Ладожское озеро


Букварь неотектоники
(новый взгляд на ледниковый период
)

Автор: В. Г. Чувардинский
Источник: Изд-во Кольского научного центра РАН (Апатиты), 2008.
Публикуется в сокращении.
Полный вариант в формате PDF (3.5Mb)

ГЛАВА 4
БУКВАРЬ НЕОТЕКТОНИКИ

4.1 Разломы и их характеристика

Четвертичный ледник стал у нас наиболее удобным фактором, привлекаемым для объяснения как крупных, так мелких форм рельефа, зачастую не имеющих никакого отношения к оледенению.
Профессор М.М Ермолаев (1962)

Только тогда можно понять сущность вещей, когда знаешь их происхождение и развитие.
Аристотель, III век до н.э.

Да, мы любим эти скалы!
(Из гимна великолепной страны Норвегии)

Фактические данные, полученные автором при проведении геологических работ, показывают, что крутопадающие разрывы (региональные трещины и разломы) весьма широко развиты в восточной части Балтийского щита. Они нередко образуют взаимно пересекающиеся системы, хорошо дешифрируются на аэроснимках, а наиболее крупные из них – на космоснимках. Разрывы обычно отчетливо выражены в рельефе в виде ущелий, цепочек линейных депрессий, прямолинейных речных долин, удлиненных озерных котловин, фиордов. Они секут кристаллические породы архея, протерозоя и палеозоя и не зависят от древних складчатых структур и кристаллизационной полосчатости и гнейсовидности.

Строение тектонических сместителей и зеркал скольжения
Территория восточной части Балтийского щита весьма благоприятна для изучения тектонических зеркал скольжения, их тектоглифов, а также разрывных дислокаций мелких порядков, так как зоны неотектонической активизации здесь хорошо обнажены. Геологи и тектонисты, однако, почти не используют эти возможности – видимо, дело в том, что широко развитые на кристаллических породах зеркала скольжения, штрихи, борозды, серповидные знаки, шевроны и другие микроформы, более 100 лет назад были приватизированы ледниковой теорией и прочно вошли в учебники и руководства как следы движения материковых ледников. Ниже дается описание сместителей и зеркал скольжения взбросо-надвигов, сдвигов, сбросов и раздвигов.

Сместители и зеркала скольжения надвигов и взбросов
Сместители и зеркала скольжения надвигов и взбросов являются наиболее выразительными структурами и наиболее доступны для наблюдений. Правда, это в основном относится к разрывам мелких порядков – к приповерхностным сколам, в которых, в отличие от региональных надвигов, смещенное (висячее) крыло по причине его маломощности обычно разрушается на глыбы, обнажая автохтонный сместитель.

В отношении рассматриваемых структур понятие "зеркало скольжения" в целом тождественно понятию "тектонический сместитель", поскольку тектоническое смещение в форме скольжения верхнего крыла по нижнему происходило, по существу, по всей площади сместителя с образованием на его поверхности серии зеркал скольжения.

Сместители надвигов морфологически выражены в виде плоских или выпуклых поверхностей кристаллических пород, имеющих близгоризонтальное или пологое (до 450) падение. Нередко поверхность сместителей надвигов имеет волнообразный характер. Поверхность сместителей взбросов также может быть выровненной или выпуклой, сферической, но угол ее падения более 450. Главной чертой сместителей взбросо-надвигов является то, что независимо от состава пород все породообразующие минералы и жильно-линзовидные включения в них срезаны под единый уровень. Под единый уровень с вмещающими кристаллическими породами срезаны также жилы мономинерального кварца, который относится к наиболее твердым минералам (не считая весьма редких топаза, корунда, алмаза). Ни один геологический процесс, кроме тектонического скалывания, не может формировать такие поверхности.

По совокупности полученных данных поверхностям сместителей взбросо-надвигов присущи следующие черты строения: а) зеркала скольжения, в элементарном виде представляющие собой отшлифованные или отполированные скальные поверхности; б) тектоглифы (развиты на зеркалах скольжения) – штриховка, борозды, шрамы, серповидные знаки, поперечные уступы, шевроны; в) примазки и наслоения тектонитов; г) структурные волны. Ниже рассматривается строение и механизм формирования перечисленных образований.

Шлифовка и полировка сместителей
При взбросово-надвиговом дислоцировании происходит не только срезание (скалывание) пород сместителя, но они испытывают дополнительное механическое и стрессово-тектоническое воздействие. Оно выражается в шлифовке и полировке кристаллических пород, в их поверхностной милонитизации. В общем виде степень (или качество) шлифовки и полировки зависит от литолого-текстурных особенностей пород сместителей и зеркал скольжения. Наиболее совершенная шлифовка и полировка – вплоть до зеркального блеска образуется на тонкозернистых породах – диабазах, амфиболитах, кристаллических сланцах, мелкозернистых перидотитах или габброидах. На грубозернистых, разнозернистых породах: гранитах, гнейсах, гнейсо-гранитах, пегматитах – шлифовка более грубая, а полировка отмечается фрагментарно.

Анализ расположения полировки на поверхности сместителей показывает, что и на грубозернистых и на мелкозернистых породах она чаще всего развита на лобовых частях лежачего блока надвигов, на стыках смежных блоков – на тех участках, где породы испытывали наибольшее тектоническое давление. На таких стрессовых участках, отполированных почти до зеркального блеска, породы в самой их поверхностной части представляют собой тонкую пленку милонита. При этом милонитизации подвергаются поверхности скольжения как тонкозернистых, так и грубозернистых пород, что документируется визуально, а на тонкозернистых породах выделяется в срезе шлифов (толщина пленки милонита обычно составляет первые миллиметры, реже 0,5-1 см).

Итак, различается общая шлифовка тектонических сместителей надвигов и взбросов, имеющая механическое происхождение. Она формируется посредством трения тектонической постели (автохтона) дислоцируемыми блоками пород и одновременной шлифующей и полирующей деятельностью тектонической глинки трения, зажатой в плоскости сместителей разлома. Этим способом возможно образование почти зеркальной полировки на тонкозернистых или афанитовых породах.

