2.4 Основні структури тектоносфери і літосфери, принципи їх вивчення та класифікації

Під терміном “тектонічна структура” розуміють відокремлену ділянку земної кори, літосфери або тектоносфери, відмінної від суміжних певним поєднанням складу та умов залягання порід, які їх складають. Ці відмінні риси визначенні специфікою проявлення тектонічних рухів, магматизму, метаморфізму, осадконакопичення і денудації, тобто тектонічним та ендогенним режимом в період формування даної структури.

Тектонічні структури надзвичайно різноманітні за своїми масштабами, магматизмом, тектонічним режимом розвитку та глибиною проникнення в надра Землі. На основі цих ознак переважно проводиться класифікація тектонічних структур. В якості найбільших структур літосфери і тектоносфери розглядають літосферні плити, океани і континенти. В подальшому, в залежності від тектонічної активності, розрізняють відносно рухомі, мобільні структури (геосинкліналі та орогени) і відносно малорухомі, стабільні (платформи, серединні масиви) структури. Тектонічні порушення виділяють як в межах мобільних, так і в межах стабільних структур.

Під літосферними плитами розуміють великі ділянки літосфери (тисячі кілометрів в поперечнику), які обмежені відносно вузькими зонами сейсмічної і вулканічної діяльності. Літосферні плити можуть бути океанічними, континентальними і змішаними. До океанічних плит відносяться Тихоокеанська, Наска, Кокосова; до континентальних - невеликі плити в межах Альпійсько-Гімалайського складчастого поясу (наприклад, Тібетська, Іранська); до змішаних - Північно- і Південноамериканські, Африканська, Євразійська, Антарктична, Індо-Австралійська та ін. (рис. 2.4).

Найбільш молодими є океанічні плити, вік яких не перевищує 100-150 млн. років. Вони також досить тонкі - від 7-10 км під осьовою частиною серединно-океанічних хребтів до 80-90 км під найбільш давніми ділянками океанічного дна. Континентальні літосферні плити мають вік мільярдів або сотень мільйонів років, а їх товщина складає від 150-200 км під молодими платформами до 250-400 км під щитами давніх платформ.

Головні плити: І – Євразійська, ІІ – Північноамериканська, ІІІ – Африканська, ІV – Індо-Австралійська, V – Тихоокеанська, VІ – Наска, VІІ – Кокосова, VІІІ – Південноамериканська, ІХ – Антарктична; малі плити: 1 – Охотська, 2 – Амурська, 3 – Тібетська, 4 – Іранська, 5 – Аравійська, 6 – Сомалійська, 7 – Китайська, 8 – Філіппінська, 9 – Хуан-де-Фука, 10 – Карибська, 11 - Скоша

Рисунок 2.4 – Схема розташування літосферних плит із вказанням сейсмічності Землі (за В.П. Гавриловим, 1990)

Літосферні плити переміщуються по поверхні Землі як жорсткі тіла і лише їх окраїни зазнають руйнування або нарощування.

В залежності від особливостей будови літосфери і верхньої мантії в складі плит виділяють океани і континенти.

Океани. В останній час океани, поряд з континентами, розглядаються як великі геологічні структури літосфери, границі яких не завжди співпадають з границями океанів і континентів в їх географічному розумінні. Тому правильніше до океанів застосовувати термін “океанічна структура”, а для континентів - “континентальна структура”. Однак із-за традиції цього не роблять, вкладаючи тектонічний зміст в географічні поняття.

Відмінні риси океанів наступні:

1 Вони мають специфічну будову земної кори, що дало можливість обгрунтувати виділення океанічної кори в якості самостійного типу. Літосфера океанів в середньому в 10 разів тонша від континентальної і набагато молодша.

2 Будова верхньої мантії океанів відрізняється від будови верхньої мантії під континентами. Основна відмінність полягає в тому, що верхня мантія складається виключно із астеносфери, тоді як під континентами цей шар різко тоншає і вироджується. Із цього можна зробити висновок, що “коріння” океанів виходять за межі літосфери і знаходяться в тектоносфері.

