Реферат на тему:

Про методику структурних i динамокiнематичних дослiджень у межах
карпатської покривно-складчастої системи

Значним досягненням геологiї Карпатського регiону небезпiдставно
вважають надiйну аргументацiю покривно-складчастої його будови, яка
добре простежується на рiзних за авторством геологiчних та тектонiчних
картах. Широкий розвиток насувiв не завадив чiткому тектонiчному
районуванню Карпат з уособленням рiзних за будовою та геологiчною
еволюцiєю тектонiчних елементiв, перш за все Передкарпатського
передового прогину, власне Українських Карпат та Закарпатського
внутрiшнього прогину. В межах цих елементiв виконано детальніше
тектонiчне районування, хоча у видiленнi високопорядкових зон
зафіксовано певнi розбiжностi.

Поряд з цими та iншими досягненнями завдяки застосуванню, перш за все
класичних методiв дослiджень у працях численних науковців окреслено
також проблемнi та суперечні питання структурно-тектонiчної еволюцiї тих
чи iнших зон або Карпатської споруди в цiлому. Серед них особливо
важливими є такі: силовi чинники та механiзми рiзномасштабного
структуроутворення, взаємозв’язок та розвиток у часi плiкативних i
диз’юнктивних дислокацiй, вплив РТ-умов на реологiчнi i деформацiйнi
властивостi породних комплексiв, спiввiдношення мiж тектогенезом,
магматизмом та рудоутворенням, спiввiдношення регiональних i локальних
структур як вiдображення рiзнорангових полiв напружень та iн.

Вирішення таких проблем потребує вiдповiдної методологiї системних
дослiджень. Системний пiдхiд є доцільний у будь-яких напрямах дослiджень
(структурно-тектонiчному, iсторико-геологiчному, генетичному та iн.). На
підставі поширеного поняття матерiальної системи як сукупностi
елементiв, пов’язаних системоутворювальними зв’язками в цiлiсний об’єкт
дослiджень, формулюють такi важливi її особливості: складнiсть, стiйка
автономнiсть та емерджентнiсть (наявнiсть власних рис, яких нема в
окремих елементiв).

Тектонiчнi об’єкти рiзних рангiв (системи) найчастiше видiляють у
природних межах та з заданими геологiчною природою системними
властивостями, хоча залежно вiд мети дослiдження можна видiляти
декiлька систем, які вiдображають рiзнi аспекти одного об’єкта. Зокрема,
Ю.О. Косигiн обгрунтував видiлення статичних, динамiчних та
ретроспективних систем [5].

Системний пiдхiд, отже, дає змогу визначити логiчну послiдовнiсть
пiзнання складних об’єктiв та явищ з урахуванням зв’язкiв із довкіллям,
передбачає чiтке формулювання мети дослiджень та завдань.

З позицiй системностi низку аспектiв будови та розвитку Карпатської
складчасто-покривної структури не можна з’ясувати, якщо не брати до
уваги взаємозв’язкiв у межах мiжконтинентального Середземноморського
альпiйського поясу. З погляду тектонiки плит цi взаємозв’язки зумовленi
зовнiшнiми щодо поясу активними геоструктурними елементами –
Африканською та Схiдноєвропейською давнiми платформами. Відповідно,
кожен з рiзнорангових елементiв Карпат вiдображає як глобальнi i
регiональнi зовнiшнi зв’язки, так i власнi, щораз локальнiші, якi
забезпечують iндивiдуальнiсть та цiлiснiсть тектонiчного елемента як
системи вiдповiдного рангу. Кожен з означених рiвнiв потребує вiдповiдно
адаптованого комплексу спецiальних методiв дослiджень. Для вивчення
структурно-тектонiчних систем (об’єктiв) використовують значну кiлькiсть
методiв, якi можна об’єднати в декiлька груп.