Второй механизм полировки связан с интенсивным тектоническим давлением на тех или иных участках сместителя надвигов, он связан с образованием пленки или более мощных наслоений милонита на его поверхности. Перетирание поверхностных частей пород, их перекристаллизация и превращение в милонит, а также синтектоническое трение (с участием глинки трения) приводит к тому, что даже исходная крупнозернистая порода приобретает полированную поверхность, близкую к зеркальной.

Борозды, штрихи, шрамы
На выровненной, отшлифованной или отполированной поверхности сместителей нередко развиты системы борозд, штрихов или шрамов. Эти микроформы являются наиболее яркими и достаточно надежными (в сочетании с другими критериями) индикаторами направления тектонических смещений, но в условиях Балтийского щита генезис этих образований остается дискуссионным.

Критерии, положенные в основу тектонического генезиса штрихов и борозд, как ни странно, широко используются и для доказательства ледникового происхождения таких же борозд и штрихов (см., например, "Полевую геологию" Ф.Лахи (1966), что указывает на слабую разработанность вопроса. Тем не менее в геологической литературе утвердились представления, что ледниковые борозды и штрихи представляют собой выглаженные симметричные мелкие углубления, наложенные на выровненную, отполированную, гладко изогнутую поверхность коренных пород.

Тектонические же борозды и штрихи, якобы напротив, имеют зазубренную, занозистую поверхность с асимметричным профилем и тыловыми зонами отрыва. Насколько эти признаки применимы к бороздам и штрихам, развитым на породах Балтийского щита, будет показано ниже.

Борозды и штрихи сместителей и зеркал скольжения надвигов и взбросов формируют определенные системы. Они обычно имеют параллельное или близпараллельное расположение и выдержанное простирание не только на определенном сместителе, но и в пределах разломных зон. Тектоглифы имеют следующие параметры. Ширина борозд варьируется от 0,2-0,5 до 2,5-5 см, редко более, глубина – от нескольких миллиметров до 1-4 см. Сечение борозд обычно конусовидное, книзу – вглубь породы, борозда сужается.

Наблюдаются также борозды, имеющие трапецевидное сечение. Длина каждой борозды в пределах площади зеркала скольжения колеблется от нескольких сантиметров до 1-2,5 м, затем она сменяется следующей бороздой того же простирания. Густота расположения борозд на зеркалах скольжения также различна – от разреженных или единичных до сплошного изборождения. Более типичны случаи равномерного чередования борозд и валиков коренной породы, разделяющих их. Можно также отметить, что ширина и глубина борозд даже в пределах одного и того же сместителя меняется в достаточно широких пределах.

Штрихи имеют размеры на порядок меньше. Это более тонкие микроформы, но общий параллельный рисунок сохраняют и они. Изборожденные и штрихованные скальные плоскости имеют ширину от первых метров до десятков метров при длине до нескольких десятков метров.

Изборожденная плоскость обычно разделена поперечными ступенями (срывами) на ряд секций. В системе борозд и штрихов, кроме того, развиты серповидные выемки и лунообразные сколы. В зонах молодых тектонических дислокаций, при хорошей обнаженности кристаллического основания системы борозд и штрихов, прослеживаются (с перерывами) на сотни метров, в общем сохраняя свое простирание.

Иногда на зеркалах скольжения развиты штрихи и борозды нескольких направлений. Различная ориентировка штрихов на одном и том же зеркале скольжения, как ранее установила Л.А.Сим (1987), связаны с изменением направления смещения блоков пород, с их вращением в процессе развития дислокации. Кроме того, разное направление штрихов может быть обусловлено сменой типа смещения по разлому: "вдоль одного и того же разлома участки сдвига сменяются участками сброса и раздвига или участками взброса и надвига" (Буртман и др., 1963).

Рассмотренные системы борозд и штрихов обычно хорошо документируются на поверхности автохтонных блоков взбросо-надвигов, так как в поверхностных условиях дислоцированное верхнее крыло разрушается на глыбовый материал. Этот материал также несет тектоническую полировку, штриховку и борозды.

В зоне Кандалакшского и Ладожского грабенов в западной части Мурманского блока и на островах Поморского берега Белого моря нами установлены крупные обнажения, в пределах которых прослеживалось погружение борозд и штрихов под надвинутые блоки пород. Еще чаще наблюдается продолжение под коренные породы полированных плоскостей лежачего крыла сбросов. Эти факты однозначно указывают на тектонический генезис борозд и штриховки.

В некоторых структурах иногда удается проследить строение подошвы висячего крыла надвига. Подобно лежачему крылу, оно также отполировано и несет серию параллельных борозд.

Каков же механизм формирования борозд и штрихов? В целом за основу может быть принят механизм, изложенный в "Геологическом словаре" (1973): изборождение поверхности сместителя неровностями подошвенной части дислоцируемых блоков пород. Но это далеко не полное освещение вопроса. Основное изборождение производится грубообломным материалом брекчии трения, зажатым между крыльями разлома. При этом, чем тверже обломки брекчий, тем протяженнее и глубже борозды. Особую роль в процессе изборождения тектонической постели играют обломки кварца, как наиболее твердого из широко распространенных минералов.

Что касается штрихов, то они прочерчиваются более мелким обломочным материалом тектонических брекчий, в том числе и кварцевыми зернами. На крупных зеркалах скольжения штрихи и борозды нередко развиты совместно, образуя единые изборожденные поверхности. Отмечаются также зеркала скольжения, несущие только тонкую штриховку, например, на амфиболитах о.Кочинный.

Выше указывались критерии, по которым принято отличать тектонические борозды и штрихи от ледниковых. Такие установки скорее всего обусловлены слабой изученностью вопроса, недостаточным объемом полевых наблюдений. Прежде всего отметим, что на зеркалах скольжения надвигов и взбросов (а также сдвигов) развиты системы борозд как с заусенцами и зазубринами (якобы сугубо тектонический признак), так и борозды с гладкой, отполированной поверхностью (якобы ледниковый признак).

Более того, нередко и те и другие типы борозд присутствуют на одном зеркале скольжения, чередуются и сменяют друг друга по простиранию. Видимо, мало реально сначала производить избирательное тектоническое изборождение сместителя, а затем ледниковое (или наоборот), да еще таким образом, чтобы простирание тех и других совпало. То же касается асимметричности или симметричности поперечного сечения борозд – оно нередко меняется даже в пределах одного сместителя и зависит от таких причин, как падение его поверхности и смена литолого-текстурного строения пород. Можно также отметить, что на сместителях надвигов "несимметричные" борозды могут чередоваться с "симметричными".

