Tektonikai szemléletünk alakulása és problémái

Átírás

1 Földtani Közlöny, Bull, of the Hungarian вео1. Soc. (1977) Tektonikai szemléletünk alakulása és problémái dr. Dank Viktor* Tisztelt Ankét! A földtudományok bármely területén működő szakember munkája során okvetlenül kapcsolatba kerül a tektonikával. A klasszikus földtani térképezéstől a legelvontabb elméleti kutatásokig mindenütt szerepe van a szerkezeti földtannak. A geológiának ez az ágazata a többivel szerves összefonódásban fejlődött és mindmáig azokkal hasonló utat járt be. Ahogyan a rétegtan, ásvány-kőzettan a felszíni megfigyeléseken alapul, ugyanúgy a tektonika is a morfológiailag hegyes földtani alakulatok tanulmányozásával indult. Ma a tektonikának ezt az ágát morfológiai tektonikának (morfotektonika) nevezzük, mely tanulmányozza és osztályozza a felszíni tektonikai alakulatokat egyes hegységekre vonatkozóan és az egész földfelszínt érintően. Egyébként ez a módszer tette lehetővé a fedett területekre alkalmazott extrapolációt és a letarolt térszínek korábbi szerkezetalakulásának rekonstrukcióját. Az ilymódon tanulmányozható része a földkéregnek azonban mindössze néhány km, összességét tekintve a legmagasabb hegység 8848 m és a legmélyebb tengeri árok m is mintegy 20 km maximumnak adódik, ami azonban a földi átlagot tekintve jóval kevesebb: a hegységek átlagmagassága 875 m, a vízzel borított területek átlagmélysége 3729 m. Az emberi tevékenység során a legmélyebb bányaakna 3187 m (India) és a legmélyebb kőolajkutató fúrások (USA) nem haladják meg a m-t. Előbb jutott el tehát az ember a Holdra és az onnan származó kőzetek birtokába, mintsem a kéreg felső részének mélyebb régióiba közvetlen betekintést nyerhetett volna. Ez a körülmény önmagában is jelzi a feladat nagyságát és nehézségi fokát. Márpedig a földkéreg átlagos vastagsága 32 km, ami azt jelenti, hogy a kontinentális területeken km, az óceáni területeken 5 15 km. A mélyebb régiók felépítésének kutatása, tagolása elsősorban a geofizikai mérések egyre korszerűbb módszereinek és értelmezésének alkalmazásával lehetséges A regionális tektonika már szerkezeti zónákat, körzeteket különít el azonos jellegzetességek alapján. A történeti tektonika a kéreg szerkezeteinek, diszlokációinak egymásrakövetkezéseit igyekszik tisztázni. A dinamikai tektonika a szerkezetalakulások dinamizmusára a földtani alakulat létrejöttének genezisére, folyamatainak mibenlétére keresi a megoldást. * A MFT Általános Földtani Szakosztály Tektonikai ankétján elhangzott elnöki megnyitó, november 10.

2 Dank: Tektonikai szemléletünk alakulása és problémái 291 A tektonofizika laboratóriumi kísérletekkel igyekszik rekonstruálni azokat a fizikai folyamatokat, melyek következtében a szerkezet-alakulatok létrejöttek: modellezi a szerkezetalakító fizikai tényezőket. Az alkalmazott tektonika azokat az összefüggéseket igyekszik feltárni, melyek a tektonikai formák, szerkezeti alakulatok és a hasznosítható ásványi nyersanyag felhalmozódások között fennállnak, elősegítve ezáltal a gazdaságosabb, eredményesebb nyersanyagkutatásokat. A tektonikai analízis a szerkezet, földtani alakulat formáit, rétegtanát vizsgálja, beleértve a magmás kőzetek kapcsolódási variációit is. Ahol lehet, ott a részletes mikrotektonikai vizsgálat is idetartozik. Az összehasonlító tektonikát legbehatóbban a német STILLE és a szovjet SATSZKIJ művelték. A szerkezeti típusok és azok elterjedéseinek nagy egységekbe foglalásával lehetővé tették jól tanulmányozott területek ismeretanyagának, kevéssé ismert területekre való analóg vonatkoztatását. Ennek nagy gazdasági jelentősége is volt, mert GUBKIN a nagy szovjet olajkutató geológus ilyen módszerrel adott prognózist a Volga-Ural-i területre. Összehasonlító szerkezetanalógiás vizsgálatokat végzett az akkoriban jobban tanulmányozott Északamerikai-tábla adatai alapján. SATSZKIJ pedig rámutatott a Dnyeper Don síkság alatti sódómok