ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 3879
Скачиваний: 5
2.14 Складчатые пояса континентов
По особенностям тектонического развития земной коры в структуре континентов выделяют складчатые пояса, которые обрамляют древние платформы.
Земная кора находится в беспрерывном движении. История ее развития распадается на отдельные отрезки времени, в которые тектонические силы, действуют с импульсивно нарастающей энергией, и завершается более или менее крупными сладкообразовательными процессами, коренным образом изменяющими внешний лик Земли: строение ее поверхности, физико-географические условия, облик органического мира. После этого наступает период тектонического затишья, знаменующий переход к новому циклу тектогенеза.
Совокупность фаз складчатости, проводящих к коренной перестройке структуры земной коры и к изменению физико-географических условий и органического мира на ее поверхности, называется эпохой складчатости. Под фазой складчатости понимается кратковременный складкообразовательный процесс, в результате которого совершается скачкообразное развитие структуры земной коры в заданном эпохой направлении.
Таблица 2.16 Основные эпохи складчатости и некоторые результаты тектогенеза
|
Эпоха складчатости |
Охватывает эры, периоды |
Интервал эпохи, млн. лет |
Основные изменения в структуре земной коры в результате складчатости |
|
Архейская |
AR |
4000 - 2000 |
Образовались остовы древних платформ |
|
Карельская |
PR1-2 |
1900 – 1600 |
Завершилось формирование древних платформ за счет складчатости в протогеосинклиналях |
|
Байкальская |
PR2- Є1 |
650 – 550 |
Расширение платформ за счет «байкалид» - древних складчатых областей (Тимано-Печорской, Северо-Устюртской, Байкало-Енисейской, Северо-Аравийской и др.) |
|
Каледонская |
Є3 – D1 |
540 – 400 |
Образование каледонид Восточной Гренландии, Скандинавии, Британских островов, ядер Армориканского, Арденского, Центрально-Французского, Чешского массивов, Северных Аппалач, Киргизо-Кокчетавской, Алтае-Саянской областей и др. |
|
Герцинская |
C – T1 |
350 – 200 |
Образование единого материка – Пангеи – в результате замыкания геосинклинальных поясов и объединения материков Лавразии и Гондваны |
|
Киммерийская (тихоокеанская) |
T3 – K1 |
200 – 150 |
Раскол Пангеи вследствие рифтогенеза и обновление Средиземноморского геосинклинального пояса. Образование Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов, океан Тетис. Образование киммерид Северо-Восточной Азии и Запада Америки |
|
Альпийская |
K2 - KZ |
150 – 0 |
Замыкание Средиземноморского пояса и соединение Евразии с Индостаном и Африкой. Складчатость в Тихоокеанском поясе и соединение Северной и Южной Америк. Земля приобретает современный облик. |
Главными складчатыми поясами являются (рис. 2.64, Приложение Е):
1. Тихоокеанский (Круготихоокеанский) - альпийский.
2. Урало-Охотский (или Урало-Монгольский) - герцинский.
3. Средиземноморский (или Альпийско-Гималайский) - альпийский.
4. Северо-Антлантический - каледонский.
5. Арктический - киммерийский.
Рис. 2.64 Главные складчатые пояса фанерозоя (по К. Сайферту, Л. Сиркину 1979)
1 – складчатые пояса (Т – Тихоокеанский, УО – Урало-Охотский, С - Мредиземноморский, СА – Северо-Атлантический, А – Арктический); 2 – древние платформы (кратоны) и их фрагменты
Все перечисленные складчатые пояса возникли в своей основной части в пределах древних океанических бассейнов или на их периферии. Предшественником Урало-Охотского пояса был Палеоазиатский океан, Средиземноморского – океан Тетис, Северо-Антлантического – океан Япетус, Арктического – Бореальный океан. Свидетельством океанского происхождения складчатых поясов является присутствие в них офиолитов – реликтов океанской коры. Все названные океаны (кроме Тихого) были вторичными, образованными в результате раздробления и деструкции суперконтинента Пангея-I, объединявшего в среднем протерозое все современные древние платформы. В глобальном масштабе статистически намечаются определённые эпохи заложения бассейнов с океанской корой и окончания их развития с новообразованием континентальной коры – эпохи орогенеза.
Главными эпохами орогенеза являлись байкальская (в конце докембрия), каледонская (в конце силура - начале девона), герцинская (в позднем палеозое), киммерийская (в конце юры – начале мела), альпийская (в олигоцене – квартере). Они завершают циклы продолжительностью 150-200 млн лет, впервые выделенные в конце XIX века французским геологом М. Бертраном и поэтому получили название в честь его – циклы Бертрана.
