Рассматривая методологические проблемы экспериментальной тектоники, уместно поставить вопрос: а вообще возможен ли эксперимент в тектонике? Для специалистов, работающих в этом направлении, такой вопрос может показаться странным, однако ответить на него не так-то просто. И чтобы ответить, нужно определить – что мы понимаем под экспериментом и что такое тектоника [9]. Если эксперимент понимать так же, как в физике, химии, технике и других экспериментальных науках, то определение эксперимента будет сводиться к тому, что обычно дается в словарях, а именно: "Эксперимент происходит от латинского слова experimentum (проба, опыт) и является научно поставленным опытом, наблюдением исследуемого явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом явления и воссоздавать его при повторении этих условий" [12, с. 799]. В этом определении я хочу подчеркнуть, что речь идет об опыте над исследуемым явлением и подчеркивается возможность воссоздавать его при повторении задаваемых определенных условий. В физике и других экспериментальных науках это действительно так.

Возьмем простейший физический эксперимент. Например, мы хотим исследовать, как падает металлический шарик в вязкой жидкости, Мы берем шарик, роняем его в жидкость и наблюдаем за его движением. Мы берем разные шарики, разного размера и из разных веществ. Мы берем разные жидкости, повторяем этот эксперимент. Нам приходится вводить понятия о вязкости жидкости, плотностях вещества шарика и жидкости, и на основании всего этого обобщаются результаты эксперимента с учетом теории ошибок и т.д. После этого строится определенная теория – теория изученного нами явления. Так обстоит дело с экспериментом в физике.

Что же происходит в тектонике? Тектоника, как и вся геология, прежде всего наука историческая. Этому обстоятельству не всегда уделяется должное внимание. Историческая сущность геологии означает не только то, что геологические процессы происходят во времени. Во времени и шарик падает. Но главное заключается в том, что в геологии изучаемый процесс – единственный. Он уже совершился, и мы не можем его повторить, не можем даже наблюдать. Мы можем видеть только следы и результаты этого исторического процесса. Поэтому нужно сделать вывод, что эксперимент в тектонике невозможен, если его понимать так, как понимается эксперимент в физике и в других экспериментальных науках.

Геологов часто сравнивают с детективами. И это – правильное сравнение. Мы можем наблюдать, собирать какие-то улики, существенные и несущественные, строить версии, создавать гипотезы, проверять их, совершенствовать, отбрасывать, создавать новые... Но повторить изучаемый процесс, провести эксперимент мы не можем.

Но что же тогда представляет собой экспериментальная тектоника? Чтобы провести эксперимент в тектонике, мы должны совершить один очень существенный с методологической точки зрения акт, чрезвычайно важный и принципиальный: мы должны подменить объект исследования. Вместо того, чтобы производить эксперимент с тем геологическим явлением, которое мы изучаем, мы должны производить эксперимент с чем-то совершенно другим, с моделью этого явления. Это очень важная особенность вообще всякого геологического эксперимента.

Непосредственно изучая геологический объект, мы создаем некоторое представление о нем (рис. 1). Это представление может быть правильным, но может быть и неправильным. С этим представлением мы возвращаемся к объекту, снова его изучаем, совершенствуем наше представление, и эти исследования все дальше и дальше развивают и совершенствуют его. В какой-то момент на основании сложившихся представлений мы строим теоретическую модель того явления, которое изучали (рис. 2). Модель должна соответствовать нашим представлениям. И только на основании этой теоретической модели, правильной либо неправильной, мы можем поставить эксперимент. Мы можем создать какую-то конструкцию, какую-то вещественную или математическую модель, исследовать ее в разных условиях, с разными параметрами и т.д. На основании этого исследования можем снова вернуться к представлению об объекте, усовершенствовать его, можем несколько раз повторить этот "экспериментальный цикл" и обязательно вновь вернуться на исходный геологический объект и проанализировать – что нового, предсказанного экспериментом, можно обнаружить в этом объекте. Таким образом, эксперимент в тектонике оказывается очень сложным процессом, который включает в себя два цикла исследований: натурное изучение объекта и эксперимент с его моделью. Оба цикла обязательно взаимосвязаны. Мы должны несколько раз проходить по "восьмерке", изображенной на рис. 2, и взаимно увязать результаты, получающиеся в одном и в другом циклах исследования.

