Динамическая и инженерная геоморфология суши

ДИНАМИЧЕСКАЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОМОРФОЛОГИЯ СУШИ

 

Курс лекций, прочитанных в Санкт-Петербургском государственном университете.

 

Составитель: доцент Д.В.Лопатин

 

Под редакцией профессора доктора педагогических наук А.И.Жирова

 

 

Авторский коллектив: Д.В.Лопатин, А.С. Макаров, Н.И.Шавель, М.Н.Калыгин, А.М.Железнов

 

Учебное пособие для студентов старших курсов, магистров, аспирантов и слушателей курсов послевузовского образования по географическим и геологическим специальностям.

 

 

Санкт-Петербург

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

 

I. ВВЕДЕНИЕ

 

1. Общие вопросы.

2. Основные понятия динамической геоморфологии

3. Предмет и методы динамической гноморфологии

4. О содержании понятия «инженерная геоморфология»

5. Энергия и массоперенос в рельефообразовании

6. Основные механизмы перемещения вещества и рельефообразование

 

II. ЭНДОМОРФОГЕНЕЗ

 

7. Место эндодинамических факторов в системе процессов рельефообразования

8. Источники эндогенных деформаций земной поверхности и их роль в рельефообразовании

9. Соляная тектоника и рельеф

Дислокации соляных толщ

Дислокации надсолевых толщ

Свяхь соляной тектоники с общим тектоническим строением

Геоморфологическое отображение структуры соляной толщи

10. Эндогенное рельефообразование и магматизм

Метаморфизм и рельеф

Магматизм и рельеф

Гляциоизостатическая нагрузка и эндодинамическое рельефообразование

Денудация суши и эндоморфогенез

Эндоморфогенез равнинных стран

Эндоморфогенез горных стран

Вулканизм и морфолитогенез

Сейсмоморфогенез

11. Морфотектоника

12. Морфокосмогенез

 

III/ ЭКЗОМОРФОГЕНЕЗ

 

13. Историческая справка

14. Образование элювия и подготовка рыхлых накоплений к транзиту

Место выветривания в процессе рельефообразования

Классификация процессов выветривания

Физическое выветривание

Химическое выветривание и важнейшие глинистые минералы в продуктах выветривания

15. Склоновые процессы и морфолитогенез на склонах

Понятие «склон» и «склоновые процессы»

Особенности выветривания на склонах

16. Делювиальные процессы

Общая характеристика делювия

Процесс делювиального переноса

17. Процесс массоеого переноса обломочного вещества на склонах

Быстрая солифлюкция

Медленная солифлюкция

Геоморфологические следствия солифлюкции

Инженерно-геоморфологические особенности солифлюкции

Морозно-солифлюкционные террасы

Общие закономерности даижения грунтов на солифлюкционных склонах

Конжелифлюкционные склоны

Дефлюкционные процессы и склоны

Дессерпционные склоновые процессы

18. Склоновые процессы с преобладанием линейных форм повышенных скоростей массокого перемещения рыхлого материала