Все складчатые пояса пережили более одного цикла Бертрана, и продолжительность их активного развития охватывает многие сотни млн. лет. Полный цикл эволюции складчатого пояса (от возникновения до закрытия океана) получил название цикла Вилсона (Уилсона), в честь одного из основоположников тектоники плит канадского геофизика Дж.Т. Вилсона, выделившего их в 1986 году. Циклы Вилсона проявляются в масштабе всего или почти всего пояса, в то время как составляющие их циклы Бертрана затрагивают лишь отдельные его части.
Циклы Вилсона (Уилсона) включают 6 стадий: 1) континентальный рифтогенез (пример, Восточно-Африканская рифтовая система); 2) ранняя стадия (Красноморский рифт); 3) зрелая стадия (Атлантический океан); 4) стадия угасания (западная часть Тихого океана); 5) заключительная стадия (Средиземное море); 6) реликтовая стадия или геосутура (линия Инда в Гималаях). Для каждой стадии характерен определённый тип движений (поднятие, растяжение, сжатие, снова поднятие), тип осадков и магматитов.
Существует два типа складчатых поясов: 1) межконтинентальные (или коллизионные); 2) окраинно-континентальные (или субдукционные).
После окончания активного развития складчатого пояса орогенный режим сменяется платформенным. Отдельные части поясов могут быть эродированы и перекрыты осадочным чехлом, превращаясь в плиты молодых платформ (например, северная периферия Средиземноморского пояса ныне занята Западно-Европейской, Скифской и Туранской плитами). Другие части пояса в новейшую эпоху испытывали повторное горообразование уже во внутриконтинентальных условиях (например, Урал, Тянь-Шань, Алтай и ряд других горных сооружений Урало-Охотского пояса. Нередко внутри будущих поясов в результате проявления двух циклов Бертрана рифтинг, спрединг, закрытие океанского бассейна и орогенез, а между ними субплатформенный режим, проявляются дважды.
Внутреннее строение складчатых поясов. Внутреннее строение складчатых поясов очень сложное, по сути, любой пояс представляет собой коллаж разнородных структурных элементов – обломков континентов, островных дуг, образований ложа океанов и их окраинных морей, внутриокеанских поднятий и др. Складчатые пояса принято подразделять на отдельные складчатые системы, находящиеся между блоками (срединными массивами или микроконтинентами) континентальной коры или между ними и настоящими континентами. Складчатые системы занимают в поясе окраинное положение и пограничное с континентальными платформами и имеют условно зональное строение. Выделяются краевые прогибы, внешние и внутренние зоны орогенов.
При сочленении с плитой платформы отделяются от них краевыми или передовыми прогибами (Предуральский, Предкавказский, Предкарпатский), а при сочленении со щитом – прогибы отсутствуют (например, надвинутые скандинавские каледониды с Балтийским щитом). Прогибы вначале могут заполняться глубоководными глинисто-кремнистыми осадками, затем эвапоритами, молассами иногда в виде клиноформ. В последующем увеличивается роль тектонических покровов, олистостром и асимметричной складчатости.
Внешние зоны периферических складчатых систем в отличие от внутренних зон более однообразны по строению и развитию. Они расположены на той-же континентальной коре, что и кора (фундамент) прилегающей платформы. Фундамент платформ ступеньчато, либо полого по системе листрических сбросов, погружается под осадочный комплекс внешних зон. Этот комплекс – образования шельфа и континентального склона, обычно сорван с фундамента и перемещён на десятки и более сотни км в сторону платформы и представляет собой чешуйчато-надвиговую структуру, иногда надвинутую на толщи передового прогиба (Аппалачи, Канадские Кордильеры, Большой Кавказ, Пиренеи, Альпы, Карпаты и т.д.). Ширина внешних зон колеблется от первых десятков до первых сотен км и максимально - до 900 км в Верхоянско-Колымской системе. На основании амагматичности этих зон в своё время Г.Штилле выделял эти структуры как миогеосинклинали, в отличие от эвгеосинклиналей, т.е. настоящих высокомагматичных геосинклиналей внутренних зон.
Граница внешних зон с внутренними достаточно условна и обычно проводится по первому от платформы «офиолитовому шву».
Внутренние зоны орогенов – складчатых поясов и складчатых систем отличаются большой разнородностью и разнообразием. Наиболее характерный элемент для них – офиолитовые покровы разного происхождения (спрединговых зон, окраинных морей, энсиматических вулканических дуг). Они могут располагаться либо на осадочных образованиях внутреннего края внешних зон, либо на их кристаллическом фундаменте в результате обдукции. При этом фундамент может испытать ремобилизацию при прогреве тепловыми потоками, в результате чего образуются гранитогнейсовые купола.
