Аэрокосмическая информация в структурной геоморфологии и новейшей геодинамике

В настоящее время аэрокосмическая информация является нормативной для всех видов наук о Земле. Существует большая и разноплановая литература по её применению в предметных областях. Мы не будем останавливаться на геологическом, геоморфологическом дешифрировании АКС, на способах идентификации морфоструктур, обладающих трёхмерными параметрами, так как они успешно изучаются методами морфометрии. Всё это достаточно подробно освещено в учебной и специальной литературе. Наша цель заключается в необходимости обратить внимание на значение тонометрических аномалии на снимках, отображающих ландшафтные неоднородности, которые передают информацию, в том числе и о рельефе, причём, не только о явно выраженном, тектоническом, но и помогают увидеть опосредованно выраженные в рельефе структурные неоднородности земной поверхности. Их обычно трудно идентифицировать с какой-либо структурной группой литосферы, хотя они очевидны и объективны. Их тонометрическая информация на снимках позволяет понять и природу едва выраженных в рельефе образований, масштабы которых огромны по сравнению с размерностью образующих их форм рельефа. Поэтому они кажутся плоскими или, точнее, квазидвумерными – «тенями» каких-то непонятных процессов и явлений, запечатленных на космических снимках земной поверхности. И только фотогенерализующие свойства дистанционных съемок позволяют увидеть их «портретные» характеристики, которые отчетливо видны на космических снимках и совершенно не заметны при контактных исследованиях (Рис. 10-1). Эти структурные образования могут быть выделены и при картометрической обработке топографической поверхности рельефа, а также и других поверхностей топографического ряда (гравиметрической, магнитометрической, фотометрической и др.) на основе анализа изолинейных карт. Для этого используются известные методики В.В.Соловьёва, И.Н.Томсона, М.А.Фаворской, И.К.Волчанской, Е.С.Кутейникова и мн.др.

Исследования показали, что все аномальные тонометрические образы связаны с роями малых форм и элементов рельефа (спрямленных или закругленных фрагментов речных долин, побережий, склонов, седловин, цепочек озер и др.), которые группируются в структурные линии, зоны, площадные сочетания – текстуры изображения, а в конечном итоге, в образы, природу которых мы и пытаемся понять.

В процессе исследования вопроса решаются следующие задачи: 1) изучение особенностей дешифрирования линеаментов, линеаментных зон и полей по тоновым контрастам, 2) установление связи линеаментов с геоморфологической структурой, 3) построение дискретного морфотектонического ряд от конформного к дисконформному выражению в рельефе структурных образований, которые связанны в единое целое линеаментными «портретами» тонометрических аномалий и вопросы прогнозирования полезных ископаемых.

Рельеф как организационная среда линеаментов и линеаментных полей. Красной нитью в прикладной геоморфологии проходит одна из географических аксиом, утверждающая, что рельеф является системообразующей компонентой ландшафта и одновременно уникальным индикатором динамических процессов консервативны сфер Земли, к которым можно отнести земную кору и литосферу в целом. Известно также, что в рельефе могут отображаться не только «живые», развивающиеся структурные формы, но и вся совокупность тектонических свойств «мертвой» литосферы. Широко известно, что в процессе эволюции земной коры от раннего докембрия до наших дней она претерпевает все большее усложнение. Особенность геоморфологических исследований заключается в возможности раскрытия летописи геологической истории через формы современного «живого» или «остаточного» литоморфного рельефа. Большая группа геоморфологов считает, что решение этой задачи геоморфологическими процедурами невозможно. По-видимому, в чем-то они и правы, так как это требуют привлечения комплекса дополнительных мер. Поэтому, прибегая к реконструкциям такого рода, необходимо использовать в комплексе с геоморфологическими методами еще и,другие: дистанционные, геофизические, тектонические, физико-математические, оставив за геоморфологическими лишь индикационную роль – роль системообразующего информационного блока, так как рельеф поверхности одинаково полно отображает взаимодействие как экзо-, так и эндодинамических сил Земли.

