Геодинамическое дешифрирование

Решающая роль в формировании тектонического строения земной коры принадлежит внутренним (эндогенным) процессам. Однако заметную роль играют и внешние (внеземные) силы.

Под воздействием притяжения Луны, Солнца и других космических объектов, а также вследствие перегрузок, возникающих при неравномерном вращении Земли вокруг своей оси и в плоскости эклиптики, внешние воздействия оказывают влияние на значительные глубины земной коры вплоть до мантии. При этом возникают геодинамически активные зоны нарушений, представляющие собой области тонкой, преимущественно субвертикальной трещиноватости, играющих роль направляющих при колебательных движениях под влиянием Лунно-Солнечного притяжения и работающие в плане по принципу «мехов» или «амортизаторов» при перегрузках, возникающих при неравномерном вращении Земли. Одновременно с вертикальной трещиноватостью возникает и система горизонтального расслоения земной коры.

Система субвертикальной трещиноватости определяется диагональными и ортогональными направлениями с азимутами простирания 0⁰ и 90⁰, 45⁰ и 135⁰. Диагональная решетчатая система формируется под действием скалывающих напряжений, а ортогональная – растягивающе-сжимающих.

При анализе систем нарушений, проявляющихся на космических снимках, отмечено, что реальная картина их размещения гораздо сложнее и далека от идеальной.

За время своего существования Земля не раз меняла положение своей оси. Поэтому в каждую эпоху стабилизации возникает новая система планетарной трещиноватости, а старая, меняя простирание, утрачивает подвижность и трещиноватость в ней смыкается.

Например, в Волго-Уральской области формирование решетчатых систем планетарной трещиноватости с простираниями 150⁰ и 60⁰ (±15⁰); 0⁰ и 90⁰; 30⁰ и 120⁰; 135⁰ и 45⁰ и др. происходило в различные эпохи стабилизации земной оси.

Зоны трещиноватости с простираниями 150⁰ и 60⁰ (±15⁰) проявляет наибольшую геодинамическую активность на современном этапе развития Земли. Система зон с простираниями 0⁰ и 90⁰ также является геодинамически активной, но выражена значительно слабее.

При анализе результатов структурно-геологического дешифрирования установлено, что диагональная система нарушений (трещиноватости) развернута от строго диагонального положения по часовой стрелке на угол 20-24⁰. Угол плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики составляет 23⁰27^´. Следовательно, на плановое положение зон трещиноватости существенное влияние оказывают перегрузки, возникающие при вращении Земли в плоскости эклиптики. Так как вследствие разворота две подсистемы трещиноватости отходят от меридианов под различными углами, то при вращении Земли они активизируются в различной степени. Более активное – северо-западное направление характеризуется максмальным раскрытием трещин, т.е. наиболее благоприятно для флюидоперетоков, а менее активному – северо-восточному присуще схлопывание, закрытие трещин, т.е. благоприятно для флюидонакопления. Забегая вперед отметим, что подавляющее количество месторождений нефти на территории РТ приурочено к линейным нарушениям СВ простирания.

Суть концепции о геодинамическом строении земной коры состоит в следующем. Поскольку внешнее воздействие на земную кору с глубиной существенно затухает, то существует пороговая глубина, ниже которой горные породы не подвергаются внешним воздействиям, а вышележащие – постепенно растрескиваются и отслаиваются по зонам субгоризонтальных деструкций. Лунно-Солнечное приливное воздействие постоянно раскачивает отслоенную часть земной коры, которая распадается на блоки-литопластины I порядка. При этом субвертикальные зоны трещиноватости играют роль направляющих, по которым происходят вертикальные колебательные движения литопластин. А так как с приближением к земной поверхности сила Лунно-Солнечного притяжения возрастает, то порог прочности горных пород ближе к поверхности должен преодолеваться неоднократно.

