66.Развитие складок во времени, фазы и эпохи складчатости.

Процесс тектонических деформаций, как и тесно связанные с ним процессы регионального метаморфизма и гранитообразования – это процесс непрерывно-прерывистый, в котором следует различать фазы тектонической и эндогенной активности и разделяющие их периоды ее относительного затухания.

Продолжительность фаз деформаций (конец J и конец эоцена Б. Кавказа)- 3-5 млн.л

Эти фазы объединяются в эпохи деформаций – 15-20 млн.л, разделенные относительно более спокойными и длительными промежутками – 30-40 млн.л

Внутри эпох наблюдается миграция фаз, смещение зон их проявления от внутренних областей орогенов к их периферии, а нередко и по простиранию орогена. Эпохи деформаций группируются в эры, которые отвечают тектоническим циклам.

• До Е\Е – байкальская эпоха

• Е3\О – салаирская

• О\S – каледонская

• D3\P – герцинская

• T\J,K – мезозойская

• K\Kz – альпийская

Эпохи могут начинаться и заканчиваться в разное время, смысл глобальности – они проявляются по всему миру (в некоторых областях интенсивнее – в некоторых нет)

67. Древние платформы континентов, их строение.

В общем, платформы — это наиболее устойчивые и спокойные части континентов.

Характерно:

• низкая скорость современных вертикальных движений

• слабая сейсмичность

• отсутствие или редкое проявление вулканической деятельности

• пониженный по сравнению со среднеземным тепловой поток

Они слагаются типичной континентальной корой мощностью 35-45 км. Литосфера в их пределах достигает мощности 150-200 км.

Древние платформы имеют полигональные очертания и отделены от смежных складчато-надвиговых сооружений орогенов их передовыми прогибами, наложенными на опущенные края этих платформ, либо непосредственно тектонически перекрыты их надвинутыми периферическими зонами.

Древние платформы (кратоны):

С-Американская, ВЕП, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Американская, Африканская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая.

Фундамент древних платформ:

преобладают AR-PR1 породы, подчиненно PR2, а PR3 участвуют в строении фундамента лишь двух древних платформ — Ю-Американской и Африканской. Эти образования, глубоко метаморфизованы (гнейсы и кристаллические сланцы, граниты). Имеет крупноблоковое строение.

AR:

Гранит-зеленокаменные области (ГЗО) нередко слагают целые блоки.

1. зелено-каменные пояса (ЗКП) - извилистые, параллельные линейные полосы, сложенные относительно слабометаморфизованными, основными, зеленокаменно измененными вулканитами и отчасти осадочными породами. В поперечном сечении ЗКП имеют синклинорную структуру, обычно сильно усложненную складчатостью и надвигами.

Мощность осадочно-вулканического выполнения ЗКП - 10-15 км

Нижняя часть разреза - основные, типа толеитовых базальтов, отчасти УО лавами

Средняя - эффузивы и пирокластолиты С и К состава, содержание осадочных пород повышается.

Верхняя - обломочные породы.

Заканчивается развитие ЗКП складчато-надвиговыми деформациями, метаморфизмом и образованием новой генерации гранитоидов

2. гранитогнейсовыми полями - разделяют ЗКП.

Пояса эти отличает высокий (амфиболитовая — гранулитовая фации) и многократный метаморфизм, сложная и также многократная складчатость, пологое надвигание на смежные ГЗО. Внутренняя структура нередко осложнена гранитогнейсовыми куполами.

PR1:

1. Протоорогены - инейны.

Внешние зоны подстилаются непереработанным или слабо переработанным AR фундаментом. Далее глубоководные осадки.

Во внутренних зонах появляются флиш и черносланцевые толщи, обильнее становятся основные вулканиты, приближающиеся по составу к океанским толеитам.

Эволюция протоорогенов завершается покровные деформации, метаморфизм, внедрение гранитоидов

2. Протоплатформами

Пространства между подвижными поясами заняты блоками континентальной коры.

Характерна: высокая подвижность и большой прогрев, приводивший к образованию гранито-гнейсовых куполов.

Осадочный чехол протоплатформ выполняет плоские синеклизы.

3. Протоавлакогены

Структура протоплатформ в ряде регионов осложнена рифтовыми грабен-прогибами. Выполнение- осадочными или вулканическими породами.

Значительные площади в пределах платформ покрыты неметаморфизованным осадочным чехлом толщиной 3-5 км и в наиболее глубоких прогибах и впадинах 10-12 и даже в Прикаспийской впадине 20-25 км. В состав чехла могут входить покровы платобазальтов. Платформы обычно характеризуются равнинным рельефом, то низменным, то плоскогорным. Некоторые их части могут быть покрыты мелким, эпиконтинентальным морем типа современных Балтийского, Белого, Азовского.