Рассматриваемые проблемные вопросы решаются достаточно просто: борозды с заусенцами и зазубринами и "несимметричные" борозды являются результатом изборождения скальной поверхности остроугольным, неокатанным материалом брекчий трения, а гладкие борозды с правильным сечением вытачивались уже прокатанными тектоническими гальками и, кроме того, шлифовались и полировались глинкой трения в процессе дислокационных смещений.

В целом надо отметить разнообразное сочетание изборожденных и полированных сместителей. В одних случаях изборождению подвергалась уже отполированная поверхность (повторное смещение вдоль одного и того же сместителя), а в других случаях по этой же причине тектонической шлифовке и полировке подвергалось уже изборожденное зеркало скольжения.

Сочетания систем борозд с оглаженной отшлифованной поверхностью и симметричным сечением (ледниковый признак) и борозд с зазубринами и заусенцами с неровным "рваным" сечением задокументированы нами на известняках южного берега Крыма на сместителях сбросов, т. е. в районе, на который не принято распространять оледенение.

Что касается такого "ледникового" признака борозд, как "наложение их на выровненную отполированную плавно изогнутую поверхность", то это сугубо тектонический признак. Можно добавить, что и в "Геологическом словаре" (1973) прямо указывается, что тектонические борозды и штрихи развиты на зеркалах скольжения, представляющих собой гладкие поверхности горных пород, отполированные трением смещенных тектонических блоков. Кроме того, зеркала скольжения – выпуклые и выровненные поверхности нередко несут на себе пленку милонита – явный признак их тектонической обработки.

Для изборожденных скальных поверхностей Карело-Кольского региона характерно наличие и такого признанного тектонического признака, как поперечные ступеньки и сколы («тыловые зоны отрыва»). Сколы и ступеньки развиты как на изборожденных зеркалах скольжения, так и на гладко отшлифованных и отполированных поверхностях.

Поперечные сколы, серповидные выемки и другие тектоглифы
На зеркалах скольжения и сместителях взбросо-надвигов, помимо штрихов и борозд, развиты поперечные ступенеобразные сколы (или пороги), а также так называемые серповидные и лунообразные знаки и выемки. Поперечные сколы изучались нами преимущественно в разломных зонах мелких и средних порядков, и их характеристика ограничивается этими структурами.

Кроме поперечных уступов (или порожков), на сместителях взбросо-надвигов развиты микроформы, указанные в подзаголовке. Эти тектоглифы весьма часто привлекают в качестве доказательств экзарационной работы ледника (Гляциологический словарь, 1984; Р.Ф.Флинт (1963).

Указанные микроформы, как и поперечные сколы и ступени, ориентированы поперек простирания зеркал скольжения (под прямым углом к штрихам и бороздам). Они широко развиты в зонах молодых разломов (Кандалакшский и Ладожский грабены, фиордовый берег Мурмана). Они могут быть единичными или групповыми, встречаться совместно со штрихами и бороздами или без них. Размеры этих микроформ обычно колеблются от 5-10 до 50-70 см в поперечнике и 1-5 см по глубине, протяженность групп таких образований до нескольких метров, в зависимости от размера зеркал скольжения.

Наблюдения показывают, что серповидные выемки и подобные им знаки являются начальным этапом образования трещин скалывания и отрыва. В природе прослеживается полный цикл этого процесса – от зарождающихся единичных микротрещин – серповидных и близких к ним по геометрии знаков и выемок, до поперечных уступов и трещин скалывания.

Сместители и зеркала скольжения сдвигов
Сместители неотектонических сдвигов Карело-Кольского региона представляют собой крутопадающие, реже наклонные уступы или трещины, разделяющие смежные блоки земной коры. На местности сместители сдвигов выражены в виде протяженных разломов прямолинейной, искривленной или дугообразной формы. Глубинные и региональные сдвиги обычно состоят из нескольких сближенных близпараллельных сместителей, но изучены они слабо из-за плохой и неравномерной обнаженности. Сдвиги мелких и средних порядков в этом отношении более благоприятны для изучения.

Отличие сдвигов от других крутопадающих разрывных структур заключается прежде всего в том, что по ним происходило горизонтальное перемещение вдоль близвертикальных сместителей. Это сказывалось на формировании и строении самих сместителей и тектонических зеркал скольжения. Как и в структурах скалывания, сместители сдвигов имеют выровненную (или волнообразную) поверхность, в которой все породообразующие минералы и жильно-дайковые образования срезаны под единый уровень.

Вместе с тем сдвиговым сместителям присуще зональное строение. На их поверхности выделяются участки с широким развитием зеркал скольжения (со шлифовкой, полировкой, системами штрихов и борозд) и участки, характеризующиеся развитием зон отрыва и скалывания. Важно отметить, что эта зональность прослеживается как по простиранию, так и падению сместителей, что, скорее всего, связано с чередованием в шовных зонах сдвигов участков сжатия и растяжения. Первые участки отвечают взбросо-сдвигам, а вторые – сбросо-сдвигам.

Чередование участков сжатия и растяжения по простиранию и падению сместителей в итоге должно приводить к образованию в шовной зоне сдвигов тектонических клиньев линз, блоков, которые могут смещаться как по простиранию сдвига, так и по восстанию сместителя, то есть выводиться на поверхность. Как указывалось выше, в шовных зонах сдвигов мелких порядков процесс выдавливания поверхностных тектонических клиньев и блоков развит достаточно повсеместно.

Штрихи и борозды на зеркалах скольжения сдвигов имеют примерно те же параметры, что и во взбросо-надвигах. Обычно это системы параллельных, близпараллельных борозд и штрихов, развитые на крутопадающих блоках (сместителях). Общая площадь изборожденных поверхностей измеряется иногда десятками и первыми сотнями квадратных метров, простирание борозд выдержано на многие десятки метров.

