title-icon
Яндекс.Метрика
» » Планетарные и межрегиональные исследования районирования

Планетарные и межрегиональные исследования районирования

К данной категории относятся схемы районирования целых стран (например, России), их групп (типа территории бывшего СССР), континентов и Мира (земного шара) в целом. Традиционно инженерно-геологические условия обширных территорий определяются двумя группами факторов: 1) региональными эндогенными, преимущественно тектоническими и 2) зональными, преимущественно экзогенными. Ho в горно-складчатых областях влияние зональных факторов осложняется высотной поясностью. Для комплексного учета обеих упомянутых групп факторов при инженерно-геологическом районировании разработана так называемая “двухрядная перекрестная система типологического районирования” с построением двух независимых систем таксономических единиц по разным классификационным признакам: одной — по геолого-структурным (азональным), другой — по зонально-геологическим.
К азональным региональным геологическим факторам традиционно относятся структурно-геологические условия (геологическое и тектоническое строение, условия залегания, состав и возраст отложений, степень их литификации или метаморфизма); характер и интенсивность новейших тектонических движений земной коры, с которыми связаны напряженное состояние массивов горных пород, сейсмичность, вулканизм, рельеф, а также гидрогеология, характер распространения и интенсивности экзогенных геологических процессов.
К зональным геологическим факторам относятся связанные преимущественно с климатическими условиями, состояние и свойства пород геологической среды строительства, особенности грунтовых вод, мерзлоты, проявления экзогенных геологических процессов и т.п.
В соответствии с задачами настоящей работы необходимо остановиться на первой группе факторов, имеющей преимущественно тектоническую природу. Для планетарных и межрегиональных исследований характеризуются таксономические единицы, сформировавшиеся в процессе длительной истории геологического развития (табл. 5.4). Эта классификация базируется на неотектоническом районировании, которое помимо возраста завершающей складчатости учитывает и неотектогенный рельеф (в том числе: тип земной коры, направленность тектонических движений, тип рельефа, возраст складчатости, крупнейшие блоковые структуры и т.п.). Соответственно выбирается иерархия таксономических единиц.

По данному принципу составлены схемы инженерно-геологической типизации поверхности земного шара (рис. 5.5) и территории бывшего СССР (рис. 5.6).
При выделении планетарных структур ведущим признаком обычно считается тип земной коры (континенты, океаны, переходные зоны), а важнейшим корреляционным признаком — направленность новейших тектонических движений, которая определяет классы регионов (орогены, рифтогены, платформы и т.д.). Подклассы регионов выделяются по разным признакам, например, орогены делятся по типу предшествующего развития на эпиплат-форменные и эпигеосинклинальные, а новейшие подвижные пояса (геосинклинали)— на морфологические типы структур (островные дуги и глубоководные желоба и котловины). При выделении типов регионов на континентах (материках) важнейшим классификационным признаком обычно считается возраст завершающей складчатости.
Аналогичный подход использован и для межрегионального районирования территории бывшего СССР.


Как видно из приведенных материалов, ведущими признаками рассматриваемого районирования последовательно служат: тип глубинного строения (литосферы и земной коры), историко-тектоническое районирование и характер новейших тектонических структур и движений. Ho главенствующую роль играет историко-тектоническое районирование, которое может опираться на различные общетеоретические гипотезы (геосинклиналей и платформ, литосферных плит и др.).
Дальнейшие разработки в этом направлении показали, что основными тенденциями в совершенствовании тектонической основы карт инженерно-геологического районирования обширных территорий континентов являются:
1) историко-тектоническое районирование с использованием платформенно-геосинклинальной классификации разновозрастных структур;
2) все большее сочетание историко-тектонического районирования с неотектоническим, вплоть до первостепенной роли неоструктурного районирования в тектонической (регионально-геологической) основе карт инженерно-геологического районирования;
3) сохраняет свое значение формационный анализ с тенденцией выявления и типизации формационных рядов.
Определенным шагом в развитии мелкомасштабного инженерно-геологического районирования Мира и отдельных континентов стала иерархическая классификация инженерногеологических структур (ИГС). В ней под ИГС понимаются закономерно организованные объемы или части литосферы, сформированные под влиянием определенных региональных и зональных геологических факторов и однородные по каким-либо (в принципе заранее определенным) инженерно-геологическим параметрам. На составленной указанными авторами Схеме инженерно-геологических мегаструктур Земли (рис. 5.7) выделялись инженерно-геологические супер структуры и мегаструктуры, а на карге Евразии — супер структуры, мегаструктуры, макроструктуры и мезоструктуры, т.е. четыре порядка ИГС (рис. 5.8).