3 Океани характеризуються виключно основним вулканізмом. Лінія, яка розділяє області розвитку основного і кислого вулканізму, практично співпадає з геологічною границею океан-континент, яка проводиться по підошві континентального схилу, тобто по ізобаті 2.5-3 км. Ця лінія називається андезитовою.

4 Практично вся океанічна літосфера складена породами, які не піддавались процесам складчастості і високотемпературним змінам (метаморфізму), тобто океанічна літосфера не зазнавала геосинклінального розвитку і тут не було інтенсивного прогинання з накопиченням потужних товщ осадово-вулканогенних порід з наступною інверсією тектонічних рухів, інтрузивним магматизмом, регіональним метаморфізмом і складчастістю.

5 Границя океанів з континентами переважно проявляється великими надглибинними розломами, які занурюються в надра Землі на глибину до 400-700 км.

6 Океани мають ряд геофізичних ознак, які відрізняють їх від континентів, а саме: відносно підвищені теплові потоки; специфічне магнітне поле; суттєво підвищене значення гравіметричного поля.

Підсумовуючи ці основні відмінні ознаки океанів як тектонічних структур, їх можна визначити як великі структури тектоносфери із земною корою океанічного типу, в межах яких не відбуваються геосинклінальні процеси.

Континенти як тектонічні структури характеризуються наступними основними ознаками:

1 В складі земної кори континентів практично повсюдно присутній “гранітний” шар. У виключних випадках наявні ділянки із суттєвим зменшенням або повним виклинюванням цього шару (“базальтові вікна”). Товщина кори 30-35 км, а максимальна - 70-75 км. Літосфера під континентами має товщину від 150 до 400 км.

2 Верхня мантія континентів має “редуційовану”, не яскраво виражену астеносферу.

3 Континенти характеризуються як основним, так і кислим магматизмом. При цьому основний магматизм континентів відмінний від основного магматизму океанів.

4 Континентальна літосфера сформувалась за рахунок геосинклінальних процесів, які привели до утворення потужного граніто-метаморфічного шару. В зв’язку з цим в складі літосфери можна виділити різновікові складчастості - від карельської до альпійської. Ті області, де складчасті процеси пройшли давно, являють собою платформи, а молоді складчасті області є сучасними гірськими спорудами.

Таким чином, континентами називаються великі структури тектоносфери з земною корою континентального або проміжного типу, в межах яких проходили або проходять геосинклінальні процеси.

Границя між континентами і океанами як між найбільшими тектонічними спорудами проводиться по межі виклинювання гранітно-метаморфічного шару, що відповідає ізобаті 2.5-3 км.

Як мікроконтиненти слід розглядати деякі ділянки океанів, які мають кору континентального типу. Це півострів Мадагаскар, включаючи Сейшельські острови в Індійському океані; Новозеландське плато в Тихому океані; підводні підняття Ломоносова, Менделєєва та Альфа в Північному Льодовитому океані та інші.

Подальший поділ тектонічних структур базується на основі геотектонічного режиму їх розвитку, під яким розуміють спрямованість та інтенсивність тектогенезу, метаморфізму та магматизму. Переважно це структури лінійної форми, які утворюють продовгуваті тектонічно рухомі пояси в межах континентів та океанів. До них відносяться геосинкліналі та орогени.

Геосинкліналі характеризуються стійким прогинанням на початкових стадіях свого розвитку, а на завершальній стадії - інверсією тектонічного режиму з утворенням гірськоскладчастих областей. У відповідності з тектонічним режимом розвитку геосинкліналі відрізняють по величезній товщині накопичення осадово-вулканогенних порід, магматизмі, метаморфізмі і сейсмічній активності.

Орогени - лінійні структури літосфери із явно вираженим гірським рельєфом. Рухомість орогенів виявляється в проявленні суттєвих висхідних вертикальних рухів, горизонтальних рухів, сейсмічності, іноді магматизму. Оскільки гірські системи відомі на континентах і на дні океанів, то виділяють континентальні та океанічні орогени.

