ВВЕДЕНИЕ. Издательско-полиграфический центр

ГЕОТЕКТОНИКА

Учебное пособие

А. И. Трегуб

Издательско-полиграфический центр

Воронежского государственного университета

Утверждено Ученым Советом геологического факультета 11 июня 2013 г., протокол № 9.

Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры полезных ископаемых и недропользования Ю. Н. Стрик.

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей геологии и геодинамики геологического факультета Воронежского государственного университета.

Рекомендуется для студентов очной формы обучения геологического факультета Воронежского государственного университета при изучении курса «Геотектоника».

Для направления «Геология», профили – «Гидрогеология и инженерная геология»; «Экологическая геология» (020700.62).

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Геотектоника – наука о строении, движениях и деформациях литосферы и ее развитии в связи с развитием Земли в целом. Таким образом, она составляет теоретическую основу геологии, поэтому ее называют «философией геологии». Геотектоника включает несколько разделов. Первый из них – морфологическая геотектоника (структурная геология или просто тектоника). Это наиболее ранняя часть геотектоники, сформировавшаяся в 80-90-е годы XIX в. В ней рассматриваются тектонические деформации и дислокации различных размеров, выделяются и классифицируются складчатые (пликативные) и разрывные (дизъюнктивные) деформации. Второй раздел – региональная геотектоника, которая посвящена характеристике строения и тектонического развития конкретных территорий. Историческая геотектоника – это третий раздел. В нем рассматриваются основные стадии развития структуры литосферы, как на глобальном уровне, так и на региональном. Специальными разделами геотектоники являются актуотектоника, изучающая современные тектонические движения, неотектоника, посвященная олигоцен - четвертичным движениям, а также сейсмотектотика, в рамках которой исследуются связи сейсмичности с тектоническими движениями и структурами. Геотектоника тесным образом связана с геодинамикой, изучающей системы сил (геодинамические системы) надглобального, глобального, регионального и локального уровней. Одним из базовых разделов геодинамики является тектонофизика, базирующаяся на методах физического и математического моделирования геодинамических систем, полей напряжений и деформаций ими порождаемых. Важной составляющей геотектоники является тектоническая картография, посвященная методам составления разнообразных карт тектонического содержания.

Геотектоника выделилась из общей геологии в самостоятельную научную дисциплину в 30-е годы ХХ века, хотя сам термин «геотектоника» был предложен немецким геологом К. Науманном в 1860 г. Первая научная тектоническая гипотеза – гипотеза поднятий, связанная с развитием представлений М. В. Ломоносова, Дж. Хаттона, а затем, - А. Гумбольта и Л. Буха, оформилась в первой четверти XIX в. Складкообразование и горообразование, а также вулканизм рассматривались как результат «подземного жара» и катастроф глобального уровня. Катастрофизм, был в последствии преодолен в связи с появлением в 1830 г знаменитого труда Ч. Лайеля «Основы геологии».

Вторая половина XIX века характеризуется становлением гипотезы контракции, которая связана с именем французского ученого Л. Эли де Бомона (1832-1852). Гипотеза основывалась на космогонических представлениях Канта – Лапласа об охлаждении первоначально расплавленной Земли, сокращении ее объема, деформировании земной коры. В рамках глобальной гипотезы контракции сформировалось учение о геосинклиналях (американские геологи Дж. Холл, 1859, Дж. Дэна, 1873). Французский геолог Э. Ог в 1900 г противопоставил подвижным поясам – геосинклиналям устойчивые области континентов – платформы (кратоны ). Решающий вклад в развитие учения о платформах внесен российскими геологами А. П. Карпинским, А. П. Павловым и др. Параллельно во времени развивается учение об изостазии (автор термина – американец К. Деттон; английские геологи Дж. Эри и Дж. Пратт). Французский геолог М. Бертран (1887) выделил разновозрастные эпохи горообразования: гуронскую, каледонскую, герцинскую и альпийскую. Важнейшим итогом этого этапа явилось создание знаменитым австрийским ученым Э. Зюссом фундаментального трехтомного труда «Лик Земли» (1885-1909), в котором впервые на основе гипотезы контракции было дано описание тектоники всей поверхности земного шара.

На рубеже XIX –XX веков и в первой половине XX века происходит смена «горячей» космогонической гипотезы Канта – Лапласа «холодной» гипотезой О. Ю. Шмидта. Открытие естественной радиоактивности приводит к выводу о возможном разогреве Земли за счет радиоактивного распада. Открытие шарьяжей, требующих значительного сокращения объема Земли за короткий срок, не укладывается в представления контракционной гипотезы. Все это вместе взятое приводит к замене гипотезы контракции рядом альтернативных представлений: подкоровых течений (О. Ампферер, 1906); пульсирующей Земли (В. Бухер, 1933; М. А. Усов, 1939; В. А. Обручев, 1940); расширяющейся Земли (Б. Линдеман, 1927; О. Хильгенберг, 1933; М. М. Тетяев, 1934). Наиболее радикальной выглядит гипотеза перемещения материков (Ф. Тейлор, 1910; А. Вегенер, 1912), положившая начало новому направлению в геологии – мобилизму. Но наибольшим признанием в 30-50-е годы пользовались представления о вертикальных движениях земной коры, связанных с подъемом магмы, являющейся продуктом глубинной дифференциации мантии под влиянием радиоактивного разогрева (голландец Р. В. Ван Беммелен, 1933; В. В. Белоусов, 1944). Эти представления соответствовали направлению, получившему название «фиксизм». Кроме того, в конце первой половины XX века возникло учение о глубинных разломах (А. В. Пейве, 1945), обособились в самостоятельные направления неотектоника (В. А. Обручев, 1948; Н. И. Николаев, С. С. Шульц, 1949) и сейсмотектоника (И. Е. Губкин, 1950).

Во второй половине ХХ века началось интенсивное изучение геологии дна Мирового океана, была открыта остаточная намагниченность горных пород, положившая начало развитию палеомагнитных исследований, в результате которых были установлены инверсии магнитного поля Земли и открыты полосовые магнитные аномалии срединно-океанических хребтов. Все это и многое другое привело к появлению в 1962-1968 гг. тектоники литосферных плит – новой парадигмы в геологии, характеризующей настоящую революцию в геотектонике и в геологии в целом. В процессе своего развития эта парадигма дополнилась тектоникой мантийных плюмов. Вместе с тем, тектоника литосферных плит, определяя геодинамику земной коры и верхней мантии, должна рассматриваться как часть более общей геодинамической концепции, находящейся в стадии становления.