Во всех случаях тектонической основой рассматриваемых карт служит иерархия не-отектонических структур, на которую накладывается система геологических климатогенных структур. Собственно тектоническое содержание разномасштабных структур меняется следующим образом. Суперструктуры различаются по типам глубинного строения земной коры, мегаструктуры — по типам строения современного мегарельефа, макроструктуры — по возрасту заложения тектонических структур, а мезоструктуры — но особенностям строения верхней части геологического разреза. При дальнейшей детализации основой классификации станет формационный уровень (формации, субформации, геолого-генетические комплексы и т.п.). В целом логическое множество ИГС включает: 6 типов суперструктур, 48 типов мегаструктур, 121 тип макроструктур и 420 типов мезоструктур (табл. 5.5).

Следует отметить, что неотектоническое районирование может существенно отличаться от принятого на традиционных тектонических картах. Например, значительная часть Скандинавии, считающаяся Балтийским щитом древней Восточно-Европейской платформы, на новейшем этапе геологического развития, безусловно, должна относиться к эпиплатформенным орогенам. Последние, соответственно могут быть эпиархейскими, эпипротерозойскими, эпипалеозойскими и эпимезозойскими (с возможным более дробным делением, например, разделением эпипалеозойских на эпикаледонские и эпигерцинские).
С позиций инженерно-геологического районирования целесообразно объединение всех горных областей в категорию орогенических с последующим делением их в первую очередь по высоте (на низкогорные — от 1 000 до 2 000 м; среднегорные — от 2 000 до 5 000 м и высокогорные — выше 5 000 м), а затем уже по ряду других параметров: 1) типам новейшего развития (континентальные, океанические, переходного типа или окраинноконтинентальные); 2) тенденциям новейшего развития; 3) дифференцированности и контрастности рельефа; 4) типу предшествующего развития и т.д. Это позволит четче отразить орографию рельефа и активность новейших тектонических движений.
Тенденции новейшего развития важны в первую очередь для дифференциации платформ на: активно воздымающиеся типа Восточно-Сибирской плиты, значительные части которой относятся к низкогорным орогенам; слабо, но стабильно воздымающиеся типа большей части Русской плиты; инверсионные типа Западно-Сибирской плиты, ставшей областью денудации преимущественно в четвертичном периоде; активно прогибающимся, к которым относятся, например, платформенные шельфы северных морей России.
Все это показывает, что назрел вопрос о совершенствовании тектонической основы инженерно-геологического районирования.
Приведенная выше типизация орогенов позволяет наметить и общую предварительную схему их районирования, составленную применительно к задачам инженерной геотектоники (рис. 5.9). Однако, ясно, что упомянутая типизация недостаточна и должна быть дополнена.
В первую очередь необходимо отразить специфику орогенеза Скандинавского щита. Эта специфика определяется неоднократной гляцигенной рекуррентностью (возвратностью проявления) орогенеза. Известно, что этот ороген, по крайней мере, трижды за плейстоцен изостатически “проваливался” под многокилометровой ледниковой нагрузкой. Величина подобного проседания оценивается величинами порядка 1-1,5 км. Важно, что каждый раз в кратковременные межледниковые эпохи орогенный характер рельефа данной территории восстанавливался. При этом отмечаются чрезвычайно большие скорости орогенических (гляциоизостатических) воздыманий. Затухая в процессе дегляциации на порядок величин от начальных скоростей в 0,5-50 см/год, данные скорости оставались в целом на один-два порядка величин больше скоростей типичного эпигеосинклинального или эпиплатформенного орогенеза.