Свойство естественной генерализации позволило увидеть, что рассеянные и не связанные между собой морфологически рои малых форм рельефа на самом деле концентрируются в поля, зоны и линии определенной геометрии: линейно ориентированные, дуговые, параболические, круговые, поликонцентрические, эллипсоидальные, изометрические, фестончатые и иные. Для иллюстрации рассмотрим следующие примеры, иллюстрирующие переход от структуры линеаментных полей к их тектонической интерпретации.

На рис.10-2. отчетливо видно взаимопересечение линеаментных полей - плотно упакованных и зонально организованных, морфологически не связанных между собой линеаментов разной геометрии. При генерализации поля могут превратиться в зоны, линии и наоборот. Тектонический анализ рисунка показал связь линеаментов со структурными неоднородностями фундамента Рязано-Саратовского авлакогена Восточно-Европейской платформы и краевой зоны Прикаспийской синеклизы.

На рис.10-3 отчетливо видно, как поля линеаментных текстур связаны с явными и неявными брахиформными образованиями. При сопоставлении с обобщенной геологической картой масштаба 1:10000000 они отображают генеральные тектонические структуры Прикаспийского койлогена и Уральской коллизионной мегаструктуры. Причем, эта связь передается через линеаментные оболочки (каркасные линии тоновых текстур) современных геологических формаций, которые представлены объединенными полями линеаментов разной геометрии.

Корреляция тонометрических аномалий и соответствующих им линеаментных полей и зон с геологическими телами и морфоструктурами не всегда однозначна. Чаще прослеживается более четкая их связь с аномальными геофизическими полями. Это обстоятельство позволило предположить, что тоновые аномалии в большей степени отображают глубинную природу, нежели морфоструктурный план геологического субстрата. Больше того, стало появляться все больше фактов их несогласия с морфоструктурным планом, косвенно подтверждающих справедливость вышеуказанного предположения. Подобные образования можно отождествлять с к р и п т о м о р ф н ы м и г е о м о р ф о л о г и ч е с к и м и с т р у к т у р а м и (КГС ). Они представляют собой образы, созданные за счет фотогенерализации пространственно упорядоченных, но не всегда морфологически связанных между собой малых структурных форм рельефа, размеры которых на 3-4 порядка меньше самих образов КГС. Последние отображаются в виде фототоновых (тонометрических) аномалий на дистанционных снимках. Но главным их индикационным признаком является совокупность малых форм рельефа, плотности взаиморазмещения которых формирует специфический фотоэффект в виде тоновых линий, зон, текстур изображения.

В книге «Структурная геоморфология равнинных стран» Ю.А.Мещеряков, давая определение понятию «морфоструктура» как геологическая структура, выраженная в рельефе Земли, замечает, что им могут быть противопоставлены «к р и п т о с т р у к т у р ы... погребенные в недрах Земли или полностью сглаженные денудацией, не выраженные на поверхности структурные формы.»[9]. По сути дела, если под «крипто» иметь в виду латинское «скрытое», то автор под этим термином и подразумевает невыраженную в рельефе структурную форму земной коры. Но геоморфологический анализ тонометрических характеристик подобных образований показал наличие, хоть и отдаленной, но, всёже, существенную связь с современным рельефом. Данную идею Ю.А.Мещеряков не смог развить геоморфологически, в виду малого количества фактического материала, так как его заметки были сделаны еще до внедрения в практику наук о Земле космических изображений. А без космической регистрации генерализованных ландшафтных индикаторов он не мог проследить связь таких образований с рельефом.

В процессе массового внедрения в научную практику космических изображений начали выделяться тонометрические аномалии разной геометрии и очертаний, не находящие подтверждения ни в рельефе, ни в геологосъемочных документах. В то же время, они находили отображение, например, в виде аномалий геофизических полей, подтверждая, таким образом, реальность самого факта своего существования. При сравнении таких объектов с моделями рельефа в более крупном масштабе, удалось установить, что их образуют малые формы рельефа: спрямленные или закругленные участки рек, склонов, водоразделов, цепочек седловин, озер, карстовых и термокарстовых воронок, грив, гряд, малых куполов и др. В силу разных причин, данные совокупности нередко продолжали отождествляться с морфоструктурами, лишь на том основании, что они выделяются на снимках, но эта проблема так и не нашла у теоретиков геоморфологической науки дальнейшего развития.