Полосовые движения на солифлюкционных склонах

Линейные процессы повышенных скоростей движения на склонах медленной солифлюкции

Делевый перенос на конжелифлюкционных и дефлюуционных склонах

Формы каменных полос, каменных рек, каменныхглетчеров

Ползущие камни

19. Гравитационные склоновые процессы

Обвальные и камнепадные процессы на склонах

Осыпные процессы

Лавинный перенос

Инженерно-геоморфологическая оценка склоновых процессов

20. Водно-гравитационные процессы

21. Флювиальный морфолоитогенез

Движущие силы флювиального процесса

Формы речных долин, их поперечных и продольных профилей

Диеамические стадии речных долин

Пролювиальный рельефообразующий процесс

22. Криогенные процессы и рельеф в области вечной мерзлоты

Распространение и развитие вечной мерзлоты по латерали и в разрезе

Формы пучения, термокарст и термообразия

Наледеобразование

23. Криогенная планация рельефа

Алласовая термокарстовая планация

Нагорные денудационные нивально-солифлюкционные террасы

24. Карстовые процессы и рельеф

Понятие «карст».Карстовые процессы и условия карстообразования

Карстующиеся горные породы

Дизъюнктивные дислокации и карстообразование

Реки и долины карстовых областей

Голый и покрытый карст и климатическая зональность

Использование знаний о карсте при хозяйственном освоении территорий

25. Рельефообразование в засушливых областях и пустынях

Горные пустыни и каменистые пустыни равнин

Песчаные пустыни и эоловое рельефообразование

Нлинистые и глинисто-солончаковые пустыни

26. Биогенное рельефообразование

Фитогенное рельефообразование

Зоогенное рельефррбразование

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Предисловие

Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов, бакалавров, магистров и слушателей последипломного образования географических и геологических специальностей в объёме 50-70 часов. Оно содержит все новейшие достижения научной мысли и конкретной практики на 2008 год. Данное пособие отрабатывалось в аудитории в течение 10 лет сотрудниками кафедры геоморфологии СПбГУ Н.И.Шавель, А.С.Макаровым и А.М.Железновым. От последних учебников Ю.Г.Симонова и В.И. Кружалина (1992-1993) оно отличается краткостью изложения и использованием материалов по современным рельефообразующим процессам и их инженерно-геоморфологической оценке на равнинах и горах Северной России, Скандинавии, Аляски и Канады, Украины, опираясь на работы К.С.Симонова, (2001); P.F. Egginton, H.M. French,(1985;), D.L. Forbus, D.S. Forbel, (1985); L. Kountoniemi (1986); P. Wersley, C. Harris, 1974, В.В.Стацука, И.П.Ковальчука, О.Ф.Якушко (1986) и авторского коллектива учебного пособия. Материал подбирался с учётом требований и к полярно-геоморфологической и инженерно-геоморфологической специализации.

В учебном пособии обобщаются научные подходы в области трактовки понятий «инженерная геология», «инженерная геодинамика», «инженерная геоморфодинамика» и с этих позиций определяется место, цель, задачи и методы инженерной геоморфологнии в области прикладного использования фундаментальных знаний о динамических рельефообразующих процессах, определяемых в инженерной геологии как «современные геологические процессы».

Инженерная геоморфология рассматривается как практическая составляющая динамической геоморфологии, как неразрывная часть единого целого динамической геоморфологии. Именно эта тенденция делает данное пособие оригинальным и определяет его новизну.

Пособие сопровождается тремя практическими работами. Первые две посвящены инженерно-геоморфологическому картированию, инженерно-геоморфологической оценке элементарных поверхностей и комплексу инженерно-геоморфологических мероприятий при оценке инженерно-геоморфологических условий прокладки трубопроводных систем в арктических и субарктических физико-географических условиях. Третья работаучит анализу и фиксации геоморфологических процессов при оценке степени риска на строительной площадке олимпийского объекта зимнего курорта «Красная поляна» на Кавказе. Знакомясь с этими практическими работами, студент должен усвоить сущность предмета инженерной геоморфологии и определить её место в ряду инженерных наук о Земле.

 

ВВЕДЕНИЕ

1. Общие вопросы

Курс динамической геоморфологии может быть отнесен к числу фундаментальных в системе подготовки студентов-геоморфологов, геологов-четвертичников и палеогеографов полярных стран на факультете географии и геоэкологии Санкт-Петербургского университета. Он читается на четвертом курсе дневного и на пятом курсе вечернего отделений, так как студенты к этому времени уже получили необходимую базовую подготовку.

Методическое пособие может быть рекомендовано к использованию студентам и специалистам географических и геологических факультетов, горным инженерам, специализирующихся в области геодинамики, гидрогеологии, инженерной геологии, инженерной геодинамики и инженерной тектоники.

