Материал: геотектоника
11
80
км
(
в
интервале
глубин
220–300
км
);
под
молодыми
платформами
–
150
км
(
в
интервале
глубин
от
50
км
до
200
км
).
Максимальная
толщина
астеносферы
наблюдается
под
океанами
.
Литосфера
и
астеносфера
в
совокупности
образуют
тектоносферу
(
тектосферу
)
–
основной
объ
-
ект
изучения
геотектоники
.
Подстилается
астеносфера
мезосферой
вплоть
до
глубины
410
км
(
подошвы
верхней
мантии
).
Процессы
в
тектоносфере
тесно
связаны
,
а
часто
и
обусловлены
процессами
в
глубоких
геосферах
планеты
.
1.3.
Глубокие
геосферы
:
средняя
и
нижняя
мантия
,
ядро
Земли
Средняя
и
нижняя
мантия
составляют
основной
объем
планеты
.
В
интервале
глубин
от
410
км
до
660–670
км
выделяется
переходный
слой
от
верхней
к
нижней
мантии
(
слой
Голицына
).
На
глубине
670
км
предполагается
фазовый
переход
,
обусловленный
превращением
оливи
-
на
(
шпинели
)
и
пироксена
(
граната
)
в
метасиликат
перовскит
– (Ca,Mg)
SiO3
и
окисел
магнезиовюстит
–
Mg,FeO.
Скачок
плотности
сопрово
-
ждается
поглощением
тепла
.
Допускается
,
что
здесь
же
увеличивается
содержание
железа
.
Ниже
670
км
вплоть
до
глубины
2900
км
традици
-
онно
выделяется
нижняя
мантия
.
Но
в
последнее
время
предлагается
выделение
средней
мантии
до
глубины
1000
км
,
включающей
и
пере
-
ходную
зону
.
Еще
одна
граница
намечается
на
глубинах
1700–1900
км
.
Вероятно
,
что
ниже
этой
границы
в
составе
мантии
присутствуют
лишь
окислы
Ca, Mg, Fe, Si.
Вблизи
подошвы
мантии
выделяется
слой
мощ
-
ностью
200–300
км
,
обозначающийся
индексом
D´´
(
д
–
дубль
прим
).
Он
отличается
резко
меняющейся
толщиной
и
значительной
неоднород
-
ностью
по
латерали
,
позволяющей
предполагать
его
неоднородность
как
по
вещественному
составу
,
так
и
по
реологическим
свойствами
.
В
основании
этого
слоя
выделяется
тонкая
прерывистая
область
с
частич
-
но
расплавленного
материала
.
Возможно
,
что
здесь
происходит
обмен
веществом
между
ядром
и
мантией
.
Ядро
Земли
по
реологическим
свойствам
делится
на
внешнее
и
внутреннее
.
Судя
по
затуханию
поперечных
сейсмических
волн
внеш
-
нее
ядро
находится
в
расплавленном
состоянии
.
В
нем
происходит
конвективное
перемешивание
,
что
в
сочетании
с
вращением
планеты
создает
ее
главное
магнитное
поле
.
Состоит
внешнее
ядро
из
железа
и
никеля
с
примесью
кремния
,
кислорода
,
серы
и
,
возможно
,
калия
и
водорода
.
Внутреннее
ядро
начинается
на
глубине
около
5150
км
,
находится
в
твердом
состоянии
и
состоит
из
железа
и
никеля
.
Его
поверхность
12
неровная
,
а
скорость
вращения
несколько
больше
,
чем
скорость
враще
-
ния
остальных
геосфер
.
Средний
радиус
Земли
составляет
6371
км
,
и
средний
диаметр
внутреннего
ядра
составляет
,
таким
образом
, 2442
км
.
Литература
к
разделу
1: [1, 6, 10]
2.
МЕТОДЫ
ГЕОТЕКТОНИКИ
Методы
геотектоники
в
зависимости
от
конкретных
целей
можно
разделить
на
три
основные
группы
:
методы
изучения
современных
дви
-
жений
,
методы
неотектонического
анализа
,
методы
палеотектоническо
-
го
анализа
.
2.1.
Современные
движения
земной
коры
и
методы
их
изучения
(
актуотектоника
)
Современные
тектонические
движения
земной
коры
это
движения
,
которые
могут
быть
измерены
инструментально
.
Методы
изучения
скоростей
вертикальных
и
горизонтальных
тектонических
движений
весьма
разнообразны
.
Среди
методов
изу
-
чения
вертикальных
движений
наиболее
ранним
,
применявшимся
еще
в
XVIII
веке
шведским
естествоиспытателем
А
.
Цельсием
на
берегах
Балтийского
моря
,
является
водомерный
метод
.
Со
второй
половины
XIX
столетия
водомерные
приборы
(
рейки
и
мореографы
)
использо
-
вались
во
многих
портах
мира
.
При
этом
выяснилось
,
что
изменения
уровня
моря
имеют
двоякую
причину
.
Первая
из
них
обусловлена
по
-
всеместными
(
эвстатическими
)
изменениями
уровня
Мирового
океана
,
а
вторая
–
неравномерными
и
разнонаправленными
вертикальными
тек
-
тоническими
движениями
.