Определение основных терминов и понятий. Для того, чтобы разобраться в этом более обстоятельно, необходимо определить смысловое значение основных понятий: таких как «дистанционные методы», «линеамент», «центрозональные структуры», «тонометрические аномалии», объем содержания понятия «морфотектоника» и производных от них терминов, семантика которых до сих пор не стала аксиоматичной. Но всех их объединяет связь с рельефом земной поверхности.

Дистанционные методы исследований включают распознавание на аэрокосмических изображениях объекта (оптические тонометрические аномалии) и предмета (криптоморфные геоморфологические структуры) геолого-геоморфологических исследований, а также, тождественных им по информационной базе образов, реконструируемых морфометрическими методами обработки по модели рельефа и другим поверхностям топографического ряда (магнитометрическому, гравиметрическому, оптическому и др.) в изолинейном отображении.

Линеамент, линеаментные зоны, линеаментные системы. Под термином «линеамент» (Lineamentum – линия, черта) первоначально понимали «линейные или дуговые структурные элементы планетарного значения, связанные в начальном этапе с разломами, а иногда и с глубинными разломами (по У.Хоббсу, 1904)». Позже под этим термином стали понимать только спрямленные ориентированные линеаменты и их системы. В терминологических словарях дается множество значений и синонимов этого термина как геоморфологически выраженной прямой линии. С появлением космических снимков линеаменты стали выделяться повсеместно. Начали различать линеаменты по иерархическому признаку: трансконтинентальные, трансрегиональные, региональные и локальные. Появились понятия шаг линеаментов или закономерно повторяющееся расстояние между ними, веер линеаментов (несколько линеаментов, исходящих из одной точки), линеаментная зона (пучок сближенных параллельных или разнонаправленных, но линейно сгруппированных линеаментов разных размеров), линеаментное поле или линеаментная текстура (площадное распространение малых и среднеразмерных линеаментов разной геометрии по своим внутренним закономерностям взаиморасположения В.Е.Хаин сформулировал даже целое направление в геотектонике – линеаментная тектоника. Но точных критериев размерности в их иерархии, геометрической и геоморфологической определенности так и не было сформулировано. В настоящее время, на наш взгляд под линеаментами следует понимать не только тектонические уступы и эскарпы, зоны интенсивных новейших деформаций, но и линейные фотоаномалии, связанные с диаклазами (безамплитудными разломами), их системами разной геометрии, выделенными геоморфологическими, морфометрическими или дистанционными методами, адекватно отображающими тектонические дислокации. Они могут быть как согласными с морфоструктурным планом (тектонические уступы), так и несогласными как результат проявления на земной поверхности тектонических напряжений различных горизонтов расслоенной литосферы. Все эти неоднородности являются и/или отображаются геоморфологическими индикаторами.