В настоящее время геоморфологи исходят из того, что рельеф земной поверхности представляет собой результат взаимодействия эндодинамических и экзодинамических процессов, а геоморфология в целом является наукой о рельефе земной поверхности и рельефообразующих процессах в геологическом времени. Цель геоморфологии заключается в познании элементов, форм и совокупностей форм или строения рельефа, в установлении его происхождения, механизма образования и развития, в связи с геодинамическими потоками в атмосфере, гидросфере, земных недрах и в их контактной зоне. Динамическая геоморфология изучает геоморфологическую форму движения материи. Под геоморфологической формой движения материи мы подразумеваем эволюцию рельефа под действием литодинамического потока вещества. Главной целью данного научного направления является решение трёх генеральных задач: а) изучение механизмов возникновения и трансформации рельефа в непрерывно-прерывистом процессе рельефообразования, б) его инженерной оценке - математических расчетов количественных характеристик или процессоведение и в) прогнозированияе качественных изменений на их основе в будущем. Методика изучения таких взаимосвязей в настоящее время способна воссоздать по количествееным характеристикам энергии экзодинамического рельефообразования оценочные параметры проявления в рельефе эндодинамических процессов и вызванных ими дислокаций. Каждый раздел, иллюстрирующий тип экзодинамических процессов сопровождается комплексной инженерно-геоморфологической оценкой последствий, вызываемых ими. При этом проводится четкая грань межу инженерно-геоморфологическими и инженерно-геологическими следствиями. Инженерно-геоморфологические характеристики заключаются в получении данных о механизмах действия современных рельефообразующих геологических процессов, их географии (картографировании) и прогнозировании качественных изменений рельефа, оставляя право их количественных расчетов и инженерного проектирования за инженерно-геологическими методами оценок. Именно в такой компоновке учебного материала наш кур отличается от аналогичного курса, читаемого в Московском университете и других высших заведений страны.

В то же время, мы отдаем себе отчет, что экзодинамические геологические процессы порождают поток рыхлого материала на склонах, который, скапливаясь в промежуточных и окончательных коллекторах, что сопровождается образованием рыхлых четвертичных отложений, способных влиять на активность эндодинамических процессов в недрах Земли, на изменение приземного климата и структуры биоты на поверхности. Кроме того, учитывая требование специализации полярной специфики, в настоящем учебном пособии более полно даётся материал по географии криолитозоны, формах её выражения в рельефе и геологическом разрезе, а также физических свойствах мерзлых горных пород и льдов как рыхлых четвертичеых образований, объединяемых понятием экзоморфолитогенез. Таким образом, динамическая геоморфология является разделом науки о литодинамическом потоке вещества литосферы и его формах геоморфологического выражения. В целостности геоморфологического процесса различаются две ветви: восходящую или эндодинамическую и нисходящую или экзодинамическую. Восходящая ветвь описывается геотектоническим процессом зарождения дислокаций. Нисходящая ветвь – следствие этого процесса, выведение на поверхность в зону окисления и геохимической деструкции тектоничнских дислокаций, способствующих возникновению экзодинамического склонового перемещения рыхлого материала, последующего захоронения, литификации его и метаморфизма в первично осадочных коллекторах.

По композиции учебное пособие формируется из введения и трех частей. Во введении даются общие положения о динамической геоморфологии, определяется её место в системе геоморфологических знаний и смежных дисциплин. Излагается историческая справка развития геодинамического направления в геоморфологии и роль личностей ведущих ученых. Первая часть посвящена общим представлениям об эндодинамических процессах рельефообразования. Показано, что вулканические извержения мобильных островодужных поясов и областей активизационного магматизма характерны не только для тропических зон. Они, и сопровождающие их процессы – гидротермы, пирокластические потоки, пепловые выбросы и лавовые потоки, характерны для новейшего рельефообразования Камчатки, Чукотки, острова Бенетты и подводного хребта Гаккеля в Северном Ледовитом океане, Момской и Байкалькой рифтовых зон, для очагов новейшего вулканизма Саян, Южной Якутии, Монголии и Северного Китая. Даже Антарктический вулкан Эребус нельзя считать в полной мере реликтовым. Даётся рельефообразующая роль з емлетрясений (включая и эффекты от ядерных взрывов), формирующих «живые» структурные формы рельефа, широко наблюдаемые не только в подвижных поясах гор Средней Сибири, но и не менее широко отмечаются в горных системах Арктики и Субарктики – Хибинах, на Новой Земле, в срединноокеаническом хребте Северного Ледовитого океана, в горных системах Верхоянской, Черского, Сунтар-Хаята и мн. др. Иллюстрируется роль цунами – морских гигантских сверхдлинных волн, возникающих над эпицентрами подводных очагов землетрясений и вулканических извержений, как результат «живых» геодинамических процессов, способных активно вмешаться в перестройку экосмстем. Во второй части рассматриваются морфодинамика и свойстваэкзодинамических процессов. Приоритет отдаётся склоновым процессам, так или иначе связанным с многовековой, многолетней, сезонной и суточной мерзлотой, и гляциальному морфолитогенезу. Важное место уделяетсякарсту. Более схематично рассматриваются русловые и эоловые процессы аридных зон. В то же время, акцентируется внимание на значении последних в рельефообразовании арктических территорий. В третьей части на примере решения конкретных задач показана системная связь экзодинамических и эндодинамических процессов, их инженерно-геоморфологическая роль.