Стадии:

Кратонизации: нет осадков, кислые эффузивы, туфы, внедрение кислые-габбро-анортозиты, основные-граниты рапакиви, повышен поток

Авлакогенная рифей, рапад континента, рифты – перекрыты затем чехлом, трапповая формация – платобазальты, габро-долериты.

Плитная – авлакогены – в синеклизы

68.Происхождение и развитие древних платформ, основные стадии.

1. Раннеархейский этап. Формирование протоконтинентальной коры (4-3.5 млрд лет)

2. Средне- и позднеархейский этап. Возниконовение собственно континентальной коры и становление 1 Пангеи (3.5-2.5 млрд.л.)

3. Раннепротерозойский этап. Распад 1 Пангеи, обособление платформ и подвижных поясов. Дальнейшее разрастание континентальной коры (2.5-1.7 млрд л)

4. Среднепротерозойский этап. Частичный распад и восстановление единства 2 Пангеи (1.7-1 млрд л)

5. Позднепроторозойский-среднепалеозойский этап. Деструкция протерозойской Пангеи, заложение и начало развития подвижных поясов Неогея (1-0.32 млрд л)

69. Молодые платформы, особенности их строения и развития.

Молодые платформы занимают значительно меньшую площадь в структуре материков (около 5 %) и располагаются либо по их периферии, как Средне- и Западно-Европейские, Восточно-Австралийская и Патагонская, либо между древними платформами (Западно-Сибирская платформа).

СКЛАДЧАТЫЙ Фундамент:

• FZ осадочно-вулканическе породы, испытавшими слабый (зеленосланцевая фация) метаморфизм

• блоки более глубоко метаморфизованных докембрийских пород, бывшие микроконтиненты среди подвижных поясов FZ.

• Граниты и др. интрузивные образования (офиолитовые пояса, играют подчиненную роль)

По возрасту завершающей складчатости:

• Эпибайкальские (Тимано-Печора)

• Эпикаледонские (Западно-Сибирская и Восточно-Австралийская)

• Эпигерцинские

• Эпикиммерийские (арктическая окраина Восточной Сибири)

Осадочный чехол: более мощный чем на древних (до 10 км)

J или К-Q

Эпигерцинские - чехол с P2

Эпикаледонских – чехол с D3.

Осадочные чехлы молодых платформ отличаются от чехлов древних платформ повышенной дислоцированностью и более высокой степенью унаследованности дислокаций от внутренней структуры фундамента. На молодых наследуются часто также складки, воспроизводимые в чехле в ослабленной форме.

Участкам наибольшей мощности осадочного чехла на молодых, реже древних платформах обычно отвечают участки с аномальным характером фундамента. Кора эта имеет здесь пониженную мощность — менее 15-20 км — «базальтовые окна». Такие участки развития коры, близкой к океанской, представляют собой реликты бассейнов с океанской корой в пределах подвижных поясов. (Прикаспийская впадина)

Промежуточный комплекс: отличается от фундамента слабой дислоцированностью и полным отсутствием метаморфизма и гранитов, а от чехла отделяется несогласием и обнаруживает большую уплотненность своих пород.

типы:

1) осадочное, молассовое или молассово-вулканическое выполнение межгорных впадин последнего орогенного этапа развития подвижного пояса, предшествовавшего образованию платформы

2) обломочное («молассоидное») или обломочно-вулканогенное выполнение рифтовых грабенов, образованных на стадии перехода от орогенного этапа к раннеплатформенному.

70. Основные геотектонические гипотезы: локальные и глобальные.

1. Фиксистские гипотезы

2. Гипотезы мобилизма

3. Гипотеза образования океанов

Первая гипотеза возникла во второй половине 18 века и получила название гипотеза поднятий. Суть гипотезы в следующем - поднятия гор вызваны подъемом из глубин Земли расплавленной магмы, которая на своем пути оказывала раздвигающее действие на окружающие слои, приводившее к образованию складок, пропастей разной величины.

В середине 19 века на смену этой гипотезе пришла гипотеза контракции французского ученого Эли де Бомона. В ее основе была космогоническая гипотеза Канта и Лапласа о происхождении Земли как первоначально раскаленного тела с последующим постепенным охлаждением. Этот процесс приводил к уменьшению объема Земли, и в результате Земная кора сжималась, и возникали складчатые горные сооружения подобные гигантским «морщинам». Для своего времени это была прогрессивная гипотеза, достоинством которой является разработка учения о геосинклинальном, орогенном и платформенном этапах развития земной коры. Но с позиций этой гипотезы было трудно объяснить, почему смятие происходит в определенных зонах, и почему этот процесс был периодическим.