Не все ориентированные линеаменты прямо связаны с морфологией рельефа как трехмерной поверхностью. Одна их часть, несомненно, отражает тектоническую природу: новейшие разломы, выраженные в виде нормальных сбросов (прямые линии), взбросов (пологие дуги), надвигов (дуги, чешуйчато-эшелонированные зоны), зон смятия (червячные рои малых форм) и др. Вторая группа связана с шарнирами складок, интрузивно-дайковыми поясами и сквозными зонами разломов и трещин, с осями водораздельных пространств и депрессий, фиксирующих новейшие поднятия и опускания, уступов моноклиналей и др. Третья – с вариастратам, (линиями эрозионных уступов, фиксирующих кровли и подошвы бронирующих пластов). Все эти случаи описаны в специальной и методической литературе. Но есть группа линеаментов (и она достаточно велика), которая проявляется за счёт разорванных пространственно, не объединенных морфологически и морфоструктурно, различных по морфологии малых форм рельефа; отражающих как отпрепарированные мертвые (закрытые, выполненные минеральным веществом), так и геодинамически активные разломы (сейсмодислокации, кляммы, цепочки грязевых вулканов, источников, шлаковых конусов, интрузивных массивов – следы горячих точек). Большую группу индикаторов такого типа составляют диаклазы или безамплитудные разломы разной геометрии. Они проявляются в виде трещин расширения, открытых разломов, фиксированных выходами грунтовых вод, газовыми эманациями и др. Это могут быть как геодинамически активные разломы, так и те, которые составляют сетки Хартмана, природа которых неясна, но энергетическая активность и патогенная роль очевидны. Всех их общит одно свойство – способность формировать образы линеаментных неоднородностей диакластического типа. Чаще всего они не имеют ничего общего ни с морфологическими, ни с морфоструктурными комплексами, и даже наоборот – образуют с ними фантомные несогласные соотношения. Так, известный геолог Ю.Г.Сафонов отмечал, что дешифрирование космических снимков привело к открытию скрытых разломов, представленных зонами рассредоточенных трещин и разрывных нарушений различных порядков. Они образуют зоны свободной проницаемости в мантию и осуществляют контроль над размещением рудных узлов, полей и месторождений. Выражены они в виде зонально организованных микро- и мезоформ рельефа: спрямленные участки рек, седловины, микроуступы на склонах, рытвины, цепочки озер, термокарстовых воронок, микрониш, связанных с ключами, мерцающие разломы и др.[10] М.А.Фаворская и И.Н.Томсон протяженные, секущие морфоструктурный план линеаменты считали индикаторами сквозных рудоконцентрирующих разрывных структур, так как они сами и узлы их пересечений контролируют размещение различных типов рудных узлов и полей. Геоморфологически это именно те малые формы рельефа, что имел в виду Ю.Г.Сафонов. Ярким примером геоморфологического криптоморфизма является описанное явление Д.А.Тимофеевым в личном письме ко мне выражения разлома Эхийн-Гол в пустыне Гоби. «Сам оазис возник потому, что там имеются выходы грунтовых вод по молодому разлому, частично выраженному в рельефе в виде уступа. Изучая аэроснимки, я обнаружил, что разлом пересекает поперек русло крупного сайра – черная линия, на светлом фоне русла. При увеличении эта линия распалась на точки, а точки (при изучении на местности) оказались кустами тамарикса. Каждая точка – высокий и пышный куст. Сливаясь (генерализуясь) на снимке, точки дают линию разлома. Таким образом, «образ» на снимке имеет свою причину, действие которой выразилось в лучших условиях для роста тамарикса» вдоль частично выраженного в виде малых структурных форм разлома. В литературе даются описания многочисленных выражения в современном рельефе образов скрытых для геологической съёмки тектонических структур.

Термины центрозональные (геоморфологические) структуры, кольцевые, концентрические, структуры или морфоструктуры центрального типа и другие родственные им по семантической сути, являются синонимами. При обстоятельном изучении специальных карт, где главной единицей картографирования являются структуры центрального типа (СЦТ), или центрозональные, выделенные на основе картометрического анализа или в результате дешифрирования дистанционных снимков местности, выяснилось, что далеко не все они одинаково выражены в рельефе. Лишь некоторые из них представлены поднятиями или кальдерами, окруженными кольцевыми хребтами (Кандёр на Алданском щите, Кент в Казахстане), являются купольно-кольцевыми образованиями (Аскаран, Тунгатар, Шалтас, Улькен-Каракуус, Жамсы, Байназар, Кызылтас в Казахстане) или выражены иным комплексом форм. Подавляющее большинство линеаментов кольцевой, дуговой, эллипсоидальной и иной геометрии – это диаклазы, хотя отчетливо прослеживаются по цепочкам озер, спрямленным участками речных долин, фасетам, седловинам, гривам, грядам, рвам, термокарстовым воронкам, источникам и другим элементами ландшафтной среды, формирующим фотоаномальное изображение на снимках или экранах мониторов при генерализации.