Как и в системе борозд надвигового генезиса, поверхность сдвиговых борозд меняется от оглаженных, отшлифованных до занозистых, зазубренных. И те и другие типы борозд сменяют друг друга по простиранию и нередко представлены на одном и том же сместителе. Весьма широко на зеркалах скольжения и сместителях развиты поперечные ступени отрыва и скола (порожки), а также "серповидные" и "лунообразные" сколы и трещины. Эти тектоглифы могут быть индикаторами направления горизонтальных смещений по сдвигу.

На зеркалах скольжения сдвигов развита пленка и "нашлепки" милонитов, а шовные зоны сдвигов мелких порядков выполнены милонитами или брекчиями трения.

Сместители и зеркала скольжения сбросов
Сбросы Карело-Кольского региона подразделяются на крутопадающие (в том числе вертикальные) и пологопадающие. В данном разделе следует оттенить два момента, имеющих определенное методическое значение.

1. Сместители крутопадающих сбросов в основном сформированы за счет использования близвертикальных трещин отрыва и трещин отдельностей, реже синразломных трещин скалывания. В итоге сместители крупных сбросов имеют ступенчатую, неровную поверхность, более выровнена поверхность у сбросов мелких порядков. На разных участках сбрасывателя выделяются зеркала скольжения, возникшие за счет скалывания пород, и зеркала скольжения, представляющие собой поверхности трещин-отдельностей, нередко пришлифованные.

Из признаков нисходящего сбросового смещения блоков пород в крутопадающих сбросах можно отметить поперечные ступени отрыва, которые нередко крутым уступом обращены вниз по падению сместителя.

2. Второй тип сбросов – пологопадающие сбросы – для своего смещения используют диагональные и пологие (иногда близгоризонтальные) трещины. При скольжении верхнего крыла сброса по нижнему вырабатывается выровненный сместитель, в котором породообразующие минералы, как правило, срезаны под один уровень, и на поверхности которого развиты поперечные уступы скола и отрыва, а также "серповидные" и "лунообразные" микроструктуры скола и отрыва. При скольжении одного блока по другому происходит пришлифовка пород, а в некоторых случаях формируются штрихи и борозды. Направление сбросового смещения пород определяется по ориентировке борозд и поперечных ступеней отрыва, крутой уступ которых обычно обращен в сторону гравитационного сползания блоков.

Причины приповерхностных тектонических дислокаций
В последние 20 лет геотектоническая наука отошла от взглядов о ведущей роли вертикальных движений земной коры. Была выдвинута идея о решающем значении горизонтальных напряжений в формировании разломов, установлено широкое развитие разрывов с горизонтальным типом смещения. Получили подтверждение представления о горизонтальной расслоенности земной коры, в том числе самой ее верхней части.

Особое значение для познания причин и механизма приповерхностных дислокаций имеет изучение современных тектонических напряжений в земной коре. Для Балтийского щита и других платформенных областей были получены данные, показывающие, что в верхней части гранитного слоя земной коры горизонтальные сжимающие напряжения в несколько раз выше вертикальных геостатических давлений. Важно, что при этом высокие горизонтальные напряжения фиксируются в кристаллических породах на небольшой глубине, например, в Швеции на глубине 10-20 м (Кропоткин, 1971). По данным, приводимым П.Н.Кропоткиным (1971, 1977, 1987), высокие горизонтальные сжимающие напряжения 150-200 и до 500-600 кгс/см2 (до 50-60 МПа) в породах Балтийского щита отмечаются на глубинах от 10-20 до 200 м от поверхности.

Констатация существования высоких горизонтальных напряжений в земной коре достаточна для объяснения неотектонической активизации разломообразования на Балтийском щите и широкого развития приповерхностных деформаций сколового типа – взбросов, надвигов, взбросо-сдвигов, являющихся, как правило, следствием смещений по региональным и глубинным разломам. Причиной современных высоких горизонтальных напряжений в земной коре Балтийского щита, вероятно, является интенсивное расширение океанического дна в зоне Срединно-Атлантического хребта.

4.2. О тектоническом генезисе «экзарационных» типов рельефа

Вопросы разломной тектоники, крупные и мелкие тектонические дислокации, следы, оставленные ими, имеют прямое отношение к генезису и механизму формирования многих типов рельефа, которые принято объединять в понятие "ледниково-экзарационный рельеф".

Дело в том, что разрывные неотектонические дислокации, в первую очередь сдвиги и взбросо-надвиги ведут к формированию на поверхности кристаллических щитов именно этих – «экзарационных» типов рельефов во всём их многообразии. Разрывные неотектонические дислокации и «экзарационный» рельеф образуют единые парагенетические ряды.

С этим вполне соглашаются выдающиеся отечественные тектонисты Е.А. Рогожин и В.Н. Шолпо (Институт физики Земли РАН), которые в своей рецензии на мою работу 2003 года писали: «Автор на обширном материале доказывает, что так называемые экзарационные формы рельефа, понимаемые большинством геологов, если не всеми, как образованные выпахивающим действием ледника, на самом деле является результатом тектонических движений и занимают своё нормальное место в том ансамбле парагенетических структур, которые порождает разломообразование.

Это очень важный вывод, опирающийся на убедительный фактический материал, который заставляет пересмотреть многие устоявшиеся представления о роли ледника в рельефообразовании, масштабах оледенения и критически оценить понятие гляциодислокации. Такой масштабный вывод уже сам по себе заслуживает внимания и позволяет квалифицировать работу В.Г.Чуварднского как крупный фундаментальный вклад в науки о Земле».

В восточной части Балтийского щита, в том числе в зоне Ладожского и Кандалакшского грабенов, этот рельеф развит весьма широко. Группы «экзарационного» рельефа: бараньи лбы, курчавые скалы, озерные котловины, фиорды, шхеры, полированные и штрихованные скальные поверхности – считаются ярким доказательством выпахивающей и полирующей деятельности ледника.

Бараньи лбы, курчавые скалы
Десятилетиями из учебника в учебник кочуют одни и те же фотографии бараньих лбов и курчавых скал. Это показатель крайне низкого уровня полевого изучения «лбов» и курчавых скал. Указанные общепринятые термины вовсе не соответствуют облику этих типов рельефа. Бараньи лбы и курчавые скалы это прежде всего сглаженные, отполированные скалы. Бараньей кудрявой шерстистости и курчавости в них – ноль. Это полностью лысые лбы и лысые скалы. К тому же их «лысенкование» и скальпирование не связано с ледником, а обусловлено разломно-дислокационными процессами. А каково состояние этого вопроса на самом деле?