Эксперименты могут быть самыми разнообразными: и очень простыми, даже наивными, и очень сложными; качественными или количественными. Но любое экспериментирование возможно только после того, как мы перешли от одного предмета исследования к другому, от обьекта – к модели. Этот переход является особенно важным и собственно и представляет собою моделирование – это я хочу подчеркнуть особо. Поэтому каждый эксперимент в геологии должен включать в себя элемент моделирования.

К чему же обязывает нас эта особенность эксперимента в геологии? Прежде всего следует сказать, что эксперимент в таком понимании имеет вполне определенное познавательное значение – он позволяет быстро и существенно совершенствовать наше представление об объекте. Он заставляет мысль геолога работать целенаправленно, более цепко подходить к исследованию объекта. Поэтому совершенно нельзя согласиться с встречающимся мнением, что эксперимент сейчас носит только иллюстративный характер. Нет, эксперимент – это не только иллюстрация; это инструмент познания.

Во-вторых, отсюда следует, что эксперименты мертвы, если они оторваны от цикла натурных исследований, от непосредственного исследования геологических объектов.

В-третьих, следует заметить, что эксперимент в тектонике и моделирование в тектонике асимметричны с познавательной точки зрения, т,е. положительный и отрицательный результаты имеют разное значение. Положительный результат эксперимента не может служить доказательством того, что в природе происходит именно так, как в эксперименте. Это определяется тем, что мы перешли к другому объекту (к модели), а моделей-то мы можем построить несколько, много, бесконечное количество, может быть. Поэтому результаты эксперимента соответствуют именно той и только той модели, которая построена и экспериментально изучена. Отрицательный результат в эксперименте (если мы не получили ожидаемого эффекта) является доказательством. Доказательством того, что та физическая модель, которую мы построили, с теми параметрами, которые мы ввели, не работает; от нее нужно отказаться. Но я подчеркиваю, что это касается именно той модели и именно с теми параметрами, которые были использованы.

Следующее, что нужно подчеркнуть и что непосредственно связано с предыдущим, касается оценки параметров и решения обратной задачи. Варьируя параметры, которые...

пропуск до стр.11

Рис 1. Главный цикл геологических исследований
1 – формирование представления об объекте на основе его изучения; 1а – доизучение объекта на основе уже оформившихся первых представлений о нем.

Рис. 2. Двухцикловый путь формирования представления об объекте
1 – изучение объекта; 2 – моделирование: 2а – построение модели, 2б – эксперимент с моделью.

Каждый цикл углубляет и расширяет представление об объекте, совершенствует методы исследования. Геологический объект существует независимо от исследователя и подвергается изучения с разных сторон соответствующими разделами науки: геологическую историю изучает историческая геология, геологические процессы – динамическая геология, деформационные структуры – структурная геология, формации – геотектоника, толщи и слои – стратиграфическая геология, горные породы – петрография и литология, минералы – минералогия, окаменелости – палеонтология, геофизические поля (гравитационное, магнитное и др.) – геофизика. Поэтому представления о геологических объектах многогранны и настолько сложны, что не могут быть исчерпывающе описаны единой теоретической моделью

Модель объекта для экспериментального изучения создается на основе существующего представления о нем. Результат изучения модели дополняет представление об объекте и влияет на его доизучение. Доизучение позволяет совершенствовать модель. Многократное прохождение "по восьмерке" через циклы – изучение объекта и моделирование – позволяет быстро совершенствовать представление об объекте и глубже познавать объект и его модель. Сложность геологических объектов допускает построение множества альтернативных или дополняющих друг друга моделей, основанных на одном или разных представляних об объекте