 

Динамическая геоморфология по мнению И.С.Щукина (1980) является разделом, посвященном изучению динамики рельефа и определяющих её различных рельефообразующих процессов. Одним из важнейших способов получения сведений о рельефе являются стационарные наблюдения. При этом заметные изменения рельефа удаётся наблюдать лишь для быстро протекающих явлений. При решении этой задаче неоценимую помощь оказали работы проведенные в стоковых лабораториях МГУ, на склонах гор Прибайкалья, проводимых Институтом земной коры, Сибирским институтом географии СО РАН и Дальневосточным институтом географии ДВНЦ, Якутским институтом мерзлотоведенья и мн. др. Опираясь на наблюдения такого рода в изучении современных явлений и получая данные на стационарах, в лабораториях, при математическом моделировании, геоморфологи ведут специальные наблюдения за характером и морфологическими особенностями рельефа земной поверхности и строением рыхлых отложений. В последнем случае рельефообразующие процессы читаются в структурах и текстурах рисунка самого рельефа. Их анализ позволяет видеть в рельефе следы движений масс земной коры, потоки вещества и по этим следам восстанавливать ход самого процесса рельефообразования. Такой подход Ю.Г.Симонов (1992) называет феноменологическим.

Изучение процессов рельефообразования, особенно катастрофических явлений, представляется актуальной задачей современной геоморфологии и экологии. Слияние этих двух научных тенденции породили новое научное направление – экологическую геоморфологию, активно разрабатываемое в настоящее время Э.А.Лихачевой и Д.А.Тимофеевым в Институте географии РАН, А.И.Жировым и Н.И.Шавель и др. в СПбГУ. Такое знание этих процессов служит не столько восстановлению явлений прошлого, сколько делает возможным практические рекомендации по размещению инженерных сооружений, созданию средств защиты населения и хозяйственных объектов от разрушения при стихийных бедствиях, а также кратковременных и длительных изменений рельефа. В силу этого, многие из заключений по динамической геоморфологии требуют не только высокого уровня научных знаний, но и строгой ответственности ученых. Особенно важно это сейчас, когда человечество активно вмешивается в окружающую его природную среду, ускоряя или изменяя ход многих естественных процессов. Знания по динамической геоморфологии становится, таким образом, важной базой при создании концепций рационального природопользования и охраны окружающей среды, оценке внешних геодинамических условий локализации вредных эндогенных выбросов и горных ударов в горнодобывающем деле.

Полученные сведения о динамике природной среды используются при поисках месторождений полезных ископаемых, при инженерных оценках территорий и прогнозировании хозяйственных решений. Прикладные аспекты этих знаний рассматриваются в курсах «Основы геологии россыпей», «Геоморфология россыпей», «Геоморфология рудных месторождений», «Геоморфология месторождений нефти и газа», «Инженерная геоморфология», «Эколлогическая геоморфология» и мн. др., читаемые в различных вузах страны.

В данном учебном пособии мы стремились показать разные взгляды и позиции на объяснение механизмов одних и те же геоморфологических и геодинамических процессов, чтобы студент сам смог выбрать из них наиболее аргументированное. Возможность представления студентам разнообразных и даже альтернативных точек зрения разных геоморфологических школ мы считаем важнейшим условием обучения и важным фактором развития самой науки.

