|
содержание
Т.Ю. Тверитинова, Н.Н. Курдин
Приповерхностная зона литосферы - зона перехода восходящей эндогенной ветви литодинамического потока Н.А. Флоренсова [1] Земли к его нисходящей экзогенной ветви. Эндогенная ветвь представлена тектоническими и магматическими процессами (тектоническое течение, по А.В. Лукьянову [2]), экзогенная - поверхностными экзогенными процессами выветривания, денудации, транзита и аккумуляции дисперсного вещества. Материал и процесс перемещения экзогенного вещества литосферы, т.е. экзогенный литодинамический поток (ЭЛДП), оторван от эндогенного субстрата и процессов его перемещения, т.е. эндогенного тектонического потока (ТП). Если характер ТП определяется внутренними тектоническими напряжениями Земли, то свойства ЭЛДП определяются исключительно потенциальной энергией гравитационных процессов земной поверхности. Переход эндогенного связного ТП потока (который может быть пластическим, квазипластическим, катакластическим, глыбовым и т.д.) в дисперсный ЭЛДП осуществляется через переходную зону, в которой происходит подготовка связного "монолитного" субстрата посредством его разрушения к дисперсному состоянию. В приповерхностной зоне литосферы такой зоной является часть горных массивов с открытой (фактически экзогенной) трещиноватостью. Здесь литодинамический поток осуществляется в виде тектоно-гравитационного перемещения масс, которое обусловлено как тектоническими напряжениями не до конца нарушенного горного массива, так и процессами нарушения гравитационного равновесия. Этот тип литодинамического потока мы называем тектоно-гравитационным (ТГП). Таким образом, в приповерхностной зоне литосферы можно выделить три типа литодинамических потоков: тектонический, тектоно-гравитационный и экзогенный.
Тектонический поток - все многообразие деформаций, перемещений и вращений горных массивов литосферы в поле радиальных и латеральных тектонических напряжений. Это "тектоническое течение, понимаемое как разномасштабный многофакторный процесс, сопровождающийся множеством нелинейных эффектов и включающий все формы пластических и хрупких деформаций, миграцию жидкой фазы и подчиняющийся принципу совместимости деформаций" [3]. Уровень, ниже которого действуют тектонические напряжения, причем как радиальные, так и латеральные, мы ранее назвали уровнем геостатического равновесия [4,5]. Здесь тектонические напряжения полностью компенсируются тектоническими деформациями.
Тектоно-гравитационный поток - относительно обособленный геологический объем, не полностью потерявший связи со своим родоначальным горным массивом, располагающимся ниже уровня геостатического равновесия. Действие тектонических напряжений здесь в основном снимается, зато существенно влияние гравитационного фактора, вызывающего в условиях наклонного рельефа также горизонтальную динамическую составляющую. Горные массивы испытывают здесь как остаточные тектонические напряжения, так и связанное с гравитацией вертикальное сжатие (сила тяжести) и латеральное растяжение. В условиях возникающего на склонах поднятий латерального динамического потока латеральное растяжение переходит в латеральное, направленное вниз по склону сжатие, сопровождающееся поперечным латеральным или субвертикальным растяжением. Обособление ТГП от ТП происходит по ослабленным зонам, субпараллельным земной поверхности или близко ориентированным поверхностям литологической или тектонической расслоенности горных массивов. Зона ТГП представляет собой покров неравномерной мощности с максимальными значениями под возвышенностями и минимальными - под относительно пониженными участками рельефа. Характерным признаком зоны ТГП является наличие в ней разноориентированных, но закономерно расположенных относительно морфоструктурных элементов, субвертикальных, а также субгоризонтальных (субпараллельных земной поверхности) структур отрыва.
Экзогенный литодинамический поток - полностью обособленный свободный (дезинтегрированный) геологический объем (уже не горный массив!), перемещение которого осуществляется только в условиях вертикального сжатия (сила тяжести) прерывисто-непрерывно при любом нарушении гравитационного равновесия. Переход ТГП в ЭЛДП происходит при полном снятии с него тектонических напряжений и полной потере некоторым геологическим объемом связи со своим родоначальным горным массивом. При этом прежде относительно связный геологический объем "разваливается". Характерным признаком этого "разваливания" является резкое уменьшение степени упорядоченности систем трещин. Потеря связи с родоначальным массивом происходит по зрелым, "подготовленным" в зоне ТГП, поверхностям, субпараллельным поверхности рельефа или подчиняющихся литологической и структурной анизотропии геологических массивов. Кроме того, такими поверхностями могут быть образованные в зоне ТГП потока субвертикальные структуры отрыва.
