Передовые (краевые) прогибы.

Складчатые системы, пограничные с континентальными платформами, нередко отделяются от последних прогибами, получившими название передовых или краевых. В некоторых случаях такие прогибы оказываются в значительной степени перекрытыми надвинутыми на них на десятки и даже сотни километров складчатыми сооружениями (Северные Аппалачи, Урал в районах Башкирского Каратау и Полюдова кряжа и др.).

Участки непосредственного надвигания складчатого сооружения на платформу или поперечных поднятий ее фундамента расчленяют систему передовых прогибов на отдельные звенья – впадины протяженностью в сотни километров с поперечником в несколько десятков километров. Так, в Предуральской системе прогибов различают (с юга на север) Бельскую, Юрюзано-Сылвенскую, Камскую, Верхнепечорскую, Косью-Роговскую (Воркутинскую), Коротаихскую впадины.

Передовые прогибы начинают закладываться в пределах тыльных частей пассивных окраин континентов, в зоне внутреннего шельфа и начинают формироваться одновременно с началом поднятия смежного складчатого сооружения. Первоначально они могут представлять собой относительно глубоководные бассейны с дефицитным глинистым или глинисто-кремнистым осадконакоплением. В соответствующих климатических условиях далее начинается накопление эвапоритов или угленосных толщ.

Лекция № 14

Основные этапы и закономерности развития литосферы

Радиометрические методы геохронологии позволили дать объективную оценку общему ходу развития литосферы, хотя сведения о наиболее ранних этапах всё ещё недостаточно полны и определены.

В.Е. Хаин выделяет 7 этапов развития литосферы:

1. Догеологический этап (5 – 4,6 млрд лет) состоящий в завершении формирования Земли как планеты и её разделения на две основных геосферы – ядро и мантию путём разогревания однородной газо-пылевой массы до2000^о, «стекания» железа в ядро и образования силикатной мантии.

2. Раннегеологический (лунный) этап (4,6 – 4 млрд лет), состоящий из образования первичной базальтовой оболочки Земли в результате действия многочисленных вулканических и трещинных излияний. Эта базальтовая оболочка напоминала современную кору Луны, хотя уже в то время Земля могла сохранить первичные атмосферу и гидросферу. Глубина первичного океана «панталасса» должна была быть около 1,5 – 2 км.

3. Катархейский (нуклеарный) этап (4 – 3,5 млрд лет), состоявший в формировании первичной континентальной литосферы с образованием в основании щитов древних платформ гнейсов, гранито-гнейсов, гранитов, чарнокитов, которые либо выделялись в виде интрузий из мантии, либо заместили супракрустальные породы при высоком тепловом потоке.

4. Архейско-раннепротерозойский этап (3,5 – 2 млрд лет), состоявший в наращивании земной коры путем накопления на её поверхности мощных вулканических и осадочных толщ и их всё более глубокого метаморфизма и гранитизации. В архейское время образовались первичные прогибы, обладающие многими чертами сходства с современными геосинклиналями (набор осадочно-вулканогенных формаций, их значительная мощность - 10 – 20 км, повсеместный метаморфизм, складчатость, гранитизация). Платформы отсутствовали.

В раннепротерозойское время заложились многочисленные глубокие прогибы и более устойчивые глыбы коры типа срединных массивов современных геосинклиналей. Это и были первые платформы – протоплатформы. Существенно, что в раннем протерозое тектоно-магматические процессы сопровождались выносом из мантии большого количества радиоактивных элементов (U, Th, K), которые концентрировались в гранитоидах и в обломочных толщах. Это привело к понижению уровня астеносферы и к консолидации коры.

5. Среднепротерозойский этап (2 – 1,4 млрд лет), когда происходило «доживание» первичных (интеркратонных) геосинклинальных систем, завершившееся карельской тектоно-магматической эпохой. Позднее стали преобладать поднятия и господствовать платформенные условия в виде огромного континентально-платформенного массива, охватившего, как минимум, континентальное полушарие Земли (Мегагея по Штиле, Панплатформа по Кузнецову, Пейве, Синицыну). Этап завершился готской тектоно-магматической эпохой.

6. Позднепротерозойско-палеозойский этап (1,4 – 0,25 млрд лет) состоял в заложении геосинклинальных поясов Неогея, в обособлении древних платформ и в их дальнейшем развитии. Образовались долготные (Западно- и Восточно- Тихоокеанские, Атлантический и Урало-Мангышлакский) и широтные (Арктический, Средиземноморский) геосинклинальные пояса. В ячейках этой геосинклинальной решётки обособились древние платформы – Гиперборейская, Северо-Американская, Европейская и Сибирская, Южноамериканская, Африканская, Индостанская и Австралийская. Т.о. сформировались основы современного структурного плана.

7. Мезо-кайнозойский этап (0,25 – 0 млрд лет) состоял в образовании молодых океанов – Атлантического, Арктического и Индийского и сопутствующей им системы срединно-океанических хребтов, а также в образовании многих горных поясов в результате активизации значительно более древних складчатых сооружений от байкальских до герцинских и киммерийских.

Анализ развития литосферы указывает на следующую направленность этого процесса:

1) со временем возрастает объём тектоносферы;

2) размер устойчивых глыб, сохраняющихся после каждого дробления литосферы, прогрессивно возрастает;

3) нарастает контраст между устойчивыми глыбами и подвижными поясами;

4) строение остаточных континентальных глыб, как и всей литосферы, неуклонно усложняется;

5) возрастание латеральной неоднородности тектоносферы сопровождается нарастанием дисимметрии по отношению к экватору и к меридианам, разделяющим океанические и континентальные полушария;

6) растёт темп и диффиренцированность тектонического развития во времени и метахронность его в пространстве.

Общая направленность развития нашей планеты определяется неуклонным снижением величины теплового потока, поступающего из глубоких недр Земли к ее поверхности. Этот процесс не был плавным и монотонным, а происходил периодически по мере накопления и сбрасывания эндогенного тепла, что сказывалось в периодическом изменении интенсивности тектогенеза и магматизма. Последний максимум приходится на заключительную неотектоническую стадию позднемезозойско-кайнозойского этапа развития Земли. С этими изменениями должны коррелироваться изменения радиуса Земли, ее полярного сжатия и скорости вращения. Общей тенденцией должно быть уменьшение радиуса Земли, ее контракция, сказывающаяся в повсеместном преобладании в земной коре напряжение сжатия над напряжениями растяжения, локализованными в рифтовых системах.

На этом фоне прогрессирующего охлаждения Земли и ее контракции происходила дифференциация относительно однородного вещества планеты на оболочки. Зрелая континентальная кора в значительной степени сформировалась к 2,5 млрд лет и почти сразу разделилась на верхний, гранитогнейсовый и нижний гранулито-базальтовый слои. К рубежу 1,7 млрд лет могло возникнуть до 60 – 80 % современной континентальной коры.

В позднем докембрии и фанерозое рост континентальной коры продолжался, но сопровождался ее деструкцией.

Уже в протерозое в развитии литосферы начинает утверждаться тектоника плит, а в мантии устанавливаются устойчивые системы конвекции.

Параллельно с развитием литосферы и земной коры шло развитие астеносферы.

Лекция № 15