Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ
Геологическая история (эволюция) Земли начинается с рубежа 4 млрд лет, с этого времени проявляются все характерные для неё эндогенные и экзогенные процессы. В развитии Земли установлены следующие закономерности.
1. Земля развивается циклично, т.е. в развитии обнаруживается круг, повторение пройденного. В геологической истории планеты насчитывается 8 крупных тектонических циклов: AR1 – саамский, AR2 – беломорский, PR1 – карельский, PR2 – байкальский, PZ1 – каледонский, PZ2 – герцинский, MZ – тихоокеанский (киммерийский), KZ – альпийский.
2. Развитие имеет поступательный характер, т.е. идёт по спирали. В таком развитии наблюдается преемственность, т.е. сохраняется большая часть накопленного положительного содержания предыдущей стадии. Таким образом, согласно закону диалектики «отрицание отрицания» Земля развивается направлено и необратимо. Начиная с раннего архея (AR1) наша планета «выбрала» особый путь развития, из всех планет Солнечной системы только на ней происходит образование континентальной коры. От одного тектонического цикла к другому площадь континентальной коры необратимо увеличивается.
Краткая схема направленного и необратимого развития Земли
(эволюционный ряд крупнейших тектонических структур I порядка)
ОКЕАН→ГЕОСИНКЛИНАЛЬНЫЙ ПОЯС→КОНТИНЕНТ
Эволюционный ряд тектонических структур II порядка
ОКЕАН: 1) СОХ (образование рифта, спрединг, базальтовый вулканизм) →2) океанические плиты → ГЕОСИНКЛИНАЛЬНЫЙ ПОЯС: 3) глубоководные желоба (зоны субдукции) + 4) окраинные моря (необязательный элемент) + 5) вулканические и невулканические островные дуги (необязательные элементы) → КОНТИНЕНТ: 6) эпигеосинклинальный ороген (движущиеся складчато-глыбовые горы) →7) платформа →8) эпиплатформенный ороген (движущиеся глыбовые горы; необязательный элемент).
РАЗВИТИЕ ГЕОСИНКЛИНАЛЬНЫХ ПОЯСОВ
(пункты 1–6 предыдущей схемы)
Геосинклинальные пояса – линейные структуры, протяжённостью тысячи километров, разделяющие или обрамляющие древние платформы с докембрийским фундаментом. ГСП проходят в своей эволюции несколько тектонических циклов. Периодом наиболее активного развития является последний цикл, который завершается превращением пояса в горно-складчатое сооружение.
I. Заложение подвижных поясов (предгеосинклинальный этап). Существует 2 главных типа ГСП – межконтинентальные и окраинно-континентальные.
|
Образование рифта |
Образование океана |
Завершается этап формированием зрелого океана. Примером этой стадии развития ГСП в наши дни может быть Северная и Южная части Атлантического океана, Северный Ледовитый океан.
|
Рифтогенез с откалыванием микроконтинента |
Образование ГСП за счет океана |
II. Собственно геосинклинальный этап
1. Раннегеосинклинальная стадия. Характерна обстановка зрелого океана (спредингового бассейна). Начинается процесс сжатия бассейна по периферии. Образуются самые важные элементы любого ГСП – глубоководные желоба и связанные с ними сейсмофокальные зоны. Пододвигается более тяжёлая океанская плита под континентальную или более древняя под более молодую (некоторые дуги Тихого океана). Повсеместно формируются окраинные моря. Осадконакопление: 1) в приконтинентальной части окраинных морей накапливаются в области континентального склона и подножия глинистые породы – аспидная формация; 2) в приокеанской части – яшмово-кремнистая формация в сочетании с вулканогенными породами. Магматизм: 1) вулканиты – толеитовые базальты с повышенной кремнекислотностью, диабазы; 2) силлы габбро, вверх по разрезу сменяются плагиогранитами (КПШ 0–10 %). Это спилит-кератофир-диабазовая формация. Мощность раннегеосинклинальных формаций – несколько км (до 10 км).
|
Межконтинентальный тип ГСП |
Окраинно-континентальный тип (1) |
Окраинно-континентальный тип (2) |
2. Позднегеосинклинальная стадия. Характеризуется максимальной сложностью геодинамической обстановки. Все пояса напоминают западно-тихоокеанский тип с системой глубоководных желобов, островных дуг, окраинных морей. Возрастает число зон субдукции, над ними формируются мощные вулканические дуги. Поэтому стадию называют островодужной.
