Глава 2
ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ – анализ проблемы, методы изучения
2.1. Зоны разломов - динамичные структуры земной коры
Зоны разломов являются наиболее многочисленными динамичными структурами земной
коры, встречающимися в регионах с различным характером тектонического развития,
как на континентальной, так и на океанической литосфере. Мезоструктура этих
зон, как правило, содержит два преобладающих компонента [13, 79, 108, 163,168,
177 и др.]. Один из них – сосредоточенные в пределах сравнительно узкой полосы
линейно вытянутые деструктивные поля (сопутствующие разрывы), перемежающиеся со
слабо нарушенными участками. Второй компонент – главный (магистральный) разлом,
который может состоять из серии крупных кулисно-расположенных структур с
длиной, превышающей длину любого из сопутствующих разрывов.
На наличие длительно существовавших тектонических швов в виде сети разломов,
являющихся родоначальными тектоническими формами, указывали Г.Д.Ажгирей [1],
Н.С.Шатский [192], А.В.Пейве [127, 128], В.М.Синицин [153], В.Е.Хаин [174-177]
и другие.
Н.С.Шатский [192] выделял две системы разломов: 1) ортогональную, с долготным и
широтным простиранием; 2) диагональную, с северо-восточным и северо-западным
простиранием.
Значительная протяженность и продолжительность развития структуры тектонических
зон этих направлений позволили В.М.Синицину [153] утверждать о большой глубине
их заложения. Он рассматривал эти зоны как пересекающиеся поля глубоких
разломов, дробящих фундамент на отдельные блоки. Именно с движениями подобных
блоков фундамента связывается соответствующая ориентировка в структурах
верхнего этажа.
Эволюция любой разломной зоны начинается с формирования деструктивных полей,
которые закладываются на самых начальных этапах деформирования земной коры,
постепенно разрастаются, обретая пространственную анизотропию, и только на
зрелой стадии развития объединяются магистральным разломом в единую широкую
зону.
Исходя из современных представлений о процессах стpуктуpообpазования в
литосфере, можно утверждать, что эволюция разломных зон происходила не всегда
равномерно, а ее закономерности не всегда совпадали с наблюдаемыми в наши дни.
В целом, эволюция разломных зон шла по пути снижения отношения их ширины к
длине и увеличения предельных длин зон динамического влияния [13, 78, 116, 163,
165, 175]. Как правило, этот процесс происходил неравномерно. На протяжении
сравнительно больших временных промежутков механические напряжения в
деструктивных полях монотонно возрастали, что приводило к формированию очагов
напряженности. При разрядке накопленной в таких очагах энергии формировались
новые разрывные нарушения, сопровождающиеся нередко катастрофическими
явлениями. Результатами этого процесса явилось формирование современного
тектонического строения литосферы.
В определенных пределах деформации реальных упругих сред пропорциональны
приложенным напряжениям, но после превышения этих пределов начинаются процессы
разрушения горных пород, сопровождающиеся изменениями их микроструктуры. Эти
изменения в ряде случаев находят отражение в изменениях геологических
мезоструктур, частным случаем которых является образование очагов
землетрясений.
2.1.1. Геологический процесс как динамическая система
В качестве динамической системы может рассматриваться любой геологический
процесс. Для этого ему должны быть свойственны ряд элементов-состояний,
характеризующих его как целостную единицу, обусловленные определенными связями
и отношениями, образующими ее структуру. Под геологическими процессами принято
понимать такие процессы, в результате которых изменяются размеры, форма,
состав, структура или расположение геологических тел, и/или разрушаются старые
и формируются новые геологические тела.
По аналогии со статическим пространством возможно использование понятий
неопределенного и полноопределенного динамического геологического пространства.
Первое понятие соответствует уровню наблюдения, второе – уровню моделей. Может
быть построена также сложная динамическая система как система взаимосвязанных
(взаимозависимых) процессов. В таком случае элементарная динамическая система
(простой геологический процесс) выступает как элемент сложного геологического
процесса. В структуру сложной системы кроме скорости изменения входят также
причинно-следственные связи. Например, с элементарным геологическим процессом,
заключающимся в изменении температуры геологического тела, может быть
функционально связан процесс изменения его пористости или минерального состава.
Геологический процесс может быть однородным, если все входящие в него
элементарные процессы имеют одну и ту же природу, и неоднородным, если природа
этих элементарных процессов различна.
Применение понятия "динамическая система" в геологии и, в частности, в
тектонике ограничивается современными геологическими (неотектоническими)
процессами, т.е. процессами, которые наблюдаемы, могут быть измерены, или же
моделируются по экспериментальным и теоретическим данным. (Представления о
процессах, происходивших в геологическом прошлом, не наблюдаемых
непосредственно, а реконструируемых по наблюдениям в статических геологических
системах не входят в понятие "динамическая система") [81].
Применимы три метода исследования современных геологических процессов:
Метод наблюдений;
Экспериментальный метод;
Теоретический метод.
Первый метод предполагает изучение геологических процессов методом
непосредственных наблюдений и измерений в фиксируемые моменты времени.
Во втором случае геологический процесс моделируется в лабораторных условиях.
Построенные модели процесса по результатам непоср
- Київ+380960830922