Магматизм геосинклінальних областей

Інтенсивний прояв магматичної діяльності як в інтрузивних, так і в ефузивних формах складає одну з найхарактерніших особливостей розвитку геосинклінальних областей. Початкова стадія геосинклінального процесу характеризується широким розвитком ефузивного магматизму, який супроводжує формування глибинних розломів, вздовж яких територія зазнає занурення. У другій половині власне геосинклінальної стадії формування території відбувається переважно інтрузивний магматизм.

Інтрузії складчастих областей за часом їх утворення поділяються на доорогенні, синорогенні і посторогенні.

Поява ранніх доорогенних інтрузій пов"язана з прогинанням і розколами земної кори на початковій стадії геосинклінального процесу. В цей час відбувається вторгнення магми ультраосновного і основного складу з формуванням переважно сілів і лаколітів.

Синорогенні інтрузії виникають у другу половину розвитку геосинклінального етапу розвитку території (орогенну) одночасно із формуванням складчастості і тектонічних структур. Це переважно інтрузиви кислого складу, що мають форму батолітів.

Посторогенні інтрузії пов"язані з блоковими розломами, утворення яких є наслідком інтенсивних піднять. Це штоки або невеликі батоліти кислих і лужних порід, які часто розташовуються під кутом до загального напрямку складчастості, на відміну від синорогенних інтрузій, орієнтованих узгоджено із вміщуючими породами.

За масштабами прояву інтрузивна діяльність в геосинклінальних областях значно перевищує ефузивну. 86% інтрузій має кислий склад (гранітоїди), 13% становлять інтрузиви основного, середнього і ультраосновного складу і лише 1% становлять інтрузиви лужного складу. Серед ефузивів навпаки, переважають лави основного і середнього складу (82%), а кислого складу становлять 18%.

Закономірності розвитку геосинклінальних областей

Головна закономірність розвитку геосинклінальних областей полягає у тому, що упродовж геотектонічного циклу відбувається перетворення області інтенсивного опускання земної кори і накопичення спокійно залягаючих потужних, в основному морських осадів, у свою протилежність - в область підняття з формуванням гірської складчастої споруди. Таким чином, у процесі формування континентальної геосинкліналі можна виділити два етапи, що супроводжуються різнонаправленими рухами земної кори.

У першу стадію відбуваються переважно низхідні рухи; внаслідок цього утворюється обширна акваторія, на дні якої відбувається накопичення теригенно-осадових і глибоководних хемогенних відкладів. Цей процес супроводжується інтрузивним і підводним ефузивним магматизмом. Підводне виверження вулканів сприяє формуванню потужних товщ вулканогенно-осадових порід і пластоподібних тіл лавових покривів. Поступово суто низхідні рухи змінюються частими коливаннями земної кори змінного напрямку з відносно невеликими амплітудами ( так звана "пульсація дна"), що призводить до формування потужних товщ ритмічно перешарованих порід однотипного складу - флішу. Поступово висхідні рухи починають переважати над низхідними і у центральній ділянці геосинкліналі починає формуватися геоантикліналь. Це відповідає утворенню островів і острівних дуг в морях і на границях морів і океанів (наприклад острів Сахалін, Японські острови, архіпелаги дрібних островів Тихого океану тощо).

Коли висхідні рухи земної кори починають переважати над низхідними і на місці геосинкліналі починає формуватися геоантикліналь, одночасно з цим на територію починають впливати стискуючі горизонтальні рухи. Внаслідок цього утворюється гірська територія (ороген), де розвинуті складчасті структури, розривні порушення і глибинні розломи, вулканізм і висока сейсмічна активність.