... вводились в исследуемую модель, мы можем оценить ту область вариаций, в которой эта модель работает. И можем отделить ее от той области, где данная модель не работает. Это очень важный момент, который, вообще говоря, позволяет решать обратную задачу и оценивать те параметры природных объектов, которые мы не знаем. Кроме того, проверяя множество разнообразных моделей, мы можем отделить некоторое подмножество "перспективных моделей" от тех моделей, которые мы забраковали и которые являются бесперспективными. Но здесь нужно подчеркнуть, что множество перспективных моделей всегда открыто для новых моделей, которые мы не использовали. Наконец, хочется отметить, что в тектоническом эксперименте, когда мы моделируем и получаем ожидаемый результат, очень важны побочные явления, неожиданные эффекты, которые появляются при моделировании. Если эти эффекты мы находим потом при изучении геологических объектов, то престижность модели резко повышается.

Рис 3. Природный эксперимент
1 – исследование природного объекта; 2 – построение модели; 2а – результаты экспернмента, проведенного в условиях, соответствующих некоторым природным объектам; 3 – данные физики, математики и некоторых других наук

Теперь перейдем к краткой характеристике некоторых конкретных разновидностей геологического эксперимента. Для иллюстрации будем в основном обращаться к тем результатам, которые нам лучше знакомы; к тем исследованиям, которые непосредственно проводил автор, хотя, конечно, можно было бы подобрать соответствующие примеры и из экспериментов других исследователей.

Первый тип эксперимента, на который хотелось бы обратить внимание – это природный эксперимент (рис. 3). Изучается некоторое природное явление, которое, как нам кажется, аналогично тому геологическому объекту, который требует объяснения и понимания. В качестве примера природного эксперимента можно привести изучение деформаций, происходящих при современных землетрясениях, для понимания механизма движения по разломам и особенностей разрывной тектоники геологического прошлого [5, 6]. Исследования последствий многих современных землетрясений и тех трещинных структур, которые выходят на поверхность, привели нас к выводу, что характер трещин, особенности их строения очень разнообразны в разных местах и зависят от их направления. Вскрылись некоторые парагенезы структур, которые возникают при этом, закономерности общего структурного рисунка, который получается. Таким образом, исследован трещины, возникающие при землетрясениях, мы смогли значительно лучше понять разломы геологического прошлого и, в особенности, такие сложные разломы, как сдвиги и разломы с крупными горизонтальными перемещениями.

Второй пример – это изучение движения ледников. Ледники, особенно когда речь идет о щитовом оледенении, составляют значительную часть литосферы планеты. Скажем, Гренландский ледник – это трехкилометровая толща льда протяженностью около двух тысяч километров. Она развивается, движется, и мы можем наблюдать эти движения, можем наблюдать те структуры, которые возникают при этом [1, 3, 15, 16]. Строение мореносодержащего льда, строение разгнейсованного льда в основании этих ледников и многие другие явления показывают, что здесь мы можем найти хорошие аналоги геологическим структурам, особенно тектоническим покровам.

На рис. 4 виден край Гренландского ледникового щита и выводные ледники, снятые с самолета в районе Суккертоппена. Во внутренней части ледникового щита накопление снега идет с положительным балансом, т.е. выпадение осадков преобладает над таянием. Лед оттуда выжимается и в представленную на рис. 4 зону абляции поступает уже в виде ледяных потоков. На рис. 4,б два выводные ледника, спускающиеся в трог, показаны крупнее. Здесь на поверхности ледника, спускающегося в трог слева, хорошо виден характер трещиноватости льда. Темные полосы, протянувшиеся вдоль второго ледника и разделяющие его на три ленты, – срединные морены, которые идут от нунатаков, т.е. подледных гор, через которые проходит ледник. Эти полосы представляют собою швы, по которым слились ледниковые языки, обошедшие нунатаки справа и слева (см. рис. 4,а). На светлом фоне ледников виден темный мореносодержащий лед и морена. Ледники, спускающиеся с противоположных бортов трога, в этом районе не сливаются друг с другом, хотя и расплылись в виде широких лопастей на его дне. Нетрудно представить себе, что если бы приток льда увеличился, то лопасти слились бы друг с другом и в образовавшемся шве мы тоже увидели бы полосу мореносодержащего льда, этого своеобразного меланжа, маркирующего зону "коллизии" двух ледяных языков. Несомненно, это можно было бы увидеть несколько сот лет тому назад, когда весь трог был заполнен льдом. Но в других районах это можно видеть и сейчас.