 

Основные понятия динамической геоморфологии

 

Современная геоморфологогия представляет собой разветвленную науку о рельефе. Она системно объединяет общеоболочечные процессы Земли, обуславливающие вертикальную климатическую поясность рельефообразующих процессов (с вертикальным законом распределения морфологических неоднородностей) и горизонтальной или геотопологической изменчивостью явлений (с латеральным законом распределения геоморфологических комплексов). Геоморфологическая наука делится на части, научные направления, отрасли и области знаний и обладает различными методами исследований, решает различные фундаментальные и прикладные задачи. Объединяющим моментов всех разнообразных знаний о рельефе является то обстоятельство, что каждая из компонент науки о геокомплексах изучает рельеф, его морфологию, возраст, происхождение и процесс эволюционного развития.

В каждой науке, в любой ее отрасли, базисным элементов является система понятий. На ней строится ее теория и практика. Степень совершенства этой системы является, в свою очередь, основанием теории и методологии науки.

Общность понятийного языка обеспечивает взаимопонимание семантических символов и зиждится на жесткости основных определений. Вместе с тем, свобода использования того или иного термина накладывает точные обязательства пользователя в точной и однозначной терминологической семантике. Любые отклонения в терминологии необходимо разъяснять. Конечно, набор терминов и понятий обычно весьма условен и лишь соответствует определенному уровню образного мышления.

Поскольку динамическая геоморфология изучает процессы и механизмы рельефообразования, центральными понятиями динамической геоморфологии являются «рельеф», «развитие», «механизм» и «процесс». Авторы исходят из того, что рельеф является физической поверхностью, разделяющей подвижные (атмосфера, гидросфера) и твёрдую (литосфера) оболочки. Но, одновременно с этим, рельеф является и слоем – слоем не вещественным, а энергетическим, мощность которого определяется энергией взаимодействия внешнего и внутреннего процессов. Поскольку явления экзодинамики и эндодинамики протекают одновременно, то и «слой» взаимодействия может быть определен как морфолитогенетический. Это обстоятельство обязывает оба процеса рассматривать в парагенетическом родстве, а рыхлые отложения – как продукты окисления литосферы, как результат их взаимодействмя. Отсюда следует, что динамичесая геоморфология также изучает и процессы изменения земной поверхности.

Термин «динамическая геоморфология» определяется словом «динамика», что в классической механике означает явления и процессы. В обыденном языке мы говорим о том, что явление динамично, если изменения происходят быстро. В противоположность им медленные процессы (тоже динамические) мы называем эволюционными. Еще один аспект понятия «динамика» употребляется в таком словосочетании как «сезонная, внутригодовая или внутрисезонная динамика». Здесь также как и в предыдущем случае, она понимается как быстротекущая смена явлений. Существуют еще значения этого термина: «литодинамика» - процесс перемещения вещества в ходе рельефообразования, «морфодинамика» - процесс преобразования рельефа, «морфолитодинамика» или «экзоморфодинамика» - объединяющий оба процесса. В таком ракурсе это понятие становится в один ряд с понятием «морфолитогенез» или «экзоморфогенез», а динамическая геоморфологию можно определить как отрасль геоморфологических знаний, занимающуюся морфолитодинамикой или экзоморфогенезом. Те формы рельефа, которые созданы эндодинамическими процессами, протекающими в недрах литосферы, создаются за счет уплотнения или разуплотнения вещества. Процессы одновременного образования рельефа и преобразования вещества в литосфере по аналогии с морфолитогенезом можно назвать, по Г.С.Ананьеву (1989), морфопетрогенезом или эндоморфогенезом.

Известно, что образование рельефа под воздействием внутренних сил Земли, мы называем тектоническим рельефообразованием. Такой процесс сопровождают изменения структуры горных пород, их деформации, изменение свойств, образование трещин, смещений по вертикали (сбросы, взбросы) и по горизонтали (сдвиги, надвиги, поддвиги, шарьяжи). Совместное изменение рельефа и структуры горных пород в рамках терминологии динамической геоморфологии можно назвать морфотектоникой.

Суммируя все вышесказанное, дополненное определение динамической геоморфологии может быть следующим. Динамическая геоморфология изучает морфолитодинамику, морфопетродинамику и морфотектонику.

