Рельеф и геологические структуры

Горные породы с характерными для них свойствами находятся в земной коре в самых разнообразных условиях залегания и в различных соотношениях друг с другом, определяя геологическую структуру того или иного участка литосферы. Благодаря избирательной (селективной) денудации, обусловленной свойствами горных пород, под воздействием экзогенных процессов происходит препарировка геологических структур. В результате могут возникнуть формы рельефа, облик которых в значительной мере предопреден структурами, поэтому такие формы рельефа называются структурными. Таким образом, свойства горных пород, их различная устойчивость по отношению к воздействию внешних сил находят отражение в рельефе через геологические структуры. В этом и заключается роль геологических структур как одного из важнейших факторов формирования рельефа.

Различные структуры обусловливают различные типы структурно-денудационного рельефа, возникающего на месте их развития. Различия проявляются даже в том случае, когда структуры подвергаются воздействию одного и того же комплекса внешних сил. Однако облик структурно-денудационного рельефа, размеры отдельных структурных форм зависят не только от типа геологической структуры, но также от характера и интенсивности воздействия внешних сил, от степени устойчивости слагающих структуру пластов, от их мощности и, как следствие этого, частоты чередования пластов, сложенных породами различной стойкости. В случае литологической однородности толщ, слагающих структуры, последние находят слабое отражение в рельефе. Рассмотрим некоторые типы геологических структур с точки зрения влияния их на облик структурно-денудационного рельефа.

Широко распространена горизонтальная структура, свойственная верхнему структурному этажу платформ (платформенному чехлу), сложенному осадочными, реже магматическими породами. Горизонтальным структурам в рельефе соответствуют пластовые равнины (Приволжская возвышенность и др.), структурные плато и плоскогорья (плато Устюрт, Среднесибирское плоскогорье и др.), столовые страны.

Рис. 4. Рельеф островных столово-останцовых возвышенностей

Рельеф столовых стран и плато характеризуется плоскими или слабо волнистыми междуречьями (бронированными пластами стойких пород), которые резко переходят в крутые склоны речных долин и других эрозионных форм рельефа. В условиях тектонического покоя и длительного воздействия эрозионно-денудационных процессов рельеф структурных плато и столовых стран может превратиться в рельеф островных столово-останцовых возвышенностей, в котором отрицательные формы рельефа занимают значительно большие площади, чем положительные (рис. 4). Рельеф столово-останцовых возвышенностей широко развит в Африке и в ряде мест на территории СССР, например по периферии плато Устюрт.

В случае чередования (по вертикали) стойких и податливых пород, залегающих горизонтально, возникает ступенчатый рельеф. На склонах эрозионных форм при этих условиях образуются так называемые структурные террасы (рис. 5).

При моноклинальном залегании чередующихся стойких и податливых пластов под воздействием избирательной денудации вырабатывается своеобразный структурно-денудационный рельеф, получивший название куэстового. Куэста – грядообразная возвышенность с асимметричными склонами: пологим, совпадающим с углом падения стойкого пласта (структурный склон), и крутым, срезающим головы пластов (аструктурный склон, рис. 6). Размеры куэстовых гряд могут сильно варьировать в зависимости от абсолютной высоты местности и глубины эрозионного расчленения, мощности стойких и податливых пластов и углов их падения. В одних случаях это высокие горные хребты (Скалистый хребет северного склона Большого Кавказа), в других – небольшие гряды с относительными превышениями, исчисляющимися первыми десятками метров.

-

Рис. 6. Блок-диаграмма моноклинально-грядового (куэстового) рельефа: / – податливые породы; 2 – стойкие породы; К – консеквентная долина; С – субсеквентные долины; Р – ресеквентные долины

Весьма своеобразен рисунок и характер эрозионной сети в условиях куэстового рельефа. В зависимости от соотношения речных долин с элементами куэстового рельефа и элементами залегания пластов горных пород различают долины консеквентные и субсеквентные. Консеквентные долины совпадают с общим наклоном топографической поверхности и с направлением падения пластов. Субсеквентными называют долины рек, направление которых совпадает с простиранием моноклинально залегающих пластов. Вследствие этого они перпендикулярны консеквентным долинам. Вырабатывая продольные долины вдоль выхода пластов податливых пород и как бы соскальзывая при врезании по кровле более стойких пластов, субсеквентные долины характеризуются четко выраженным асимметричным поперечным профилем. На склонах долин субсеквентных рек могут возникать притоки. Долины притоков, стекающих по более длинным и пологим (структурным) склонам куэст, получили название ресеквентных; долины противоположно направленных притоков, стекающих с коротких и крутых аструктурных склонов куэст, – обсеквентных. Сочетание всех названных типов долин образует в плане четко выраженный дважды перистый рисунок речной сети, весьма характерный для куэстовых областей.

При больших углах наклона, частом чередовании стойких и податливых пластов и значительном эрозионном расчленении территории: отпрепарированные моноклинальные гряды распадаются на отдельные массивчики, принимающие в плане треугольную форму и накладывающиеся друг на друга в виде черепицы. Такой рельеф И. С. Щукин называет шатровым или чешуйчатым.

