УДК 549:291,33
ББК 86.41:26.31
  К.305
 

Горстово-сбросовые структуры, горсты, сбросы, грабены - горные породы и минералы
на литосферных трещинах и поддвигах, зеркала скольжения и тектоническая брекчия

  • Скачать видео - дыры в земле, опасные места, 2 научных видео, 63,8 Мб, скачать rar-архивом
  • Скачать видео - технические взрывы на кимберлитах, 4 научных видео, 257 Мб, скачать rar-архивом
  • Скачать видео - "Белазы" и техника на кимберлитах, 8 научных видео, 409 Мб, скачать rar-архивом
  • Скачать видео - кимберлиты "ИнГОК", "Удачная" и др., 17 научных видео, 552 Мб, скачать rar-архивом
  • Скачать видео - кимберлит "Фемистон Опен" Австралия, 9 научных видео, 451 Мб, скачать rar-архивом

   В мировой сети интернет регулярно звучат просьбы широкого круга посетителей веб-сайтов и форумов, обращенные к ученым-специалистам, дать те или иные корректные пояснения различным интересным и загадочным явлениями природы.

   Один из наиболее распространенных методов - выдвижение тех или иных предположений и гипотез (точек зрения на процесс или явление) с последующей их проверкой на практике. Многие гипотезы, к сожалению, не выдерживают проверку практическими исследованиями и не находят реальных научных подтверждений.

   Второй метод демонстрирует более строгий научный подход - это построение корректных и адекватных математических моделей различных физических природных и техногенных процессов и явлений на основе уже имеющихся фактов и результатов практических исследований.

   Для корректного и правильного применения аппарата математического моделирования требуется, чтобы ученый был не только специалистом в области высшей математики и математической физики, но и досконально изучил описываемое явление с точки зрения смежных дисциплин.

   Например, если исследуется и моделируется некое загадочное явление из области геологии, математик (владелец этого сайта) должен детально и подробно изучить все разделы геологии, в которых затрагивается и описывается данное явление, и проконсультироваться со специалистами из данной отрасли современной науки - с геологами (теоретиками и практиками). Часто на это могут уйти многие годы работы специалиста.

   При построении математических моделей исходят не из гипотетических предположений и "авторитетных" мнений отдельных лиц, а из имеющихся в распоряжении ученых различных специальностей подтвержденных фактов и результатов практических исследований, которые затем анализирует специалист по прикладной математике и математической физике.

   Математику не обязательно лично выезжать на место и изучать моделируемое явление - иногда он может воспользоваться результатами наблюдений и прикладных исследований различных людей - как специалистов-физиков, геологов, экономистов и пр., так и простых наблюдателей, которые были непосредственными очевидцами и свидетелями моделируемых явлений. Математик должен использовать все имеющиеся в его распоряжении описания, фотографии и видеоматериалы очевидцев моделируемых явлений.

   Сегодня такие качественные материалы стало возможно получить не только из библиотек, архивов, специальной литературы и учебников, но и из СМИ и мировой сети Интернет. Многие очевидцы детально фотографируют, снимают и описывают любопытные явления, публикуют свои практические наблюдения, фото и видео и взывают к ученым-теоретикам с просьбами дать корректное пояснение этим загадкам. Владелец сайта решила откликнуться на эти запросы и построить модели некоторых явлений, которые хорошо описаны, но не были корректно смоделированы, и дать доступное и понятное их описание.


Квесты. Крым, 1968. Зеркала скольжения (косые) и мелкая осыпь ниже. Фото: © В. Лисицын.


Обнажение шаровых лав. Крым, 1968. Тектоническая брекчия. Студенты геофака МГУ на практике.

 

   На фотографии слева (США) - видимое обнажение тектонической брекчии (2010-2014 гг.) в виде фрагментов раздробленных пород, плотно сцементированных друг с другом. Обломки представляют собой раздробленные породы на стыках движения массивов горных пород, которые терлись друг об друга и частично раздробились в местах разрывов. Мозаичный каньон получил свое название из-за строения стенок - они местами выглядят будто бы выложенные мозаикой. Долина Смерти, Калифорния, США, камни скапливаются на дне озера Racetrack Playa.

   Справа вверху на фото показаны отчетливые зеркала скольжения и крупные вертикальные царапины, образовавшиеся при сбросовом движении массивов горных пород друг относительно друга (США, Долина Смерти, национальный парк Калифорнии). Трещины - даже в первичных литосферных плитах (бордовые породы).

