Тектоника

 

Под тектоникой (или тектогенезом) понимается совокупность движений и деформаций.

Тектоническое движение, а также вторичные тектонические явления (например, землетрясение, цунами) – это процесс.

Результат процесса – перемещение масс, изменение формы и структуры (деформация, дислокация).

 

Движения. Колебательные и дислокационные. Мы их разбирали при рассмотрении динамики Земли. Вопрос: какие движения принесут большие разрушения?

Колебательные движения. Медленные (вековые) вертикальные движения, связанные с нарушениями изостатического равновесия (принцип изостазии помните?). С колебательными движениями связаны явления трансгрессии и регрессии морей (наступление и отступление морей). Скорость колебательных движений в пределах 1-10 мм/год (+-). Движения обратимы, т.е. инверсия. Деформации незначительные (преимущественно). Колебательные движения не отражаются на устойчивости и долговечности инженерных сооружений.

Дислокационные движения –преимущественно в подвижных поясах (на границах стабильных участков земной коры - плит), необратимые, большая скорость. Приводят к разрывным и складчатым тектоническим нарушениям, а также вторичным тектоническим явлениям – землетрясениям и цунами, т.е. явлениям катастрофичным, экзотичным. Они разрушительные.

Далее разбираем только дислокационные движения и их результаты.

 

Землетрясение (файл 3б демонстрационных материалов)

Что такое землетрясение? Вторичное явление, результат дислокационных тектонических движений. По сути, землетрясение - это колебание (сотрясение) земной поверхности (как в вибраторе или в машине на плохой дороге).

Источник колебаний – подземный толчок.

Общий сценарий: подземный толчок – сейсмическая волна – колебание поверхности – вторичные явления (наводнения, цунами, оползни, обвалы, сели и др.). Разберем последовательно.

Под действием внешних сил возникает пластическая деформация в ЗК. Пластика переходит в хрупкое разрушение с резким высвобождением энергии (разгрузка, толчок). Подземный толчок – источник волны. Гипоцентр (фокус).Эпицентр – проекция гипоцентра на дневную поверхность. Распространение продольных и поперечных волн (перенос энергии к поверхности) – колебательные движения – регистрация колебаний сейсмографами.

Глубинность – от поверхностных, мелкофокусных (до 10 км и менее) до среднефокусных и глубокофокусных (более 300 км, до 700 км). Глубокофокусные – мантийные.

Сила землетрясений оценивается по 12-бальной шкале (в России). Зависит от глубины и близости эпицентра, энергии подземного толчка. Максимальная разрушительная сила на поверхности - в эпицентре. 2-3 балла – слабое, 5-7 – сильные, 8 – разрушительное, 11 – катастрофическое.

Землетрясение и движение плит. Все землетрясения в подвижных поясах. Зоны рифтогенеза и СОХ. Трансформные разломы. Зоны субдукции. Не забываем коллизию - молодые складчатые сооружения, швы (Гималаи и др). В старых горах дислокационные движения (и, соответственно, землетрясения) затухают.

Разрушительная деятельность землетрясений. Она связана не только с подземным толчком и сейсмической волной, но и со вторичными явлениями – Цунами, оползни, сели, обвалы, лавины и др.

Сейсмическое районирование (выделение сейсмически опасных районов) с целью планирования и проектирования застроек городов, поселков, а также конкретных объектов.

Асейсмичное строительство. Выбор площадок, конструкции здания, фундаменты (скальные), амортизаторы, гасящие подушки, обсадки, армирование и т. д., ширина улиц. Все это приписано в нормативных документах.

 

Следующая подтема. Шваркнули тарелку об пол. Что произойдет? Сжали бумагу, кусок глины или пластилина. Как называется это явление? Итак:

 

Деформация (дислокация).(папка 3в демонстрационных материалов)

 

Деформация – изменение первичной формы и ориентировки тела. Также результат тектонического процесса, т.е. дислокационных движений. Деформации изучает раздел «структурная геология». Мы лишь кратко на них остановимся.

 

Разберем деформацию в осадочных и расслоенных магматических породах.

Первичная форма расслоенных осадочных и магматических пород – слой, пласт. Показать на примере слоистого образца. Исходное (ненарушенное) залегание – горизонтальное. Однако Земля находится в состоянии постоянного движения (процесс, мы его разобрали выше). В результате движений под действием внешних сил в ЗК возникают напряжения растяжения, сжатия, сдвига. Эти силы вызывают деформацию - изменение ориентировки и формы геологических тел (это результат процесса).

Три типа (стадии) деформации – упругая, пластическая, хрупкая (разрыв).

Причины деформации (внешние силы и их ориентировка) и результат (дислокационные структуры). Мы разберем только хрупкие и пластические деформации. Упругие деформации обратимы и существенно на устойчивость инженерных сооружений не влияют. Итак:

 

Пластическая деформация (пликативная). Смятие слоев без разрыва сплошности. Моноклиналь (односторонний наклон), флексура (недоразвитая складка, коленообразный изгиб слоя), Складка (волнообразный изгиб).

Геометрические элементы: Крылья, замок (область перегиба) и ядро, шарнир, осевая плоскость. Синклинали и антиклинали. Изоклинальная складка. Показать на картинках.

Рассланцеваниеи деформация сплющивания (уплощения). Образец.

 

Хрупкая деформация (дизъюнктивная). Нарушение сплошности горных пород. Деформация без смещения – трещина, трещиноватость - совокупность трещин. Трещины отрыва и скалывания. Деформация со смещением – разрывы и перемещение блоков по сместителю. Лежачее и висячее крыло, амплитудасмещения – показать на доске рисунком.

Основные дизъюнктивные структуры – Трещина, Разрыв, Сброс, Взброс, Надвиг (результат - покровы, шарьяжи), Сдвиг. Ступенчатые разрывы. Грабен и горст. Тектоническая брекчия. Показать на картинках.

 

 

Для чего важно знать формы залегания горных пород и дислокации. Для месторождений - прогноз и подсчет запасов возможен только при доскональном знании структуры и формы геологических тел. С позиции инженерной геологии – это все осложняющие факторы при строительстве (устойчивость пород, возможные подвижки, смещения), которые надо учитывать при проектировании. Для гидрогеологии – выделение водоносных горизонтов (где трещины – там вода).

 

Демонстрационный материал:

Папки 3а, 3б, 3в, 6а, 6б, 7.

 

Следующее занятие – Процессы внешней динамики. К паре распечатать и иметь при себе Приложение 1 и 2 (в папке «Задание на контрольные мероприятия»).