Будова платформ

Гірськоскладчасті області з часом зазнають дії руйнівних сил екзогенних процесів, внаслідок чого поступово відбувається утворення поверхонь вирівнювання: гірські хребти згладжуються, а міжгірські западини заповнюються продуктами руйнування, що зсуваються по схилах у понижені ділянки. Рельєф набуває менш розчленованого вигляду, а іноді - майже рівнинного. Вертикальні рухи проявляються у повільному, відносно малоамплітудному опусканні чи піднятті блоків земної кори, а горизонтальні - дуже слабкі. За практичної відсутності горизонтальних стискуючих рухів у осадовому чохлі утворюються переважно структури облягання, флексури, діапірові складки, формування яких пов"язане переважно з гравітаційними процесами і відмінністю фізичних властивостей порід у розрізі.

Платформа - це відносно стійка обширна за площею ділянка літосфери ізометричної форми, яка характеризується:

- ізометричність границь і більшості крупних геоструктурних елементів, що входять в її склад;

- повільними і плавними вертикальними рухами невеликої амплітуди і слабкої контрастності;

- послабленим проявом горизонтальних рухів, що виражається у похилому, слабо дислокованому заляганні осадових порід і розвитком структур облягання, інгресії, конседиментаційних флексур тощо;

- відносно невеликою товщиною накопичених осадів (у середньому 2-3 км) і переважанням неритових 9мілководних) фацій;

- обмеженим проявом магматизму (особливо інтрузивного), розвитком трапового магматизму на древніх платформах;

- відсутністю метаморфізму в породах осадового чохла.

Однією з характерних рис будови платформ є наявність в їх розрізі двох структурних поверхів (або ярусів). Нижній поверх утворюється в геосинклінальну передісторію розвитку території і отримав назву фундаменту; часто формування складчастого фундаменту відбувалося упродовж декількох епох складчастості. Розрізняють кристалічний і складчастий фундаменти. Кристалічний характерний для древніх платформ, фундамент яких сформувався в докембрії і складений гранітами, гнейсами, кристалічними і слюдяними сланцями, тобто переважно інтрузивними магматичними і глибоко метаморфізованими породами. При цьому породи метаморфічного комплексу зім"яті в стиснуті, часто перекинуті і ізоклінальні складки. Для молодих платформ характерний складчастий фундамент, сформований ефузивними утвореннями, осадовими і метаморфічними породами, при цьому метаморфічні породи піддалися невисокій ступені метаморфізму. Залягання порід значно дислоковане, часто пронизане інтрузіями. Верхній ярус - платформний чохол, осадовий чохол платформ, складений формаціями платформного типу, слабо дислокованими і, зазвичай, не метаморфізованими. Співвідношення залягання нижнього (фундамент) і верхнього (чохол) ярусів являє собою різко виражене регіональне кутове неузгодження.

Вік платформи визначається за віковими співвідношеннями складчастого фундаменту і осадового чохла, що вказують на час закінчення геосинклінального етапу розвитку території і встановлення платформного режиму.

Вік платформи також можна визначати виходячи із часу остаточного формування складчастої основи. При цьому додається префікс "епі-", наприклад, епігерцинська платформа - це платформа, що сформувалася над герцинською складчастою основою, тобто має герцинський складчастий фундамент.

Платформи, фундамент яких сформувався у докембрійську епоху складчастості, називаються древніми. Молоді платформи мають фундамент палеозойського та мезозойського віку. Відповідно, крім древніх платформ, виділяють епібайкальські, епікаледонські, епігерцинські і епімезозойські. Епіальпійськіх платформ не існує, оскільки альпійська епоха складчастості ще не завершилася.

Формації платформ і пов"язані з ними корисні копалини

Товщина осадового чохла платформ значно менша, ніж товщина аналогічних за віком відкладів в геосинклінальних областях. Нижче наведені формації платформних областей, характерні для осадового чохла, оскільки у складчастому фундаменті в геосинклінальну стадію розвитку утворились формації, характерні для геосинклінальних областей:

- карбонатні і глауконітово-карбонатні;

- морські уламкові;

- червоноколірні і галогенні;

- континентальні;

- трапова.

З породами морської уламкової формації пов"язані поклади нафти і газу (як приклад - нафтогазоносність ДДЗ). Червоноколірна і галогенна формація утворювалась в умовах мілководдя і сухого посушливого клімату, що призвело до утворення потужних соленосних товщ. Континентальна формація є в першу чергу вугленосною, тобто в умовах теплого вологого клімату на рівнині утворюються заболочені території, де формуються торфяники, що в подальшому перетворюються на вугілля. Дуже цікавою є трапова формація, яка представлена складним комплексом пластових і дайкових інтрузивних тіл і лав основного складу. З мезозойськими інтрузивами базальтового складу на древніх платформах пов"язані родовища алмазів, платини, хромітів тощо.

Структурне розчленування платформ

В межах платформ територія в плані рельєфу може бути рівниною, породи осадового чохла зберігають майже горизонтальне залягання, але разом з тим виділяють позитивні і від"ємні структури; належність до певної категорії залежить від положення фундаменту.

Позитивні структури характеризуються зонами, де складчастий фундамент зазнав підняття; такими структурами є щити, антеклізи, склепіння , вали тощо. Від"ємні структури характеризуються зануреним фундаментом; такими структурами є плити, синеклізи, мульди, авлакогени.

Щити - обширні ізометричні області древніх платформ, де на поверхню виходять породи кристалічного фундаменту (Український кристалічний щит), а осадовий чохол відсутній, чи має локальний розвиток і товщину. Ці області платформ зазнавали переважного підняття, внаслідок чого осадовий чохол зазнав повного розмиву.

Антеклізи - ділянки похилого підняття фундаменту з малопотужним (до 1,5-1 км) осадовим чохлом; на Воронезькій антеклізі товщина осадового чохла над кристалічним фундаментом в окремих ділянка не перевищує 0,5 м. Площа антекліз становить сотні квадратних кілометрів.

Склепіння - ділянки підняття фундаменту майже ізометричної форми площею у десятки квадратних кілометрів. На відміну від антекліз, де кути нахилу не перевищують перших десятків градусів, для склепінь характерні кути нахилу більше 30º.

Вали - вузькі (10-50 км) але довгі (до 200-300 км) ланцюги локальних піднять. Складні вали складаються з декількох паралельних ланцюгів.

Плити - обширні області платформ, фундамент яких, повністю, або майже повністю вкритий осадовим чохлом. На поверхню фундамент виходить тільки на окремих підняттях; такі ділянки виходу називаються масивами. Наявність чохла в межах плит свідчить про тривале і стійке прогинання земної кори.

Синеклізи - обширні за площею (сотні тисяч км²) від"ємні платформні структури, які характеризуються похилим (до 25º) нахилом шарів на крилах. В межах синекліз розвивається найбільш потужний осадовий чохол, що сягає в середньому 5-6 км. Відомо, що у найглибшій депресії в світі - Прикаспійській синеклізі, фундамент занурений на глибину близько 17 км.

Мульди - від"ємні платформні структури ізометричної форми, які відрізняються від синекліз більшою крутизною падіння крил і меншою площею (десятки тисяч км²). Аналогічні до мульд за площею структури - западини, характеризуються лінійністю.

Авлакогени - крупні вузькі лінійні западини на платформах, що обмежені крупними розломами і супроводжуються довготривалим в часі опусканням фундаменту та утворенням потужної товщі порід осадового чохла в межах депресії. Яскравим прикладом авлакогену є так звана ДДЗ - Дніпрово-Донецька западина.

Складчастість на платформах

На відміну від складчастих областей, де складки розповсюджені на всій їх території, в платформному чохлі вони представлені у вигляді поодиноких структур або окремих груп, які розділені між собою обширними ділянками з горизонтальнич чи слабонахиленим заляганням порід .

У розташуванні складок відсутня лінійність і вони не мають орієнтованого у певному напрямку простягання. Лише в групах складок помічається їх певна паралельність, або витягнутість в одному напрямку, що дозволяє поєднати іх у ланцюги складок або вали. Широко розвинені антиклінальні діапірові складки, а також куполоподібні і брахіантиклінальні складки, а також куполоподібні і брахіантиклінальні форми.