Рис. 5. Слияние нескольких ледников с образованием срединных морен в местах их тектонического сшивания; Западная Гренландия, район Делагерских нунатаков
1 – ледники и трещины в ннх, 2 – краевые и срединные морены, 3 – выходы скального ложа ледников, 4 – озера

На рис. 5 – слияние нескольких ледниковых языков, обтекающих подледные горы с разных сторон (Делагерские нунатаки). Языки ледников оконтурены и разделены темными полосами мореносодержащего льда, срединными моренами. Мореносодержащий лед сильно раздавлен, разгнейсован, содержит множество мелких и крупных обломков подстилающего ледники субстрата. Это настоящие ледяные меланжи. Можно предположить, что некоторые геологические сутуры в земной коре, например, Средней Азии, образовались подобным образом. Характерно, что ледяной поток уносит срединную морену далеко от нунатака в виде четкой, изгибающейся полосы, что слившиеся языки движутся далее совместно и охвачены общей трещиноватостью, что трещиноватость в разных частях ледяного потока различна и нередко образует характерный узор (см. рис. 4, 5), напоминающий "паркет", обнаруженный на Венере [13]. Эти и другие особенности структуры ледников заставляют относиться к ним как к серьезному природному эксперименту, имеющему большее значение для геологии. Какие преимущества, какие недостатки, какие опасности подстерегают нас при использовании природного эксперимента?

Основное преимущество заключается в том, что мы наблюдаем за явлением, которое действительно имеет место в природе, – оно существует. Главный недостаток в том, что подобие явлений соблюдается далеко не всегда, Например, если мы попытаемся сопоставить ледяную структуру со структурами, образовавшимися в гранитной оболочке Земли, то, конечно, обнаружим, что свойства их очень разные, критерии подобия во многом не удовлетворяются и может быть высказано много претензий к самому эксперименту и к его интерпретации. Таится большая опасность в природном эксперименте и в том случае, когда мы изучаем "настоящие" геологические процессы, происходящие на наших глазах (например осадконакопление, подвижки при землетрясениях и пр.). Дело в том, что в геологической истории имеется определенное развитие, эволюция во времени, и далеко не всегда те процессы, которые мы можем наблюдать сейчас, справедливы при интерпретации геологического прошлого. Таким образом, здесь опасность прямой интерпретации сводится к тому, что обычно имеется в виду, когда говорят об униформизме и актуализме в тектонике и в геологии вообще.

Теперь перейдем к искусственному эксперименту, как мы его называем (рис. 6). Искусственный эксперимент заключается в том, что мы берем некоторый природный объект, помещаем его в искусственные условия и в этих условиях проводим эксперимент. Таковы эксперименты с горными породами в условиях высоких давлений и температур или в других условиях. Например, эксперимент по деформации горных пород в присутствии поверхностно-активных жидкостей, который мы предпринимали, исследуя возможности и проявления эффекта Ребиндера в горных породах [11]. Действительно, при изучении механических свойств основных и ультраосновных пород в присутствии расплавов сульфидов и некоторых солей было установлено, что прочность этих пород снижалась в 6–7 раз. Происходило самопроизвольное проникновение поверхностно-активных жидкостей между кристаллами породы, и таким путем в ней возникали сульфидные прослойки. Таким образом, здесь совершенно явно были получены результаты, которые пополнили наши представления о геологических объектах.

Опять-таки, какие преимущества, какие недостатки и какие опасности поджидают нас при искусственном эксперименте?