Все вышеизложенное заставляет выделять особую категорию рекуррентных орогенов, Они, естественно, обладают специфической этапностью своего формирования. Специфична и методика анализа этой этапности, поскольку применимый для остальных новейших орогенов метод возрастного расчленения рельефа может характеризовать лишь последний — голоценовый этап рекурренции этого орогена. Наконец, важно отметить, что сам орогенез здесь характеризуется, во-первых, миграционностью, поскольку восстановление этого рельефа происходит вслед за отступающим ледником. Во-вторых, максимальные межледниковые воздымания формируются на месте максимальных проседаний земной коры в ледниковые эпохи. He исключено, что сами проседания, т.е. исчезновения орогена начинаются не с его краев, а с центра орогенической области и распространяются к периферии по мере разрастания ледниковой “шапки”.
Второй категорией, которой целесообразно дополнить данную схему, являются рифтогенные орогены. Их наиболее ярким представителем, конечно, служит Байкальская область.
В последнее время предлагаются и другие схемы классификации орогенов. Например, по ряду морфологических признаков разделяются орогены, формирующиеся в условиях глубинного латерального сжатия (Тянь-Шань, Памир, Кавказ и др.) и в условиях относительного растяжения (Байкальский рифтоген, Провинция Бассейнов и Хребтов в Северной Америке и др.). Для первых характерны складки основания, а для вторых — блоковые структуры.
Разрабатывается и дальнейшая детализация этой схемы.
1. Орогены, образованные в условиях латерального сжатия земной коры, подразделяются на межконтинентальные (орогены Средиземноморского пояса), внутриконтинентальные (орогены Центральноазиатского пояса, Северо-Востока России и др.) и окраинноконтинентальные. Последние разделяются на орогены пассивных окраин (Скандинавский, Брукса и др.) и активных окраин, представленные Западно-Тихоокеанским (островодужным) и Восточно-Тихоокеанским (андским) подтипами. К этой категории, по-видимому, принадлежат предлагаемые Л.М. Расцветаевым так называемые содвиговые орогены, к которым он относит, например, центральную часть Большого Кавказа.
2. Орогены, сформировавшиеся в условиях растяжения земной коры над линзами разуплотненной мантии, подразделяются на межконтинентальные (Красноморский) и внутри-континентальные (Байкальский). К последним следует также относить орогены, в которых условия растяжения не привели к образованию типичных рифтов, но обладающие многими их структурными и морфологическими признаками. Такие орогены (как, например, Хангайский и Хэнтэйский в Монголии) можно назвать предрифтовыми, по терминологии A.Ф. Грачева.
По-видимому, следует выделять третий тип — орогены, развивающиеся в условиях крупномасштабных сдвиговых деформаций земной коры. По пространственному расположению на континентах они могут быть самыми разными.
Отнесение орогенов к межконтинентальным и внутриконтинентальным в некоторой степени условно, так как в одном орогенном поясе наблюдается смена по латерали этих типов орогенов. В то же время такое деление может быть основано на предыстории геологического развития, межконтинентальные орогены — преимущественно эпигеосинклинальные (первичные), а внутриконтинентальные — эпиплатформенные (вторичные, возрожденные).
По представлениям этой группы исследователей, на северо-востоке Азии обособляются Западно-Тихоокеанский и Восточно-Азиатский мегасегменты земной коры с орогенным режимом развития в неогене-квартере, расположенные в пределах единой Евразиатско-Северо-Американской литосферной плиты. Предполагавшейся ранее границы Евразиатской и Северо-Американской литосферных плит, проводившейся по Момскому рифту и через Камчатку, в плиоцене и квартере не существовало, т.к. в эго время Момский рифт развивался в условиях латерального сжатия.