Магматизм платформ

Магматична діяльність в межах платформ порявляється значно слабше, ніж в геосинклінальних областях. Інтрузії кислого і лужного складу мають незначні розміри і приурочені, головним чином, до їх периферійних ділянок.

Окремо слід розглянути магматичні породи так званої трапової формації. Вони утворились на древніх платформах у мезозої (переважно у тріасі) і являють собою плитоподібні (дайки) і трубчасті тіла сформовані магмою основного складу. Іх утворення супроводжувалось широким розвитком у фундаменті глибинних розломів.

Закономірності розвитку платформ

Платформи виникають на місці раніше сформованих геосинклінальних областей; при цьому платформи отримують складчастий фундамент, на якому в подальшому формується осадовий чохол осадового походження. Платформний чохол нарощується з кожним геотектонічним циклом.

На початку кожного геотектонічного циклу платформа стає припіднятою і осушеною. Моря зберігаються лише на окраїнах, головним чином у прогинах. Центральні частини території платформи у цей час є областями розмиву і джерелом уламкового матеріалу.

Перша половина геотектонічного циклу характеризується загальним опусканням платформи, що викликає широку трансгресію моря і накопичення тонких теригенних карбонатних формацій.

У другій половині геотеконічного циклу загальне опускання змінюється поступово загальним підняттям. Деякі прогини відокремлюються від відкритого моря і заповнюються галогенними, а з часом і вугленосними формаціями. У кінці геотектонічного циклу море покидає платформу, зберігаючись лише у межах крайових прогинів.

Будова крайових прогинів

Крайові прогини - це дуже крупні , часто дуже складної форми від"ємні тектонічні структури, які розташовуються між геосинклінальними областями і платформами і мають в загальних рисах будову синкліноріїв. Вік крайових прогинів визначається у відповідності з тими геотектонічними циклами, в яких вони виникли (наприклад, герциніди Уралу відокремлені від Руської платформи Передуральським крайовим прогином).

Герцинські, мезозойські і альпійські крайові прогини у рельєфі виражені передгірськими западинами, які відокремлюють ланцюги складчастих споруд від суміжних рівнинних просторів платформних областей. Крайові прогини (по Н.С.Шатському) виникають там, де геосинклінальні області насуваються на платформу.

Крайові прогини починають формуватися в умовах зміни опускання геосинклінальної області її підняттям, коли у ній переважають висхідні рухи.

Формації крайових прогинів

Формації крайових прогинів формуються на фоні енергійного підняття і розмиву складчастих споруд; отже тут представлені формації, утворення яких характерне як для геосинклінального процесу, так і для платформного. До них належать:

- моласова;

- вугленосна;

- галогенна;

- формація бар"єрних рифів.

Моласова формація складається потужними товщами теригенних порід, конгломератів, пісковиків, аргілітів, що утворюються за рахунок уламкового матеріалу, що зноситься з піднять. З цією формацією пов"язані поклади вугілля, нафти і газу.

Вугленосна формація дуже широко розвинута у крайових прогинах; формування вугленосності відбувалося в умовах відносно рівнинного рельєфу і мілководних водойм у зовнішній зоні крайових прогинів, яка за характером геологічної будови і рельєфом ближче до платформ.

Галогенна формація складається з пісчано глинистих порід з покладами кам"яних і калійних солей.

Формація бар"єрних рифів складається з органогенних коралових вапняків, які утворюються в умовах мілководного (до 50 м) морського басейну і теплого тропічного клімату. Потужні товщі пористих і проникних коралових вапняків є чудовими колекторами і часто містять поклади нафти і газу.

Будова і закономірності розвитку крайових прогинів

Крайові прогини закладаються по периметру геосинклінальних областей, після чого вони поступово розширяються за рахунок опускання окраїнних частин платформ. Таким чином, у своїй геологічній будові крайові прогини несуть риси і геосинклінальних і платформних областей. Простягання структур у крайових прогинах аналогічне простяганню структур в геосинклінальних областях, але характер цих структур відмінний у зонах, що межують з геосинклінальною областю і платформою.

