Файл: Косыгин, Ю. А. Основы тектоники.pdf

---------------------------------------------------------------------------------------------39

геофизики, палеонтологи и т. д. При изучении распределения того или иного свойства следует определить или измерить его значение

вкаждой точке с некоторой точностью, а для этого надо располагать способом такого определения или измерения. Пространство, в каждой точке которого определяется весьма большое количество свойств, яв­ ляется неконструктивным -— в нем нельзя проводить построения.

Поэтому, во-первых, по причинам доступности и целесообразности ограничивается количество точек, в которых измеряют значения свойств. Например, при составлении геологической карты наблюде­ ния обычно проводятся в отдельных обнажениях, а в закрытых уча­ стках — в ограниченном числе выработок (шурфов, скважин). Только в сравнительно редких случаях возможно непрерывное про­ слеживание пластов, даек и т. д., но и тогда наблюдения над данным пластом или дайкой, например фиксирование мощности, описание петрографического состава, отбор проб для химических анализов, сборы фауны и т. д., проводятся лишь в выбранных точках. При изу­ чении геофизических полей, например, посредством аэромагнитных съемок проводятся не сплошные наблюдения, а наблюдения вдоль профилей, расстояния между которыми выбираются в зависимости от масштаба и задач исследования. Для разведки нефтяной или газо­ вой залежи бурится ограниченное число разведочных скважин, рас­ стояния между которыми измеряются обычно сотнями метров или километрами. Выбор этих расстояний определяется геологическими особенностями разведываемых залежей и в значительной степени со­ ображениями экономического порядка. В результате ограничения количества точек наблюдения мы можем представить себе изучаемое геологическое пространство как конечное множество точек.

Во-вторых, в процессе исследования не может быть изучена и никогда не изучается вся совокупность мыслимых свойств вещества

вкаждой точке, принадлежащей этому множеству. При биостратиграфических исследованиях, например, изучается только распро­ странение остатков фауны и флоры: при более специализированных исследованиях палеонтолог может ограничиваться рассмотрением только какой-либо одной разновидности фауны или флоры. Сейс­ молог, тщательно исследуя упругие свойства, не уделяет внимания распределению органических остатков, химическому составу и т. д. Таким образом, при изучении геологического пространства исследо­ ватель абстрагируется от всех свойств, кроме тех, которые состав­ ляют предмет его исследования, что является необходимой предпо­ сылкой для раскрытия закономерностей и получения научных вы­ водов.

Витоге такого абстрагирования геологическое пространство может быть представлено как конечное множество точек, каждая из которых охарактеризована лишь некоторой определенной конечной совокупностью независимо измеряемых свойств. Здесь важно под­ черкнуть требования определенности этой совокупности, так как из­ мерение различных совокупностей свойств в различных точках про­ странства делает его неконструктивным. Так, например, нельзя про-

40

водить геологические построения в пространстве, для одних точек которого указана электропроводность, для других — фракционный состав песков, для третьих — содержание изотопов и т. д. или же если какие-либо свойства измерены с различной точностью.

Рассмотрим некоторую точку, принадлежащую статическому гео­ логическому пространству, и некоторую конечную совокупность не­ зависимо измеряемых свойств. Если в точке измерены значения всех свойств рассматриваемой совокупности, указаны способы измерения этих свойств и точность их измерения, то рассматриваемую точку будем называть формальной точкой статического геологи­ ческого пространства. Точнее, такую точку следует определять как формальную точку статического геологического пространства по за­ данной совокупности свойств с учетом набора конкретных процедур измерения каждого входящего в эту совокупность свойства и конкрет­ ной точности измерения каждого из этих свойств. Заметим, что зна­ чения свойств, характеризующие формальную точку, не могут опре­ деляться как «возможные», «предполагаемые» и «вероятные». Такие определения значений свойств субъективны и не поддаются проверке. Поэтому они не могут служить основанием для разделения простран­ ства, определения положения геологических границ и тел, а следова­ тельно, для определения геологической структуры.

Приведем пример выделения геологических тел по субъективно определяемым значениям свойств: «Под именем геосинклинальных областей разумеются такие участки земной коры, которым свой­ ственна особенно сильная и многообразная подвижность. Колебатель­ ные, вертикальные движения, обычно называемые эпейрогеническими, в этих областях имеют относительно очень большую скорость и амплитуду. Поднятия и опускания всей области сопровождаются' раздроблением последней на отдельные глыбы, движущиеся с весьма различной быстротой и иногда в различных направлениях. Эти раз­ личия в движениях отдельных участков имеют следствием распаде­ ния геосинклинальных областей на ряд впадин (геосинклиналей) и поднятых глыб (геоантиклиналей), что обусловливает возникнове­ ние резко выраженного рельефа поверхности, который является ха­ рактерным для геосинклинальных областей. . . Геосинклинальным областям, далее, свойственно весьма широкое развитие магматизма, проявляющегося как в эффузивной, так и в интрузивной формах. В связи с наличием резко выраженного рельефа отложение осадков во впадинах. . . совершается особенно интенсивно и здесь накапли­ ваются особенно мощные толщи осадочных пород» [5, стр. 285].

Такие определения значений, как «особенно сильная и много­ образная», «относительно очень большая», «весьма различная бы­ строта», «резко выраженный рельеф», «весьма широкое развитие вул­ канизма», «особенно интенсивно», «особенно мощные», могут при­ ниматься субъективно и различно, вследствие чего само понятие гео­ синклинальной области становится расплывчатым.