létezésére. SZOBOLEV az afrikai analógia alapján végzett eredményes gyémántkutatásokat a Szibériai-táblán. Említhetnénk hazai példákat is a kőolajkutatások történetéből: a DNy-Dunántúl (Budafa, Lovászi) kőolaj előfordulások kutatásának indítéka a mai jugoszláv területen ismert ún. Száva-redők folytatásának analóg feltételezése. A későbbi szénhidrogénkutatások és prognóziskészítés egy folyamatosan fejlesztett földtani modell alapján történik, melyben a szerkezetanalógiás vizsgálatok jelenleg is igen nagy szerepet játszanak. Ezért nagyfontosságúak többek között a közös határ menti kutatások, dokumentációcserék stb. A tektonikai vizsgálatok geodéziai módszere hazánkban is régóta ismert és művelt és a jelenkori tektonikai folyamatok vizsgálatánál jelentős. A geomorfológiai módszer szintén régóta alkalmazott, hagyományokkal rendelkező metódus, főleg a negyedkori és neogén képződményekből szerzett információkra támaszkodik (CHOLNOKY, PÁVAI-VÁJNA). A litofácies és képződményvastagság-vizsgálatok igen fontosak a hasznosítható ásványi nyersanyagprognózisok készítésénél. A fáciesek és összletvastagság-térképek nagy geokronológiai szakaszok elterjedésének ábrázolására is alkalmasak, kirajzolódnak a geoszinklinálisok és a táblás területek körvonalai. Mai jelentős művelője a szovjet BELOuszov. Az üledékképződési szünetek, diszkordanciák vizsgálata alapján összeállított paleogeológiai térképek szintén igen jól használhatók az ásványi nyersanyagkutatásoknál. Ilyen térképkombinációkat elsőízben az amerikai LEVOKSEN és a szovjet SATSZKIJ állított össze. Kiemelve azokat a határokat, melyek az egyes tektonikai emeleteket elválasztják ill. megkülönböztetik egymástól. Szerkezeti egységek körvonalazhatók így térben és időben. A szerkezeti egységek megkülönböztetésének és regionális nyomozásának teoretikai alapjait egyébként STILLE vetette meg alapvető munkájában. A vertikális irányban végzett litológiai, faciológiai, vastagságvizsgálatok főleg a mélyfúrások adataiból váltak lehetővé közvetlen módon ül. a karottázskútgeofizikai mérések fejlődése a közvetett vizsgálati módszereket is jelentős mértékben vitte előbbre (formációfaktor vizsgálatok).

3 292 Földtani Közlöny 107. kötet, 3 4. füzet Voltak, és vannak módszerek, melyek laboratóriumi vizsgálatok útján állítanak elő tektonikai modell-alakzatokat. Említhetem még a matematikai modellezés módszerét, mely a tektonikai folyamatok matematikai leírását és tetszés szerinti variációját teszi lehetővé. A tektonika tudománya is a geotudományok sorsán a nagy ellentétek sorozatán fejlődött. Ez főbb állomásaiban a neptunisták (ÁBRAHÁM) és plutonisták (HUTTON) az uniformisták (LYELL) és a katasztrófa elmélet (CTJVIER) hívei között, végül mindmáig tartóan tektonikai jellegű szembenállásban csúcsosodott ki a mobilisták (drifters) és fixisták (stabilists) között. Tektonikai ismereteink azokról a területekről származtak elsősorban, ahol a föld tényleg nyitott könyv" a hegységek és elsősorban a gyűrt lánchegységek területéről. Nagy eredmény volt a hegységek eredeteként a geoszinklinálist megjelölni (HALL 1853) (DANA 1873), majd a hegységképződés magyarázatát adni (HATIG 1900). Megjelennek az első tanulmányok, térképek, szelvények a klasszikus gyűrődésekről (SUESS) majd rátolódásokról, áttolódásokról, takarókról (BERTRAND, LUGEON, UHLIG, TERMIER, KOBER). A sztratigráfiai módszerek finomodása, tökéletesedése később lehetővé tette a letarolt felszínek rekonstrukcióját nem egyszer a hihetetlenségig bonyolultnak tűnő légredőzéses megoldásokkal. Később a leíró jellegű tanulmányokat egyre inkább oknyomozó, koncepcionális szintézisek váltották fel. STILLE (1935) rendszert is állít fel Megkülönböztet ortogeoszinklinálisokat és kratonokat mint két egymástól eltérő kéregrésztípust. A kratonokon belül megkülönböztet magas (kontinentális) és mély (óceáni) kratonokat. Az ortogeoszinklinálisokon belül elkülönít internid, mély