Преимуществом перед другими видами эксперимента является то, что мы имеем дело с природным объектом, с естественной горной породой, а не с каким-либо эквивалентным материалом, Недостатки те же, что и в природном эксперименте, потому что и в искусственном эксперименте мы не можем полностью соблюсти условия подобия. Во-первых, ограниченность времени не позволяет посмотреть, как будет изменяться горная порода при длительном воздействии на нее тех или других агентов. Вовторых, условия, в которые помещается образец, ограничены возможностями испытательных установок. Наконец, физико-химические характеристики природного процесса нам известнынеполно. По этим причинам исследователь создает лишь упрощенную модель природных условий и не может быть уверен в том, что условия в природе были такими же, как и в эксперименте. Поэтому мы не можем однозначно трактовать результаты эксперимента. А это, к сожалению, очень часто делается, особенно в петрологии. Например, обнаружив те или другие ассоциации минералов в горной породе, нередко определяют точно давление и температуру, в которых она формировалась, ссылаясь на результаты эксперимента. Однако нельзя быть уверенным, что такая интерпретация правильна и что в природе происходило именно то, что получилось в эксперименте.

Перейдем теперь к самому распространенному виду экспериментов – аналоговому эксперименту (рис. 7). К нему может быть отнесена очень большая группа опытов, Это, во-первых, моделирование на эквивалентных материалах, когда в искусственных условиях с искусственными материалами проводится эксперимент, результаты которого потом распространяются на представление о природном объекте. Во-вторых, это моделирование на аналоговых вычислительных машинах. Разница между этими двумя видами аналогового эксперимента заключается в том, что в первом случае мы воспроизводим природный процесс на других, эквивалентных, материалах, то есть, допустим, осуществляем деформацию силикона, глины, пластилина, анализируя деформацию (именно деформацию) горных пород. При моделировании на аналоговых вычислительных машинах (АВМ) мы воспроизводим соверщенно другой процесс, но аналогичный природному по математическому выражению.

Рис 6. Искусственный эксперимент
1 – исследование природного объекта; 2 – построениемодели; 2а – результаты эксперимента, проведенного в условиях, в некоторой мере соответствующих природным объектам; 3 – данные физики, математики и некоторых других наук

Рис 7. Аналоговый эксперимент, включающий моделирование на эквивалентных материалах (физическое моделирование) и моделирование на аналоговых вычислительных машинах
1 – исследование природного объекта; 2 – построение модели; 2а – результаты эксперимента, проведенного в условиях, в некоторой степени подобных природным объектам; 3 – данные физики, математики и некоторых других наук

Пример аналогового моделирования на эквивалентных материалах – это классические опыты Х. Рамберга [10] на центрифуге с образованием купольных структур. В его моделях мы видим нечто, напоминающее гранитогнейсовые купола и разделяющие их зоны. Очевидно, что если всплывающий материал имеет меньшую вязкость, чем перекрывающие его толщи, то возникают изометричные очертания куполов и линейные зоны, разделяющие их. Если же, наоборот, меньшую вязкость имеют покрывающие толщи, то картина будет прямо противоположной и потонувшие массы будут образовывать изометричные формы, а всплывшие – линейные структуры.

Рис. 8 и 9 (тоже эксперимент, выполненный при помощи центрифуги) отображают деформации слоистой толщи на склоне рельефа, Видны характер послойных смещений из-за разной вязкости слоев, будины разной величины, надвиги и характерная ступенчатость структуры.

На следующей модели (рис. 10, 11) анализируется менее вязкий слой, находящийся под разной нагрузкой, и его деформация, Следует обратить внимание на явление выжимания и нагнетания, на образование складок различных форм и на очень большие горизонтальные сдвиги вдоль границ слоя малой вязкости.

Рис. 12 и 13 изображают более сложную модель. Она имитирует конкретную природную структуру и построена из силикона. Более тяжелое светлое вещество имитирует...


Пропуск до стр.19.

Рис. 14. Последовательные (а–д) стадии нарастающей деформации модели при центрифугировании; е – упрощенная схема модели на стадии д
1–3 – силикон с плотностью (ρ, г/см3): 1 – ρ=1,23; 2 – ρ=1,42; 3 – ρ=1,77; 4 – пластилин, ТС – структура тектонического сшивания блоков А и С над погрузившимся блоком В

