Строение Крымских гор
Введение
мобилизм гора крымский геологический
Крым - уникальный геологический и ландшафтный памятник природы. На его небольшой площади можно наблюдать и изучать. Доступность, компактность расположения, хорошая обнаженность разнообразных объектов и большая сложность геологического строения привлекали сюда многих известных ученых Отечества. Результаты более чем 100-летнего изучения полуострова изложены в многочисленных книгах и статьях, а также в учебно-методических пособиях по крымской практике большинство геологических объектов и процессов, известных на Земле. Все они нередко противоречивы в интерпретациях геологического строения и эволюции. В последние годы детальные исследования и острые научные дискуссии показали, что Крым, и особенно его горная часть, имеют значительно более сложное строение, чем считалось ранее. Аналогичная ситуация характерна для многих других регионов, что обусловлено новыми данными и интерпретациями, а также научной революцией в геологии. Актуальность данной работы в том, что в ней собрана принципиально новая интерпретация геологии с позиций современной теории тектоники литосферных плит и геодинамики.
Объектом исследования является изучение строения Крымских гор.
Предметом исследования - изучение основных элементов строения Крымских гор.
Цель - изучение строения Крымских гор с последующим исследованием теорий фиксизма и мобилизма, а так же рассмотрением общей истории геологического строения Крымских гор.
Задачи - изучить и сравнить теории фиксизма и мобилизма, изучить их становление в Крыму, рассмотреть основные элементы строения Крымских гор, изучить история их геологического развития.
1.Теории фиксизма и мобилизма
В современной геотектонике существует пара феноменологических концепций, и в ней одна концепция исключает другую или, по крайней мере, сильно ограничивает сферу ее применения. Это фиксизм и мобилизм.
1.1 Теория фиксизма
Фиксизм (от лат. fixus - твёрдый, неизменный, закрепленный) - геологическая гипотеза, исходящая из представлений о незыблемости (фиксированности) положений континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Фиксизм, вместе с мобилизмом, одно из двух направлений в тектонике, исходящее из представлений о незыблемости (фиксированности) положения континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Фиксизм являлся одним из ведущих направлений в геологии вплоть до середины 60-х гг. 20 в., когда получили развитие положения мобилизма. В основе фиксизма лежит положение об унаследованном развитии плит, платформ, антиклинориев и др. источников сноса терригенного материала, о весьма продолжительном существовании глубинных разломов, о длительном проявлении однотипного магматизма в одних и тех же районах. Сторонники фиксизма (В.В. Белоусов, Х.О. Мейерхоф и др.) отрицают положение мобилизма о возможности горизонтальных перемещений крупных плит литосферы; допускаются лишь незначительные (до нескольких десятков км) горизонтальные перемещения сравнительно небольших участков земной коры по надвигам (шарьяжам) и сдвигам, вызываемые воздействием вертикальных движений. Составная часть концепции фиксизма - представление о формировании океанических впадин в результате опускания земной коры без значительного растяжения, с преобразованием материковой коры в более тонкую океаническую, а не вследствие раздвижения континентов, как утверждают мобилисты. Основные различия в тектонических условиях на поверхности Земли определяются, согласно фиксизму, различиями в эндогенном режиме внутренних частей.
1.2 Теория мобилизма
Мобилизм (от лат. mobilis - подвижной) - гипотеза, предполагающая большие (до нескольких тыс. км) горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры (литосферы) относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. Мобилизм противопоставляется фиксизму. Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза Мобилизм была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером (теория дрейфа материков). Современный вариант мобилизма - «новая глобальная тектоника» (или тектоника плит) в значительной мере основана на результатах изучения рельефа дна и магнитных полей океанов, а также на данных палеомагнетизма. Согласно этим представлениям, происходит медленное (в среднем 1-5 см в год) перемещение монолитных плит, включающих не только материковые глыбы, но и примыкающие к ним обширные области океанической коры вместе с самой верхней частью мантии. Плиты расходятся в обе стороны от срединно-океанических хребтов к молодым складчатым поясам (Анды, Гималаи) и островным дугам. Здесь происходит погружение переднего края одной из двух встречающихся плит на значительную глубину (до 700 км) вдоль наклонных разломов, характеризуемых высокой сейсмичностью; в материковой коре другой плиты под влиянием сжатия образуются складки и надвиги. На тыльной стороне перемещающихся глыб, т.е. у оси срединных океанических хребтов, возникают структуры растяжения - рифты. Подъём вещества из верхней мантии в «щель», раскрывающуюся при раздвигании плит, и последующее излияние базальтовых лав формируют в рифтовых зонах новообразованный слой коры; т. о. происходит расширение площади океанического дна.
