенты можно разделить на стабильные массивы суши (кратоны), где нарушения прекратились в намного более ранние эры, и горообразовательные (орогенические) пояса, каждый из которых отличается своими собственными характерными структурами. В континентальной земной коре развиты также пояса огромных рифтовых долин (грабенов), которые представляют собой грандиозные трещины земной коры, подобные наблюдаемым в Восточной Африке. Они образуют собственные особые структурные элементы. Что же касается структуры океанической земной коры, то по сравнению с континентальной корой она изучена относительно слабее, но и в ней можно выделить три главных элемента, а именно: обширное океаническое дно, узкие длинные желоба и океанические хребты (особенности последних установили совсем недавно). Такие характерные структуры, как островные дуги, обнаружены на границах между континентом и океаном, причем большинство их концентрируется в западной части Тихого океана.

Они образуют иной комплекс структур чем континенты и океаны. Эти крупные структурные элементы можно разделить на несколько структурных провинций, каждую из которых затем можно подразделять на структурные элементы более низкой ступени до тех пор, пока единственная сложная структура в конце концов не разделится на несколько элементарных структурных единиц. Такая же иерархия наблюдается и среди отдельных элементарных структур. При детальном изучении отдельного разлома (рис. 1.2) обычно выясняют, что он состоит из нескольких разломов более мелкого масштаба, расположенных кулисообразно (en echelon). Повторение синклиналей и антиклиналей с короткой длиной волны, образующих последовательно крупномасштабные синклинории и антикли-нории, часто наблюдается в областях развития сложной складчатости (рис. 1.3). Другими словами, необходимо всегда иметь в виду иерархическое положение рассматриваемой структуры. Очевидно, что методы изучения структур в таких случаях будут зависеть от их масштаба. В качестве эталона обычно принимается мезоскопический масштаб (видимый невооруженным глазом), более мелкие структуры рассматриваются как структуры микроскопического масштаба, а более крупные — как структуры макроскопического масштаба.

Другой важной проблемой в понимании структурной иерархии является проблема взаимосвязей между отдельными структурными элементами, особенно их взаимный переход. Например, может оказаться, что орогенический пояс превратился в часть стабильного массива, а чрезвычайно активный пояс возник на месте бывшего стабильного массива. Существуют также примеры, когда тектонические покровы сопровождаются развитием опрокинутых складок, нагромождения которых приводят к образованию сложных складчатых горных хребтов, таких как Альпы. Объединение мельчайших смещений вдоль кливажа сланцеватости может привести к сдвигу. Следовательно, взаимосвязи, т. е. взаимный переход геологических структур в структурных элементах одного ранга, или между различными слоями, встречаются часто. Этот факт особенно важен при рассмотрении процессов образования каждого отдельного структурного элемента.