Но, кроме этого, есть и еще один аспект, которым занимается динамическая геоморфология – процесс рельефообразования во времени. Вместо механизма здесь изучается признаковый образ или результат динамической деятельности, который классифицируется и используется в задаче геоморфологического картографирования.

Итак, следует подчеркнуть, что в настоящее время динамическая геоморфология является сформированным фундаментальным направлением общей геоморфологии с объектом исследования – рельефообразованием земной поверхности, предметом исследования – динамикой рельефообразования, методом – динамическим анализом рельефообразования: морфолитогенеза, морфопетрогенеза и морфотектоники; и прикладным аспектом – инженерной геоморфологией. Главной целью же динамической геоморфологии является раскрытие механизмов рельефообразования, а инженерной – получение режимной информации о процессе. А теперь рассмотрим это более подробно.

 

Соляная тектоника и рельеф

Соляная тектоника или галокинез является источником локальных деформаций земной поверхности. Дислокации этого типа вызваны перетеканием внутри пласта соляных масс. Как правило, они залегают на значительных глубинах и превышают 1 км. Дислокации представлены прерывистыми брахиформными складками, образующими в рельефе купола, мульды, депрессии, осложненные многочисленными разрывными нарушениями сбросового и раздвигового типов. Они широко распространены в нефтегазоносных районах мира. В нашей стране они известны в Прикаспийской и Днепровско-Донецкой впадинах, в Волго-Уральской области, в Припятьском прогибе Белоруссии и в Ангаро-Ленской синеклизе.

Для понимания геоморфологической роли соляной тектоники важно знать, какие силы вызывают перераспределение соляных масс и каков механизм формирования неровностей рельефа. Этим вопросам посвящено множество отечественных и зарубежных публикаций. До конца первой половины XX в. преобладали две взаимоисключающих группы гипотез. Одна точка зрения рассматривала галокинез как результат выдавливания соляных масс под действием силы веса перекрывающих пластов. Иная точка зрения связывала его активность с глубинными тектоническими складчатыми или разрывными процессами, происходящими в подсолевом ложе. В настоящее время считается, что в образовании соляных структурных форм участвуют и гравитационные и глубинные тектонические процессы.

Дислокации соляных толщ. Различают два принципиально разных типа структурных соотношений кровли солевых пластов и вышележащих отложений - согласное и несогласное. При согласном залегании надсолевые отложения согласно облекают поверхность солевых пород. Во втором случае имеет место нарушение сплошности надсолевых и внедрение в них солевых пород (Рис.2,а). При поднятии солевые породы прорывают вышележащие, что влечет за собой образование солевого диапира, над которым образуется разнящиеся по морфологии антиформы (Рис.2,б). При отсутствии прорыва кровля соляных пород образует закругленные, куполовидные и валообразные поднятия, соляные антиклинали разной амплитуды. Размеры таких складок изменяются от нескольких метров в высоту до нескольких километров в длину. Если соль прорывает вышележащие слои, то солевые диапиры будут иметь форму штоков, гребнеобразных или грибоподобных форм. Встречаются складки, осложненные уступами и карнизами. По форме вершин прорванные соляные массы имеют несколько морфологических типов и делятся на островерхие и плосковерхие. Высота штоков и гребней может достигать нескольких метров.

В процессе перетекания солей и образования диапировых складок, штоков и гребней, в тех местах, откуда соль вытекла, мощность пласта резко падает. В этих местах могут образовываться разнообразные депрессионные формы (Рис. 3).

Дислокации надсолевых пород. Воздымающиеся соляные массивы, как мы выяснили выше, в одних случаях лишь приподнимают вышележащие отложения, которые залегают на соли согласно, в других протыкают: либо часть надсолевой толщи, либо весь комплекс надсолевых отложений, и выходит на поверхность. В случае протыкания кровли пород, контакты соли с перекрывающими отложениями могут быть трех типов: 1) трансгрессивным – когда вершина соляного массива приподнята и размыта, а потом вновь перекрыта надсоляными слоями; 2) разрывным – когда при ускоренном росте крутосклонных соляных массивов надсолевые породы разрываются; 3) бокового примыкания – когда разновозрастные горизонты надсолевой толщи контактируют с солевым массивом без тектонического разрыва.