На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков - Гондваны (охватывавшей Южную Америку, Африку, Индостан, Австралию и Антарктиду) и Лавразии (Северная Америка, Европа, северная половина Азии) и совпадения контуров их материкового склона предложены палеотектонические реконструкции. Эти построения подтверждаются палеоклиматическими и палеомагнитными данными, которые показывают, что различные части Гондваны находились в конце палеозойской эры гораздо ближе к южному полюсу, чем сейчас, а Северная Америка располагалась рядом с Европой. Перемещения, происходившие в течение мезозоя и кайнозоя, привели к почти полному исчезновению геосинклинального океана Тетис и к образованию новых океанов - Индийского и Атлантического. В качестве основной причины мобильности материков обычно указываются конвенционные течения вещества мантии[i]. В качестве же обоснования о распаде и первоначальном объединении континентов А. Вегенер приводил следующие доказательства:
1) очертания береговой линии континентов Южной Америки и Африки
свидетельствуют об отрыве одного континента от другого, те же контуры прослеживаются между материками в Индийском океане;
2) единство древней флоры и фауны на различных континентах. В качестве примера можно привести существование листрозавра, останки которого были найдены в Африке, Индии, а так же в Антарктиде, или же ареал обитания мезозавра существовавшего на территории Южной Африки и Южной Америки, или распространение растения глоссоптерис, останки которого были найдены сразу на пяти континентах: Южная Америка, Африка, Евразия (полуостров Индостан), Антарктида и Австралия;
3) распространение в Гондване единого покровного оледенения, следы которого в виде морен, ледникового рельефа и ледниковых отложений имелись на всех континентах[2].
1.3 Становление мобилизма в Крыму
Еще М.В. Ломоносов в книге «О слоях земных» 1763 г. указывал на возможность того, что «земного шара… великие части перенесены с места на место чрезвычайным насильством внутреннего подземного действия». О глобальном смещении материков догадывались многие естествоиспытатели. Однако ровно 100 лет назад германский ученый А.Л. Вегенер в книге «Происхождение материков и океанов» впервые опубликовал доказательства гипотезы дрейфа континентов. В мировой геологии она имела решающее значение, проложив начало многолетних дискуссий о мобилизме. Однако только с 60-х годов XX века общепринятые тогда учения фиксизма о геосинклиналях и глубинных разломах были пересмотрены. В результате была создана концепций тектоники литосферных плит и плюм-тектоники. Ныне они объединились в общепринятую в мире теорию актуалистической геодинамики.
В Крыму представления мобилизма, доказывающие тангенциальные перемещения, развивались с большим запозданием по сравнению с другими районами мира. После 1930-х годов, данные о горизонтальных перемещениях земной коры стали противоречить общей тенденции развития теоретической геологии в СССР. Как следствие, по авторитарным причинам, государственные геологические карты строились почти исключительно в вариантах вертикально-блоковых моделей. Почти все геологические построения в Крыму десятилетиями базировались на учениях фиксизма о геосинклиналях, глубинных разломах, глобальных фазах складчатости, о планетарной системе линеаментов и вертикально-разломно-блоковой тектонике. Они послужили основой для многочисленных, противоречивых «общепринятых» карт. Геологи, разрабатывавшие идеи мобилизма, и доказывающие шарьяжные дислокации, отстранялись от активной работы, а сама концепция мобилизма была предана забвению. Такое положение на много лет затормозило развитие знаний о геологии полуострова.
Структурно-мобилистская модель строения Крымского полуострова была обоснована более 30 лет назад известным тектонистом из Башкирского филиала Академии наук СССР, доктором геол.-мин. наук, Ю.В. Казанцевым. Его препринт и монографии с геологическими картами и разрезами вызвали острую и во многом необоснованную критику, отраженную в ряде публикаций сторонников фиксизма. И не удивительно, ведь практически все геологи и преподаватели ВУЗов, работавшие в Крыму, были убеждены, что структуры Крыма созданы вертикальными движениями земной коры и расположены на месте своего образования. Многие из его оппонентов уже через несколько лет согласились с новыми взглядами, и развивают их в своих исследованиях. Другие геологи и геофизики, в основном из геологических организаций Украины, и поныне продолжают отстаивать позиции фиксизма, игнорируя большой комплекс новых геолого-геофизических данных.
