ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 3964
Скачиваний: 5
Гипотеза новой глобальной тектоники, безраздельно господствовавшая в геологии в 70 - 80-е годы, на наш взгляд, несколько утратила свою популярность, будучи не в силах объяснить некоторые факты, одним из которых является отсутствие зон субдукции в некоторых областях, например, вокруг Антарктической и Африкано-Аравийской литосферных плит. Под архейскими щитами всех континентов зона низких скоростей (астеносфера) отсутствует, а это означает, что континентальная кора здесь не отделена от мантии разуплотненным, или астеносферным, слоем. Следовательно, в области архейских щитов континенты не могли перемещаться относительно друг друга.
Изучение геологии докембрия убеждает в том, что концепция плитной тектоники на ранних стадиях истории земной коры неприменима. В нижнем архее весьма распространены мощные гнейсово-гранулитовые комплексы, исходные породы которых сформировались на всей поверхности планеты. Выходы этих комплексов слагают фундамент всех континентов, известны по берегам океанов, а в ряде мест и на их дне. По мнению Л.И.Салопа, докембрийские геосинклинали закладывались исключительно на континентальной (сиалической) коре, в результате ее деструкции и погружения. По-видимому, крупные докембрийские тектонические элементы (геосинклинали, щиты, авлакогены и ар.) существовали не меняя своего положения на протяжении весьма длительного времени - сотен миллионов лет. В докембрии, как и в фанерозое, наблюдалось чередование эпох глобального расширения и сжатия Земли, что было определяющим в развитии земной коры с самого начала ее образования.
Палеомагнитные исследования Б. Эмблтона и П. Шмидта (1979, 1981) по докембрию Африки, Австралии, Северной Америки и Гренландии позволили определить положение полюсов в интервале 2,3-1,6 млрд. лет и установить, что полюса для всех упомянутых континентов в течение каждого отрезка времени указанного интервала располагались близ друг друга. Следовательно, в ран-нем протерозое континенты занимали примерно то же положение и сходную с современной ориентировку относительно полюсов. Иными словами, дрейф континентов и тогда был очень проблематичен. Многочисленные данные показывают, что тектонические процессы, которые происходили на протяжении докембрия и дальнейшей геологической истории, имели определенную направленность и в то же время унаследованность от предыдущих этапов развития.
А. Мейерхофф, В.В. Белоусов, Л.И. Салоп, Ф.С. Моисеенко и другие исследователи приводят доказательства не мезозойского, а гораздо более древнего возраста Индийского и Атлантического океанов. В этих океанических бассейнах обнаружены небольшие участки выхода древних пород. Из них рифейские породы известны на западной окраине Срединно-Атлантического хребта в северной части Атлантического океана. Докембрийские породы подняты также со дна Центральной Атлантики в районе поднятия Сан-Паулу и на Таити. На нескольких участках восточного крыла Срединно-Атлантического хребта найдены палеозойские трилобиты.
Распределение залежей эвапоритов (соли, гипсы и т.п.) и угля свидетельствуют о примерно таком же, как в настоящее время, положении экватора и климатических поясов. Как показал А. Мейерхофф, 95-96% всех эвапоритов, начиная с позднего протерозоя до современности, размещадист в областях, где ныне испарение превосходит суммарное количество поступающей влаги. Это возможно только в том случае, если Мировой океан и системы атмосферной циркуляции оставались практически неизменными в пространстве и времени, а ось вращения Земли и континенты существенно не меняли своего взаимного расположения. Эти выводы подтверждаются тем фактом, что отложения эвапоритов любого возраста встречаются только в двух зонах, параллельных современному экватору, - одна к северу, а другая к югу от него. Большинство (88% по объему) промышленных угольных месторождений Земли сосредоточено, за редким исключением, в восточной трети или двух третях всех континентов, куда, как и в наше время, поступала теплая влага. Известные ледниковые отложения каменноугольно-пермского возраста в южном полушарии. И миоцен-четвертичного возраста в обоих полушариях распределены биполярно относительно современных географических полюсов. Древние коралловые рифы, подобно эвапоритам и залежам угля, образуют широкие полосы, параллельные современному тепловому экватору. На основании всех этих фактов можно сделать вывод, что континенты, океаны, а также ось вращения Земли существенно не меняли своего положения по крайней мере с середины протерозоя до настоящего времени.