Трансгрессивный контакт. Силы растяжения, действующие на поверхности соляных куполов, формируют системы трещин в сводовой их части. По трещинам возникают нормальные сбросы, грабены радиальной и концентрических форм. В итоге в надсолевой толще над солевым куполом образуется множество неодинаковых по размерам блоков, разделенных разрывными нарушениями разной ориентировки и амплитуды перемещения блочков. Возникает структура «битой тарелки». По рисунку изображения они хорошо диагностируются на дистанционных материалах. Тектоническая раздробленность куполов приводит к усилению эрозии их сводовой части с возникновением озерных ванн - обращенных морфоструктур. В дальнейшем эта структурная форма может быть погребена при трансгрессиионных процессах осадконакопления.

Разрывной контакт. Между соляными куполами осадочные слои залегают горизонтально или субгоризонтально. Иногда они образуют пологие прогибы – межкупольные депрессии. Возникают силы растяжения, утонение горизонта и, как следствие, образование трещин растяжения. В надсоленой толщи образуются мульды оседания (Рис.2,б). В новейшее время они являются активными структурными формами. В Прикаспийской впадине такие мульды заняты озёрами Эльтон, Баскунчак, Индер, Челкар, Жалтырь (Рис.3). Ведущим процессом при образовании мульды оседания, а также грабенных мульд вершинных частей куполов, является подземное выщелачивание соли, наступающее тогда, когда растущие соляные купола достигают уровня активных водоносных горизонтов. Подземные или надземные воды «слизывают» верхние части куполов (Рис.4, а) и углубляют межкупольные мульды, где попрежнему действует процесс депрессионного прогибания под воздействием растекающихся соляных масс (Рис.3.).

Контакт примыкания возникает, когда солевой слой с подсолевым ложем образует тектонический контакт по разлому в виде взброса или надвига (4,б).

Связь соляной тектоники с общим тектоническим строением и с тектоникой подсолевого ложа проявляется в морфологии и размещении соляных структурных форм и в интенсивности их роста. В складчатых областях развиты преимущественно соляные антиклинали и гребневидные диапиры. Они прослеживаются параллельно простиранию осей складок в подсолевом основании на сотни и тысячи километров.

В областях, испытавших слабую складчатость или только вертикальные тектонические движения, соляные структуры обычно имеют округлую или близкую к ней форму. Однако в таких районах прослеживается зависимость в расположении соляных структурных форм, локализующихся в виде цепочек или группировок форм рельефа определенного типа. Их морфология зависит от местоположения подсолевых поднятий и прогибов, простирания складок и разрывных тектонических нарушений. Причина этого заложена в динамике формирования соляных структурных форм.

Геоморфологическое отображение структурных форм соляной тектоники. В современном рельефе положительные и отрицательные структурные формы соляной тектоники образуют прямые или обращенные морфоструктурные отношения.

Прямые структурно-геоморфологические связи между ними представлены, антиклинальными, брахиантикликальными, купольными формами, штоками, «соляными грибами» и др. положительного знака движения. Межкупольные депрессии образуют формы рельефа отрицательного знака развития. Самое яркое отображение в рельефе имеют наиболее активные солянокупольные структурные формы. Например, величина локального воздымания их достигает 10 и более метров за голоцен. Купол Индер вырос на протяжении этого времени на 30 м. Осложняющие купола грабены и сбросы тоже прямо выражаются в рельефе. Солянокупольные поднятия образуют островные возвышенности на равнинах, сложенных соленосными толщами.

Наиболее активными отрицательными прямыми формами рельефа являются солевые или надсолевые депрессии. В их пределах наблюдается общее понижение поверхности рельефа: на 5-7 м. на низменных равнинах и до 30 м на приподнятых плато. Для сопряженных компенсационных мульд контрасты рельефа бывают еще больше. Мульды такого типа обычно заняты озерами, сильно расширенными участками речных долин и солончаками.