Лучшим аналитическим материалом для анализа подобных структур являются карты, выполненные В.В.Соловьевым и В.М.Рыжковой[11]. Безусловно понимая все то, что было нами высказано раньше, В.В.Соловьев чаще всего прибегал к термину “структуры центрального типа... по данным геолого-морфологического анализа”, давая понять, таким образом, что это в первую очередь геологические образования, а не геоморфологические. Однако, четкого разграничения между морфоструктурами и диаклазами не делал. Это обстоятельство отразилось и в его стилизованных классификационных рисунках - реконструкциях картографируемых единиц, на которых он подчеркивал их принадлежность именно к морфоструктурному ряду, хотя большинство из них к таковым не относятся. Более того, он не поощрял это разграничение и в чужих работах, имея большой авторитет в геологической среде и средства для внедрения своих идей в геологическую практику. Он распространил название «морфоструктура центрального типа» (МЦТ) на всех без исключения типы центрозональных образований. Впрочим, такое же содержание термина МЦТ дает и терминологический словарь.

Тем не менее, вся специальная литература, как открытая, так и фондовая, посвященная центрозональным оптико-ландшафтным аномалиям, не делает и сейчас различий между собственно морфоструктурами и квазидвумернами образами, представленными диаклазами и соответствующими им в ландшафте криптоморфными геоморфологическими образованиями. Такое вульгарное отношение к понятию «морфоструктура» нанесло непоправимый ущерб, как геоморфологической науке, так и геологической практике. Понятие «морфоструктура» постепенно утратило свое конкретное значение, с этим термином стала ассоциироваться любая тектоническая структура, вне зависимости от того, как она проявлена в современном рельефе.

Тонометрические аномалии – аномальные тоновые изображения на дистанционной основе, связанные с оптико-ландшафтными свойствами земной поверхности, адекватно отображающие геолого-структурные объекты литосферы на картах. Плотность тона можно передать количественно в виде таблиц или изолинейных поверхностей, отображающих степень яркости.

Морфотектоника представляет собой геоморфологическую форму организации новейшего тектонического пространства. Данное определение в лаконичной форме обобщает все определения, которые даны в терминологическом словаре и те, которые входят в понятие “тектонический рельеф”. На этом свойстве основана методика тектонического анализа рельефа, успешно применяемая для изучения новейшей геодинамики гор. Она включает решение прямой и обратной геоморфологической задач. Рельеф в пределах новейшей тектонической структуры отображает ее остаточную от размыва часть (прямая геоморфологическая задача). А тектонический рельеф является реконструируемым целым новейшей тектонической структуры по элементам остаточного рельефа (обратная геоморфологическая задача). Продукты размыва (как результат геоморфологического процесса экзодинамической деформации новейшей структуры) переносятся и переотлагаются в коллекторах за пределами зоны размыва. Гранулометрический состав образующихся слоев отражает характер данных процессов и явлений, а формы эрозионного рельефа им адекватно соответствуют. Каждому комплексу осадочных толщ соответствует свой геоморфологический латеральный ряд в вертикальном профиле выработанного рельефа, а морфодинамическому поясу - свой литологический комплекс. Все вместе они образуют согласованный геолого-геоморфологический комплекс современной геологической формации: в осадочном бассейне – геологической, а в эрозионном – геоморфологической.

Таким образом, криптоморфные геоморфологические структуры практически не участвуют в процессе рельефообразования. Их результирующий эффект в общем цикле развития поверхности Земли составляет бесконечно малую величину и поэтому не может быть зафиксирован в общем формационном ряду. Именно это обстоятельство позволило считать процесс образования криптоморфных геоморфологических структур (КГС) наложенным на морфоструктурный или наоборот, что сути дела не меняет.

Природа криптоморфизма. Возникновение криптоморфных геоморфологических образований можно характеризовать термином «криптоморфогенез». Методика изучения этого процесса основывается на некоторых общих положениях: 1) тождественности понятий «форма» и «образ»; 2) утверждении того, что дистанционная информация в общем геолого-геофизическом ряду занимает промежуточное положение и, обладая свойствами каждого из них, является связующим информационным звеном между ними; 3) тонометрические аномалии отображаются на снимках через оптические характеристики ландшафта, системообразующим элементом которого являются формы и элементы форм рельефа, дисперсия и зональное размещение которых возможно связаны с диссипацией энергии глубинных процессов Земли.