На Евразиатском континенте по суммарным амплитудам неоген-четвертичных движений относительно уровня Мирового океана, направленности, контрастности, выраженности в рельефе и типу деформаций выделяются мегасегменты земной коры с платформенным и орогенным режимами развития в неогене-квартере: Северо-Евразиатско-Арктический, Средиземноморско-Центральноазиатский, Восточно-Азиатский и Западно-Тихоокеанский.
Западно-Тихоокеанский мегасегмент включает систему островодужных поднятий, отделенных от континентальных структур впадинами окраинных морей, а также систему орогенных поднятий и впадин, расположенных на восточной периферии Евразиатского континента и имеющих “тихоокеанские” простирания. Для мегасегмента характерны преобладание по площади и значительно большие амплитуды новейших опусканий относительно современного уровня океана по сравнению с высотами орогенов, большой размах рельефа и неотектонических движений, присутствие орогенов разных типов: островодужных и окраинно-морских; широко проявленный плиоцен-четвертичный магматизм.
Граница Восточно-Азиатского и Западно-Тихоокеанского мегасегментов в целом маркируется пространственным положением Охотско-Чукотского вулканического пояса, выражена в региональном аномальном гравитационном поле и проходит по глубинным разломам северо-восточного простирания. Выделенные мегасегменты земной коры подразделяются на структуры более высоких порядков, вплоть до элементарных форм (блоков, складок), выраженных в рельефе хребтом или впадиной.
Для территории Евразии предложен ряд схем неотектонического районирования. Так, В.М. Цейслер и Н.И. Корчуганова на основе структурно-геоморфологического анализа предложили подобную схему (см. рис. 5.9), на которой Евразиатский континент делится на мегасегменты с платформенным и орогенным режимами тектонического развития в неогене-квартере. Мегасегменты имеют гетерогенное строение, делясь на мегаблоки, мезоблоки. Выделены внутриплатформенные и периоорогенные поднятия, предгорные и внугригорные впадины и т.п. Отмечается смена геодинамических обстановок в плиоцене-квартере, а также расширение площади, вовлекаемой в плейстоцене в процесс воздымания (к западу и северо-западу от Центрально-Азиатского мегасегмента). Обстановки растяжения, господствовавшие в миоцене-раннем плиоцене, сменились в некоторых зонах в позднем плиоцене — плейстоцене обстановками сжатия, что привело к надвиганию краев горных поднятий на неогеновые впадины. Эти представления существенно отличаются от типичного мобилизма. Широкое развитие изометрических форм в областях с платформенным и орогенным режимами свидетельствует, по мнению В.М. Цейслера и Н.И. Корчугановой, об очаговом характере повышенной возбудимости мантии и перераспределении мантийных и коровых масс. Распределение всех орогенов (особенно восточных и северных), мощностей литосферы в условиях ее расслоенности трудно объяснимы давлением с юга Индостанской плиты, предполагаемым плейттектоникой.
При районировании обширных территорий, типа России, важен показ рассмотренных выше геодинамических систем, которые отражают региональную специфику новейшего орогенеза. Эта специфика может быть самой разнообразной. Изучена она еще слабо. Наиболее вероятны: определенная разновозрастность сходных стадий новейшего орогенеза, неодинаковая степень пликативной деформированности блоков, степень их дифференцированности и контрастности, с которой связаны амплитуды и скорости разрывных смещений и пр. Региональная разновозрастность однотипных стадий новейшего орогенеза была, в частности, показана выше на примере Средней Азии и Большого Кавказа, т.е. представителей соответственно смежных Индо-Азиатской и Европейско-Средиземноморской геодинамических систем.

title-icon Подобные новости