В схему тектоники плит не вписывается Исландия, так как мощность континентальной коры здесь достигает 30-40 км и ни один рифт на данной территории не прослеживается.
Необходимо заметить, что новая глобальная тектоника, как и другие гипотезы, вовсе не опровергает геосинклинальную теорию. Учение о геосинклиналях возникло на основании обобщения громадного объема фактического материала, собранного в течение порядка 200 лет в областях развития континентальной коры. Нет никаких оснований отвергать все эти достижения после появления новых данных по океаническим областям, тем более что они еще окончательно не осмыслены и процесс получения материалов в областях развития как континентальной, так и океанической коры продолжается. В.Е. Хаин (1986) также отметил, что "учение о геосинклиналях не может быть противопоставлено тектонике плит, являясь эмпирическим обобщением, независимым от какой-либо геодинамической модели. Основные положения этого учения получают хорошее истолкование с позиции тектоники плит, позволяя существенно углубить и дополнить их содержание и понимание".
Упомянутые выше и другие факты приводят к необходимости корректировки гипотезы ли-тосферных плит. Концепция плюмов и горячих полей во многом базируется на понятиях плитной тектоники, хотя несколько иначе объясняет механизм перемещения блоков литосферы. Плейт-тектоника, или тектоника плит, по Ч.Б.Борукаеву (1999), характеризуется наличием трансформных разломов, линий подъема (срединно-океанические хребты), линий погружения (желоба) и магма¬тизмом вдоль границ плит. Плюм-тектоника же характеризуется отсутствием трансформных раз-ломов, линий подъема, наличием колонн (столбов) поднятия горячего вещества из мантии и ко¬лонн опускания холодного вещества из верхних частей земной коры. Вдоль линий погружения нет магматизма (отсутствуют вулканические дуги).
3.11. Геосинклинальная теория
Тектоническая периодизация
Орогеническому этапу отвечает понятие о складчатости (диастрофизме, тектогенезе). Термин "складчатость" не совсем удачен, поскольку собственно образование складок здесь процесс второстепенный, лишь следствие усиления всех эндогенных процессов - магматической деятельности, воздымания территории и формирования на последнем этапе горных систем.
Складчатость (диастрофизм) приводит к значительной перестройке тектонического плана участка земной коры: геосинклинальный режим заканчивается, то есть происходит "замыкание" геосинклинали, опускание сменяется подъемом, активизируются магматические процессы и на месте прогиба возникает складчатая (орогенная) зона, или, попросту говоря, молодые, высокогорные хребты. В дальнейшем, по мере того как тектоническая активность уменьшается, начинают преобладать экзогенные процессы, которые постепенно разрушают горы, сглаживают их, и область превращается в платформу. Платформенный этап начинается с формирования чехла над сглаженным метаморфизованным, дислоцированным основанием - фундаментом.
В истории Земли выделяется целый ряд эпох складчатости, то есть таких периодов времени (относительно коротких по сравнению с предшествующим прогибанием и последующим спокойным развитием), когда наблюдается планетарное усиление тектонической деятельности и замыкаются геосинклинальные области в самых разных регионах земного шара.
В докембрии было несколько эпох складчатости, названия которых различаются у разных авторов. В нашей стране за эталон тектонического развития в докембрийское время принят регион Карелии и Кольского полуострова. Там проявились следующие эпохи складчатости: саамская (кольская) - завершилась в конце раннего архея; беломорская - конец позднего архея; карельская - закончилась в конце раннего протерозоя (раннекарельская фаза проявилась перед ятулием, позднекарельская - перед вепсием). Во второй половине протерозоя (в рифее и венде) произошла байкальская складчатость. В других регионах земного шара проявлялись эпохи складчатости, не всегда совпадающие с вышеназванными и имеющие свои названия. Главным результатом докембрийских диастрофических циклов является образование крупных участков континентальной коры - древних платформ (Восточно-Европейской, Сибирской и других - см. выше), которые являются как бы "ядрами" современных материков. Древними принято называть платформы докембрийским фундаментом. В фанерозое проявились четыре крупнейшие эпохи складчатости (тектогенеза, диастрофизма): каледонская (замыкание геосинклиналей в конце силурийского периода), герцинская, или варисская (замыкание в каменноугольном - пермском периодах), меззойская, или киммерийская (замыкание в конце мелового периода), альпийская, или кайнозойская (началась с палеогена и не завершилась до настоящего времени). Эти крупнейшие эпохи тектогенеза разделяются на более мелкие фазы, которые также имеют собственные названия.