В середине 19 века англичанин Д. Эйри и священник из Калькутты Д. Пратт открыли закономерность в положениях аномалий силы тяжести - высоко в горах аномалии оказывались отрицательными, т.е. обнаруживался дефицит массы, а в океанах аномалии были положительными. Чтобы объяснить это явление предложили гипотезу, согласно которой земная кора плавает на более тяжелом и вязком субстрате и находится в изостатическом равновесии, которое нарушается действием внешних радиальных сил.

Эта гипотеза, не имея широкого самостоятельного значения, тем не менее, в части движения земной коры по субстрату легла в основу другой геотектонической гипотезы.

Космогоническую гипотезу Канта-Лапласа сменила гипотеза О.Ю.Шмидта о первоначальном твердом, холодном и однородном состоянии Земли. Возникла необходимость иного подхода в объяснении формирования земной коры. Такую гипотезу предложил В.В.Белоусов. Называется она радиомиграционная. Суть этой гипотезы:

1. Основной энергетический фактор - радиоактивность. Разогрев Земли с последующим уплотнением вещества происходил благодаря теплу радиоактивного распада. Радиоактивные элементы на начальных этапах развития Земли распределялись равномерно, и поэтому разогрев был сильным и повсеместным.

2. Нагревание первичного вещества и его уплотнение привело к разделению магмы или ее дифференциации на базальтовую и гранитную. В последней концентрировались радиоактивные элементы. Как  более легкая, гранитная магма “всплывала” в верхнюю часть Земли, а базальтовая погружалась вниз. При этом происходила и температурная дифференциация. В то время как, верхняя гранитная часть остывала и кристаллизовалась, внутренняя часть за счет внутреннего разогрева расширялась, воздействовала на твердую оболочку и та начинала растрескиваться. По образовавшимся трещинам устремлялись лавы. Это приводило к потере энергии и охлаждению подкоровых областей. В местах наибольшего охлаждения происходило сжатие, земная кора прогибалась и зарождались геосинклинали. В результате каждого геосинклинального цикла внедрялись гранитные магмы и с ними происходила миграция радиоактивных элементов в верхнюю часть земной коры. Следствием этого явилось постепенное охлаждение внутренних частей Земли, которое привело к переходу от активных тектонических движений к более спокойным, т.е. от геосинклинального состояния к платформенному.

Недостатком этой гипотезы можно считать то, что с ее позиций трудно объяснить периодичность и синхронность тектонических процессов. Устранить этот недостаток должна была гипотеза пульсации. Согласно этой гипотезе  Земля периодически испытывает периоды расширения, сменяющиеся периодами сжатия. В периоды расширения развиваются вертикальные движения, появляются разрывы в земной коре, интенсивно проявляется магматизм. В периоды сжатия происходит складкообразование, затухает магматизм.

Если проанализировать перечисленные гипотезы, то можно отметить для них общее:

1.   Преобладание вертикальных (или радиальных) тектонических движений в процессе формирования земной коры.

2.   Признание стабильного (фиксированного) положения отдельных частей земной коры относительно подстилающей мантии.

Впервые для объяснения механизма и последовательности геотектонических процессов немецким ученым А. Вегенером была предложена гипотеза горизонтального дрейфа континентов1.Сходство очертаний берегов Атлантического океана, особенно в южном полушарии (у Ю.Америки и Африки).

 2.Сходство геологического строения континентов (совпадение некоторых региональных тектонических простираний, сходство в составе и возрасте пород и др.).

По представлениям Вегенера в конце Палеозоя современные континенты представляли собой один суперконтинент - Пангея. В Мезозое началось дробление этого суперконтинента и перемещение отдельных континентальных глыб в направлении их современного положения (или их дрейф). Образование складчатости объясняется смятием внешних кромок континентов (Кордильеры) или их столкновением (Гималаи).

Главным недостатком гипотезы был её описательный характер и отсутствие физического обоснования. Поэтому многочисленным критикам этой гипотезы несложно было доказать ошибочность механизма дрейфа континентов. Гипотезу отвергли и забыли. Но по мере накопления новых фактов при изучении океанической коры, которые не укладывались в рамки геосинклинальной гипотезы, геологи вновь обратились к идеям мобилизма, но уже на качественно другом уровне. Что же нового установили геологи при изучении ложа Мирового океана?

