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. Это определяет 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 возникать формы рельефа, облик которых в значительной мере предопределен геологическими структурами, поэтому такие формы рельефа называют структурными.

Рассмотрим некоторые типы геологических структур с точки зрения их влияния на облик структурно-денудационного рельефа.

Широко распространена горизонтальная структура, которая свойственна верхнему этажу платформ (платформенному чехлу), сложенному осадочными, реже магматическими породами. Горизонтальным структурам в рельефе соответствуют: пластовые равнины и низменности (например, Прикаспийская), структурные плато и плоскогорья (плато Устюрт, Среднесибирское плоскогорье).

Часто встречаются горизонтальные структуры с мощным верхним пластом, сохраняющим равнинность рельефа водораздельной поверхности. Такие участки рельефа называют столовыми странами. Рельеф столовых стран и плато характеризуется плоскими или слабо волнистыми междуречьями, 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 большие площади, чем положительные. Рельеф столово-останцовых возвышенностей широко развит в Африке и на периферии плато Устюрт (рис. 5).

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.

При моноклинальной структуре пласты осадочных пород имеют однообразное падение в одну сторону. Здесь также стойкие пласты могут чередоваться с более податливыми, обнажаясь на поверхности в виде полос, вытянутых по простиранию. Под воздействием эрозии и денудации на таких поверхностях вырабатывается своеобразный структурно-денудационный тип рельефа — куэстовый тип. Куэста — грядообразная возвышенность с асимметричными склонами: пологим, совпадающим с углом падения стойкого пласта (структурный склон) и крутым (аструктурный склон).

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. Куэсты на полуострове Мангышлак возвышаются всего на 10−20 метров. Куэсты встречаются в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии и во многих других местах.

Рис. 6. Блок-диаграмма моноклинально-грядового (куэстового) рельефа (по Леонтьеву, Рычагову): 1. податливые породы; 2- стойкие породы, К, С — различные типы речных долин

В образовании куэст имеет значение не только размыв мягких пластов реками, но и образование делювия, оползни, обвалы и пр. Если бы реки не выносили продукты разрушения, куэсты не были бы выражены в рельефе.

Вертикальная структура характеризуется залеганием пластов, близким к вертикальному — они «поставлены на голову». Такой тип структуры создает в рельефе чрезвычайно резкие колебания высот большой амплитуды.

Для складчатой структуры характерно многократное падение пластов пород то в одну, то в другую сторону, происходящее на сравнительно коротких расстояниях. В зависимости от формы складок в профиле и в плане и от их размеров зависит та или иная форма рельефа. Такая структура свойственна горным странам, остаточным горам и предельным денудационным равнинам (пенепленам). Характер рельефа складчатых областей во многом определяется также составом пород, смятых в складки, глубиной расчленения и длительностью воздействия экзогенных сил.

Фото 7. Пример вертикальной структуры в горах Алтая При этом могут возникать самые разнообразные отношения между формами рельефа и складчатыми структурами, на которых эти формы образуются:

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

Описанные структуры могут быть осложнены разломами, по которым блоки земной коры смещаются относительно друг друга в вертикальном (сброс) или горизонтальном направлениях (сдвиг), оказывая влияние на формирование и облик возникающего при этом рельефа. Сбросы могут быть единичными или же наблюдаются системы сбросов. В таких случаях можно говорить об областях глыбовой структуры (рис.8).

Рис. 8. Схема строения ступенчатого сброса. Рейнский грабен (по И.С.Щукину)

Возможно образование ступенчатых сбросов, т. е. смещение глыб относительно одна другой в определенном направлении. В других случаях опустившиеся глыбы чередуются с приподнятыми, образуя грабены и горсты (рис. 9).

Рис. 9. А — горст; Б — грабен

Примерами глыбовой структуры такого типа могут служить Забайкалье, Джунгария, Большой Бассейн Северной Америки. Значение сбросов заключается также в том, что по линиям разломов часто наблюдаются выходы изверженных пород, горячих и минеральных источников, несущих глубинные воды. Иногда вдоль таких линий располагаются цепочки вулканов. Линии разломов оказывают часто направляющее влияние на заложение водотоков и способствуют выработке вдоль них эрозионных долин, что можно наблюдать, например, на Скандинавском и Кольском полуостровах. Системы разломов земной коры могут определять своим простиранием очертания береговых линий.

Структуры земной коры становятся еще более сложными под воздействием эффузивного и интрузивного магматизма. В тех случаях, когда лава изливается непосредственно на земную поверхность и от своего химического состава может образовать поток, покров или купол.

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.