Квазістатичну будову об’єктiв того чи iншого рангу вивчають за допомогою
низки традицiйних геологiчних методiв, що є базовими навiть у разі
поглиблених структурно-тектонiчних дослiджень. Бiльшiсть з них
застосовують пiд час рiзномасштабного геологiчного знімання
(геологiчного довивчення), що опирається на щораз детальніше й
аргументованіше стратиграфiчне розчленування осадових i
осадово-вулканогенних комплексiв, фацiальний і формацiйний аналiз,
тектонiчне районування та вивчення внутрiшньої структури тектонiчних
об’єктiв, технiчнi засоби забезпечення геологiчної iнформацiї (глибоке
бурiння, геофiзичнi дослiдження, космоаерофотознiмки), вивчення
речовинного складу структурно-формацiйних комплексiв та iн.

Низку геологiчних методiв використовують i для дослiдження iсторiї
формування та еволюцiї рiзнорангових тектонiчних об’єктiв. Серед них
важливе місце посідають методи порiвняльної тектонiки, палеотектонiчнi,
палеовулканологiчнi та палеогеографiчнi реконструкцiї, iсторичнi аспекти
аналiзу фацiй i формацiй, їхніх латеральних i вертикальних рядiв,
палiнспастичнi побудови тощо.

У вивченнi сучасних та новiтнiх рухiв найбiльшого поширення набули,
вiдповiдно, iнструментальнi та геоморфологiчнi методи; у кожному регiонi
апробовано найефективнiші їхні комплекси.

Значно менший досвiд застосування спецiальних методiв структурного
аналiзу, спрямованих на дослiдження силових чинників тектогенезу та
з’ясування механiзмiв структуроутворення.

Базовими для використання таких методiв i водночас сполучною ланкою iз
зазначеними вище власне геологiчними методами (дослiдженнями) є
структурно-парагенетичний та тiсно пов’язаний з ним тектонофацiальний
аналiз. Об’єднує цi методи ретельне вивчення максимально повної для тiєї
чи iншої тектонiчної структури сукупностi структурних елементiв [3].

Тектонофацiальний аналiз, розроблений Є.I.Паталахою та його
послiдовниками, ґрунтується на поняттi тектонофацiї як природного ряду
порiд за ступенем деформованостi [8]. Вiн дає змогу систематизувати
польове вивчення структурно-текстурних елементiв рiзноманiтних природних
комплексiв, забезпечує еволюцiйно-парагенетичний пiдхiд у разі вирiшення
завдань структурно-геологiчного картування. Кожну з десяти тектонофацiй
аргументують шляхом аналiзу 22 ознак, у тім числі характеристики
рiзноманiтних структурних елементiв. Попереднiй досвiд побудови
тектонофiзичних профiлiв у межах Скибової зони Карпат свідчить про їхнє
важливе значення.

Якщо тектонофацiальний аналiз спрямований на з’ясування РТ-умов
деформацiйного процесу шляхом видiлення епi-, мезо- i катазон, то
структурно-парагенетичний аналiз є передумовою реконструкцiї
палеотектонiчних полiв напружень, що випливає з найпоширенішого поняття
структурного парагенезису як сукупностi рiзних за природою структурних i
текстурних елеметiв, сформованих в одному полi напружень. Для кожного
регiону або геоструктурного елемента (структурно-формацiйної зони)
вiдпрацьовують найефективнішi комплекси таких елементiв, серед яких
прийнято розрiзняти мега-, мезо- та мiкропарагенезиси. Цi ранги
парагенезисiв, як i кожен з його компонентiв (елементiв), мають певнi
межi iнформативностi.

Дослiдження мегаструктурних парагенезисiв плiдно використовують багато
дослiдників для характеристики великих структурно-формацiйних зон
Українських Карпат. У межах окремих зон до його складу зачислюють
складчастi та розривнi форми, тектонiчнi пакети (скиби) та тектонiчнi
блоки першого порядку, магмоконтролювальнi структури тощо. Значнi
розмiри таких структур визначають особливу методику їхнього дослiдження,
у якiй важливе значення має глибоке бурiння, дрiбномасштабне тектонiчне
картування, регiональнi тематичнi роботи, перш за все стратиграфiчнi.
Важливим результатом таких дослiджень стало надiйне з’ясування
орiєнтацiї регiонального силового вектора, що вiдповiдає за загальний
стиль тектонiки регiону та амплiтуд латеральних перемiщень. Хоча
мегаструктурнi парагенезиси недостатньо чутливi для визначення варiацiй
у розподiлi тектонiчних сил по окремих зонах, пiдзонах та їхніх
елементах, проте, для вiдтворення реальних шляхiв деформацiйного процесу
і його динамiки можливостi їхнього використання далеко не вичерпанi.
Подальше ретельне дослiдження необхiдне, зокрема, для формулювання
задач теоретичного i фiзичного моделювання Карпатської системи загалом
та окремих тектонiчних зон зокрема.

Мезоструктурнi парагенезиси, елементи яких, як звичайно, доступнi для
вивчення безпосередньо у вiдслоненнях та розрiзах, є найбiльш
унiверсальними i рiзноманiтними. В усiх структурно-формацiйних зонах
вони вiдображають локальнi поля напружень, якi формувалися на певних
етапах розвитку зон шляхом спотворення генерального поля напружень
неоднорiдностями середовищ та додатковими силовими впливами рiзної
орiєнтацiї. Охоплюючи найбiльшу кiлькiсть структурних i текстурних
елементiв (матерiальних та геометричних), ці парагенезиси в багатьох
випадках виявляються найчутливішими до локальних чинників деформацiї.

У флiшових Карпатах складна система високопорядкових розривiв та
складок, часто прирозломного характеру, зумовлює складну
блоково-лускувату будову окремих скиб, принаймнi у принасувних їхніх
частинах. Окрiм зон тектонiчного меланжу рiзної потужностi та
прирозломних складок, до рiзновiкових структурних парагенезисiв можуть
належати розриви, що оперяють, тектонiчна трiщинуватiсть, клiваж,
мулiон-структури, будинаж, лiнiйнiсть та рiзноманiтнi тектонiти –
продукти дроблення вихiдних порiд. Аналiз максимальної кiлькостi
компонентiв парагенезисiв дає змогу точнiше вiдтворювати кiнематику
внутрiшньоскибових перемiщень та орiєнтацiю квазiголовних осей
нормальних і дотичних напружень певного деформацiйного етапу. Це не
означає, що не потрібно складати детальнi стратиграфiчнi розрiзи на
рiвнi ритмiв рiзних рангiв.

У межах Мармароського поясу i, передусім, Мармароського кристалiчного
масиву мезоструктурнi парагенезиси доповнені рiзними генерацiями
сланцюватостi, смугастостi та лiнiйностi. Специфiка структурних
парагенезисiв Закарпатського прогину зумовлена впливом на регiональнi
поля напружень i деформацiй локальних магматогенних структур
центрального типу, яким властивий багатоетапний розвиток, протягом якого
послiдовно формуються вулканогеннi об’ємно-площиннi та лiнiйнi
структурнi елементи та контрастується складна мережа розломiв і трiщин,
важливого значення серед яких набувають радiально-кiльцевi парагенезиси.

У сучасних структурних дослiдженнях рiзних тектонiчних зон Карпат
означенi мезоструктурнi парагенезиси використовують дуже нерiвномiрно.
Найширше вивчають тектонiчну трiщинуватiсть. Цьому сприяє практично
повсюдний її розвиток, доступнiсть для спостережень, нескладна технiка
вимiрювань та статистичне опрацювання даних. Дослiдженню трiщинуватостi
та динамiчних умов її формування присвячена значна кiлькiсть публiкацiй,
хоча результати таких спостережень часто виявляються суперечними або й
неприйнятними. Причиною цього найчастiше стає недостатньо коректна
польова дiагностика трiщин, визначення їхньої генетичної належностi,
з’ясування етапностi формування та змiни просторової орiєнтацiї в часi
внаслідок розвитку деформацiї. В реконструкцiях за трiщинуватiстю
палеотектонiчних полiв напружень не завжди враховують рiзноранговiсть
таких напружень. Цi та деякi iншi обставини доводять порiвняно невисоку
ефективність використання для реконструкцiй лише тектонiчної
трiщинуватостi. Ситуацiю, як уже зазначено, здатний суттєво поліпшити
комплексний аналiз якомога бiльшої кiлькостi структурних i текстурних
елементiв.

Щодо аналiзу мiкроструктурних парагенезисiв [4], то в межах
Карпатської системи його досi практично не застосовували. Це зумовлене
передусім об’єктивними обставинами. Зазначимо, зокрема, що поряд з
широким розвитком меланжування, катаклазу та мiлонiтизацiї тут слабко
виявлена повноцiнна перекристалiзацiя. Зокрема, в межах Флiшових Карпат
значнi пластичнi деформацiї, які дiагностують рiзноманiтними
складчастими формами, реалiзовані, головно, шляхом мiжзернових
проковзувань, до яких під час формування тектонiтiв додається початковий
катаклаз на кутах окремих зерен, що виступають, та слабко виражена
перекристалiзацiя цементу. Попереднi дослiдження орiєнтацiї оптичних
осей кварцу в пiсковиках верхньої крейди вiдтворюють вплив деформацiї
товщ, проте ознаки переорiєнтацiї зерен щодо первинної седиментогенної
виявляються надто невиразними для визначення динамiчних умов
переорiєнтацiї. Водночас у межах Мармароського кристалiчного масиву, а
також низки рудних об’єктiв Закарпаття застосування мiкроструктурних
дослiджень є перспективним, про що свiдчать попереднi мiкроструктурнi
дослiдження основної рудної зони родовища Сауляк.

Структурно-парагенетичний аналiз, як відомо, тiсно пов’язаний з
тектонофiзичними дослiдженнями, мета яких, перш за все, – з’ясування
механiзмiв структуроутворення, що, відповідно, потребує
реконструкцiї палеотектонiчних полiв напружень за природними
структурними парагенезисами. Найчастiше для таких реконструкцiй
використовують спряженi трiщини сколювання, хоча, як слушно зазначають
О.Б.Гiнтов та В.М.Iсай, для повнішої динамокiнематичної характеристики
зон сколювання, особливо в разі значних пластичних деформацiй, поряд з
трiщинами сколювання необхiдно аналiзувати трiщини вiдриву, структури
S-подiбного пiдвороту, шарнiри додаткових складок та iн. [2]. Власне
реконструкцiю полiв напружень виконують за методами, розробленими
М.В.Гзовським, П.М.Нiколаєвим, В.Д.Парфьоновим, О.I.Гущенком та iн. Усi
вони грунтуються на класичних теорiях мiцностi (руйнування) i детально
описанi в лiтературi [1, 7, 12]. Застосування цих методiв у рiзних
структурно-формацiйних зонах Карпат виявляється достатньо ефективним,
зокрема, для вивчення локального структуроутворення. Цiлеспрямоване
розгортання польових тектонофiзичних дослiджень дало б змогу поступово
нагромаджувати данi про динамо-кiнематичну еволюцiю великих структур,
зон та Карпатської системи в цiлому. Водночас треба пам’ятати про
цiлком виразну обмеженiсть цiєї групи методiв з огляду на реальну
вiдслоненiсть регiону та приуроченiсть спостережень до якогось одного
гiпсометричного рівня, до того ж iнтерпретацiя досягнутих за їхнього
допомогою результатiв зрідка буває однозначною. Ефективнiсть
використання може суттєво пiдвищитись iз залученням до комплексного
аналiзу результатiв фiзичного та математичного моделювання.

