ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Геолого-географический факультет

Попов Ю.В., Болдырева О.Н.

Курс лекций «Геотектоника с основами геодинамики» для бакалавров по направлению «Геология»

Ростов-на-Дону

2008

краткая аннотация

Перечень лекций

введение 5

модуль 1. Внутреннее строение и состав Земли 9

Лекция 1. Внутренне строение и состав Земли 9

Модель внутреннего строения Земли 9

Химическая характеристика внутренних оболочек Земли 18

Вещественный состав земной коры 21

Рекомендуемая литература 25

Тест рубежного контроля к модулю №1 25

Модуль 2. тектоника литосферных плит 28

Лекция 2. Основные положения тектоники литосферных плит 28

Основные положения тектоники плит можно свети к нескольким основополагающим 29

Некоторые доказательства реальности механизма тектоники литосферных плит. 41

Рекомендуемая литература 46

Тест рубежного контроля к модулю №2 46

модуль 3. Процессы на дивергентных границах 48

Лекция 3. Рифтогенез. континентальный Рифтогенез 48

Континентальный рифтогенез 50

Геофизические особенности зон континентального рифтогенеза 50

Структура и рельеф 50

Механизмы зарождения и развития рифтов 55

Модель активного рифтогенеза 55

Модель пассивного рифтогенеза 58

Особенности магматизма 59

Осадочные формации 62

Эволюция континентальных рифтов 62

Рекомендуемая литература 63

Лекция 4. Океанский рифтогенез 64

Строение и формирование океанической коры 65

Структура и рельеф 68

Магматизм 74

Рекомендуемая литература 75

Тест рубежного контроля к модулю №3 76

модуль з. Процессы на конвергентных границах 77

Лекция 5. Субдукция 77

Геофизические особенности зон субдукции 78

Типизация зон субдукции 81

Особенности магматизма 86

Особенности метаморфизма 90

Режим субдукционной аккреции 91

Режим субдукционной эрозии 92

Рекомендуемая литература 92

Лекция 6. Обдукция 93

Тектонические режимы обдукции 93

Офиолиты 95

Метаморфизм 97

Рекомендуемая литература 99

Лекция 7. Коллизия 100

Строение коллизионных поясов 104

Рекомендуемая литература 107

Модуль 4. Взаимосвязь ТЕКТОНИЧЕСКИХ процессов. ТЕКТОНО-МАГМАТИЧЕСКИЙ цикл 108

Лекция 8. Основные этапы тектоно-магматического цикла 108

Рекомендуемая литература 114

Глоссарий 115

Введение

Геотектоника - раздел геологии, изучающий структуру, движения, деформации и развитие верхних твёрдых оболочек Земли - земной коры и верхней мантии (тектоносферы) в связи с развитием Земли в целом.

Основным объектом исследований геотектоники служат процессы, протекающие в тектоносфере - внешней оболочке Земли, охватывающей земную кору и верхнюю мантию, или, точнее, выделяемые в пределах этих оболочек литосферу и астеносферу. Именно тектоносфера является областью проявления тектонических и магматических процессов. Верхняя хрупкая оболочка планеты – литосфера – разделена на плиты, постоянно перемещающиеся по поверхности подстилающей пластичной астеносферы, испытывающие разного рода деформации и изменяющиеся в связи с развитием Земли.

Согласно современной геологической теории о движении литосферы – тектонике плит - в основе глобальных тектонических процессов лежит горизонтальное перемещение относительно целостных блоков литосферы – литосферных плит. Таким образом, тектоника плит рассматривает движения и взаимодействия литосферных плит.

Главные источники тектонических движений связаны не с самой литосферой, а с более глубинными оболочками, вплоть до ядра. Но характер движений литосферных плит определяется, в первую очередь, характером движений вещества астеносферы и протекающими в последней процессами (плавление вещества и пр.). Именно по этой причине астеносферы и литосферу объединяют в одно понятие тектоносферы, как области протекания тектонических процессов.

Развитие представлений об источниках и механизмах переноса эндогенной энергии и глобальной взаимосвязи тектонических процессов повлекло за собой формирование нового научного направления – геодинамики.

Геодинамика - наука о глубинных силах и процессах, возникающих в результате эволюции Земли, как планеты и обуславливающих движение вещества и энергии внутри Земли. Геодинамика является синтезирующей дисциплиной, использующей данные геологии, геохимии и геофизики, а также широко применяет математическое и физическое моделирование глубинных процессов.

Нужно подчеркнуть, что геодинамика, в отличие от большинства геологических дисциплин, во многом описательных, ставит целью получение количественных оценок сил действующих в недрах Земли и построение моделей глобальных процессов на основе известных физических законов. Можно сказать, что геодинамика – наука о физической сущности процессов эволюции Земли. Её конечная цель – на основе известных геолого-геофизических фактов, используя фундаментальные законы физики и современный математический аппарат, построить непротиворечивую модель эволюции планеты.

Основные принципы геодинамики можно сформулировать следующим образом:

• Земля – физическое тело, развивающееся по определённым физическим законам, описываемым с помощью математического аппарата;

• основные источники энергии, определяющие тектоническую активность Земли, находятся внутри нее самой;

• Земля и ее оболочки (кора, мантия и ядро) представляют собой единую геодинамическую систему, протекающие в этой системе химические и механические процессы взаимосвязаны;

• геодинамическая активность Земли неравномерна в пространстве и времени.

Данный курс лекций ставит целью решение нескольких главных задач:

• рассмотрение основных положений, лежащих в основе современных геотектонических и геодинамических представлений;

• рассмотрение процессов, рассматриваемых в рамках тектоники литосферных плит и проявленных в определённых геодинамических обстановках – характерных геологических структурах, с определённым характером взаимодействия литосферных плит;

• рассмотрение взаимосвязи тектонических процессов.

Исходя из перечисленных задач, определена структура теоретической части курса. В первом модуле рассматривается модель внутреннего строения и состав Земли, знание которых необходимо для понимания взаимосвязи глубинных процессов. Второй модуль раскрывает основные положения тектоники литосферных плит. В третьем модуле рассмотрены геодинамические обстановки дивергентных границ – границ, вдоль которых происходит раздвижение литосферных плит. В четвёртом модуле рассмотрены обстановки конвергентных границ - границ, вдоль которых происходит столкновение литосферных плит. Пятый модуль посвящён рассмотрению тектоно-магматического цикла, отражающего взаимосвязь и последовательность тектонических процессов в ходе эволюции литосферы.

Необходимость изучения курса «Геотектоника с основами геодинамики» обусловлена современными требованиями к подготовке геолога, сталкивающегося в ходе решения многих практических вопросов с необходимостью понимания вопросов, связанных со строением и эволюцией участков литосферы. Достаточно заметить, что формирование месторождений в определяющей мере контролируется геодинамическим режимом развития территорий.

Несмотря на широкое (и необходимое!) использование в геодинамике математических моделей, в курсе лекций использование формул сведено к минимуму – здесь приводятся обобщённые модели, необходимые для понимания геологических процессов (магматизм, метаморфизм, характер дислоцированности).

Аспекты курса, имеющие практическую направленность (основы формационного анализа и пр.) отражены в соответствующих учебно-методических пособиях и учебных других материалах.