   При сбросовых процессах деформирующие силы прикладываются к хрупким породам, которые не могут образовывать складки и сминаться, как например скатерть на столе. В результате породы трескаются и дробятся, трутся друг об друга (в т.ч. литосфера), как это отчетливо показано на фото выше.

   Брекчии формируются из угловатых обломков и обычно образуются вблизи областей интенсивного физического разрушения (выветривания трением плит литосферы - механически и т.п.) горных пород. Большинство брекчий состоит из щебенки, которая накапливается на склонах гор. Брекчии также могут образовываться при движении блоков горных пород вдоль плоскостей разрывов, когда по обеим его сторонам происходит растрескивание и дробление горных пород, а затем раздробленный материал снова цементируется без какого-либо переноса.

   Камни, которые скапливаются внизу, являются продуктом разрушения пород горстово-сбросовых структур, слагающих окрестные горы, они образовались при разрушении гор и скапливании обломков у подножия (ниже зеркал скольжения и брекиий, часто вдоль русел рек РФ). На рисунке выше приведена схема автора одного из возможных вариантов формирования горстово-сбросовой структуры - рифтовой долины (грабена) в Калифорнии (США).

   В некоторых случаях проседание центральной части сопровождается поднятием окружающих впадину горных структур. Проседание в центре может быть вызвано начальным поднятием (воздыманием) крупных куполовидных антиклинальных структур (складок земной коры) с последующим оттоком магмы от их центральной части, разрывами и проседанием горных пород в центре.

   Одна из теорий гласит, что процессы горообразования могут быть связаны не только с вращением Земли, дрейфами материков и движениями литосферных плит, но и с циркуляциями магмы под земной корой и ее растрескиванием. В тех местах, где горячая магма поднимается от раскаленного центра Земли восходящими потоками, возникает поднятие земной коры (антиклиналь), а там, где охлажденная магма опускается вниз — прогиб (синклиналь).

   Изгибание горных пород в складки (антиклинали) часто приводит к тому, что они начинают растрескиваться точно так же, как это происходит с жесткой резинкой при ее сгибании пополам. Если этот процесс дополнительно сопровождается растягиванием земной коры, есть вероятность формирования рифтовой долины.

   Все описанные процессы сопровождаются практически постоянной сейсмической активностью, плиты труться друг об друга, пднимаются и опускаются, и как следствие - непрерывно вибрируют. При проседании и сдвигах блоки горных пород трутся друг об друга и вызывают сейсмические колебания (вибрации). Эти процессы регистрируются, например, в Долине Смерти (США) и вокруг нее, хотя эти колебания достаточно слабые (камни ползут).

   Если описываемые процессы взаимного трения, вздутия, проседания, разрушения пород идут не слишком активно, сейсмическая активность также остается невысокой — люди могут просто не замечать постоянные вибрации и колебания поверхности земли, сопровождающие непрерывные поднятия и опускания массивов горных пород.

   Эти небольшие колебания постоянно регистрируют специальные приборы - сейсмографы, и только в небольших (в масштабах планеты Земля) окрестностях горообразовательных процессов. Они могут быть легко зафиксированы, например, в Калифорнии, но не могут быть зарегистрированы в Украине или в России, это - ослабленные процессы.


Лагерь в Лучистом, Крым. Лагерь студентов-геологов МГУ (Москва, РФ). Июнь 1967 г. Фото: © Е. Соловьев.
На заднем плане - куполовидный остывший вулканический батолит и базальтовые остатки жерл вулкана (магмы).


А. Евсеев и А. Екимов на влк. Кара-Даг. Крым, 1968. Активный вулкан. Фото: © В. Лисицын.


Ю. Иванов в маршруте. Крым, 1968. Фото: © В. Лисицын.


К. Кравчук в маршруте. Крым, 1968. Фото: © В. Лисицын.


М. Борисов на квесте. Крым, 1968. Фото: © В. Лисицын. Задний план - бежево-коричневые выходы
элементов первичной земной литосферы как элементов глинистой почвы (грунта).


Золото в гальке кварца из битакских конгломератов. Симферополь, Крым (Украина). Фото: © А.И. Тищенко.


В. Лисицын. Клухор, 1968. Сзади - угловатая осыпь, магматические батолиты и метаморфиты. Выветривание.