eugeoszinklinálisokat, externid, sekélyebb miogeoszinklinálisokat. Elnevezi az ezeket elválasztó nagy eugeoszinklinálisokat és miogeoszinklinálisokat, valamint az előteret. Az ortogeoszinklinálisokból gyűrt-lánchegységek képződnek, ezekkel szemben a parageoszinklinálisok hegységei ún. germán típusú töréses tektonikájúak. PEJVE geoszinklinálist és platformot különít el. STILLE, majd AUBOUIN (1965) szerint Európa tektonikai sémája: gránitos kontinentális kéregből álló előtér az ún. kontinentális magaskratón, majd ettől távolodva miogeoszinklinális gránitos aljzattal, tovább a nagykiterjedésű eugeoszinklinális, melyeket mio- ill. eugeoszinklinálisok különítenek el egymástól, végül az óceáni mélykratón. A hegységláncok külső és belső oldalán eu- majd miogeoszinklinális, közepén a köztes hegység Narbezóna (KRAUS) található. Ez hosszú ideig a hazai tektonikai szemléletnek is elsőszámú modellje volt és bizonyára az ankéton elhangzó előadásokon is le lehet mérni mindmáig tartó hatását. A különböző földtani feladatokon dolgozó szakemberek természetesen más és más mélységig és módon találkoznak a tektonikai problémákkal. A térképező geológus a rétegösszletek térképi ábrázolásánál az ipari kutatásokat végző és bányászati szakember a hasznosítható ásványi nyersanyagelőfordulás térbeli ábrázolásakor vagy prognóziskészítéskor a nagy.tájegységi, országos, nemzetközi szintézisek készítésénél. Szerepelni fognak itt átfogó, általános érvényű kérdésekkel, nagy területtel (Alp-Kárpáti hegységrendszer), egy-egy részterülettel, diszlokációval foglalkozó tanulmányok, és konkrét nyersanyagkutatásokkal kapcsolatos tektonikai vizsgálatok, megfigyelések eredményeinek ismertetései. A geoszinklinális elmélet, a magmás kőzetképződés, lepusztulás, üledékképződés és annak, valamint a tektonizmus ciklusosságának felismerése és egymással való kapcsolatuk megvilágítása igen gyümölcsöző volt. Lehetővé

4 Dank: Tektonikai szemléletünk alakulása és problémái 293 tette a földtani fejlődés időszakainak egymástól való elhatárolását a litosztratigáfiai, biosztratigráfiai, kronosztratigráfiai, radiometrikus módszerek egyidejű összehasonlító vizsgálata segítségével. Ez a teória sok eredményes ásványi nyersanyag kutatásnak volt kiinduló pontja és ma is az. Lokális leírásokból fakadó szintézise közvetlen megfigyeléseken alapult és a földfejlődés tér és idő koordinátáit rögzíti. Ilymódon egészen 1968-ig uralkodóan az a szemlélet érvényesült, mely a jelenségek magyarázatát a STILLE-i összképbe vetítette és megkülönböztette a geoszinklinális állapot különböző fázisait, a hegységképződés szakaszait és az e.mozgalmas periódusokat megszakító, relatíve nyugodt epirogén fázisokat. Az okok globális értelmezésével problémák voltak. így azután különböző teóriák születtek, miért képződik geoszinklinális. Oka lehet az üledéktömegek npvekvő súlya, a mélyből feltörő magma okozta helyi anyaghiány, a köpenyben végbemenő konvekoiós áramlások, a köpeny relatív kiemelkedése, a sűrűbb eklogit-zóna besüllyedése a köpenybe stb. Valamennyi teória és magyarázat hatása fellelhető a magyar irodalomban is. Amikor a különböző erőhatásokra létrejött fantasztikus formák fizikai magyarázatába mélyül el az olvasó, akaratlanul a klasszikus vitorlás matrózvizsga anekdota jut az ember eszébe, melynek,vizsgázó ifjú matróza minden irányú szélre talál megfelelő vitorlát, s amikor a vizsgát vezető kapitány megkérdezi, honnan veszi azt a sok vitorlát, akkor frappáns a válasz: ahonnan a kapitány úr azt a sok irányú szelet! Technikai szempontból igen jelentősek azok az eszközök, melyek az utóbbi években különösen gyors fejlődésen mentek át: az anyag belső szerkezetének pontosabb megismerését szolgáló műszerek, a föld mélyebb részeinek felépítését vizsgáló geofizikai műszerek és módszerek, végül az űrgeológiai megfigyeléseket megvalósító eszközök műszerek, melyek segítségével a Föld kívülről vizsgálható, sőt más bolygókról közvetlen és