В байкальскую эпоху сформировались, например, складчатые сооружения Прибайкалья и Забайкалья, Тимана, фундамент Печорской плиты, горы Аделаида в Австралии; в каледонскую эпоху - складчатые системы Алтае-Саянской области, внешняя дуга Казахского нагорья, Северный Тянь-Шань, каледониды Норвегии, Шотландии, Уэльса, островов Канадского Арктического архипелага; в герцинскую эпоху - Урал, Тянь-Шань, Аппалачи, Большой Водораздельный хребет и др.; в мезозойскую эпоху - горные сооружения по берегам Тихого океана (Кордильеры, горы Северо-Востока Азии), в альпийскую эпоху - горные системы Средиземноморского пояса (Альпы, Кавказ, Гималаи и др.).
Принцип тектонического районирования основан на идее направленного развития земной коры от океанического типа через промежуточный к коре материкового типа. Геосинклинальные пояса закладываются преимущественно на океанической коре; современные геосинклинальные области (первый этап развития геосинклинали) формируют кору переходного типа (окраинные моря с цепочками островов вроде Карибского или Зондского архипелагов). Заключительные этапы развития геосинклинали, после ее инверсии, орогенеза и образования складчатой области, наращивают континентальную кору. Таким образом, геосинклинальный процесс - это процесс образования земной коры материкового типа. Один и тот же участок земной коры последовательно проходит геосинклинальный, орогенный и платформенный этапы своего развития.
Время замыкания геосинклинальных областей, то есть время перехода геосинклинального режима в орогенный, как уже отмечалось выше, является наиболее коротким по сравнению с предыдущим периодом прогибания и накопления осадков, а также с последующим временем медленного разрушения складчатых сооружений и формирования платформенного чехла. Поэтому оно и принимается за возраст складчатой области, закрашиваемой на тектонических картах определенным цветом, отличающимся от цвета систем в стратиграфической шкале. Цвет на тектонических картах фиксирует время проявления цикла или фазы тектогенеза (складчатости, диастрофизма), во время которого произошло замыкание (инверсия) соответствующей геосинклинальной области или пояса.
Н.С. Шатский (1952) отмечал, что с течением времени площади, занятые геосинклинальными поясами, сокращаются, а платформами - увеличиваются. Так, к началу фанерозоя существовало 10 древних платформ после байкальского и каледонского тектогенеза существенно увеличилась площадь, например, ближайших к Западной Сибири Восточно-Европейской и Сибирской платформ; после герцинского и мезозойского тектогенеза обе эти платформы соеднились благодаря формированию вначале складчатого сооружения Урала, а затем молодой Западно-Сибирской плиты. Однонаправленный ли это процесс и что будет, когда все геосинклинали замкнутся и превратятся в складчатые области и далее в платформы? Точного ответа на эти вопрос сы не имеется, однако картина развития тектонических процессов более сложная. Ход их инициируется конвекционными потоками в жидком внешнем ядре и мантии Земли. Он будет поддерживаться, пока существуют эти потоки и пока недра Земли достаточно разогреты. Дж. Геттон, основатель школы плутонистов, еще 200 лет назад писал о круговороте вещества земной коры. Горные породы разрушаются экзогенными процессами, рыхлые отложения сносятся в пониженные участки, где накапливаются, литифицируются, воздымаются под действием эндогенных процессов, и вновь идет их разрушение. Круговорот может быть более широким, если породы подвергаются метаморфизму или переплавлению, а после этого вновь попадают на земную поверхность. Этот круговорот может остановить только полное нивелирование, или пенепленизация, земной поверхности, при которой становится невозможным перенос рыхлых осадков по латерали под действием силы тяжести. Однако процесс пенепленизации может возобладать лишь при полном прекращении эндогенных процессов, что может случиться после окончательного остывания недр Земли.