Если принять за основу модель расслоенной А.В.Пейве, то КГС могут отображаться в ландшафтных структурах литосферы за счет стоячих внутренних гравитационных волн Эти волны имеют общую физическую природу с конвекцией и описываются с ней одним и тем же математическим языком. Динамика земной коры и мантии в геологическом масштабе времени подчиняется законам механики жидкостей и для ее описания удобно применять волновую модель. Поскольку границы разделов в геологической среде весьма условны, то для их параметрического описания можно принять длину волны или волновой вектор, при этом стирается грань между представлениями о структуре и волне. Какие бы ни были динамически неравновесные процессы, охватывающие Землю на всех масштабных уровнях, они порождают диссипативные структуры, выражением которых могут быть гексагональные образования. В жидко-пластичной среде, каковой является коромантийная смесь, они могут во внутренней части ячейки Бенара преобразовываться в структурные формы центрозональной геометрии, а на внешней – в линеаментные системы ортогональной и диагональной динамопар. С этих же позиций можно объяснить и радиально-лучистую структуру центрозональных кольцевых систем. Если несколько усложнить гидродинамическую модель стоячих внутренних гравитационных волн, введя параметр кручения, то с этих же методологических позиций можно объяснить и вихревые структуры. Если представить, что действие такого механизма проистекает в геологическом времени в мантии в жидко-пластичной среде, то одновременно в хрупкой среде верхней части коры должны преобладать глыбово-волновые перемещения с образованием морфоструктур, на поверхности которых могут в скрытой форме отобразиться следы глубинных диссипативных структур в виде криптоморфных геоморфологических образований.

Картогафирование криптоморфных геоморфологических мегаструктур на примере Северной Евразии. Иллюстрацией вышесказанного является карта структурных неоднородностей земной коры Северной Евразии масштаба 1:15000000, выявленных по данным космических съемок, картометричеких реконструкций и аномальных геофизических полей в масштабах от 1:1000000 до 1: 5000000 КГС[12] Объектом картографирования явились центрозональные формы, отражающие разноглубинные тектонические и тектономагматические структуры размерностью 0-50 км (преимущественно 0,2-2 и 5-40 км), 50-100 км (преимущественно 60-90 км) и больше километров в диаметре. Предметом изучения были поля сгущения этих образований, при этом не предполагалось наличие прямой связи между размерностью структурных форм и их глубинностью. Генезис определялся в зависимости от геодинамической позиции каждого класса объектов картографирования.

При анализе природы малых и среднеразмерных кольцевых форм, образующих сгущения и показанных на данной карте цветовой заливкой, было сделано допущение о том, что они могут быть связаны либо с магматическими телами (орогенные гранитоиды, траппы), либо с брахиформными тектоническими деформациями (плиты). Для орогенных и дейтероорогенных областей проводилось сопоставление центрозональных структур с площадями магматических тел методом статистических выборок. Пример такой выборки, показан на прилагаемом Р ис. 10-4. Из данного рисунка следует, что наблюдается представительная корреляция размерности площадей выходов на поверхность орогенных гранитоидов (независимо от их вещественного состава) наблюдается полная корреляция с размерностью ареальных КГС над ними, что позволяет предположить не только пространственную, но и генетическую связь ежду ними. Отсюда следует, что зоны сгущения центров КГС в пределах дейтероорогенных областей могут иметь магматическую природу. На основании этого можно предположить, что и все остальные центрозональные структуры такой же размерности, выделенные по снимкам и аномальным геофизическим полям, в подобных структурно-геологических ситуациях могут также быть связаны с особенностями проявления магматизма, в поле развития которого они находятся. Последнее обстоятельство позволяет относиться к выявленному феномену как к потенциальным рудно-магматическим образованиям.