Моноклинальное залегание пластов свойственно крыльям и периклиналям крупных антиклинальных складок. И если в их строении участвуют породы различной стойкости, то в результате избирательной денудации возникают куэсты или моноклинальные гряды, пространственное положение которых дает возможность судить о форме складок в плане. Своими крутыми склонами куэсты всегда обращены к ядрам антиклиналей. Сходная картина образования куэст может наблюдаться по периферии соляных куполов, в осадочном чехле лакколитов. Долинная сеть, возникающая в таких условиях, в плане имеет кольцевидный или «вилообразный» рисунок. В случае очень крутого падения пластов или вертикального их залегания образуются (в отличие от типичных куэст) симметричные гряды, вытянутые по простиранию стойких пластов. Между грядами по простиранию податливых пластов закладывается параллельная эрозионная сеть.

Более сложный рельеф возникает на месте складчатых структур, для которых характерны частые изменения направления и угла падения пластов в зависимости от формы складок в профиле и плане и от их размеров. Характер рельефа складчатых областей во многом определяется также составом пород, смятых в складки, глубиной расчленения и длительностью воздействия экзогенных сил. При этом могут возникать самые разнообразные соотношения между формами рельефа и складчатыми структурами, на которых эти формы образуются. В одних случаях наблюдается соответствие между типом геологической структуры и формой рельефа, т. е. антиклиналям (положительным геологическим структурам) соответствуют возвышенности или хребты, а синклиналям (отрицательным геологическим структурам) – понижения в рельефе. Такой рельеф получил название прямого. На территории СССР примером таких форм являются небольшие возвышенности, соответствующие брахиантиклинальным складкам на Керченском, Таманском и (реже) Апшеронском полуостровах. Встречаются такие формы рельефа и в пределах молодых складчатых гор.

Часто в складчатых областях развит так называемый обращенный или инверсионный рельеф, характеризующийся обратным соотношением между топографической поверхностью и геологической структурой. На месте положительных геологических структур образуются отрицательные формы рельефа, и наоборот (рис. 7). Объясняется это тем, что ядра антиклиналей начинают разрушаться под действием процессов денудации раньше, чем осевые части синклиналей. Кроме того, вследствие повышенной раздробленности пород, возникающей в ядрах антиклиналей при изгибе пластов, разрушение их под действием внешних сил происходит интенсивнее.

Описанные выше структуры могут быть осложнены разломами, по которым блоки земной коры смещаются относительно друг друга в вертикальном или горизонтальном направлениях, оказывая существенное влияние на формирование и облик возникающего при этом рельефа. Структуры земной коры становятся еще более сложными под воздействием интрузивного и эффузивного магматизма, приводящего к возникновению самых разнообразных взаимоотношений между пластами осадочных пород и магматическими телами, непосредственно отражающимися в рельефе, или под воздействием последующих денудационных процессов (см. гл. 6).

Рис. 7. Складчатая структура и ее отражение во вторичном рельефе: 1 – податливые породы; 2 – стойкие породы

Влияние геологических структур на формирование рельефа и их отражение в рельефе от места к месту не остается одинаковым и зависит как от соотношения взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов, так и от конкретных физико-географических условий. Наиболее четко структурность рельефа проявляется на территориях, испытывающих тектонические поднятия (где превалируют процессы денудации), особенно в условиях сухого (аридного) климата.

Понимание взаимосвязей, существующих между рельефом и геологическими структурами, имеет большое научное и практическое значение. Зная, какое влияние оказывают на облик рельефа те или иные геологические структуры в сочетании с тектоническими движениями, можно воспользоваться методом от противного: по характеру рельефа судить о геологических структурах, направлении и интенсивности тектонических движений отдельных участков земной коры. Выявление глубинного строения земной коры геоморфологическими методами в последнее время получило широкое развитие в практике геолого-съемочных и геолого-поисковых работ. Особенно перспективными геоморфологические методы оказались при поисках нефтегазоносных структур. Поэтому не случайно возникло новое научное направление в геоморфологии – структурная геоморфология.

Понимание взаимосвязей между геологическими структурами и рельефом позволяет не только объяснить особенности морфологии современного рельефа тех или иных участков земной поверхности, но и определить дальнейшее направление его развития, т. е. дает возможность для геоморфологического прогноза.

Геоморфологический анализ позволяет выявить влияние на рельеф не только существующих геологических структур, но и тех, которые были когда-то присущи более высоким горизонтам земной коры, но были уничтожены внешними силами. Так, в природе встречаются современные долины рек, находящиеся в видимом противоречии с геологическими структурами: они пересекают их, а не следуют направлениям простирания пластов или линиям разломов. В таких случаях возникает предположение, не является ли гидрографическая сеть унаследованной от прошлого, заложившейся в условиях иной структуры, существовавшей ранее на данной территории, т. е. не является ли она спроектированной, наложенной сверху на более глубокие горизонты земной коры с иной структурой или иной ориентировкой структурных линий. Подобные речные долины называются эпигенетическими. Благоприятны для эпигенетического заложения речных долин участки платформ с тонким чехлом осадочных пород, испытывающие медленные, но устойчивые тектонические поднятия. В таких условиях реки, первоначально сформировавшие свои долины в осадочном чехле горизонтально или слабонаклонно залегающих пород, после удаления чехла в результате денудации оказываются врезанными в кристаллические породы фундамента. При этом направление течения рек может не совпадать с простиранием осей складок или линий разлома фундамента. Примером эпигенетических долин могут служить долины рек Гвианского плоскогорья в Южной Америке.

Поиск по сайту: