Структури складчастого типу. Орогенні області, рухомі пояси. Співвідношення рельєфу та геологічної структури

Структури складчастого типу

Складчасті зони (орогенні області, рухомі пояси) – видовжені структури літосфери з гірським рельєфом на поверхні. Для них характерні різко диференціальні рухи великої амплітуди.

Виділяють чотири стадії їхнього утворення:

1. геосинклінальна стадія або початку занурення, яка характеризується послідовним збільшенням амплітуди чи розширенням області опускання, куди втягуються все нові та нові ділянки суші;
2. передорогенна (грец. орос – гора) стадія – продовження опускання з утворенням морського басейну та накопиченням осадового матеріалу, потужність якого іноді досягає 10–15 км;
3. ранньо-орогенна стадія – початок загального підняття, з’єднання внутрішніх підняттів в єдине велике складчасте підняття, яке складається з антиклінальних і синклінальних складок;
4. власне орогенна стадія – формування системи високих гірських хребтів, розділених глибокими міжгірськими дислокаціями. На цій же стадії відбувається руйнування гірських порід вивітрюванням.

В геологічній історії виділяють чотири цикли горотворень:

1. байкальський (закінчився у середньому кембрії (палеозой, 540 млн років тому)),
2. каледонський (за давньою назвою Шотландії – Каледонія, завершився в кінці силуру – на початку девону (близько 400 млн років тому)),
3. герцинський (староримська назва гір Гарца у Німеччині, закінчився у пермському періоді (240 млн років тому)),
4. альпійський (розпочався з середини мезозою (150 млн років тому) і продовжується до цього часу).

Складчасті зони складаються з різного розміру складок – хвилеподібних згинів шарів гірських порід. Розрізняють два типи складок: випуклі антиклінальні та ввігнуті синклінальні.

У кожній складці виділяють такі елементи:

• ядро – внутрішня частина складки; замок (склепіння в антиклінальних складках) – місце перегину верств;
• крила – бокові частини складки;
• осьова площина – площина, яка ділить кут між крилами складки на дві рівні частини;
• шарнір – лінія, яка з’єднує точки максимального перегину шару в замку складки;
• вісь складки – лінія перетину осьової площини з поверхнею Землі (рис. 2.2.3).

Рис. 2.2.3. Елементи складки [3]

За положенням осьової площини складки поділяють на:

• прямі (якщо осьова площина проходить вертикально),
• похилі (якщо осьова площина нахилена),
• лежачі (якщо вона займає горизонтальне положення)
• та перевернуті (якщо осьова площина нахилена нижче горизонту).

За характером склепіння складки поділяють на:

• гострі,
• округлі,
• ізоклінальні (характеризуються паралельними крилами),
• віялоподібні,
• сундучні (мають плоский широкий замок).

За співвідношенням розмірів (довжини та ширини) у плані складки поділяють на:

• лінійні,
• брахіскладки,
• ізометричні.

В лінійних складках довжина значно перевищує ширину. Брахіскладки – це овальні складки, довжина яких у 20 разів перевищує ширину; серед них виділяють брахіантикліналі (випуклі складки) і брахісинкліналі (ввігнуті складки). В ізометричних складках довжина та ширина приблизно однакові (це куполи і мульди на платформах).

Антиклінальні та синклінальні складки вважають структурами нижчого порядку в ієрархії структур складчастих зон. Підняті активними тектонічними рухами структури вищого порядку – це антиклінорії (Альпійсько-Карпатський, Тібетський) і мегаантиклінорії (АльпійськоГімалайський, Тихоокеанський, Урало-Монгольський). Разом з ними розвиваються структури, амплітуда насувів і піднять яких була меншою, ніж у сусідніх областях. Це синклінорії (менших розмірів) і мегасинклінорії. У них розвиваються передгірські прогини чи міжгірські депресії. Всередині складчастих областей можуть існувати серединні масиви – досить стабільні давні структури, які не піддалися складчастості, але розчленовані розривними порушеннями [17].

Співвідношення рельєфу та геологічних структур

Описані геологічні структури мають різне співвідношення з рельєфом. Якщо додатній геологічній структурі відповідає додатний рельєф чи від’ємній структурі – від’ємний рельєф, то говорять про пряме співвідношення або узгодженість рельєфу зі структурою (рис. 2.2.4).

Наприклад, антеклізі відповідає височина, антикліналі – хребет, синеклізі – котловина моря, синкліналі – міжгірська котловина. В межах України декілька мегаформ рельєфу мають пряме співвідношення з глибинною структурою. Закарпатській низовині відповідає Закарпатський внутрішній прогин, Прип’ятській низовині – Прип’ятський прогин, Придніпровській височині – Український щит, Придніпровській низовині – Дніпровсько-Донецька западина, Причорноморській низовині – Причорноморська западина, Скибовим і Полонинсько-Чорногірським Карпатам – відповідно, Зовнішня та Внутрішня антиклінальні зони, Чорноморській глибоководній западині – котловина Чорного моря.

Якщо додатній геологічній структурі відповідає від’ємний рельєф або від’ємній структурі додатний рельєф, то говорять про непряме (обернене) співвідношення або неузгодженість рельєфу зі структурою. Використовують також термін “інверсія” рельєфу – зміна рельєфу агентами денудації з утворенням зворотних співвідношень між геологічними структурами (чи заляганням пластів) і формами рельєфу [51]. Рельєф не є вираженням геологічної структури. Наприклад, гірські хребти, приурочені до синкліналей; річкові долини, що прорізали склепіння антикліналей із податливими породами.

В Україні кілька мегаформ рельєфу інверсійні до геологічної структури. Це Передкарпатська височина, в основі якої є Передкарпатський прогин; Подільська та Волинська височини, які відповідають зануренню кристалічного фундаменту на західному й південно-західному схилах Українського щита; височина Розточчя відповідає Львівському палеозойському прогину; в окремих районах Верхньоприп’ятської низовини є Ковельський виступ кристалічного фундаменту та Північноукраїнська горстова зона; в основі Вододільно-Верховинських Карпат – Центральна синклінальна зона.

Виділяють також перехідні типи співвідношень рельєфу та структури. Перехідні форми характерні, наприклад, для денудаційного чи ерозійного рельєфу, який зрізає додатні та від’ємні структури. Геологічні структури можуть сформуватись дещо зміщеними стосовно рельєфу або бути несумірними з ним. Тоді говорять про часткове узгодження рельєфу та структур. Співвідношення називають напівоберненими (напівпрямими). Наприклад, Волино-Подільська височина має часткове узгодження з глибинною структурою, оскільки її західний край перебуває у межах слабко зануреної Волино-Подільської монокліналі та Львівського прогину, а східний відповідає Українському щиту. Можна говорити про неузгодженість її західної частини зі структурою, оскільки в основі височини залягає прогин і нахилена монокліналь та узгодженість східної, де височині відповідає кристалічний щит.

Під час аналізу співвідношень геологічних структур і рельєфу послідовно беруть до уваги форми першого, другого, третього і т.д. порядків. Досліджують узгодженість великих і малих форм, оскільки в межах мегаформ рельєфу можуть бути мезоформи, які не відповідають загальному структурному плану території. Гірський хребет може відповідати антиклінорію, а його вершини – окремим синклінальним складкам.

Геологічні структури виявляють геофізичними методами, бурінням свердловин і складанням глибинних профілів залягання товщ порід, а також внаслідок безпосереднього обстеження відслонень порід.