В центральной части Волго-Уральской антеклизы на сканерном космическом изображении МСУ-СК видно, что зоны трещиноватости I порядка мощностью ~ 90 км ограничивают ромбовидный в плане блок 220 х 250 км. Этот блок в свою очередь расчленяется зонами трещиноватости II порядка каждая шириною до 30 км. Блоки выделяются на основе особенностей расположения растительного покрова и очертаний речных долин Волги, Суры, Вятки и др.

По данным дистанционных исследований в земной коре повсеместно выделяется 7 разнопорядковых систем трещиноватости, вложенных одна в другую. Установлено, что ширина зон трещиноватости разных порядков кратна числу 3: (90,30,10,3.5, 1.1, 04, 01 км).

Соответственно, существует 7 разнопорядковых лиопластин, вложенных одна в другую и отделенных друг от друга поверхностями расслоения.

При таком строении при прохождении Лунно-Солнечных твердых приливов все 7 уровней литопластин работают как мощные вакуумные насосы (с поверхностью поршня от 3 км² до тысяч км² и амплитудой движения 2,5-10 см), втягивающие и выталкивающие пластовые воды в зоны трещиноватости всех типов.

Субгоризонтальные зоны расслоения на глубинах:

Как видно, глубины заложения деструкций, связанных с литопластинами I и

II порядков согласуются с положением границ Конрада (18-26 км) и Мохоровичича (35-40 км).

В закрытых регионах геодинамическое дешифрирование заключается в выявлении на МДЗ индикаторов современной геодинамики и глубинного строения и их интерпретации.

На МДЗ обзорного уровня генерализации выявляется крупные и крупнейшие элементы геодинамики данного региона – прежде всего региональные зоны геодинамически активных флексурно-разрывных нарушений (1-й порядок). Они являются «каркасом» карты более крупного масштаба результатов геодинамического дешифрирования. На последующих этапах дешифрирования выявляются геодинамически активные складчатые дислокации и более мелкие флесурно-разрывные дислокации (II и более высоких порядков). т.е. применяется метод многоступенчатой разгенерализации или метод последующей детализации. При геодинамическом дешифрировании на мелкомасштабных космоснимках выделяются районы (участки) со специфическим рисунком гидросети, одинаковым фототоном, своеобразными типами и формами рельефа, с разделением их на положительные и отрицательные и с различной степенью расчлененности. Устанавливаются и прослеживаются крупные линейные элементы ландшафта: прямолинейные границы между различными типами отложений, типами и формами рельефа, прямолинейные берега водоемов, отрезки речных долин, полос растительности, коленообразные изгибы рек и т.д.

Устанавливаются участки перехватов рек, аномальные участки сужения или расширения речных долин, резкие изгибы эрозионной сети, характер границ между участками с разной интенсивностью переформирования рельефа и современные физико-геологические процессы.

Полученные данные сравниваются с результатами инженерно-геологических, структурно-геоморфологических построений, с имеющимися схемами и картами тектоники и неотектоники. Это дает возможность наметить главные геодинамические особенности территории в целом, установить их выраженность на МДЗ, проверить и уточнить основные признаки дешифрирования этих элементов, а также выделить участки, представленные геоморфологически различными по генезису и составу образованиями, т.е. составить «каркас» карты результатов дешифрирования.

Узлы пересечения зон трещиноватости отчетливо проявляются в орогидрографических особенностях земной поверхности (речные «узлы» - места свияния двух водотоков). Детальное геодинамическое дешифрирование начинают с сопоставления на эталонных участках фотоизображений местности с результатами отчетных геолого-геофизических карт. Устанавливаются места, где результаты аэрокосмических и геолого-геофизических исследований совпадают, где отличаются друг от друга или противоречивы, выявляются также площади, где сведения о геодинамике отсутствуют. Если сведения отличны друг от друга или противоречивы, производится повторное дешифрирование с целью уточнения индикаторов геодинамических процессов или проводится переинтерпретация геофизических наблюдений. И уже после достоверного выявления индикаторов на эталонных участках их комплекс используется при дешифрировании всей территории.