Структурные разделы литодинамических потоков. Три рассмотренных типа литодинамического потока разделены двумя структурными уровнями - уровнем геостатического равновесия (УГР) [4,5] между ТП и ТГП, и уровнем расчлененности рельефа (УРР) между ТГП и ЭЛДП.
Уровень расчлененности рельефа. УРР является базисом эрозии экзогенных процессов. Это сложная трехмерная структурная поверхность приповерхностной зоны литосферы, огибающая подошву дезинтегрированного рыхлого материала зоны ЭЛДП.
Уровень геостатического равновесия. УГР, ниже которого действуют тектонические напряжения, является своеобразным "базисом эрозии" тектоно-гравитационных процессов в горных массивах зоны ТГП. Это также сложная трехмерная структурная поверхность литосферы, огибающая подошву зоны с открытой трещиноватостью.
Обе поверхности при сохранении подобия основных морфологических черт на разных структурных уровнях изменяют свои количественные характеристики в зависимости от масштаба рассмотрения, т.е. являются фрактальными объектами. Динамика развития УРР и УГР состоит в стремлении достичь равновесия путем прохождения максимально возможного объема размахом амплитуды своей искривленности. Другими словами, развитие обеих этих поверхностей проходит через определенный объем литосферы. Это же означает, что фрактальная размерность активно развивающихся искривленных поверхностей больше двух (размер поверхности), но меньше трех (размер объема). Развитие УГР и УРР - способ разрушения литосферы во взаимодействии энергии экзогенных и эндогенных процессов.
С таких позиций зоны ЭЛДП и ТГП являются частями переработанной литосферы. Зона ЭЛДП - это объем литосферы, пройденный активно развивающейся поверхностью формирования рельефа со всем комплексом эрозионно-денудационных и аккумулятивных форм от земной поверхности до подошвы дезинтегрированного материала. Зона ТГП - объем литосферы, пройденный активно развивающейся поверхностью более глубокого разрушения литосферы от уровня расчленения рельефа до уровня геостатического равновесия.
| Таблица. Поверхности и зоны (объемы) приповерхностной зоны литосферы. |
Земная поверхность |
Внешняя граница литосферы - сложная трехмерная поверхность |
Зона ЭЛДП |
Сложной формы объем |
Уровень расчлененности рельефа |
Нижняя огибающая поверхность дисперсной части литосферы - сложная трехмерная поверхность |
Зона ТГП |
Сложной формы объем |
Уровень геостатического равновесия |
Нижняя огибающая поверхность литосферы с открытой трещиноватостью - сложная трехмерная поверхность |
Зона ТП |
Сложной формы объем |
Литература:
- Флоренсов Н.А. Очерки структурной геоморфологии. М., Наука, 1978, 239 с.
- Лукьянов А.В. Пластические деформации и тектоническое течение горных пород литосферы // Тектоническая расслоенность литосферы // Тр. ГИН. - 1980. - Вып. 343. - С. 105-146.
- Лукьянов А.В. Нелинейные эффекты в моделях структурообразования // Проблемы геодинамики литосферы. М.: Наука, 1999. С. 253-287.
- Тверитинова Т.Ю. Трещиноватость приповерхностной зоны горных областей // Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Мат-лы XXXVII Тектонического совещания. Т. 2. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал ГЕО, 2004. С. 205-207.
- Тверитинова Т.Ю., Никитин М.Ю. Трещиноватость горных массивов, тектоно-гравитационные потоки и современная геодинамика приповерхностной зоны литосферы в связи с Геналдонской катастрофой 2002 года (Северный Кавказ) // Современная геодинамика и опасные природные процессы в Центральной Азии. Выпуск 3. Иркутск, 2005. С. 167-169.
|
