Типы движений земной коры и тектогенез

Полвека прошло с тех пор, как из наблюдений характерных особенностей горных хребтов суши или геологических структур и горных пород в областях земной коры, некогда бывших горными хребтами, развилась общая идея орогенеза. В соответствии со Штилле [98], который дал четкое определение орогенеза, он проявлялся в относительно короткие периоды сильнейших тектонических событий, после длительных спокойных периодов и был приурочен к довольно ограниченным узким зонам. Штилле установил, что структурные несогласия, т. е. динамические несогласия, образуются даже в процессе последовательных орогенических движений между непрерывно наложенными группами слоев в результате быстрого развития складок. Он назвал этот период интенсивного движения «фазой складкообразования» (орогенической фазой). Вместе с тем, существует общее представление об эпейрогенезе (epeirogenesis), который представляет собой другой тип движения земной коры, отличный от орогенеза. Штилле [98] в этом случае повторно использовал термин, задолго до него употребляемый Г. К. Джильбертом (1890). Особенность эпейрогенеза — медленные движения на обширной территории в течение длительного периода времени. Хотя орогенические движения действительно образуют складки, разломы и и т. д., эпейрогенез в большинстве случаев не сопровождается такими геологическими структурами. Кроме этих двух типов движений земной коры, Бубновым [115] был выделен третий тип. Он получил название диктиогенеза (diktyogenesis) — образование рамы и характеризуется временным и пространственным масштабами, промежуточными между двумя другими типами. Особенно это относится к образованию приподнятых и опущенных зон, которые обусловливают рельеф чередующихся поднятий и бассейнов.

Обсуждалось много различных гипотез по поводу того, какие факторы вызывают различные типы движений земной коры, но в целом здесь можно выделить два направления. Одна группа гипотез считает, что движения земной коры вызываются силами, которые исходят из центра Земли, т. е. они проявляются перпендикулярно земной коре, возбуждая движения вещества в том же направлении. Это означает, что геологическая структура, наблюдаемая в верхней части земной коры, зародилась на глубине по вертикали. Сторонников этого представления называли «вертикалистами» или «фиксистами». Колебательные или ундуляционные гипотезы Хаармана (1930), Уиллиса [118] и ван Беммелена [112, 113] хорошо известны. В них в качестве механизма образования складчатых поясов предложено «гравитационное скольжение».

Можно считать, что и гипотеза Белоусова [7], которая в общем тоже рассматривает крупные движения земной коры, направленные вверх, и содержит утверждение о существовании вертикального движения, принадлежит к рассматриваемому направлению. Эти представления получили название «глубинная тектоника», а гипотезы, подобные выдвинутой Белоусовым, стали называться «блоковой тектоникой» (block tectonics). Несмотря на принадлежность по существу к этому направлению, гипотеза «расширяющейся Земли» и гипотеза Рамберга [87] имеют сходство и с представлением о крупных горизонтальных движениях земной коры. Гипотеза Рамберга постулирует, что на определенных глубинных горизонтах существуют зоны с инверсией плотностей, откуда более легкие вещества под действием их собственной плавучести и разницы гидростатических давлений начинают всплывать. Достигая поверхности, они растекаются, вызывая крупные горизонтальные смещения земной коры и образование альпинотипных структур. Вероятно, эти представления следует называть «диапировой тектоникой».

Напротив, другая группа гипотез пытается обнаружить источник зарождения геологических структур в относительно неглубоких частях Земли и называется «тектоникой малых глубин». Так как они сходны с гипотезой крупных горизонтальных движений земной коры, их сторонников иногда называют «горизонталистами» или «мобилистами». Исторически знаменитая контракционная гипотеза, выдвинутая де Бомоном [191] и Дэна [18], гипотезы конвекционного течения Холмса (1928), Венинг Мейенса [114], Григгса [43] и других являются представительными примерами этого направления, и ряд отдельных гипотез выведен из них. Есть и иные гипотезы тектогенеза, относящиеся к этой группе, в том числе современный лидер — концепция тектоники плит (plate tectonics), последовавшая за предположениями Изакса и др. [65] или за предшествовавшей ей гипотезой расширения океанического дна [26]. Интересно отметить, что все они, за исключением контракционной гипотезы, возникли на основе изучения океанической земной коры и подстилающей ее мантии.

Можно сказать, что современные гипотезы тектогенеза явно ушли далеко за пределы попытки дать ответ на вопрос «Как образовались горы?». Они не просто сводятся к выяснению процессов формирования геологических структур, но, кроме того, быстро углубляют наше понимание взаимосвязей между явлениями, встречающимися почти во всех сферах наук о Земле, объясняя феномен Земли в целом.