Первой группе центрозональных структур самого малого диаметра соответствуют трубки взрыва. Вторую представляют активизационные гранитоидные тела областей слабого горообразования и вулканические кальдеры полей базальтоидного магматизма сводовых поднятий сибиретипных платформенных гор. Третья группа связана с телами андезит-липаритового ряда островодужных комплексов и брахиформными образованиями плит нефтегазоносных бассейнов. Последние располагаются над аномалиями теплового поля, что свидетельствует об их косвенной связи с плюм-тектоническими процессами в мантии. Четвертая группа не обеспечена в достаточной степени статистической выборкой. Это обстоятельство и размерность структурных формстатистическими выборками от 125 до 600 км (и больше) определило индивидуальный подход к каждой из них. В этом случае исследования проводятся на базе корреляционного анализа изображений и аномальных геофизических полей, по оптико-статистическим параметрам, данным ГСЗ, характеру магматизма и металлогении[13].

Для того, чтобы объяснить процесс картографирования и интерпретации, необходимо сопоставить связь линеаментных оболочек с рудоностностью. Примером может быть Верхоянье. На рис. 10-5 отчетливо видно, как контролируется линеаментными структрами Янской, Индигирской, Верхнеколымской сложных центрозональных структур, Колымской микроплиты, обрамленной колизионными дислокациями складчато-надвигового пояса позднего мезозоя с рудоносностью. На рисунке косой штриховкой обозначены площади пояса центрозональных структур среднего звена (60-90 км), тойже штриховкой с цифрой 6 - малые центрозональные образования (2-40 км). По геофизическим данным (соотношению гравимагнитных характеристик) поле, закартированное штриховкой, соответствует скрытым в осадочных породах магматическим комплексам среднего состава позднего палеозоя. Разрозненные поля штриховки с цифрой 6 соответствуют верхнекоровым магматическим комплексам гранитоидного ряда. На схеме также отчетливо выделяется сквозная зона Верхояно-Марианского трансконтинентального линеамента[14], контролирующая гранодиоритовые оловоносные интрузии Верхоянья, как известные, так и еще не выведенные на дневную поверхность. Точно так в соответствии с логикой методики проводятся исследования и всех остальных инфраструктурных образований центрального типа.

Структурное моделирование земной коры на базе КГС. Для изучения информации, которая отобразилась на карте в виде сложных линеаментных систем большой размерности, не обеспеченной статистическими выборками, была разработана специальная методика изучения их природы. Она опирается на предположение, что все выделяемые неоднородности являются результатом геодинамики Земли. Методика основывается на корреляции данных картографического, пространственного и математического анализа магнитного поля Земли, полученного спутниками POGO и MAGSAT с высоты 400÷500 км, с линеаментными и тонометрическими моделями (рис. 10-6). Гравиметрические и геотермические характеристики этих аномалий пересчитывались с целью получения равенства радиусов их телесных углов и радиусов наблюденных магнитных аномалий и соответствующих им центрозональных космических образов. Преследовалась цель получения количественных характеристик глубины залегания поверхности тела неоднородности земной коры, формирующего тонометрическую и соответствующую ей геомагнитную аномалии. Пример картографического сопоставления геоморфологических и геомагнитных космических данных с другими характеристиками литосферы показан на рис. 10-7.

Методика моделирования строится на принципах совместимости дистанционной и геолого-геофизической информации и целесообразности использования аналоговых или цифровых методов обработки. Научно обосновываются параметры оптимально достаточного набора изображений с учетом единства ландшафтных и структурно-геологических свойств земной поверхности. При цифровой обработке используютсь следующие методы: 1) анализ градиентов яркости в изолинейном виде (дифференциальный анализ) и в виде характерных текстур преобразованного изображения, соответствующих определенным структурно-формационным комплексам; 2) статистические методы обработки цифровых моделей рельефа, частотно-пространственный и дисперсный анализ изображений с целью получения данных об особенностях тектонического строения разноглубинных срезов земной коры и блоковых ограничений; 3) спектральный анализ изображения с целью получения информации о мощностях рыхлых отложений, а также методы индикаци дискретных тел в земной коре. В качестве аналоговых используютсь методы структурного дешифрирования, картометрического анализ рельефа и поверхностей топографического ряда (карт магнитного, гравитационного, теплового полей). Производится совмещение в интерактивном режиме полученных результатов с данными структуры линеаментного поля, обработанного как дистанционного изображения. Методика интерпретации данных (полученных с помощью корреляционного анализа) производится на базе моделирования образов. Выделяются, а затем строятся классы моделей разноглубинных тектонических структурных форм связанных, к примеру: 1) с регматическими системами ориентированных линеаментов, 2) с центрозональными кольцевыми и 3) вихревыми структурными формами разной размерности, а также 4) с шарьяже-надвиговыми образованиями.