Второй
метод
–
это
повторное
нивелирование
,
которое
первоначаль
-
но
связано
со
строительством
и
последующей
эксплуатацией
железных
дорог
для
обеспечения
безопасности
движения
.
Обработка
результатов
высокоточного
повторного
нивелирования
совместно
с
данными
водо
-
мерных
наблюдений
позволила
коллективу
авторов
под
руководством
Ю
.
А
.
Мещерякова
составить
карты
скоростей
современных
вертикаль
-
ных
движений
для
европейской
части
СССР
(1958, 1963)
и
для
всей
Восточной
Европы
(1971).
Результаты
картирования
показали
,
что
ско
-
рости
вертикальных
движений
характеризуются
величиной
от
несколь
-
ких
миллиметров
в
год
до
десяти
(
иногда
больше
)
миллиметров
в
год
.
Сравнение
их
с
данными
палеотектонического
анализа
(
метод
мощно
-
13
стей
)
показывает
,
что
эти
скорости
как
минимум
на
порядок
выше
.
Для
объяснения
этого
парадокса
допускается
колебательный
характер
вер
-
тикальных
движений
.
Основным
методом
измерения
современных
горизонтальных
дви
-
жений
до
недавнего
времени
служили
данные
повторных
триангуля
-
ций
и
трилатераций
вдоль
линий
железных
дорог
.
В
настоящее
время
для
этих
целей
применяются
лазерные
дальномеры
.
Результаты
измере
-
ний
скоростей
горизонтальных
движений
показывают
,
что
они
больше
,
чем
скорости
вертикальных
.
Кроме
того
,
они
обычно
имеют
однона
-
правленный
характер
.
На
современном
этапе
развития
науки
главным
инструментом
определения
скоростей
как
вертикальных
,
так
и
горизонтальных
дви
-
жений
стала
космическая
геодезия
.
Это
метод
лазерных
отражателей
,
установленных
на
спутниках
,
на
Земле
и
Луне
(SLR – Satellite Laser
Ranging),
метод
длиннобазовой
интерферометрии
(VLBI – Very Long
Baseline Interferometry),
основанный
на
регистрации
радиосигналов
,
идущих
от
квазаров
,
методы
,
основанные
на
эффекте
Доплера
(DORIS –
Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Sattelite).
Однако
наибольшее
значение
приобрела
разработанная
в
США
глобальная
си
-
стема
позиционирования
(GPS – Global Positioning System),
включаю
-
щая
24
спутника
и
позволяющая
определить
координаты
точки
на
мест
-
ности
и
ее
высоту
.
С
1994
г
.
работает
Международная
служба
GPS,
обе
-
спечивающая
необходимую
точность
привязки
к
глобальной
системе
опорных
точек
.
Главная
из
таких
систем
– ITRF (International Terristrial
Reference Fram).
К
2002
г
.
была
составлена
модель
относительного
движения
литосферных
плит
– REVEL (Recent Velocites).
Весьма
точ
-
ный
метод
появился
в
последнее
время
–
это
метод
дифференциальной
интерферометрии
– DLnSAR (Differential Interferometry – Synthetic
Aperture Radar).
Методы
изучения
современного
напряженного
состояния
зем
-
ной
коры
(
стресс
-
анализ
)
направлены
на
установление
полей
тектони
-
ческих
напряжений
.
Сила
,
действующая
на
единицу
площади
некоторого
сечения
тела
,
называется
напряжением
.
При
одной
и
той
же
величине
приложенной
силы
напряжения
,
возникающие
в
разнонаправленных
сечениях
тела
,
будут
иметь
разные
значения
.
Общее
напряжение
можно
разложить
на
две
составляющие
.
Одна
из
них
направлена
по
нормали
к
заданному
сечению
и
называется
нормальным
напряжением
,
другая
направлена
вдоль
сечения
и
называется
касательным
напряжением
.
Максимальное
значение
нормального
напряжения
фиксируется
тогда
,
когда
угол
между
14
сечением
и
направлением
внешней
силы
равен
90°.
Такое
напряжение
называется
главным
нормальным
напряжением
.
Максимальное
значе
-
ние
касательного
напряжения
наблюдается
при
значениях
угла
45°.
Оно
называется
главным
касательным
напряжением
.
Общее
напряжение
в
литосфере
–
это
сочетание
равномерного
всестороннего
сжатия
и
девиаторного
(
избыточного
)
напряжения
.
Равномерное
всестороннее
сжатие
ответственно
за
изменение
объема
тела
.
Главные
девиаторные
напряжения
ответственны
за
изменение
формы
тела
(
за
деформацию
).
Поле
напряжений
–
это
совокупность
значений
тензора
напряже
-
ний
в
некотором
объеме
геологического
пространства
.