Дуги могут быть вулканические и невулканические (образуются за счёт смятия осадочной толщи в зонах субдукции). Осадконакопление отличается большим разнообразием, наиболее характерны флиш и рифогенные известняки. Вокруг островных дуг накапливается глубоководная флишевая формация (тысячи дециметровых циклитов: гравелиты, граувакковые песчаники, алевролиты, известняки, мергели, глины). В направлении континентального шельфа флиш сменяется карбонатной формацией. Магматизм: 1) вулканизм андезитовый (от андезито-базальтового до дацит-риолитового; *в дацитах меньше содержание кварца примерно на 10 %); 2) в основании вулканических дуг появляются штоки диоритов, тоналитов, гранодиоритов, в которых преобладает натрий. Андезиты образуются в результате разных процессов в зонах субдукции: плавление мантии под действием растворов щелочей и кремнезёма, поступающих вдоль разлома; переплавление океанической коры, затянутой в зону субдукции; переработка древней континентальной коры микроконтинентов.
|
Тихоокеанское андезитовое кольцо |
Чилийско-Перуанский желоб |
Конец этой стадии и всего собственно геосинклинального этапа является главным рубежом в развитии геосинклинальных систем. Это основная эпоха складчато-надвиговых деформаций: образуются складчатые сооружения, шарьяжи. В условиях сжатия происходят субдукция, обдукция (офиолитовый комплекс оказывается надвинутым, или шарьированным на 200–300 км на континентальные окраины). Происходит почти полное исчезновение океанической коры. Остаётся только офиолитовый шов вдоль разлома. Это начало инверсии. ГСП представляет собой низкую сушу. Погружение сохраняется на периферии.
III. Орогенный этап. Продолжается сжатие, столкновение островных дуг, микроконтинентов друг с другом и с окраиной континента (коллизия). Происходит общее и окончательное замыкание подвижного пояса. ГСП, а иногда и окраинные участки платформ охватывает горообразование (особенно интенсивно в центральных частях). Формируются первичные эпигеосинклинальные (т.е. послегеосинклинальные) орогены. Во все времена это были высочайшие горы Земли. Магматизм: 1) в коллизионных орогенах в результате разогрева и плавления нижней части происходит внедрение гранитных батолитов, они формируются несколько десятков миллионов лет, в гранитах преобладает калий, что свидетельствует о завершении формирования континентальной коры; 2) формируется вулкано-плутонический пояс и, соответственно, порфировая формация (андезиты, риолиты). Осадконакопление. По обе стороны от центральных поднятий формируются краевые (передовые) прогибы. В их развитии выделяются три стадии. 1. Сначала прогибы заняты морем (иногда глубоководным). 2. Затем, вследствие горообразования, море отступает, остаются лагуны. 3. Континентальная стадия. В краевых прогибах накапливаются 1) молассовая формация (нижняя молассовая: песчано-глинистая, морская); 2) эвапоритовая формация с солями, гипсом или хемогенными карбонатами (в жарком сухом климате) или угленосная формация (в гумидном климате); 3) верхняя молассовая формация, крупно- и грубообломочная, континентальная.
В первой половине этапа горообразование идет за счет тектонического скучивания и сжатия. Но горный рельеф ещё низкий. Во второй половине этапа темп воздымания резко ускоряется. Причина – изостазия, поскольку мощность коры увеличивается в 2 раза (интенсивные осадконакопление и вулканическая деятельность, метаморфизм, гранитизация). В конце орогенного этапа в осевой части орогена может начаться растяжение и связанный с ними базальтовый вулканизм. Горные сооружения как бы расползаются, осложняются грабенами. Начинается платформенный этап.
РАЗВИТИЕ ПЛАТФОРМ
Платформы (кратоны) – наиболее устойчивые, стабильные части континентов («кратос» – крепкий, устойчивый). Платформы следуют за орогенами в эволюционном ряду крупных элементов земной коры.
I. Доплитный этап. С затуханием тектонических движений в эпигеосинклинальных орогенах происходит денудационное срезание и выравнивание горного рельефа, уменьшение мощности континентальной земной коры с 75 до 40 км. Процесс длится десятки миллионов лет. Так образуется фундамент платформ. В этот этап он сохраняет ещё некоторую подвижность и магматическую активность (по периферии древних платформ формируются краевые вулкано-плутонические пояса). В завершении этапа происходит растяжение фундамента с образованием многочисленных рифтовых систем. В древних платформах рифты преобразуются в авлакогены, которые впоследствии перекрываются осадочным чехлом с участием трапповых базальтов. В молодых платформах грабены накладываются на отмирающие орогены в согласии с их простиранием, так как доплитный этап сильно сокращен во времени. Формируются тафрогены. Это авлакогеновая стадия.
II. Плитный (собственно платформенный) этап. Наиболее продолжительный этап развития платформ (на древних платформах – весь фанерозой). В этот этап образуется у платформы плитная часть. Плита – часть платформы, где фундамент перекрыт осадочным чехлом. Щит – часть платформы, где фундамент выходит на поверхность. Формируется осадочный чехол в соответствии с тектоническими циклами геосинклинальных поясов, поэтому состоит из циклично построенных комплексов, отделённых друг от друга всеобщими перерывами. На этот счет существует правило А.П. Карпинского, установленное им для Русской плиты Восточно-Европейской платформы и оказавшееся правильным для всех других платформ. ! «Наибольшее погружение на каждом этапе испытывает часть платформы, расположенная вблизи наиболее активной геосинклинали». В осадочном чехле платформ преобладают породы мелководно морского, лагунного происхождения, в меньшей степени развиты средне- и мелкообломочные континентальные осадки.