   На фото выше - Долина Смерти (США), хорошо видны гигантские горизонтальные ступенчатые горстово-сбросовые структуры с вертикальными стенками. В учебниках геологии и пособиях Долина Смерти (США) представлена как классический пример геологических сбросовых структур - это так называемая рифтовая долина, которая образовалась в результате разломов в земной коре (литосфере) с последующим проседанием его центральной части.

   Сбросы являются так называемыми разрывными геологическими структурами. Эти структуры образуются в тех случаях, когда при поддвижках литосферных плит в земной коре горные породы разбиваются крупными трещинами на гигантские блоки, которые затем перемещаются вдоль трещин относительно друг друга вертикально и горизонтально.

   Разрывные структуры (в т.ч. конусообразные, как на фото - проседание в кальдере) могут возникнуть как при интенсивном сдавливании, так и при сильном растягивании и раздвижке пород, под воздействием таких физических деформирующих сил, как сжатие и растяжение. Растяжение, приводящее к разрыву пород, проявляется обычно чаще, при этом возникают разрывные структуры, называемые нормальными сбросами.

   Энергию для формирования сбросовых горообразовательных структур природа черпает в энергии непрерывного движения литосферных плит и континентов. При сбросе один из блоков соскальзывает с другого вниз и происходит некоторое расширение земной коры в месте ее разрыва. В том случае, когда разрывы пород образуются под воздействием сжатия, один из возникших блоков взгромождается на другой и возникают взбросы (обратные сбросы) или надвиги. При этом в месте разрыва происходит некоторое сокращение земной коры.

   В обоих случаях главным является вертикальное перемещение, проседание и поднятие фрагментов и блоков горных пород, в отличие от разрывных структур, называемых сдвигами, в которых преобладает горизонтальное перемещение. Разрывные структуры можно также различать по соотношению их с направлениями простирания и падения пород, в которых они образовались. По величине угла наклона разрывов сбросы, взбросы и сдвиги относятся к крутопадающим, а надвиги и надвиговые покровы - к пологопадающим разрывным структурам.

   Являясь ослабленными зонами, в которых породы легче поддаются разрушению, они могут быть заняты озерами, оврагами, руслами рек и заполнены выветрелым обломочным материалом - аллювием (камнями, песком и т.п.). В подобных случаях для выявления зон разрывных нарушений необходимо тщательно проанализировать и сопоставить состав и условия залегания пород по обеим сторонам долины или оврага на вертикальном срезе пород (часто в РФ).


Сортуз (в переводе - "соленое озеро"), Прибалхашье, Казахстан. Средняя Азия. Фото: © В. Пономаренко.

 

   ДАЙКА (dike, dyke - преграда, dike, dyke; н. Gesteinsgang, Eruptivgang; ф. dyke, filon litoide; и. filons-diques) - пластинообразное, вертикально стоящее (или близкое к вертикали) геологическое тело, ограниченное параллельными стенками и секущее вмещающие породы. Мощность (толщина) дайки, идущей от активного лавового магматического батолита, изменяется от долей до десятков метров, протяженность от 1 м до 500 км.

   По происхождению среди даек различают: эндогенные (эндодайки), образованные проникшей из глубины магмой при заполнении ею вертикальных или наклонных трещин в земной коре; экзогенные (экзодайки) - трещины, заполненные осадочным материалом (нептунические дайки); метадайки, сложенные горными породами, образовавшимися путем метасоматического замещения вмещающих горных пород.


Дайка по типу возгонки красной киновари в месторождении г. Альмадена, Испания, запад Европы


Слева - Никитовка, месторождение киновари. Справа - угольный бассейн под Полтавой.

   Эндо- и экзодайки относятся к инъекционным (проникающим в породы и заполняющим). Будучи часто более стойкой, чем вмещающая порода, отпрепарированная денудацией дайка появляется на земной поверхности в виде гребня или стены, обычно с хорошо выраженной отдельностью. Дайки сопровождают эффузивные или интрузивные породы либо образуют самостоятельные пояса, связанные с глубинными магматическими очагами.

   По форме и условиям залегания выделяют дайки: интрамагматические, гипомагматические (плутонические); по типу пространственного размещения: групповые (образуют пояса), радиальные (расходятся из одного центра) и кольцевые; по внутреннему строению и способу выполнения: дайки замещения, сложные, течения, эксплозивные.