Согласно модели Ю.В. Казанцева, Крым сложен серией тектонических покровов, пластин и чешуй, разделенных надвигами преимущественно южного падения. Структуры сформированы горизонтальным сжатием земной коры. Ю.В. Казанцев полагал, что основное надвигание в Крыму происходило на север, в сторону континента и корневая зона шарьяжей находится на дне Черного моря. «Массивы яйлинских известняков либо таврических толщ представляли собой крупные пластины, переместившиеся с юга из геосинклинали на край платформы», после чего они дробились на блоки вертикальными нарушениями, разворачивались и размывались с образованием клиппов и тектонических окон. Под шарьяжными пластинами, сложенными породами юры и таврического флиша, в глубоком поднадвиге, предполагался автохтон, сложенный палеозойско-мезозойскими и палеогеновыми отложениями.
Шарьяжное строение Крыма в публикациях Ю.В. Казанцева было обосновано описанием многочисленных конкретных геологических объектов - обнажений с зарисовками строения, разрезами и данными бурения. Ряд контактов, традиционно считавшихся стратиграфическими, им справедливо были переинтерпретированы в сорванные, тектонические. Кроме того, были намечены фрагменты крупных по масштабу «тектонитов», которые впоследствии были прослежены как региональные меланжи. Принципиально по-иному Ю.В. Казанцевым интерпретировалась структурная позиция магматических образований Горного Крыма, которые ранее считались приуроченными к глубинным разломам на месте своего образования. На конкретных примерах он показал, что эти магматические тела имеют сорванные горячие контакты и представляют собой отдельные тектонические останцы в шарьяжах. За небольшим исключением, такой вывод был в дальнейшем подтвержден и другими исследованиями. Представления Ю.В. Казанцева о шарьировании пластин, состоящих из верхнеюрских известняков (Покрова Яйлы) и таврической серии с юга, также были поддержаны многими тектонистами. Они развивались в работах В.Е. Хаина, С.Б. Смирнова, И.В. Попадюка, Б.И. Бехер, В.Н. Рыбакова и других.
Другая группа исследователей Крыма, разделяя надвиговое строение Крыма, доказывала перемещение мезозойских аллохтонов с севера. Корневая их зона обосновывалась в Предгорной коллизионной сутуре. При этом массивы верхнеюрских известняков интерпретировались, как олистолиты, сползшие с юга в составе Горнокрымской олистостромы.
Почти все структурно-мобилистские модели Крыма основывались на теоретических учениях о геосинклиналях, глубинных разломах, а также о глобальных циклах и фазах тектогенеза. После революционной смены геологической парадигмы, в современной зарубежной науке эти гипотезы почти не используются или подвергаются обоснованной критике. Анализ формаций и структур в горно-складчатых поясах мира показывает, что их нельзя достоверно интерпретировать как бывшие геосинклинали ни в устаревшем классическом, ни ином, современном понимании. С критикой геосинклинального учения выступали известные отечественные ученые Л.П. Зоненшайн, Ю.М. Пущаровский, В.Е. Хаин и другие, а также многие зарубежные исследователи. Как следствие, тектонические концепции, применяемые в Крыму, отличались не только от современной мировой науки, но и от учебников для ВУЗОв, основанных на теории тектоники плит.
До начала 90-х годов XX века Крым оставался единственным районом, где практически не применялась теория новой глобальной тектоники. В других горноскладчатых областях (Урал, Кавказ, Альпы, Карпаты, Тянь-Шань, Малая Азия, Загрос и др.), были доказаны и перебурены многочисленные надвиги и шарьяжи, созданы актуалистические геодинамические модели строения и развития. Все они сведены в глобальную модель эволюции Земли.
Геодинамические и структурно-геодинамические модели Крымско-Черноморского региона, разрабатываются более 20 лет. Несмотря на некоторые отличия интерпретаций разных авторов в положении основных структур все они объединены признанием определяющей роли очень большого тангенциального сжатия при формировании Крымского региона. Основанием тому стали детальные структурно-тектонические и формационные исследования, новые данные бурения, переинтерпретация сейсморазведки, грави- и магнитных полей, а в последние годы и результаты палеомагнитных данных.
Отличие геодинамической модели от других, базирующихся на концепциях фиксизма и структурного мобилизма, в первую очередь заключается в обосновании и прослеживании разновозрастных коллизионных швов. В зависимости от расположения и направления наклона сутур, в их автохтоне закономерно размещены пассивные окраины с наложенными краевыми прогибами. В аллохтоне швов развита аккреционная призма с шарьяжами, меланжами и олистостромами, а на некотором удалении - конвергентный магматизм с локальными тыловыми прогибами. Такая закономерность строения проявлена во всех изученных регионах мира и отражает главные принципы актуалистической геодинамики.