közvetett új információk tömegét lehetett beszerezni. Nem csoda tehát, hogy az új eszközök a hatalmas tért-ölelő vizsgálatok birtokában újjáéledt és továbbfejlődött a nagy horizontális mozgások elmélete, melyet elsőízben WEGENER (1915) fogalmazott meg a Kontinensek és Óceánok eredete c. munkájában. Ez a teória a nagy globális méretű geofizikai mérések bizonyító eredményeinek hiányában lassan feledésbe merült, bár BACKER, ARGAND, HESS, DIETZ továbbfejlesztették. Új változatának előkészítésében és megfogalmazásában elsősorban az óceáni geofizikusok játszottak szerepet HEEZEN, MENARD, GUTTENBERG, RICHTER, MC KENZIE míg végül nagy összefoglaló munkában napvilágot látott az új elmélet, mely újraértelmezte a földi mozgásokat, a belső szerkezetet, a hegységképződést egyaránt. Lemeztektonika, vagy globális tektonika néven MORGAN, PARKER, LE PICHON, ISAKS, OLIVER, SYKES munkáiban lerögzített elmélet hamarosan világszerte ismertté vált és minden ország, igyekezett számára hasznosítható módon eredményeit adaptálni. Mindmáig terjedően folyik a vita az új, elsősorban fizikai paraméterekre épülő teória hipotézis igazáról, hibáiról. Vannak akik a klasszikus szinklináliselmélet és hegységképződés bázisán, vagy továbbfejlesztett változatán állva vitatják a lemeztektonika egyes tételeit OBRUCSEV, SATSZKIJ, BELOUSZOV, VAN BEMMELEN, TEICHERT, MEYERHOE, HAIN és védői, továbbfejlesztői DIETZ, HOLDEN. Kialakult a fixisták, mobilisták modern vitája, melyben egyes szerzők né-

5 294 Földtani Közlöny 107. kötet, 3 4. füzet zete időben is változott: VAN BEMMELEN professzor legutóbbi budapesti előadásán ezt saját magáról is bevallotta. Az ellentétes felfogások vitája, bizonyításra törekvés, bizonyára a továbbiakban is mind elméleti, mind gyakorlati szempontból gyümölcsöző lesz. Hazai adaptációs törekvések is nemzetközi visszhangra találtak (SZÁDECZKY KABDOSS E., STEGENA L.). Úgy gondolom, hogy az ellentétes felfogások vitája bizonyára itt is gyümölcsöző lesz. Nem kívánom felsorolni a hazai tektonikusok teljes gárdáját, de annyit meg kell említenem, hogy nálunk is megtalálhatók a globális tektonika hívei és vitatói, és talán azok járnak a helyes úton, akik a régi teóriák bizonyított téziseit eredményesen ötvözik az új elmélet nyújtotta lehetőségekkel. Minden jelenség maradéktalanul és egyértelműen ma még egyik teóriával sem magyarázható. Vannak problematikus kérdéscsoportok. Ez azonban nem azt jelenti, hogy a teória összességében elvetendő, sem azt, hogy valamiképpen igyekezzünk belemagyarázni a dolgot a tézisbe és a jelenségeket az axiómákhoz rendeljük. Világszerte folyik az egyes földtudományi ágazatok eredményeinek összehangolása az új globális tektonikai modellel és az ásványi nyersanyagkutatások is igyekeznek kihasználni az abban rejlő lehetőségeket. De fejlődik maga az elmélet is, hiszen ma már a nagy lemezek mellett mikrolemezekről és különböző korú élő és megállt szubdukciókról is említést tesz az irodalom. Nyilvánvaló, hogy az elsősorban óceáni geofizikával foglalkozók által alkotott koncepció nem minden vonatkozásban érvényes a szárazföldekre. Nemrég az USA-ban HEDBEBG, IBVING megvilágították a globális tektonika és jelentősége a kőolaj és gázkutatásban" tárgykört és a Szovjetunióban is nagy figyelmet szenteltek ennek a kérdéskomplexumnak (KTJNIN, OLENIN, SZOKO- LOV, LAVRTTSKO, KOSZIGIN, SZOLOVJEV). A gyakorlati geológiát, a bányaföldtant elsősorban abból a szempontból érinti a tektonika, hogy mennyire használható, alkalmazható a gyakorlatban, az elméleti földtant művelőkét pedig az, hogy mennyire visz előbbre a föld alaposabb, pontosabb megismerésében. Valószínűnek tartom, hogy az előadások és a vita során többfajta felfogás képviselőjével találkozhatunk. Szilárd meggyőződésem, hogy ezek a viták igen jelentős előrelépést hoznak. Mert való igaz, hogy nagy szüksége van a jól használható tektonikai modellre mind az ipari, mind az elméleti geológiának.