Внаслідок зміщення крайових прогинів від геосинклінальних областей у бік платформ, вони характеризуються різкою асиметричністю поперечної будови. Внутрішня зона прогинів заповнюється найбільш потужними товщами (4-6 км) відкладів. Зовнішня зона характеризується значно меншою товщиною відкладів - до 1 км.

Внутрішні зони крайових прогинів виникають і розвиваються на складчастій геосинклінальній основі у першу стадію закладання прогинів, а зовнішні зони - на платформній основі, в кінці розвитку прогинів.

Внутрішня зона крайового прогину. Тут спостерігаються лінійні складчасті структури, ускладнені розривними порушеннями і лінійні діапірові структури. Складки переважно лінійні, з ундульованим шарніром, іноді брахіморфні, вузькі, стиснуті, різко асиметричні, із значними кутами падіння на крилах; простягання складок відповідає загальному простяганню геологічних структур у межах прогину,. Розривні порушення переважно є насувами, простягання яких відповідає простяганню складчастих структур крайового прогину і геосинклінальної області. Іноді внаслідок формування покривів, утворюється багатоповерхова тектонічна будова, при цьому відсутня успадкованість у будові нижніх і верхніх тектонічних поверхів ( див. "Шар"яжі").

Зовнішня зона прогину. В цій зоні спостерігаються складки брахіморфні і лінійні, простягання яких відповідає загальному простяганню геологічних структур в межах прогину, але для цих складок характерні велика ширина, незначні (до 20 º) кути падіння на крилах. Висота складок значно менша, ніж характерна для складок внутрішньої зони. Розривні порушення носять бриловий характер, що характерно для платформного тектонічного режиму.

Структури океанічного типу земної кори

Океанічні орогени (георифтогени) утворюють гірські пояси на дні Світового океану загальною протяжністю більше 70 тис км при ширині 2-3 тис км. Зазвичай вони розташовуються в центральних районах океанів і їх називають інакше середньоокеанічними хребтами. Такі хребти відомі в Атлантичному (Серединно-Атлантичний), Індійському, Тихому (Східно-Тихоокеанський), Північно-Льодовитому (хребет Гаккеля) океанах.

На долю океанічних орогенів припадає до 10% загальної площі поверхні планети. Рельєф різко розчленований; тут виділяють гірські піки, схили, гребені, рифтові долини.

Океанічні платформи (талассократони або талассогени) розташовані в межах океанів і виражені в рельєфі їх дна глибоководними котловинами (абісальні рівнини). Товщина кори сягає в середньому 5-7 км. Кора складається з базальтового, надбазальтового і осадового шарів.

Контрольні запитання

1 Що таке розділи Мохоровичича і Конрада?

2 Дайте характеристику літосфери.

3 У чому полягають відмінності між континентальною і океанічною земною корою?

4 Циклічність у розвитку земної кори.

5 Які основні структурні елементи виділяються у земній корі континентального типу?

6 Основні етапи утворення геосинклінальній областей.

7 Основні риси будови геосинклінальних областей.

8 Формації геосинклінальних областей і зв"язок з ними корисних копалин.

9 Структурне розчленування геосинклінальних областей.

10 Складчастість геосинклінальних областей.

11 Які особливості прояву магматизму характерні для геосинклінальних областей?

12 Що таке платформа?

13 Як визначається вік платформ?

14 Які формації розвинуті на платформах і які корисні копалини з ними пов"язані?

15 Характеристика основних структурних елементів платформ.

16 Чим відрізняється складчастість платформ і геосинкліналей?

17 Дайте характеристику платформенного магматизму.

18 Чим зумовлене утворення і розвиток платформенних структур?

19 Що таке крайові прогини?

20 Особливості будови крайових прогинів.

21 Формації крайових прогинів і корисні копалини, пов"язані з ними.

22 Які структури виділяють у океанічному типі земної кори?

23 Що таке рифти?