Во внутренних частях коллизионных межконтинентальных орогенов нередко наблюдаются покровы кристаллических пород, ранее принадлежавших другому континентальному ограничению бассейна с океанической корой. Периферическим системам этих орогенов свойственно асимметричное строение с вергентностью, направленной к смежным платформам и распространяющейся на внутренние крылья передовых прогибов.
В окраинно-континентальных орогенах их обращённое к океану крыло образовано обычно изоклинально-чешйчато-надвиговыми комплексами аккреционной призмы, включающими серпентенитовый меланж и тектонические обдуцированные линзы офиолитов. Для этих зон характерен высокобарный метаморфизм (высокого давления и низких температур). В их тылу простираются пояса гранитных батолитов и высокотемпературных метаморфитов. Окраинно-континентальные складчатые пояса характеризуются дивергентным строением, связанным с поддвиганием под них с одной стороны океанической плиты (субдукция типа Б), а с другой – континентальной платформы (субдукция типа А) (например, Кордильеры Северной и Южной Америки).
Развитие складчатых поясов. Необходимо отметить, что по простиранию складчатых поясов происходят существенно различающиеся изменения в развитии, структуре, ширине и др. параметров. В основном они связаны с конфигурацией границ сталкивающихся в процессе конвергенции литосферных плит (Приложение Е).
С появлением тектоники плит история складчатых поясов рассматривается в рамках идей цикла Вилсона. Но необходимо учитывать, что развитие складчатых поясов шло разными путями, а потому имеет много индивидуальных черт. Общим является для них то, что бассейн с корой океанического типа, в конце концов, превращается в ороген с мощной (до 60-70 км) и зрелой континентальной корой, т.е. обстановка преобладающего растяжения и опускания сменяется в конце цикла обстановкой сжатия и поднятия. Разнообразие проявляется лишь в различии условий заложения бассейнов океанического типа и условий формирования орогенов, особенно на средних стадиях их развития.
В целом, выделяется несколько стадий (как указывалось выше) в развитии складчатых поясов:
1) Заложение подвижных поясов.
2) Начальная стадия развития подвижных поясов.
3) Зрелая стадия подвижных поясов.
4) Орогенная стадия развития подвижных поясов (главная стадия образования складчатых поясов), разделяющаяся на две подстадии: а) раннеорогенную, когда горообразование идёт за счёт тектонического скучивания, вызванного тангенциальным сжатием, сопровождающимся метаморфизмом, гранитизацией и накоплением моласс; б) позднеорогенную, когда темп воздымания складчатого сооружения резко ускоряется с сопутствующим лавинным осадконакоплением, интенсивной вулканической деятельностью, тектоническим скучиванием, региональным метаморфизмом и гранитизацией.
5) Тафрогенная стадия развития подвижных поясов. Орогенная стадия длится не более первых десятков млн. лет, а по её окончании наступает релаксация напряжений тангенциального сжатия и оно сменяется растяжением. Горные сооружения как бы расползаются по листрическим сбросам с образованием тафрогенов (грабенов), часто выполненных континентальными угленосными, красноцветными осадками, перемежающимися с покровами толеитовых базальтов. Эта стадия в определённом смысле гомологична раннеавлакогенной стадии развития древних платформ.
Складчатость – процесс изменения залегания горных пород в земной коре, проявляющийся в изгибании различных по форме (пластообразных и др.) и по масштабу геологических тел под влиянием тектонических движений и отчасти экзогенных процессов (более широкий термин – «складкообразование»).
Складчатость может проявляться в краткий либо длительный промежуток геологического времени. Длительные и многоактные процессы складчатости называются эпохами складчатости, имеющими общепланетарное распространение. Например, саамская или архейская, карельская, свекофеннская (1850-1600 млн. лет назад), готская (~12000 млн. лет назад), свеконорвежская или дальсландская (гренвильская) (1000-800 млн. лет назад), байкальская (650-550 млн. лет назад), каледонская или салаирская (500-395 млн. лет назад), герцинская (395-210 млн. лет назад), киммерийская (от 210 млн. назад до олигоцена), альпийская (олигоцен – до настоящего времени) складчатости. Кроме того, существуют генетические, кинематические и динамические классификации складчатости.
В генетической классификации выделяются эндогенные покровные типы (складчатость регионального сдавливания, гравитационного скольжения, диапировые, связанные с разрывами и перемещениями магмы и др.) и глубинные типы (складчатость вертикального течения и т.д.).
В кинематической классификации выделяется три типа: складчатость общего смятия (полная или голоморфная), проявляющаяся при горизонтальном или наклонном осевом сжатии; прерывистая или идиоморфная; складчатость, проявляющаяся при местном вертикальном сжатии; складчатость, проявляющаяся гравитационным путем.