Про моделювання тектонiчних структур на еквiвалентних матерiалах за
останні пiвстолiття накопичено значний обсяг iнформацiї, використання
якої в практицi структурного аналiзу значно полегшує вивчення складних
природних об’єктiв, дає змогу видiляти та уточнювати парагенезиси
складчастих й розривних форм, що виникають у цiлком визначених
динамiчних умовах дослiдiв, з’ясовувати якiсну картину розподiлу
напружень у певних системах, визначати фiзико-механiчнi параметри
геологiчних середовищ тощо [6, 13]. Звiсно, лабораторне вiдтворення
масштабних i глибинних геологiчних процесiв та структур має низку
обмежень, перш за все щодо РТ-умов дослiдiв. Цi обмеження знiмають у
разі математичного моделювання, iнтерес до якого останнiм часом значно
зростає внаслідок переходу вiд якiсних методiв вивчення тектонiчних явищ
i структур до кiлькiсних.

Точнi аналiтичнi розв’язки задач структурно-тектонiчного спрямування
можна застосовувати лише для найпростiших ситуацiй, зате сучаснi
комп’ютернi програми, що ґрунтуються на числових методах (скiнченних
елементiв, граничних елементiв, варiацiйно-рiзницевого тощо) як у
двовимiрному (плоскому), так i в об’ємному варiантах мають практично
необмежені можливостi. Математичне моделювання Карпатської
складчасто-покривної споруди та окремих її тектонiчних елементiв шляхом
обчислення напружено-деформiвного стану в наближених до реальних
середовищах за геологiчними гiпотетичними моделями, у тому числi
альтернативними, є складною, проте вже цiлком реальною справою.
Накопичений досвiд розв’язування окремих задач з розрахунків теплових
полiв, полiв напружень i деформацiй, викликаних рiзними комбiнацiями
силових чинників за рiзних початкових i граничних умов засвiдчує щораз
важливіше значення математичного моделювання в загальному комплексi
методiв структурно-тектонiчних та динамо-кiнематичних дослiджень
рiзнорангових геологiчних систем [9-11].

Отже, очiкування якiсно нових результатiв можна пов’язувати лише з
забезпеченням комплексностi структурного аналiзу, поглибленням його
теоретичної основи.

Список використаної літератури

1. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука, 1975.

2. Гинтов О.Б., Исай В.М. Некоторые закономерности разломообразования и
методики морфокинематического анализа сколовых разломов. Ч. 1.2 //
Геофиз. журн. 1984 Т.6. № 3. С. 3-10.

3. Заика-Новацкий В.С., Казаков А.Н. Структурный анализ и основы
структурной геологии: Учеб. пособие. К.: Выща шк., 1989.

4. Казаков А.Н. Динамический анализ микроструктурных ориентировок
минералов. Л.: Наука, 1987.

5. Косыгин Ю.А. Тектоника. М.: Недра, 1988.

6. Мельничук М.М., Осокина Д.Н. Моделирование напряженного состояния
земной коры Карпато-Балканского региона // Геофиз. журн. 1985. Т.7. № 5.
С. 47-57.

7. Николаев П.Н. Методика тектоно-динамического анализа Под ред.
Н.И.Николаева. М.: Недра, 1992.

8. Паталаха Е.И. Тектонофациальный анализ складчатых сооружений
фанерозоя (обоснование, методика, приложение). М.: Недра, 1985.

9. Шевчук В.В., Каравайчук И.М. Математическая модель структуры
центрального типа с жестким ядром // Геология и геофизика. 1992. N2. С.
31-36.

10. Шевчук В.В., Кузь I.С., Лiхачов В.В., Шевчук В.В. Особливостi
iнверсiйних полiв напружень рiзної природи за даними математичного
моделюванння // Вiсник Львiв. ун-ту. Сер. геол. 1998. Вип. 13. С.
25-30.

11. Шевчук В.В., Лихачев В.В. Математическая модель поля напряжений,
вызванного тепловой аномалией в упругой среде // Геофиз. журн. 1996.
Т. 18. № 6. С. 74-80.

12. Шерман С.И., Днепровский Ю.И. Поля напряжений земной коры и
геолого-структурные методы их изучения. Новосибирск: Наука, 1989.

13. Экспериментальная тектоника (методы, результаты, перспективы). М.:
Наука, 1989.

Похожие записи