Приведенное определение геосинклинальной области относится к 1937 г. и признается классическим. Однако вследствие своей край­

41

ней неопределенности оно оказалось весьма неустойчивым. Так, впоследствии неоднократно отмечалось наличие не менее резко вы­ раженного рельефа в негеосинклинальных областях (активизирован­ ные платформы), весьма интенсивное накопление осадков на древ­ них платформах (Прикаспийская впадина), весьма широкое развитие вулканизма на платформах (Тунгусская синеклиза) при почти полном его отсутствии в некоторых геосинклиналях (миогеосинклиналях). Все это указывает, что геосинклинальные области в упомянутой ра­ боте выделялись по субъективно подобранным признакам, значения которых не были достаточно определены.

Несколько слов о точности измерения свойств. Условимся под точностью понимать количество значений, которое может при­ нимать каждое измеряемое свойство. При измерении свойств с точ­ ностью до 0,1% величина точности будет 1000, если до 1%, то 100, если «да» — «нет» или «более 50%» — «менее 50%», то 2. Значения свойств могут быть качественными. Например, если свойство — это петрографический состав, который можно выразить названием типа породы, то количество типов пород, входящее в их классификацию, принимаемую для описания пространства, и будет представлять собой точность определения. Точность определения качественных значений свойств будет зависеть от детальности классификаций этих свойств. Палеонтологические признаки также принимают исключительно ка­ чественные значения, которые могут соответствовать определенным разновидностям фауны или флоры, остатки которых содержатся в по­ роде, или же некоторым ассоциациям таких остатков. В последнем случае перед исследователем большая свобода выбора признаков, так как ассоциации могут быть организованы весьма различным образом.

Возможность определения значений свойств вещества в точке, поскольку точка имеет нуль измерений и лишена объема, является несколько условной. Однако, взяв точку M в качестве центра, можно построить сферу радиуса Е, которую можно в среднем охарактери­ зовать значениями различных свойств. Значения этих свойств можно приписать самой точке Μ. В этом смысле можно говорить, что в каж­ дой формальной точке определены значения свойств данной совокуп­ ности.

Отметим, что значения свойств или характеристик этих свойств (например, их производных) можно определить не только для точек, образующих формальное пространство, но и для выделенных в этом пространстве тел (например, такие свойства, как плотность, темпе­ ратура, литологический состав и т. д.). Существует, однако, группа свойств, которые имеют смысл только для тел. К ним относятся, например, форма тел, их структура, принадлежность к тем или иным вещественным ассоциациям.

Множество формальных точек мы будем называть формаль­ ным статическим геологическим простран­ ством по заданной совокупности свойств. Подчеркнем еще раз, что формальное пространство является научной абстракцией, по­ строенной в соответствии с задачами и масштабом исследований, и

42

что в пределах рассматриваемого неформального геологического пространства может быть построено как угодно много формальных пространств. Кроме того, формальное пространство строится на не­ котором фиксированном объеме фактических данных, добытых в ре­ зультате исследований. При получении новых данных должна быть создана новая научная абстракция, учитывающая эти данные.

Построения в пространстве, формализованном по обширной со­ вокупности свойств, могут встретить значительные трудности, так как распределение значений различных свойств вещества в таком пространстве может быть независимым. Например, значения биостратиграфических свойств могут быть распределены совершенно иначе, чем значения литологических свойств, а значения этих обоих свойств иначе, чем значения одного из физических свойств, и т. д.

Формальные статические пространства могут быть специализи­ рованы по такой совокупности свойств, которая изучается при спе­ циальном исследовании. Например, специалисты в области биостра­ тиграфии изучают распределение в геологическом пространстве ос­ татков ископаемых организмов, причем содержание этих остатков выступает как свойство вещества. На основании распределения этих остатков выделяются геологические границы (границы биостратиграфических подразделений) и тела (например, биозоны), а также производятся другие геологические построения. При литологиче­ ских исследованиях точки пространства характеризуются петрогра­ фическими свойствами — крупностью зерна, минералогическим со­ ставом и т. д., при геохимических — изучается распределение эле­ ментов, соединений, изотопов и т. д. В перечисленных случаях мы имеем дело со специализированными фо.рмальными статическими геологическими про­ странствами — биостратиграфическим, петрографическим и геохимическим.

Таким образом, пространства, формализованные по различным свойствам, исследуются различными геологическими методами — биостратиграфическим, литологическим, гравиметрическим, сейсмо­ логическим и т. д. При исследовании каждого специализированного пространства мы абстрагируемся от всех посторонних ему свойств. Выяснение же природных геологических закономерностей, т. е. за­ кономерностей строения и развития Земли в зависимости от поставлен­ ных задач, может потребовать исследования любой совокупности свойств геологического пространства. Поэтому существенно, чтобы исследования, проводимые различными методами, объединялись общими научными геологическими задачами, имели общую цель — в этом сущность постановки комплексных исследований.

Частным случаем специализированного пространства является пространство, формализованное по какому-либо одному определен­ ному свойству, т. е. элементарное формальное ста­ тическое геологическое пространство. При­ мером могут служить пространства, точки которых охарактеризованы только плотностями, только температурами, только содержанием ка-