ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.09.2020
Просмотров: 3574
Скачиваний: 5
Филлиты, кристаллические сланцы, мраморы, гнейсы и амфиболиты представляют продукты регионального метаморфизма, проявляющегося на больших площадях.
При контактовом метаморфизме, проявляющемся в узких зонах под воздействием горячего, насыщенного летучими компонентами магматического расплава на вмещающие породы, образуются роговики, скарны и грейзены.
Роговик – плотная полнокристаллическая порода с раковистым изломом. В состав роговика входят кварц, слюды, полевые шпаты, гранат, андалузит, силлиманит, кордиерит, реже роговая обманка, пироксен и др.
Скарнами называются контактово-метаморфические породы, состоящие их граната (гроссуляр-андрадит), пироксенов и некоторых других известково-железистых силикатов, возникшие за счет преобразования карбонатных и реже силикатных пород. Со скарнами часто ассоциируют месторождения железа, меди, свинца и цинка, олова, вольфрама и др.
Грейзены – метасоматические породы, состоящие из мусковита, кварца, турмалина, флюорита и других минералов, связанных с поздними стадиями формирования гранитных интрузий. Часто содержат берилл, молибден, вольфрамит и другие рудные минералы.
При динамическом (катакластическом) метаморфизме, обусловленном механическим разрушением горных пород в зонах смятия и разломов, возникают брекчии, катаклазиты и милониты.
Брекчия представляет собой агрегат относительно крупных обломков, сцементированных мелкозернистой массой. Обычно обладает массивной текстурой.
Катаклазит характеризуется неполным разрушением материала, в нем можно видеть реликты исходных пород, в той или иной степени деформированных.
Милонит представляет собой тонко измельченную массу, образующую породу, часто обладающую сланцеватой или линзовидно-полосчатой текстурой.
Породы претерпевшие после дробления или одновременно с ним перекристаллизацию, называются бластомилонитами.
2.4. Литосфера, астеносфера, тектоносфера
Раздел геологии о строении Земли называется геотектоникой. Слово «тектоника» в буквальном переводе с древнегреческого значит строительное искусств, строение. В науках о Земле под этим термином обычно понимают геологическое строение и закономерности развития земной коры. В 30-е годы ХХ в. данное направление обособилось в самостоятельную научную дисциплину. В современном понимании геотектоника – наука о строении движениях и деформациях литосферы и ее развитии в связи с развитием Земли в целом.
Литосфера включает земную кору и самую верхнюю мантию. Под строением (структурой) земной коры подразумевается неравномерное распределение горных пород различного состава, происхождения и залегания.
Структурная форма – это структурный элемент земной коры. Примерами таких структурных форм являются платформы, антиклинории, синклинории, сбросы и т.п.
Движения литосферы выражаются в перемещении отдельных ее участков в вертикальном (поднятия, опускания) или горизонтальном направлениях. Они могут сопровождаться изменениями в условиях залегания, а нередко и во внутренней структуре масс горных пород. Эти изменения называются тектоническими деформациями, а конечный результат деформаций составляют новые формы залегания пород, называемые тектоническими дислокациями, или нарушениями. Дислокации подразделяются на пликативные (складчатые), дизъюнктивные (разрывные) и инъективные.
Главные источники тектонических движений и деформаций лежат не в самой литосфере, а в более глубоких недрах Земли, и прежде всего в астеносфере. В связи с этим литосферу и астеносферу нередко объединяют в одно понятие тектоносферы (или тектосферы) как главной области проявления тектонических процессов.
Литосфера - это внешняя, относительно прочная оболочка твердой Земли, расположенная над менее вязкой и более пластичной астеносферой.
Термин «литосфера» был предложен американским геологом Дж. Барреллом в 1916 г. и первоначально отождествлялся с земной корой. В современном понимании эти понятия следует различать. Земная кора и мантия выделяются по геологическим данным (по составу пород) и данным сейсмологии (по скачкообразному изменению скорости сейсмических волн на границе Мохо). Литосфера и астеносфера – понятие чисто физическое, вернее реологическое.
Астеносфера (от греч. asthenes – слабый и sphaira –шар) – слой пониженной вязкости в верхней мантии Земли. Кровля астеносферы лежит под материками на глубине 80 – 100 км, а под океанами 50 – 70 км и меньше, нижняя граница – на глубине 250 – 300 км, нерезкая.
Астеносфера выделяется по геофизическим данным как слой пониженной скорости поперечных сейсмических волн и повышенной электропроводности. Все эти свойства астеносферы, по сравнению с литосферой, характеризуют ее как оболочку пониженной вязкости. Пониженная вязкость астеносферы обусловлена, по мнению ученых, высокой температурой, приводящей к частичному выплавлению базальтовой магмы.
Под влиянием нарастания температуры часть мантийного вещества (около 1%) плавится, возможно, образуются жидкие пленки вокруг твердых зерен породы или просто капли жидкости, в результате уменьшается вязкость. Глубина залегания астеносферного слоя неодинакова под океанами и континентами. Длительное время считалось, что под океанами она располагается на глубинах 50-60 км, а под континентами – 80-100 км и имеет мощность 250 км.