известняки; черный немного более легкий силикон – сланцевые толщи, а расположенное внизу еще более легкое вещество – реоморфически преобразованное гранитогнейсовое основание. После центрифугирования (см. рис. 13) образовалась достаточно сложная структура со значительными перемещениями по разрывам, с чередованием областей растяжения и сжатия и другими интересными деталями; некоторые из них хочется подчеркнуть. Это прежде всего строение зоны тектонического сшивания ранее удаленных друг от друга блоков, На рис. 14, а – д показаны последовательные стадии этого же эксперимента, по которым можно проследить развитие структуры, Блоки А, В и С постепенно деформируются и перемещаются так, что блоки А и С сближаются в верхней части модели, надвигаясь на блок В, Наконец, они приходят в соприкосновение, а зона тектонического сшивания ранее удаленных друг от друга блоков начинает распространяться сверху вниз, увеличиваясь в длине и формируя еще более сложную структуру. По своему принципиальному значению этот шов весьма напоминает срединную морену, о которой шла речь при описании ледников.

Эксперимент со сложной моделью помогает понять конкретную структуру (в данном случае структуру Центрального Памира – см. рис. 14,е). Он интересен. Но в познавательном смысле сложная модель, пожалуй, менее информативна, чем более простые. Почему? Потому что здесь очень много привходящих факторов. Чуть-чуть изменив строение модели, можно получить другой результат. Может быть немножко другой, но может быть и существенно другой. Поэтому многочисленные усложняющие условия, введенные в модель, не позволяют в чистом виде проанализировать какой-то определенный процесс.

Рис. 16. Строение модели после центрифугирования

Следующий пример (рис. 15, 16) представляет собой гораздо более простую модель. Это просто два силиконовых клина: один более легкий (темный), другой более тяжелый (светлый). После центрифугирования граница между клиньями, естественно, заняла почти горизонтальное положение, и мы видим (рис. 17) насколько большие перемещения произошли вдоль этой границы, как смещены соответствующие метки, как располагаются области сжатия и растяжения в верхнем и в нижнем клиньях, насколько "противоречивые" структуры возникают (области сжатия и растяжения сменяют друг друга и по вертикали,ипо горизонтали). На простой модели мы можем полнее охарактеризовать особенности простого изолированного процесса, очищенного отпривходящих условий. В природе изолированных процессов почти нет. Но простая модель, раскрывая характерные черты простых процессов, помогает обнаружить их и в более сложных комбинациях.

На рис. 18 представлены результаты геометрического моделирования деформации клина в прямоугольник, аналогичной той, которую мы видели на силиконовой модели. На графиках (рис. 18,а) показано распределение величин сжатия, растяжения и горизонтального смещения в модели. На отдельном графике (см. рис. 18,б) показана область в этом клине, где в процессе нарастающей деформации сменяется ориентировка осей нормальных напряжений, т.е. сжатие в определенном направлении сменяется растяжением. Подобные эксперименты проводились М.А. Гончаровым и А.Г.Малюженцем [2], а также другими исследователями, которые тоже получали эффекты смены знака деформации. Это очень важно для понимания конкретных геологических структур.

Перейдем теперь ко второй разновидности аналогового эксперимента, а именно, к моделированию на аналоговых вычислительных машинах. На принципиальной схеме (см. рис. 7) между теоретической моделью и аналоговым экспериментом изображена математическая модель. При работах на эквивалентных материалах иногда мы можем идти по сокращенному пути, минуя математическую модель. И часто так и поступают, особенно поступали раньше, когда не стремились строго соблюдать критерии подобия и удовлетворялись качественными результатами. При точных количественных исследованиях на эквивалентных материалах мы обязательно должны построить математическую модель, чтобы учесть требования математического подобия при интерпретации результатов эксперимента [4]. При моделировании на АВМ математическая модель совершенно необходима, потому что мы воспроизводим в модели другой процесс, принципиально отличающийся от природного, но описываемый теми же уравнениями. Следовательно, и исследуемый природный процесс должен быль описан математически. Например, явления теплопроводности можно исследовать на гидравлической модели, так как и теплопроводность, и фильтрация описываются аналогичными дифференциальными уравнениями, основанными на математически одинаковых законах. Буквенные выражения уравнений совершенно одинаковы. Поэтому, введя коэффициенты подобия, сопоставляющие параметры двух процессов, мы можем достаточно хорошо характеризовать тепловые явления, изучая перетекание жидкости (как мы это делаем на гидравлическом интеграторе). Но дпя этого необходима математическая модель.