В результате практики выяснилось, что классы кольцевых и вихревых центрозональных структур над восходящими конвекционными потоками представлены тремя типами: лунных морей, нуклеаров, койлогенов и один - над нисходящим потоком вещества.

Структуры типа лунных морей выделяляется методами сложных реконструкций изображения со структурно-тектоническими схемами, выполненными Р.З. Левковским по 11 временным срезам докембрия и раннего палеозоя. Они, например, характеризуют фундамент Восточно-Европейской платформы и образовывались в раннем протерозое. На ранних стадиях возникновения сиалической коры в архее сформировалось несколько мегаблоков, разделенных подвижными (зеленокаменными) поясами (межами). В раннем протерозое в результате вихревых конвекционных плюмтектонических процессов в мантии эти блоки приобрели вращение с образованием крупнейших поликонцентрических мегаструктур фундамента Восточно-Европейской платформы, которые были охарактеризованы в более ранних работах[15].

Структуры нуклеарного типа сформировались в разное время путём наращивания вокруг древних докембрийских сиалических ядер складчатых или магматических поясов. При этом первоначально угловатый неправильной формы центр консолидации мог превратиться в идеальную центрозональную структуру (Чешский и Омолонский палеозойские, Агинский позднемезозойский нуклеары). Они характеризуются повышенными мощностями земной коры и образуют ядра микроконтинентов. Примерами этого являются Анабарский, Алданский, Колымский микроконтиненты и др. Отдельно хотелось бы сделать заметку о Тибетском нуклеаре как структуре, вызывающей много взаимоисключающих толков. Наличие круговой системы горных поясов эллипсоидальной формы, мощнейшего мимимума поля силы тяжести и аномальной высоты цокольной поверхности плато, свидетельствующего о наличии сиалического монолитного легкого «всплывающего» ядра, «холодная» мантия под ним, двойная мощность земной коры - являются надежными свидетельствами в пользу альпийской нуклеарной геодинамики. А если представить перекрестное падение сейсмофокальных зон в местах сочленения с соседними мегаструктурами, то данная модель окажется предпочтительнее всех иных.

Койлогенные образования представляют собой активизированные осадочные чехлы плит. Они обладают следующими свойствами: 1) вихревой или кольцевой геометрией линеаментного поля с наложенной на нее радиально-лучистой структурой или без нее; 2) конформным уменьшением к центру мощности земной коры, наличием кольцевых уступов поверхности Мохоровичича, сопровождающихся геотермическими аномалиями; 3) увеличением к центру значений поля силы тяжести, глубоким минимумом аномального магнитного поля кольцевой формы (измеренного из космоса); 4) также увеличением к центру мощности платформенного чехла; 5) приуроченностью нефтегазоносных залежей к системе радиальных глубинных разломов и к узлам их пересечения с концентрическими зонами повышенной проницаемости (полигональный рифтогенез по А.А.Смыслову, 2003); 6) приуроченностью к последним гирлянд брахиформных нефтегазоносных структур. Аналогами такого типа криптоморфных структур являются Карская, Обская, Прикаспийская, Южно-Каспийская, Амазонская, Конго и др. Ансамбли койлогенов разного возраста, например, приурочены к Урало-Африканскому поясу (Урало-Оманский линеамент), занимающему 6% территории суши, где сосредоточено до75% нефти и до 65% газа нашей планеты.

Тектонотип некоторых вихревых тектоно-магматических структурных форм обладает свойствами вращательно-нисходящих энергетических потоков. Индикатор такого процесса - вихревое распределение магматических массивов с кальдерой поглощения в геометрическом центре. Морфологически картина напоминает галактическую структуру «черной дыры» или «глаза циклона». Такие структуры обладают следующими свойствами: 1) нейтральным или слабоотрицательным значением аномального гравитационного поля, 2) глубоким минимумом магнитного поля, 3) слабоположительными значен