Крупные разломные зоны, активные и в настоящее время, являются весьма благоприятными для познания механизма образования указанных форм рельефа. К таким зонам относятся Кандалакшский и Ладожский грабены, фиордовый берег Мурманского блока, другие тектонически активные зоны щита. Именно в таких районах широко развит весь комплекс "экзарационного" рельефа и в первую очередь, рельеф бараньих лбов и курчавых скал.

Рельеф бараньих лбов и курчавых скал развит на всех типах кристаллических пород – метаморфических, вулканогенно-осадочных, интрузивных породах архея, протерозоя и палеозоя. Наиболее типичные, "эталонные" формы этого рельефа сформированы на интрузивных массивно-кристаллических породах – гранитах, габброидах, перидотитах, площадным выходам которых присуща характерная блочность пород.

Многолетние исследования автора показали, что неотектонические разломы и "экзарационный" рельеф образуют единые парагенезисы и этот рельеф на самом деле имеет не ледниковое, а разломно-тектоническое происхождение (Чувардинский, 1983, 1984, 1989, 1992). Имеются следующие доказательства этому.

В крупных обнажениях, представляющих собой группы бараньих лбов, устанавливается непосредственное продолжение полированных, штрихованных скальных поверхностей под блоки коренных пород. Погружение полированных и штрихованных плоскостей под блоки пород наблюдается в бортах фиордов, друмлинов и, особенно, в полосе развития шхерного рельефа – везде, где имеются крупные уступообразные площадные обнажения кристаллических пород.

На хорошо обнаженных участках щита можно проследить как непосредственное погружение полированных плоскостей под коренные породы, так и проследить их продолжение под эти породы путем удаления части кроющего пласта. При таком удалении части блока породы удается обнаружить под аллохтоном не только полированное ложе, но и тектоническую глинку трения.

Подобное структурное залегание отполированных и штрихованных скальных поверхностей показывает, что мы имеем дело с тектоническими зеркалами скольжения. Механизм их образования известен давно и заключается в следующем: при скольжении блоков вдоль линии разрыва плоскости сместителей притираются, полируются, на породах образуются штрихи, борозды, ориентированные по направлению смещения блоков, различные мелкие сколы. Происходящие при этом приразломные срывы пород дают материал для брекчии трения и глинки трения.

Полировка, формирующая "лысину" бараньих лбов и курчавых скал, нередко имеет почти зеркальную поверхность, и по существу, представляет в таких случаях почти сплошную пленку милонита – тонкоперетертую, перекристаллизованную породу толщиной от долей до 1-2 мм. В других случаях пленка милонита развита фрагментарно, нередко наблюдаются "нашлепки" милонитов, иногда толщиной до 0,5 см.

Милониты зеркал скольжения надвигов, формирующих лысины бараньих лбов, хорошо различаются как в срезе образцов, так и шлифов, независимо от состава и зернистости материнской породы. На разных участках отполированных, сглаженных склонов бараньих лбов наблюдается микроклинизация, гематитизация и эпидотизация пород, что также свидетельствует в пользу тектонического генезиса этих типов рельефа.

Еще один важный признак тектонического генезиса – тектонический тип поверхности бараньих лбов и курчавых скал: независимо от состава пород, слагающих «лбы», все породообразующие минералы, линзовидные и жильные включения (в том числе жилы мономинерального кварца), срезаны под один уровень. Ни один экзогенный природный процесс, кроме тектонического срезания – скалывания, не может формировать такие поверхности.

Как отмечалось в предыдущем разделе, сместители разных типов разрывных дислокаций различаются по морфологии и другим признакам. Наиболее выразительный, эталонный рельеф бараньих лбов и курчавых скал формируется в результате взбросо-надвиговых смещений. Сместители взбросов, надвигов, приповерхностных сколов обычно имеют выпуклую форму, хорошо отполированы и почти всегда покрыты системой параллельных или близпараллельных штрихов и борозд. На их поверхности нередко развиты другие тектоглифы – ступени скола, дугообразные и подковообразные выемки, а также шевроны.

Характерной чертой многих надвигов являются структурные волны, которые моделируют поверхность сместителей автохтонного крыла пологих надвигов. Структурные волны образуют выразительный рельеф уплощенных бараньих лбов, так как кристаллические породы таких структур не только отполированы, но и несут на выпуклых и вогнутых элементах волн параллельную штриховку и борозды.

Полировка коренных пород, штрихи и борозды на них присущи также сместителям сдвигов, но к бараньим лбам (в понимании сторонников ледниковой теории) можно отнести лишь некоторые сместители пологопадающих сдвигов. Естественно, что в сдвиговых структурах тектонический генезис полировки, штрихов, борозд, шрамов, шевронов более очевиден, так как эти тектоглифы гораздо чаще, чем в надвигах, прослеживаются вглубь тектонического шва и развиты на обоих бортах сместителей.

При сбросовых смещениях блоков пород формируется рельеф бараньих лбов с крутопадающей, пологой или уплощенной скальной поверхностью. Эта поверхность сглажена, все породообразующие минералы и жильные тела срезаны под один уровень, но штрихи и борозды, а также примазки тектонитов отмечаются редко. Исключения составляют относительно мягкие породы типа сланцев ладожской серии, на сместителях сбросов которых образуется тектоническая полировка и борозды.

Парагенетическая сопряженность всех типов «экзарационного» рельефа (включая бараньи лбы, курчавые скалы, системы штрихов и борозд, других тектоглифов) с разрывными дислокациями устанавливается во всех исследованных нами районах. Но особенно ярко проявляется эта связь в крупных зонах неотектонической активизации, характеризующихся развитием систем кулисообразных сдвигов – глубинных и региональных (Кандалакшский, Ладожский грабены, северо-западная часть Мурманского блока).

В таких структурах в зонах динамического влияния сдвигов формируются многочисленные взбросы, надвиги, сколы, а также сбросы, срывы, вторичные сдвиги. Они-то, в первую очередь надвиги и взбросы, формируют наиболее типичный рельеф бараньих лбов и курчавых скал. Отполированные и изборожденные уплощенные скальные поверхности ни что иное, как тектонические сместители и зеркала скольжения, лежачих блоков разрывных структур, верхний надвинутый фрагмент которых разрушился на глыбовый материал. Подробное описание тектонических сместителей и зеркал скольжения – наиболее ярких элементов строения бараньих лбов и курчавых скал дано выше.