М.В. Кирпичев специально подчеркивал важность использования теории подобия именно при интерпретации эксперимента.

Приведем вкратце пример постановки и решения конкретной задачи на АВМ– моделирования теплового режима дайкового комплекса в докембрийских образованиях Западной Гренландии [8]. Рои долеритовых даек пронизывают всю эту область на огромном протяжении [14]. В южной части территории (район Кангамиут) дайки не деформированы, от них отходят ненарушенные апофизы, которые не смещены, находятся на месте. Видно, что полосчатость в гранито-гнейсах, которые вмещают эти дайки, пересечена дайками. Но проходя на север вдоль этого роя даек (а он занимает многие сотни километров, даек много и их мощность измеряется многими десятками метров), мы видим, что в районе Сенре-Стрем-Фьорда дайки уже оказываются деформированными, а полосчатость во вмещающих породах соответствует их простиранию (рис. 19). Дайки будинированы, раздроблены, растащены. Вмещающее гранито-гнейсовое вещество мобилизовано и проникает между будинами и внутрь даек (рис. 20).

Таким образом, в разных частях этого гигантскою роя одни и те же дайки, один и тот же комплекс выглядят совершенно по-разному. Почему? Высказывались разные представления об этом. Нам захотелось оценить тепловое воздействие даек на гранито-гнейсы на разных глубинах и возможность мобилизации толщи самими дайками. Для этого мы проанализировали тепловой режим внедряющейся дайки и вмещающих пород на гидравлической модели (это можно было сделать и аналитическим путем, но на модели рещение получается проще и нагляднее – рис. 21 – 22). Оказалось, что дайки довольно быстро кристаллизуются, застывают, но в то же время вокруг них возникает зона реоморфизма, зона подвижности во вмещающих гранито-гнейсах. Но это происходит только ниже определенной критической глубины. Таким образом, сами дайки ниже определенной глубины мобилизуют вмещающий субстрат. И получается, что ...
окончание цитаты...

Рис 17. Распределение деформаций и перемещения вещества в модели при центрифугировании: исходное (а) и конечное (б) состояние модели 1–2 – силикон с плотностью (ρ, г/см3): 1 – ρ=1,42, 2 – ρ=1,77; 3 – тонкие метки из пластилина; 4 – граница тяжелого и легкого силикона. Обратите внимание на смещение меток 4 и 5 и на характер деформирования вертикальных и горизонтальных меток

Рис. 18. Распределение перемещений и деформаций при деформировании клина в прямоугольник, без трения: конечная деформация (а), смена знака при нарастающей деформации (б)
1 – относительное перемещение точек вдоль оси х1 (Δl/L); 2 – удлинение элементарных отрезков, параллельных оси х1 (); 3 – удлинение элементарных отрезков, параллельных оси х2 (Еdх2); 4 – последовательные стадии деформации; 5 – траектории частиц; 6 – зоны смены знака деформаций

На рис. 27 на одной таблице сведен весь арсенал экспериментов, которые используются в экспериментальной тектонике. Солидный арсенал, причем каждый тип эксперимента не может быть полностью заменен другим. Вы видите огромное количество стрелок. В каждом цикле (в каждом типе эксперимента) возникают свои проблемы, чисто технические, методические и т.д. Все эти проблемы больше всего и обсуждаются на специальных совещаниях, вызывают дискуссии и очень оживленные. Однако самыми важными во всем этом цикле исследований являются те связи, которые на схеме показаны стрелками из толстых линий, т.е. постановка задачи, правильная формулировка исходной теоретической модели, с которой дальше пойдет экспериментирование. И здесь, чтобы не потерять связь с геологическим объектом и чтобы правильно выбрать основные задачи, совершенно необходимо глубокое знание, прежде всего самого геологического объекта, т.е. глубокие геологические знания и многократное возвращение к исследованию геологического объекта.

Hosted by uCoz