Стадии развития геосинклиналей
(по Ю.Н. Васильеву и др.)
|
|
Стадия заложения. Вначале геосинклинального этапа господствуют погружения обширных глубоких прогибов, в них проявляются часто подводные извержения вулканов, продукты которых имеют преимущественно основной состав. На дне морских бассейнов накапливается мощная толща осадков. В процессе неравномерного опускания дна закладываются продольно вытянутые прогибы и поднятия, образуются разрывы и трещины. |
|
|
Стадия инверсии. В геосинклиналях возникают внутренние геоантиклинальные поднятия сначала узкие, а затем все более расширяющиеся. В их пределах происходит складкообразование. Они расчленяют единую геосинклиналь на более узкие частные прогибы. В эту стадию продукты вулканических извержений становятся более сложными, пестрыми по составу, происходит внедрение интрузий – от ультраосновных и основных до умереннокислых.
|
|
|
Стадия горообразования. Общее сводовое поднятие. Внедряются гранитоидные интрузии, затем происходят наземные вулканические извержения. В результате возникает горно-складчатое сооружение. Формируются межгорные и краевые прогибы. Межгорные прогибы – внутри геосинклинальной области, а краевой прогиб между складчатым сооружением и прилегающей к нему платформой. Прогибы заполняются морскими и континентальными осадками – продуктами размыва складчатых сооружений. Постепенно на месте геосинклинали формируются сложные складчатые сооружения, бóльшая часть их территории осушается, и они присоединяются к обрамляющим платформенным областям. В пограничной зоне образуются краевые прогибы, в которых сохраняются морские водоемы и продолжается отложение терригенного материала
|
|
|
Позднеорогенная стадия. Затухание тектонических движений и интенсивное выравнивание рельефа на переходной стадии. Во вновь образовавшейся складчатой области продолжаются восходящие тектонические движения. Вследствие этого складчатая область поднимается выше и полностью осушается. На воздымающуюся поверхность начинают действовать экзогенные процессы. Создается сложная ветвистая гидрографическая сеть. Происходит интенсивное расчленение рельефа на сложную систему горных хребтов и глубоких впадин. |
|
|
Переход от геосинклинальной стадии к платформенной В межгорных и предгорных прогибах накапливаются молассы – мощные толщи продуктов разрушения поднимающихся горных хребтов, сложенные конгломератами, песками, глинами. Мощность моллас достигает 4000 – 5000 м. |
|
|
Платформенная стадия развития геосинклинали Отмирает геосинклинальный режим в подвижной зоне земной коры. Начинается платформенный этап развития. Складчатая орогенная область опускается и преобразуется в фундамент платформы.
|
|
|
Циклическое формирование осадочного чехла проходит в несколько стадий: 1) Стадия кратонизации – платформа остается приподнятой и осушенной. Море охватывает окраины и прогибы. Центральные части платформы служат областями сноса обломочного материала, поступающего в прогибы; 2) Авлакогенная стадия – характеризуется общими погружениями и широкой трансгрессией моря. Погружение фундамента сопровождается раздроблением на блоки, внутри формируются грабеновые прогибы – авлакогены, испытывающие наибольшее погружение; 3) Синеклизная стадия – погружение обширных участков платформы продолжается и растет мощность осадочного чехла. 4) Плитная стадия – слияние синеклиз и формирование осадочных плит в пределах платформ; 5) Стадия тектономагматической активизации в результате усиливающихся поднятий море окончательно покидает платформу, сохраняется лишь в пределах краевых прогибов. Некоторые внутриплатформенные поднятия испытывают усиленное воздымание и осложняются грабенами, по краям которых возникают вулканы центрального типа. |
б