Відносно малорухомі структури літосфери із спокійним проявленням тектонічних рухів невеликої амплітуди представлені платформами і серединними масивами.

Платформи мають ізометричну форму, знівельований низинний рельєф, а їх стан близький до ізостатичної рівноваги. Для платформ в регіональному плані характерною особливістю є стійкість низхідних вертикальних рухів невеликої амплітуди. Практично відсутня сейсмічність. Магматизм проявляється тільки в порівняно короткочасні періоди активізації рухомості по розломах. Платформи - це тектонічно пасивні ділянки літосфери. Земна кора платформ може мати континентальну і океанічну будову, в зв’язку з чим іноді розрізняють континентальні і океанічні платформи.

Серединні масиви - це стійкі ділянки земної кори в системі рухомої геосинклінальної області. Переважно серединні масиви є залишками платформ, подрібнених і роз’єднаних активними геосинклінальними процесами. Від платформ вони відрізняються відносно невеликими розмірами, кутовою формою, фрагментарним розподілом в просторі, деякою тектонічною активністю, яка проявляється у вигляді тектонічних рухів і магматизму.

Переважно серединні масиви виділяють як структури геосинклінальних і гірськоскладчастих областей. А.Д.Архангельський ще в 1937 році вказував на існування двох типів серединних масивів. По-перше, це ділянки давніх платформ, які збереглися між геосинклінальними прогинами. По-друге, це припідняті складчасті масиви в серединних частинах геосинклінальних областей, які при продовженні складчастості зазнають значно менших деформацій, ніж суміжні райони геосинклінальних областей.

В.Є.Хаїн запропонував розрізняти три типи серединних масивів: масиви першого роду - уламки давніх платформ, які збереглися з часу закладення геосинклінальних поясів (Таримський масив); масиви другого роду - уламки зон консолідації, які виникли в кінці ранніх циклів геосинклінального розвитку (Богемський масив); масиви третього роду - фрагменти площ ранньої консолідації, які наростали по всій периферії з зонами більш давніх консолідацій (Індонезійський масив).

“Корені” мобільних і стабільних структур мають меншу глибину проникнення в надра планети, ніж “корені” літосферних плит, континентів і океанів. Тому геосинкліналі, орогени, платформи і серединні масиви - це тектонічні структури літосфери і верхньої мантії.

Специфічними структурами літосфери і тектоносфери є тектонічні порушення - лінійні зони порушення суцільності земної кори, які проявляються у вигляді конкретного скиду або підкиду; у вигляді протяжної зони дроблення кори (глибинні розломи); у вигляді специфічних структур розтягнення (рифтів). Тектонічні порушення можуть затухати в осадовому шарі кори, проникати у верхню і навіть середню мантію Землі. Тому всі вони є структурами як літосфери, так і тектоносфери.

Виділені тектонічні структури є надзвичайно великими структурами в складі літосфери і тектоносфери Землі. В свою чергу вони розпадаються на відносно менші складові структури аж до локальних піднять (антикліналей) і локальних прогинів (синкліналей).

Запитання для самоперевірки

1 Що розуміється під терміном “тектонічні рухи”?

2 Основні класифікації тектонічних рухів.

3 Охарактеризуйте коливні тектонічні рухи.

4 Що таке “тектоно-магматичний цикл”?

5 Основні властивості тектонічних рухів.

6 Методи визначення вертикальних тектонічних рухів.

7 Методи визначення горизонтальних тектонічних рухів.

8 Сучасні тектонічні рухи і методи їх визначення.

9 Новітні тектонічні рухи і методи їх визначення.

10 Давні тектонічні рухи і методи їх визначення.

11 Дайте визначення літосферних та океанічних плит.

12 Основні відмінності в будові тектонічних структур океанів.

13 Основні ознаки континентів як тектонічних структур.

14 Тектонічно рухомі пояси в межах континентів та океанів.

15 Платформи і серединні масиви та їх характеристика.