Плитный этап прерывается фазами тектоно-магматической активизации. Образуются характерные для платформ трапповая, щелочно-базальтовая и кимберлитовая формации (мощность может достигать 3700 м). Трапповые формации (базальты, силлы и дайки габбро-диабазов) по времени образования совпадают с периодами начала распада суперконтинентов, новейшего океанообразования. Кольцевые плутоны нефелиновых сиенитов и щелочных гранитов тяготеют к платформенным поднятиям - щитам и антеклтам.
|
Эпигеосинклинальный ороген → |
→ Платформа |
Сравнительная характеристика геосинклиналей и платформ
|
Геосинклинальные пояса |
Платормы |
|
|
1. Линейная форма в плане, так как связаны с глубинными разломами |
1. Изометричная форма в плане |
|
|
2. Большая амплитуда и интенсивность тектонических движений |
2. Слабые колебательные движения: медленные опускания и поднятия, с которыми связаны трансгрессии и регрессии моря на платформу |
|
|
3. Большая мощность осадочно-вулканогенных отложений (геосинклинальных формаций): 10–20 км за один тектонический цикл |
3. Мощность осадочного чела в среднем составляет 2 км, в авлакогенах – более 10 км. |
|
|
4. Широкое развитие складчато-надвиговых дислокаций. Складчатость линейная, полная (одна складка переходит в другую) |
4. Породы осадочного чехла залегают субгоризонтально. Встречаются отдельные пологие складки: изометричные и брахискладки. Фото: брахискладка, Казахстан |
|
|
5. Высокий уровень сейсмичности |
5. Асейсмичны или слабо сейсмичны |
|
|
6. Широкое развитие магматизма |
6. Специфические магматические формации, связанные с временной тектонической активизацией платформ: трапповая, щелочная, кимберлитовая |
|
|
7. Широкое развитие метаморфизма от зеленосланцевой до амфиболитовой фации |
7. Породы осадочного чехла не метаморфизованы |
Платформенные магматические формации
|
Трапповая (базальтовая) формация |
Щелочная формация |
||||
|
Траппы Сибирской платформы |
Траппы Индия |
Апатит-нефелино-вая порода. Кольский п-ов |
|||
|
Кимберлитовая формация |
|||||
|
Схема кимберлитовой трубки |
Алмазный карьер в Мирном, Якутия |
Эклогит с алмазом из кимберлита |
Платформы делят на древние и молодые. Общей чертой всех платформ является двухъярусное строение: нижний структурный ярус – фундамент, верхний – осадочный чехол.
! Возраст платформы определяется по завершающей складчатости фундамента (определение фазы складчатости смотри в теме «Методы палеотектоники»). Последняя складчатость фиксируется в названии платформы с приставкой «эпи» («после»).
В рельефе платформы чаще всего представлены равнинами и низменностями.
|
Древние |
Молодые |
|
1. Фундамент докембрийский, т.е. фундамент сложен породами архея и протерозоя (AR, PR). Эпикарельские и эпибайкальские платформы |
1. Фундамент сложен породами протерозоя, палеозоя, мезозоя (PR, PZ, MZ). Платформы: эпикаледонские, эпигерцинские, эпикиммерийские (эпитихоокеанские) |
|
Разрез древней эпикарельской платформы |
Разрез молодой эпикиммерийской (эпитихоокеанской) платформы |
|
2. Породы фундамента метаморфизованы до амфиболитовой фации (средняя степень метаморфизма). Скорость сейсмических волн Vp ≈ 6,5 км/с. Фундамент называют кристаллическим. |
2. Породы фундамента метаморфизованы до зеленосланцевой фации (низкая степень метаморфизма). Скорость сейсмических волн Vp ≈ 5,5–6,0 км/с. Фундамент называют складчатым |
|
3. Небольшая мощность осадочного чехла. Мощность систем в чехле десятки–сотни метров. Например, мощность юрской системы в Русской плите – 80 м. |
3. Большая мощность осадочного чехла, поэтому молодые платформы часто называют плитами. Мощность систем в чехле 1–2 км. Например, мощность юрской системы в Западно-Сибирской плите – 1000 м. |
|
4. Много гранитных интрузий |
4. Мало гранитных интрузий |
ЭПИПЛАТФОРМЕННЫЕ (вторичные) ОРОГЕНЫ
Территории, длительно находящиеся в платформенном режиме, могут вторично вовлекаться в горобразование. Оно совпадает с эпохами эпигеосинклинального орогенеза и также является продуктом коллизии литосферных плит. Имеют блоковое строение. Наиболее крупным и типичным является Центральноазиатскии пояс, который примыкает с севера к Альпийско-Гималайскому поясу первичных орогенов.