1.   Системы срединно-океанических хребтов.

2.   Раздвигание океанской коры в стороны от этих хребтов.

3.   Линейное расположение зон вулканизма и землетрясений.

4.   Наличие в зонах срединно-океанических хребтов теплового потока.

5.   Полосовое размещение знакопеременных магнитных аномалий относительно срединно-океанических хребтов.

Все эти и другие факты позволили модернизировать гипотезу дрейфа континентов в гипотезу тектоники литосферных плит или новую глобальную тектонику. Главные положения этой гипотезы:

1.Земная кора с верхней частью мантии образует литосферу, которая подстилается пластичной астеносферой. Литосфера разделена на крупные блоки (плиты). Границами плит являются рифтовые зоны, глубоководные желоба, к которым примыкают разломы, глубоко проникающие в мантию - это зоны Беньофа-Заварицкого, а также зоны современной сейсмической активности.

2.Литосферные плиты горизонтально перемещаются. Это движение определяют два основных процесса - раздвигание плит или спрединг, погружение одной плиты под другую - субдукция или надвигание одной плиты на другую - обдукция.

3.В зону раздвига периодически поступают из мантии базальты. Доказательством раздвига служат полосовые магнитные аномалии в базальтах.

4.В районах островных дуг выделяются зоны скопления очагов глубокофокусных землетрясений, которые отражают зоны погружения плиты с базальтовой океанической корой под континентальную земную кору, т.е. эти зоны отражают зоны субдукции. В этих зонах, вследствие дробления и плавления, часть материала погружается, а другая в виде вулканов и интрузий проникает в континент и тем самым происходит наращивание мощности континентальной коры. В зонах же обдукции происходит смятие, и возникают глыбово-сводовые горные хребты типа Гималаев.

Таким образом, в масштабах Земли формируются два типа областей тектонических напряжений: области растяжения в рифтовых зонах и области сжатия в глубоководных желобах и островных дугах. Эти напряжения компенсируют друг друга, благодаря чему объем Земли остается неизменным.

Вероятной причиной горизонтальных перемещений плит предполагают конвективные течения в мантии. Механизм этих течений заключается в следующем.

Во внешнем, жидком ядре происходит тепловая конвекция, которая генерирует магнитное поле. Тепловая энергия из ядра проникает в нижнюю и верхнюю мантии не сплошным фронтом. Здесь образуются участки восходящего теплового потока и зоны нисходящих потоков. В результате образуются гигантские ячейки, над которыми в литосфере образуются плиты. Восходящие тепловые потоки фиксируются в зонах раздвига срединно-океанических хребтов, а нисходящие - в зонах субдукции. Таким образом, осуществляется механизм тектоники плит.

Гипотеза образования океанов

В период господства контракционной гипотезы, океаны и континенты считались постоянными, возникшими с начала возникновения на Земле водной оболочки. Наиболее древний - Тихий океан (согласно одной из гипотез представляет шрам на поверхности Земли, образовавшийся при отрыве от нее Луны). Согласно этому представлению океанические впадины очень древние. В их участках, прилегающих к континентам, продолжают формироваться геосинклинали, за счет развития которых происходит наращивание континентов. Площади континентов, таким образом, увеличиваются за счет океанов.

Другая точка зрения - океанские впадины молодые, образовались в Мезозое и с тех пор углубляются и расширяются. Основой таких представлений послужило следующее:

● океанографическими исследованиями установлено, что некоторые участки океанов погрузились недавно. Такие участки располагаются как вблизи континентов (Алеутская гряда - вулканические конусы здесь со следами наземной эрозии), так и удаленные от континентов (гайоты в юго-западной части Тихого океана, представляющие собой погрузившиеся вулканические конусы на 2-3 км, на склонах которых обнаружена Меловая фауна, указывающая на то, что в этот период они были вулканическими островами).

● к молодым океаническим впадинам относят Северную Атлантику и районы Арктики; южную Атлантику и Индийский океан. На основании происходившего здесь массового излияния базальтов в позднем Мелу и Кайнозое делается предположение о расколе континента, погружении континентальной коры и ее замещение проникающей из мантии океанической базальтовой коры. В результате площадь океанов увеличивается за счет континентов.

Основные выводы по геотектоническим гипотезам.

1.   Главной причиной эволюции земной коры и тектонических движений является внутренняя энергия Земли.

2.   Внутренняя энергия Земли поступает к поверхности циклично.

3.   В строении земной коры выделяются жесткие глыбы (древние платформы, литосферные плиты), которые разделяются зонами повышенной тектонической активности.