В интрузивных и глубокометаморфизованных породах морфология, а нередко и сам способ формирования бараньих лбов и курчавых скал обусловлены блочностью пород. Система трещин-отдельностей образует в таких породах матрацевидные, пластовые, утюгообразные (клиновидные), яйцеобразные и чушковидные отдельности. В ряде массивов пласты и отдельности имеют чешуйчатое (или черепитчатое) залегание и частично перекрывают друг друга. Обнажаясь от перекрывающих или смежных блоков, породы предстают в облике типичных, "лысых" бараньих лбов.

Нередко задают вопросы: куда делось надвинутое крыло, почему во взбросо-надвиговых структурах редко прослеживается продолжение полировки и борозд под блоки пород и почему тектонические бараньи лбы в своей основной массе оголённые, лысые? Привычный ледник не вызывает таких вопросов – он отполировал скалы и растаял, так сказать надвинутое ледяное крыло испарилось.

Поэтому полезно следующее небольшое разъяснение. Дислокации взбросо-надвигового типа, приведшие к формированию рельефа бараньих лбов и курчавых скал – это преимущественно сколовые структуры мелких порядков. Они являются оперяющими по отношению к региональным и глубинным сдвигам и развиты в зонах их динамического влияния. Иначе говоря, горизонтальные смещения по сдвигам вызывали массовое приповерхностное скалывание и скольжение блоков и пластин пород.

Будучи маломощными (до 10-20 метров толщины) и сильно трещиноватыми, они разрушались на глыбы и валуны в процессе своего движения. Поэтому лежачее крыло не только полировалось и штриховалось, но и одновременно обнажалось. Глыбово-валунный материал распавшихся надвинутых блоков находится тут же, у подножья бараньих лбов – особенно с их дистальной стороны.

Рассматриваемый процесс близок к известному в геодинамике явлению тектоно-кессонного эффекта, когда вследствие резкого падения внутреннего напряжения в дислоцированных блоках происходит их распад на мелкие составляющие.

Второй широко распространённый процесс, ведущий к обнажению кристаллических пород – это гравитационное сползание блоков пород с куполовидных структур к их основанию. Важная деталь: для интрузивных пород характерна внутриблочная полировка, а иногда штриховка пород, поэтому сползание блоков приводит к формированию типичных бараньих лбов куполовидной, яйцевидной и других форм.

Разломно-дислокацонные процессы вызывают массовое дробление кристаллических пород. Разрывные дислокации это фабрики по производству глыбово-валунного и более мелкого материала. При этом материал нередко приобретает тектоно-динамическую обработку – глыбы и валуны притираются, полируются, на них наносятся штрихи и борозды.

Бараньи лбы и курчавые скалы внеледниковых районов. В нашей геологической литературе, особенно в учебниках, любят подчеркивать, что экзарационный рельеф развит только в области былых и современных оледенений и что это положение доказывает правильность ледниковой теории. Но так ли это?

Возьмем капитальный труд одного из крупнейших геологов первой половины 20-го века Дж.Грегори «Природа и происхождение фиордов» (J. Gregory. The nature and origin of fiords. London, 1913). Грегори изучал фиорды и другие экзарационные формы рельефа не только в так называемых ледниковых районах (Норвегия, Гренландия и Канада). Он установил, что они имеются и в Испании, Греции, Далмации, Турции, Корее.

Происхождение фиордов Земли исследователь связал с разломной тектоникой, о которой тогда знали очень мало. Но для данного раздела важнее, что Грегори установил, что и во внеледниковых районах на кристаллических породах достаточно широко развит рельеф курчавых скал, полировка пород, штрихи и борозды на них. Он описал эти образования в Испании, Португалии, на Адриатическом побережье, в Греции и Корее. Значит, вопреки учебникам имеются таки следы «экзарации» и в районах, которые не принято покрывать толщей льда.

Наблюдения других, уже современных исследователей подтверждают этот вывод. Так по Ю.П. Селиверстову (1999) в Западной Сахаре выходы кристаллических пород представляют собой типичные курчавые скалы, причем среди глыбового материала имеются эрратические валуны. З.А. Сваричевская (1960) описала шхерный рельеф на берегах оз.Балхаш. Кроме того, по моим наблюдениям 1983 года на каменноугольных гранитных интрузиях по берегам этого озера развит рельеф курчавых скал, аналогичный таковому на Кольском полуострове. Полировка и штриховка пород – известняков и интрузивных габбро-диабазов наблюдались мною на южном берегу Крыма. По публикациям и фотографиям типичные бараньи лбы формировались на юрских гранитах в Нигерии.

Как следует из материалов массовой информации – иллюстрированных журналов, документальных видеофильмов, рельеф бараньих лбов и курчавых скал развит практически везде, где имеются выходы интрузивных кристаллических пород. Так типичные «лбы» сформированы на юрских гранитах в Северной Корее (журналы «Корея», 1983, 1984, №№ 1, 4), на гранитах острова Хайнань в Южно-Китайском море («Китай», 1988, №№ 6,10), Полированные скалы и рельеф типа курчавых скал можно видеть на страницах журналов «Гео», «Вокруг Света», «Наука и жизнь» – в Португалии, в Бразилии (на скалистых прибрежных островах, на порогах р. Мадейра), на о. Борнео, во «внеледниковых» районах Чукотки, на гранитных массивах в Индии.

Судя по цветным видеофильмам, курчавые скалы развиты на скалистых берегах р. Оранжевая (Южная Африка), на о.Гаити, в штате Северная Каролина, на скалистых северо-западных берегах Испании, на п-ове Малакка, в Болгарии. Имеются бараньи лбы, штриховка и полировка и на Украинском щите – как в контуре границ оледенения, так за пределами ее.

