Тектоніка (геол.)
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Тектоніка (геол.)

Тектоніка (від греч.(грецький) tektonikós — що відноситься до будівництва), геотектоніка, галузь геології, що вивчає структуру земної кори і її зміни під впливом механічних тектонічних рухів і деформацій, пов'язаних з розвитком Землі в цілому (див. Тектонічні рухи і Тектонічні деформації ) . Основне завдання Т. — вивчення сучасної структури земної кори, тобто розміщення і характеру залягання в її межах різних гірських порід, і закономірних поєднань структурних елементів різного порядку — від дрібних складок і розривів до континентів і океанів, а також з'ясування історії і умов її формування (див. Тектонічні структури ) .

  Т. пов'язана з багатьма галузями геології, особливо із стратіграфієй, петрографією, літологією, палеогеографією, вченням про корисних копалини.

  Основні напрями і методи досліджень. В Т. виділяють декілька наукових напрямів.

  Загальна, або морфологічна, Т. (називається також структурною геологією ) вивчає різних типів структурних елементів літосфери (в основному коровиє, дрібного і середнього масштабу). Регіональна Т. досліджує сучасне поширення таких структурних форм в межах окремих ділянок земної кори або літосфери в цілому, а також розробляє питання тектонічного районування, грунтуючись на даних геологічної зйомки і різних (головним чином сейсмологічних) геофизичних методів. Найбільш великі структури вирушають корінням у верхню мантію і називаються глибинними; до їх числа відносяться материкові і океанічні платформи; океанічні, геосинклінальниє і орогенні рухливі пояси. Глибинним структурам протиставляються коровиє структури, локалізовані в земній корі.

  Історична Т. вивчає історію тектонічних рухів і формування окремих структурних елементів земної кори і її структури в цілому, намічає основні етапи і стадії розвитку, виявляє його загальні закономірності (див. Тектонічні цикли ) . Історична Т. використовує методи історіко-тектонічного або палеотектонічного аналізу: аналіз фацій і потужностей — вивчення розподілу за площею і розрізом різних типів осадових порід ( фацій ) і зміни їх потужності; формаційний аналіз — дослідження розміщення на площі і за часом (по розрізу) формацій гірських порід (осадових, вулканічних, інтрузивно-магматичних, метаморфічних), утворених в певній тектонічній обстановці; в більшості випадків кожна формація відповідає певній стадії розвитку основних типів крупних структурних елементів кори; об'ємний метод — визначення і зіставлення об'ємів крупних комплексів гірських порід різного походження, що накопичилися на різних етапах і стадіях розвитку земної кори; аналіз перерв і несогласий в розрізі осадових і метаморфічних товщ, що маркірують фази підвищеної активності тектонічних рухів і перебудови структурного плану крупних ділянок земної кори.

  Матеріали регіональною і історичною Т. використовуються при складанні тектонічних карт, на яких зазвичай показується поширення складчастих систем і платформ різного віку.

  Генетична, або теоретична, Т. узагальнює закономірності розвитку земної кори і її структури, встановлені регіональною і історичною Т., з метою створення загальної теорії розвитку структури земної кори. Цей розділ Т. досліджує також причини тектонічних рухів і механізм формування окремих видів тектонічних порушень і структурних елементів земної кори. При цьому застосовуються різні методи і раніше всього структурний аналіз, поновлюючий послідовність і умови утворення порушень (складок, тріщин, розривів із зсувом і т. п.); залежно від масштабу досліджень розрізняють детальний, регіональний і глобальний структурні аналізи і, крім того, мікро- або петроструктурний аналіз, що грунтується на вивченні орієнтування породообразующих мінералів і інших лінійних елементів структури гірських порід (див. Петротектоніка ) . Кінцева мета структурного аналізу — відновлення полів напруги, що створила ті або інші структурні форми. Метод порівняльною Т. полягає в порівняльному вивченні можливо більшого числа структурних елементів одного класу для виявлення їх типоморфних особливостей і встановлення послідовності розвитку.

  Все більше значення у вивченні генезису структур різного типа набуває експериментальний метод, що займається фізичним моделюванням структурних форм, переважно середніх і дрібних, на основі так званого принципу подібності. Розробці питань генетичною Т. сприяє розвиток нової галузі Т. — тектонофізіки . що займається додатком законів фізики твердого тіла і реології до з'ясування фізичних умов і побудови фізико-математичних моделей формування тектонічних структур.

  В особливий розділ Т. виділилася неотектоніка, що вивчає тектонічні рухи новітнього (неогенантропогенового) відрізання історії Землі і створені ними структури. Оскільки новітні рухи зіграли основну роль у формуванні сучасного рельєфу земної поверхні, вони вивчаються головним чином геоморфологичеськимі методами. Особлива методика (в основному інструментальні, геодезичні методи) застосовується для вивчення сучасних тектонічних рухів. На стику Т. і сейсмології виникла сейсмотектоніка, що досліджує тектонічні умови прояву землетрусів. Т. має велике практичне значення, оскільки вона дозволяє раціонально направляти пошуки і розвідку корисних копалини. Наприклад, форма рудних покладів і вугільних пластів часто визначається контурами складок і розташуванням розривів, рудні жили бувають пов'язані з системами тектонічних тріщин, нафтові і газові родовища — із зведеннями антиклиналей і куполів. Загальне розташування рудних поясів, вугленосних басейнів і інше пов'язане з розподілом крупних структурних елементів земної кори. Дані про структуру верх. шарів земної кори і про інтенсивність новітніх тектонічних рухів враховуються при будівництві різних інженерних споруд (каналів гідростанцій і т. п.).

  Основні етапи розвитку і сучасний стан. Ще в античний час був відомий, що земна поверхня не знаходиться у спокої, а схильна поднятіям і опусканням. У епоху Відродження Леонардо да Вінчі і ін. учені прийшли до виводу, що знаходження скам'янілих морських раковин на значній висоті над рівнем моря представляє результат піднімання суші. У 17 ст Н. Стено показав, що шари осадових гірських порід спочатку відкладаються горизонтально, а їх похиле положення н складчасті вигини — наслідок подальших порушень. У 2-ій половині 18 ст в працях М. В. Ломоносова і Дж. Геттона провідна роль в розвитку земної кори признавалася за вертикальними рухами — поднятіямі і опусканнями. Ця ідея отримала подальший розвиток в 19 ст в роботах німецьких вчених Л. Буха, А. Гумбольдта і Б. Штудера, що сформулювали першу наукову тектонічну гіпотезу про «кратери піднімання».

  З середини 19 ст завдяки розвитку гірничодобувної промисловості проводиться робота по систематиці складчастих і розривних порушень земної кори, перші підсумки якої підведені в зведенні структурних термінів швейцарського геолога А. Гейма і французького ученого Е. де Маржері (1888). Одночасне детальніше вивчення будови складчастих споруд на основі геологічного картірованія виявило незадовільність гіпотези «кратерів піднімання» і привело до заміни її контракційною гіпотезою (Л. Елі де Бомон . 1852, і ін.). Нерівномірний розподіл складчастих зон різного віку по поверхні Землі незабаром отримав своє пояснення в теорії геосинкліналей (американські учені Дж. Хол, 1859; Дж. Дена. 1873; французький геолог М. Бертран. 1887), згідно якої ці зони утворюються на місці крупних прогинів, виконаних потужними товщами морських опадів. Французький геолог Р. Е. Ог (1900) уподібнив геосинкліналі сучасним океанам і протиставив їх континентальним площам, в подальшому що отримав назву платформ (Е. Зюсс . А. Д. Архангельський . ), або кратонов (Л. Кобер . Х. Штілле ) . Велике значення в розробці вчення про платформи, рухи і деформації кори в їх межах мали праці росіян учених Н. А. Головкинського. А. П. Карпінського, А. П. Павлова.

  Нові геологічні дані кінця 19 — почала 20 вв.(століття) поколивали основи контракційної гіпотези, яка не давала задовольнить. пояснення крупним горизонтальним переміщенням земної кори ( покривам тектонічним ), вертикальним поднятіям і опусканням, магматізму і ін. явищам. З'явилися нові моделі розвитку Землі (детальніше за див.(дивися) Тектонічні гіпотези ) , проте жодна з них не завоювала загального визнання. Пульсаційна гіпотеза намагалася здолати недоліки контракційною, ввівши уявлення про чергування в історії Землі стискування і розширення (В. Х. Бачер, радянські геологи М. А. Усов і В. А. Обручев, 1940). Гіпотеза розширення Землі була розвинена німецьким ученим О. Хильгенбергом (1933) і поддержена угорським геофізиком Л. Едьедом і ін. Деякі дослідники, починаючи з австрійського геолога О. Ампферера (1906), висунули ідею про подкорових конвекційних течіях в мантії Землі як джерелі тектонічних деформацій кора. Надалі (1960-і рр.) інші учені (голландський геолог Р. Ст ван Беммелен, радянський геолог В. В. Белоусов і ін.) стали убачати це джерело в глибинній диференціації речовини Землі, що стимулюється його розігріванням унаслідок розпаду радіоактивних елементів. Принципово іншою з'явилася гіпотеза дрейфу материків німецького геофізика А. Вегенера (1912), що вперше допустила крупні горизонтальні переміщення глиб континентальної кори і що пояснила освіту океанів раздвігом цих глиб (без зміни об'єму земної кулі, на відміну від гіпотези розширення Землі). Тим самим в теоретичній Т. оформилася нова течія — мобілізм . на відміну від фіксизма . що не допускає скільки-небудь значних горизонтальних переміщень глиб кори.

  В дослідження Т. окремих материків і у встановлення загальні закономірностей будови і розвитку їх основних структурних елементів (геосинкліналей, орогенов і платформ) багато внесли роботи радянських геологів — А. Д. Архангельського, Н. С. Шатського. А. Ст Пейве. А. Л. Яншина, М. Ст Муратова, А. А. Богданова, Ст Е. Хаїна. П. Н. Кропоткина і ін., а із зарубіжних учених — німецьких геологів Х. Штілле і С. Бубнова, американського геолога Дж. М. Кея, французького геолога Ж. Обуена і ін. У СРСР вже на початку 1920-х рр. в Московському геологорозвідувальному і Ленінградському горном інститутах почалося читання курсів геотектоніки. Затвердженню Т. як самостійна наукова дисципліна значно сприяв вихід в світ керівництва М. М. Тетяєва «Основи геотектоніки» (1934) і В. В. Белоусова «Загальна геотектоніка» (1948). Після публікації в 1956 тектонічної карти СРСР (під редакцією Н. С. Шатського) по близькій методиці були складені і опубліковані міжнародні тектонічні карти Європи, Африки і Північної Америки, а також тектонічна карта Австралії (див. Тектонічні карти ) . Радянським ученим (Ст А. Обручев, Н. І. Миколаїв, С. С. Шульц) належить ініціатива в розробці питань неотектоніки. Успіхи в розробці геології і геохронології докембрія відкрили можливість виявлення особливостей ранніх стадій розвитку земної кори (Е. В. Павловський і ін.).

  Новий етап в розвитку Т. почався в 60-х рр. 20 ст у зв'язку з великими успіхами в геофизичному вивченні будови земної кори і верхньої мантії. Отримало підтвердження існування в мантії шару зниженої в'язкості — астеносфери при дослідженні океанів була відкрита світова система средінноокеанічеських хребтів і що ускладнюють їх ріфтов, а також витягнуті уздовж цих хребтів смугові магнітні аномалії; був розроблений метод визначення орієнтування магнітного поля минулих геологічних епох (див. Палеомагнетизм ) виявлені явища інверсії (звернення полюсів) магнітного поля Землі; розроблений метод визначення напруги у вогнищах землетрусів.

  Нові дані привели до відродження ідей мобілізма (див. «Нова глобальна тектоніка» ) і викликали нову дискусію між школами мобілістов і фіксистов. З'явилися нові варіанти мобілістських вистав (Пейве і ін.), продовжувалася розробка гіпотези глибинної диференціації речовини Землі або з чисто фіксистських (Белоусов), або з помірно мобілістських (Р. Ст ван Беммелен) позицій.

  Тектонічні дослідження в СРСР ведуться в Геологічному інституті і інституті фізики Землі АН(Академія наук) СРСР, в інституті тектоніки і геофізики З АН(Академія наук) СРСР, в геологічних інститутах філій АН(Академія наук) СРСР і АН(Академія наук) союзних республік, університетах, науково-дослідних інститутах міністерства геології СРСР (ВСЕГЄЇ і ін.), міністерства нафтової промисловості і ін. Всі вони координуються Міжвідомчим тектонічним комітетом, що видає з 1965 журнал «Геотектоніка».

  Міжнародні роботи в області Т. ведуться Комісією із структурної геології і Підкомісією по Міжнародній тектонічній карті світу (очолюється радянськими ученими Пейве, Ханним і ін.). Підкомісія видала міжнародні тектонічні карти Європи (у масштабі 1: 2 500 000), Африки, Північної Америки (у масштабі 1: 5 000 000), готує Міжнародну тектонічну карту світу в масштабі 1: 15 000 000. Крім того, міжнародні тектонічні дослідження ведуться в рамках Геодінамічеського проекту (див. Міжнародний проект верхньої мантії Землі ) і Міжнародної програми геологічної кореляції. Питання Т. обговорюються також на сесіях Міжнародного геологічного конгресу.

  Літ.: Белоусов Ст Ст. Основи геотектоніки, М.. 1975; Гогель Же.. Основи тектоніки [пер. з франц.(французький)]. М.. 1969; Проблеми глобальної тектоніки. [Сб. ст.]. М.. 1973; Косигин Ю. А.. Основи тектоніки, М.. 1974; Хапн Ст Е.. Загальна геотектоніка, 2 видавництва, М.. 1973: його ж, Регіональна геотектоніка, М.. 1971; Нова глобальна тектоніка, пер.(переведення) з англ.(англійський), М.. 1974; Dennis J. G.. Structural geology, N. Y.. 1972; Hills Е. S.. Elements or structural geology, 2 ed.. L.. 1972; Mattauer М.. Les deformations desmateriaux de 1''ecorce terrestre. P., 1973; Lehrbuch der allgemeinen Geologic, Hrsg. von R. Brinkmann. Bd 2, Stuttg.. 1972.

  Ст Е. Хаїн.