Основные
на
-
правления
в
изучении
полей
тектонических
напряжений
в
литосфере
:
1)
геофизический
метод
,
основанный
на
решении
сейсмофокального
механизма
, 2)
определение
стресс
-
фаций
, 3)
тектонофизические
ме
-
тоды
,
базирующиеся
на
исследовании
сколовых
трещин
,
следов
сме
-
щений
по
трещинам
(
борозд
,
зеркал
скольжения
), 4)
определение
на
-
пряженного
состояния
по
результатам
замеров
деформаций
в
шахтных
стволах
и
в
скважинах
.
Определение
характера
смещений
в
очагах
землетрясений
(
реше
-
ние
сейсмофокального
механизма
)
основано
на
данных
регистрации
землетрясения
на
нескольких
сейсмостанциях
,
расположенных
на
раз
-
личных
направлениях
от
эпицентра
.
На
сейсмограммах
,
полученных
на
этих
станциях
,
исследуют
знак
первых
вступлений
продольных
сейсми
-
ческих
волн
.
Если
первое
колебание
направлено
вверх
,
то
первой
при
-
шла
волна
сжатия
,
а
если
вниз
–
волна
растяжения
.
На
стереограммах
,
помещая
в
центре
очаг
землетрясения
,
получают
данные
о
расположе
-
нии
нодальных
плоскостей
,
разграничивающих
квадранты
сжатия
и
растяжения
.
По
ним
может
быть
определено
положение
главных
осей
напряжений
в
очагах
землетрясений
.
Стресс
-
фации
–
качественная
оценка
величины
напряжений
осно
-
ваны
на
изучении
характера
деформации
и
преодолении
ею
пределов
упругости
(
переход
от
упругой
деформации
к
пластической
),
а
также
пределов
прочности
(
разрывная
деформация
).
В
зависимости
от
этого
можно
говорить
об
умеренных
напряжениях
(
в
первом
случае
)
и
повы
-
шенных
–
во
втором
.
Большое
значение
имеют
методы
,
основанные
на
изучении
трещи
-
новатости
горных
пород
.
Первый
из
них
–
анализ
сопряженных
сколов
был
предложен
М
.
В
.
Гзовским
.
Положение
оси
сжатия
определяется
по
биссектрисе
острого
угла
между
сопряженными
сколами
,
оси
рас
-
тяжения
–
по
биссектрисе
тупого
угла
,
а
промежуточной
оси
–
по
линии
пересечения
трещин
.
15
Кинематический
метод
предложен
О
.
И
.
Гущенко
.
В
этом
методе
изучается
ориентировка
штрихов
,
борозд
на
зеркалах
скольжения
,
обра
-
зующихся
при
сдвиговых
смещениях
,
ориентированных
вдоль
вектора
касательных
напряжений
.
Структурно
-
парагенетический
метод
основан
на
изучении
пара
-
генетических
связей
между
различными
деформациями
,
образующими
-
ся
в
едином
поле
напряжений
.
Изучение
напряженного
состояния
в
скважинах
и
горных
выра
-
ботках
основано
на
использовании
специальных
приборов
,
фиксиру
-
ющих
параметры
деформации
стволов
скважин
и
горных
выработок
.
Другой
метод
использует
явление
гидроразрыва
породы
при
искус
-
ственно
повышающемся
давлении
воды
,
закачивающейся
в
скважину
.
В
этом
случае
образуются
трещины
,
ориентированные
вдоль
мини
-
мального
сжимающего
напряжения
.
В
результате
изучения
напряженного
состояния
земной
коры
в
рамках
Международной
программы
«
Литосфера
»
группой
ученых
из
18
стран
под
руководством
американского
геофизика
М
.
Л
.
Зобак
были
выявлены
региональные
и
локальные
поля
напряжений
.
Региональные
напряжения
–
это
напряжения
горизонтального
сжатия
,
согласующиеся
с
направлением
расхождения
литосферных
плит
или
с
направлением
,
перпендикулярным
простиранию
коллизионных
орогенов
.
Локальные
поля
характерны
для
рифтовых
зон
и
представлены
растяжением
.
2.2.
Неотектонические
движения
и
методы
их
изучения
Неотектоника
изучает
тектонические
движения
последних
30
мил
-
лионов
лет
(
олигоцен
–
четвертичный
период
).
Ее
главной
особенностью
является
тесная
связь
с
современным
рельефом
суши
и
дна
океана
.
В
со
-
ответствии
с
этим
главные
методы
изучения
неотектонических
движе
-
ний
–
это
морфоструктурные
(
структурно
-
геоморфологические
)
методы
.
Орографический
метод
применяется
в
областях
суши
,
где
скорость
вертикальных
тектонических
движений
превосходит
скорость
денудации
.
Морфоструктурные
методы
(
морфометрические
и
морфографические
)
направлены
на
выделение
тектонической
составляющей
в
рельефе
путем
различных
приемов
генерализации
неровностей
земной
поверхности
.
Важную
информацию
о
новейших
движениях
позволяет
получить
изучение
деформаций
поверхностей
выравнивания
,
деформаций
по
-
верхностей
речных
,
озерных
и
морских
террас
.
Изучение
состава
и
мощностей
новейших
отложений
,
особен
-
ностей
рельефа
их
подошвы
позволяет
выделять
неотектонические
структуры
.