Приведенные сведения конечно отрывочны. Подробного специального изучения экзарационного рельефа во внеледниковых странах видимо не проводилось (за исключением работы Дж.Грегори). В этой ситуации безусловно стоит необходимость детального изучения рельефа бараньих лбов, полировки и изборождения кристаллических пород хотя в некоторых из названных стран. Тем самым будут собраны наглядные доказательства наличия «экзарационных» следов, а фактически проявления неотектонических разломных процессов различных по своей интенсивности и по масштабности в разных регионах планеты. Тем самым, возможно к результатам таких работ прислушаются и сторонники ледникового учения.

Итак, можно подытожить доказательства тектонического генезиса данных типов «экзарационного» рельефа:

1. «Экзарационный» рельеф Балтийского щита парагенетически связан с разломами земной коры. Массовое его развитие на Балтийском щите в виде бараньих лбов, курчавых скал и сопутствующих мелких форм наблюдается в крупных зонах неотектонической активизации, характеризующихся широким развитием систем кулисообразных сдвигов.

2. Отполированные и изборожденные скальные поверхности являются сместителями и зеркалами скольжения неотектонических разрывных структур. На крупных уступообразных обнажениях прослеживается погружение отполированных и изборожденных «лбов» под блоки коренных пород.

3. «Экзарационным» формам присущ типично тектонический срез кристаллических пород; зеркальные отполированные поверхности покрыты пленкой милонита – еще одно последствие тектонических смещений.

4. Площадные выходы рельефа курчавых скал представляют собой структурные волны, характерные для надвигов.

5. Азимутальная ориентировка "лысых" и штрихованных склонов бараньих лбов и курчавых скал взбросового и надвигового типов, а также ориентировка структурных волн пологих надвигов, является надежным индикатором тектонического смещения блоков пород. Дислоцирование происходило в направлении, соответствующем направлению восстания сместителей лежачих крыльев надвигов и взбросов (или, что одно и тоже, в сторону воздымания "лысины" бараньих лбов и курчавых скал). Направление смещения дислоцированных блоков и признаки, сопутствующие этому, отражают саму суть тектонического генезиса рассматриваемых форм рельефа и, зачастую прямо противоречат общепринятому направлению движения ледника (на что еще более 100 лет назад указывал А.А.Иностранцев).

6. Экзарационный рельеф по облику аналогичный таковому на Балтийском щите развит и во «внеледниковых» районах Земли – там, где имеются выходы кристаллических пород и проявления неотектонических процессов.

Озерные котловины. На генезис озерных котловин, врезанных в кристаллические породы Балтийского и других щитов, существует две точки зрения. Согласно первой, формирование котловин связано с экзарационной деятельностью покровных ледников, по второй точке зрения – озерные котловины в целом имеют тектоническое происхождение.

Более обоснована точка зрения о разломно-тектоническом генезисе озерных котловин, которой придерживаются многие исследователи и которая подтверждается фактическими данными. Так, на Балтийском щите наземные исследования и дешифрирование аэро- и космоснимков показывают отчетливую приуроченность озерных котловин к неотектоническим разломам, к регматической (планетарной) сети трещиноватости, что указывает на парагенез тех и других.

При этом линейно вытянутые озера развиты на участках линейно-ориентированных разрывов, тогда как озера сложной конфигурации образовались на месте пересечения систем разломов, из-за чего многие из них имеют крестообразную, коленообразную, самолетообразную и более сложную форму. Сторонники ледникового происхождения озер как бы не замечают этих фактов и не объясняют, каким образом ледник выпахивал коленообразные или самолетообразные котловины в коренных породах. Ведь для того, чтобы их выпахать, ледниковый покров должен менять направление своего движения на 90о, и неоднократно.

К тому же, такие параметры льда, как сопротивление срезу, модуль упругости и т.д., почти на два порядка ниже аналогичных показателей кристаллических пород, которые должен выпахивать ледник.

Вместе с тем, сторонники тектонического генезиса озерных ванн, не исключают определенного участия ледника в их формировании, считая, что ледник сгладил, отполировал и исштриховал коренные берега озер. Действительно, на кристаллических породах, вмещающих озера, наблюдаются штрихи, полировка пород, серповидные выемки, да и сами коренные выходы представляют рельеф бараньих лбов, а озерные острова – шхерный рельеф.

Все эти «следы ледника» являются ординарными признаками тектонических дислокаций – смещений блоков пород в разломных зонах. Механизм образования этих форм рельефа рассмотрен выше.

Итак, озерные котловины на щите можно разделить на два основных типа:

1. Котловины, заложенные по структурам растяжения – сбросам, раздвигам, разрывам регматической сети (на тектонических блоках, находящихся в стадии растяжения).

2. Котловины, сформированные в зонах тектонического сжатия в результате надвигово-взбросовых и сдвиговых дислокаций.

Для котловин первого типа, группы "экзарационного" рельефа, бараньи лбы, штриховка и полировка скальных склонов нехарактерны и наоборот, озерные котловины второго типа несут на своих склонах (и днище) следы тектонических смещений в виде зеркал скольжения со штриховкой и серповидными выемками и соответствующих форм рельефа (бараньих лбов, шхер и т.п.).

Подновление неотектонических разломов, приведших к образованию озерных ванн, происходит и ныне. Об этом свидетельствует приуроченность к ряду озер эпицентров землетрясений (озера Ладожское, Панаярви, Венерн, Веттерн, Инари, Пайянне, Тарьянневеси, Кайлавеси).

Шхерный рельеф
"Гляциологический..." (1984) и «Геологический» (1973) словари определяют этот тип рельефа как комплекс скалистых сильно изрезанных берегов и многочисленных островов, представляющих систему выпаханных ледником долин и групп бараньих лбов и курчавых скал.

Анализ аэро- и космоснимков, геологических карт, полевые исследования показывают, что "выпаханные ледником" долины в шхерном рельефе на самом деле имеют тектоническое происхождение. Они образуют систему продольных и поперечных разломов, выраженных в рельефе как линейные депрессии. При этом наибольшая глубина депрессий приурочена к узлам пересечения разломов разного направления, здесь образуются замкнутые котловины. Вместе с островами-шхерами и расчлененными участками берегов разломы формируют типичный блоково-тектонический рельеф, в той или иной мере находящийся под уровнем морских и озерных вод.