Обращенные морфоструктуры образуются в результате выщелачивания солей в вершинной части куполов или антиклиналей. Этому процессу способствует бо′льшая тектоническая раздробленность. Мало активные солянокупольные поднятия характеризуются неполным выражением в рельефе. Им соответствуют участки с меньшими относительными превышениями, либо блюдцевидными опусканиями поверхности, так как часть сводовой поверхности размыта и относительно понижена.

 

10. Эндогенное релефообразование и магматизм

 

Активные интрузии образуют на поверхности Земли поднятия в виде куполов и сводов (батолитов). Современные исследования активных батолитов свидетельствуют о том, что с ними может быть связан дефицит масс, что вызывает их «всплывание» и образование куполовидных поднятий. Например, Вредфортский купол, расположенный в бассейне Ранд в Южной Африке, имеет около 40 км в поперечнике (Рис.5)(К.Оллиер,1984). Он обусловлен выступом пород в мантии, о чем свидетельствует положительная аномалия силы тяжести. Батолит был вытолкнут вверх мантийным диапиром. Несколько иная картина обнаружена в Приморье, где за фазой поднятия куполов в результате дегазации магм в результате остывания происходит проседания их центральных частей с возникновением вулканической кальдеры в основных или средних магмах.

С интрузиями гранитов и пород несколько более плотных связаны своды и их серии. Такие серии образуют осевые части горных хребтов Забайкалья и Северной Монголии.

В условиях стратифицированных толщ синеклиз образуются сложные системы горизонтальных и вертикальных трещин. Проникая до мантии, в результате сводообразования по вертикальным трещинам растяжения, происходит проникновение базальтоидных магм и на поверхности возникают базальтовые покровы, занимаемые многие тысячи квадратных километров. Такие платобазальты называются траппами. По горизонтальным трещинам так же происходит внедрение лав с образованием диабазовых силлов. Раздвигая слои стратифицированных пород, они так же, хоть и в меньшей степени, оказывают влияние на изменение положения поверхности рельефа, влияя на изменение базиса эрозии и стимулируя, таким образом, активность эрозионных процессов.

Морфотектоника

Дизъюнктивная тектоника и рельеф. В эндогенном процессе рельефообразования большую роль играет дизъюнктивная тектоника. Важной особенностью тектонических разломов, трещин и их зон является то обстоятельство, что они образуют блоки, размеры которых соизмеримы с размерами разломов. Анализ различных типов дизъюнктивов позволил выделить трещины разрывов, скалывания и раздавливания, независимо от причин, вызвавших трещинообразование. Известно, что вдоль трещин отдельные блоки пород могут перемещаться друг относительно друга, поэтому в тектонике выделяют сбросы, сдвиги, раздвиги, надвиги и поддвиги. Перемещающиеся блоки создают сложную блоковую мозаику, в которой прослеживают моноклинали, горсты, грабены, флексуры, горстовые и грабенные складки большого радиуса. Их сочетания определяют структуру и рельеф равнинных и горных стран.

Прямая связь трещиноватости с рельефом. Наличие трещин в породе является одним из факторов, направляющих селективную эрозию и денудацию. Поэтому блоковая мозаика в рельефе проявляется в сглаженном виде. Система трещин в большей части случаев определяет рисунок гидросети, конфигурацию берегов, распространение карстовых форм (Рис.6.). Трещины через напряженность ледниковых покровов могут определять и ход ледниковых процессов. Эндогенная напряженность пород проявляет себя и в мерзлотных формах рельефа (цепочки термокарстовых озер, таликовые зоны). Но особую роль они играют в магматических явлениях. Трещины определяют тип вулканизма, пути проникновения магм на дневную поверхность, размещение месторождений полезных ископаемых. Пересечение трещин различных направлений определяет местоположение действующих вулканов центрального типа и очагов повышенной проницаемости.

Наблюдается и обратная связь. Излияние лав вызывает проседание вулканических аппаратов, образование компенсационных депрессий. При этом масса вулканических аппаратов в состоянии предопределить заложение новых трещин, по которым могут опускаться как целые аппараты (кольцевые трещины), так и их части, а также образовывать края компенсационных депрессий (Камчатская депрессия).

Трещиннобразование в породах может стать следствием иденудационных процессов. Известно,