Механизм формирования шхерного рельефа связан с неотектонической активизацией относительно пониженных участков щита. Развитие таких мощных разломных зон, как Кандалакшская или Ладожская, вызывает образование (или подновление) региональных или локальных разломов, в том числе оперяющих. А это в свою очередь приводит к формированию ущелий, замкнутых западин, к более резкому разделению массивов пород на блоки. К дальнейшему преобразованию рельефа приводят движения по разломам, когда происходит скалывание приповерхностных блоков, образуются многочисленные поверхности скольжения и рельеф "курчавых скал" и "бараньих лбов".

В разломах сдвигового типа в секторах сжатия идет процесс выдавливания приразломных блоков, а в секторах растяжения – раздвигание крыльев разлома, что приводит к углублению разломных швов, к образованию замкнутых желобов и ущелий. Эти процессы могут происходить как в подводных условиях, так и на суше, в том числе прибрежно-морской. В первом случае происходит углубление участков дна, дифференциация рельефа, во втором – крупные разломные зоны преобразуются в шхерно-озерные и шхерно-морские ландшафты.

Фиорды
Фиорды – это длинные, узкие и глубокие морские заливы и проливы с крутыми берегами, сложенными кристаллическими породами. Высота надводных и подводных бортов фиордов достигает сотен метров, иногда 2-2,5 км. Фиорды теснейшим образом связаны с системами неотектонических разломов земной коры. Они вместе с их ответвлениями (или фиордами-проливами) пересекаются между собой, чаще всего под прямыми углами, образуя решетчатый в плане рисунок.

Но для сторонников ледниковой теории это не является аргументом. В их публикациях, и в «Гляциологическом словаре», утверждается, что фиорды выпахал ледник. Механизм этого выпахивания не расшифровывается и остаётся неясным. Если в какой-то мере можно допустить ледниковое выпахивание в условиях горно-долинного оледенения (где, впрочем, как следует из главы 2, ледник скорее предохраняет своё ложе от эрозии), то выпахивание покровным ледником узких и глубоких долин в кристаллических породах более чем проблематично.

Тем более, что в одном и том же районе фиорды нередко пересекаются и ориентированы под прямым углом друг к другу. Направление фиордов может резко, коленообразно меняться на 90 градусов, на отдельных участках отвесные борта фиордов резко сужаются с 10-15 км до сотни метров, что само по себе доводит теорию ледникового выпахивания до абсурда.

Выше указывалось, что наиболее полно обосновал разломно-тектоническое происхождение фиордов Земли Дж.Грегори (1913). Выдающийся британский геолог показал, что фиорды развиты не только в областях четвертичного оледенения, но и во «внеледниковых» районах (Далматинское побережье, Греция, Турция, Корея, северо-западное побережье Испании).

Анализ геологических данных и материалы дистанционных исследований показывают, что фиорды Мурманского берега и более мелкие их аналоги на берегах Белого моря и Ладожского озера, заложены по разломам, преимущественно сдвигам. Активизация на неотектоническом этапе сдвиговых зон, представляющих систему параллельных сближенных разрывов, и привело к образованию таких крупных отрицательных форм рельефа, как фиорды. В отличие от шхерного рельефа, в фиордах сдвиги имеют более глубокое заложение и их следует относить к категории глубинных разломов.

Представляется, что развитие сдвигов и формирование фиордов идет не только путем сдвиговых смещений крыльев разломов в горизонтальном плане или посредством раздвига. Но не менее важным является приразломное скалывание – смещение блоков в секторах сжатия сдвигов. Выдавливание – смещение приразломных блоков ведет к углублению фиорда, образованию в нем замкнутых впадин, к скучиванию аллохтонного материала (в том числе валунно-глыбового) и к формированию так называемых ригелей. Одновременно в секторах растяжения формируются ложбины – ущелья, замкнутые или смыкающиеся с котловинами выдавливания. Эти процессы сопровождаются сбросами и гравитационным сползанием блоков пород со склонов фиордов, что ведет к расширению фиордов.

Выводы

1. Кристаллический фундамент восточной части Балтийского щита разбит густой сетью неотектонических разрывов, среди которых выделяются системы диаклаз, связанные с линеаментной трещиноватостью,а также глубинные и приповерхностные разломы – сдвиги, взбросы, надвиги, сбросы, раздвиги. На большей части региона разломы формировались и функционировали в обстановке дефференцированного горизонтального тектонического сжатия; при этом выделяется несколько аномально активных зон с массовым развитием структур сжатия и сдвига – Кандалакшский и Ладожский грабены, северо-западная часть Мурманского блока. С другой стороны, существуют геоблоки, развитие которых в новейшее время шло в режиме горизонтального тектонического растяжения – с массовым развитием раздвигов и сбросов (северо-восток Мурманского блока) и геоблоки неотектонически пассивные со слаборазвитой сетью разломов (центральный район восточной части Кольского полуострова).

2. Изучение сдвиговых систем разломов и зон их динамического влияния показало парагенетическую связь «экзарационных» типов рельефа (бараньих лбов, курчавых скал, полировки пород, систем штрихов и борозд) с такими структурами, как надвиги, взбросы, сбросы и сдвиги. Массовое развитие перечисленных форм рельефа наблюдается на окончаниях крупных сдвигов и они по существу представляют собой сместители и зеркала скольжения перечисленных приповерхностных разрывных структур, висячие крылья которых большей частью разрушены на глыбово-валунную составляющую.

Разломно-тектонический генезис «экзарационных» типов рельефа также подтверждается следующими данными:
а) В контуре крупных обнажений прослеживается погружение отполированных и изборожденных склонов бараньих лбов и курчавых скал под висячие крылья надвигов, взбросов и пологих сбросов.

б) В интрузивных массивах при гравитационном сползании блоков пород массива формируются отполированные «лысины» типичных бараньих лбов внутриблочного происхождения.

в) Тектонический тип поверхности рельефа бараньих лбов и курчавых скал, представляющих собой структурные волны, характерные для надвиговых структур. Зеркальная поверхность «лбов» покрыта пленкой милонитизированных пород. Системы борозд и штрихов имеют параллельное и субпараллельное расположение, типичное для тектонических структур.

Перечисленный широкий спектр морфоструктур и тектоглифов зеркал скольжения включается в арсенал последствий и признаков тектонических дислокаций, что имеет существенное значение для геодинамических исследований.

Содержание