Широкие всесторонние исследования последних десятилетий указывают на более сложную картину распространения астеносферы. Обнаружено, что под рифтами срединно-океанических хребтов астеносферный слой местами находится на глубине 2-3 км от поверхности (Восточно-Тихоокеанское поднятие). В пределах кристаллических щитов (устойчивых участков платформ, где древние породы выходят непосредственно ан поверхность) сейсмическими исследованиями астеносфера не обнаружена на глубинах 200-250 км. Основываясь на этих и дополнительных данных, полученных за последнее время, многие исследователи высказываются о прерывности астеносферного слоя, о наличии лишь отдельных астенолинз. Однако существуют косвенные указания о наличии астеносферы и под щитами платформ. Об этом свидетельствует явление изостазии) от греч. «изос» - равный, одинаковый, «стасио» - состояние) – состояние равновесия масс земной коры и мантии.
Явлением изостазии можно объяснить быстрый подъем Канадского и Балтийского древних щитов, которые подвергались мощным четвертичным оледенениям, после снятия нагрузки в период таяния ледника. В Гренландии и Антарктиде в настоящее время наблюдается прогибание континентов под влиянием ледниковой нагрузки.
Кажущееся отсутствие астеносферного слоя под щитами ряд ученых (В.Е. Хаин) объясняют ее залеганием глубже 200-250 км, что вызывает большие трудности обнаружения ее существующими методами. Ряд исследователей считают, что она может опускаться местами до глубин 300-40 км, т.е. до основания слоя В верхней мантии, или захватывать и некоторую часть слоя С.
Рис. 2.21 Схема возможной динамики переходного слоя в нижней мантии. Глубина кровли слоя изменяется от ~1600 км почти до границы мантия-ядро, куда она смещается под действием погружающихся слэбов. Стрелками показано движение вещества. Циркуляция в слое происходит из-за внутреннего разогрева (Kellogg L.H. et al., 1999).
В основании мантии показан слой D'' , мощность которого меняется в пределах сотен километров. Над ним залегает слой повышенной плотности с резко разноуровенной верхней поверхностью. По мнению авторов, этот слой деформирован устремленными вниз массопотоками. Таковых показано три. Один из них опускается из центральной области океана; два другие (разноуровенные) - из зоны сочленения океан-континент. Между нисходящими потоками показан плюм, поднимающийся до глубины 670 км, т.е. до верхней мантии. Не очень ясно, связан ли с ним изображенный в океане вулканический остров. В правой части модели можно видеть верхнемантийный поток, венчающийся срединно-океаническим хребтом. Стрелками показаны направления движения материала, а волнистыми полосками - его растекание. Как видно, движение глубинных масс представляется весьма сложным.
В астеносфере происходит перетекание вещества, которое вызывает вертикальные и горизонтальные тектонические движения блоков литосферы. Астеносфера играет важную роль в процессах, протекающих в земной коре – она является одним их главных источников магматической деятельности на Земле. Астеносфере принадлежит также ведущая роль в движении литосферы. Ее течение увлекает за собой литосферные плиты и вызывает их горизонтальные перемещения.
Учитывая эндогенную активность литосферы и астеносферы, введено обобщающее понятие тектоносферы, как области земного шара, в пределах которой происходят тектонические движения, фиксируемые тектоническими деформациями. Тектоносфера простирается до глубин 700 км, где зафиксированы наиболее глубокие очаги землетрясений.
Из двух оболочек, составляющих тектоносферу, астеносфера является активным, а литосфера – относительно пассивным элементом. Их взаимодействием определяется тектоническая «жизнь» земной коры.
Однако, по мнению ученых, само существование астеносферы и течение ее вещества зависят от процессов, протекающих вплоть до границы ядра, а возможно, и в самом ядре.
Рис. 2.22 Схема соотношения литосферы, астеносферы и тектоносферы
К пониманию строения тектоносферы в геологии существует два подхода:
1) в геологическом смысле по составу горных пород тектоносфера делится на земную кору и верхнюю мантию до глубины около 410 км;
2) в реологическом смысле – на литосферу и астеносферу.
Аналогично для латерального подразделения литосферы также применяют две разные системы понятий: с одной стороны, литосферные плиты, с другой – континенты и океаны и их более мелкие подразделения.
2.5. Структуры литосферы
Под термином «тектоническая структура» в геологии понимается геологии понимается обособленный участок земной коры, литосферы или тектоносферы., отличающийся от сопредельных участков определенным сочетанием состава и условиях залегания слагающих их пород. Эти отличительные черты определены спецификой проявления тектонических движений, магматизма, метаморфизма и эндогенным режимом в период формирования данной структуры.
Тектонические структуры весьма разнообразны по своему масштабу, магматизму, тектоническому режиму развития и глубине проникновения в недра Земли. На основе этих признаков предлагается следующая классификация тектонических структур (таблица 2.12).
Таблица 2.12 Классификация тектонических структур тектоносферы, литосферы и земной коры
В качестве крупнейших структур литосферы и тектоносферы рассматриваются литосферные плиты, в пределах которых в зависимости от особенностей строения выделяются океаны и континенты. Далее, в зависимости от тектонической активности, различают относительно подвижные, мобильные структуры (геосинклинали и орогены) и относительно малоподвижные, стабильные (лабильные) структуры (платформы, срединные массивы). Тектонические нарушения выделяются как в пределах мобильных, так и в пределах стабильных структур.
Под литосферными плитами понимаются обширные участки литосферы (тысячи километров в поперечнике), ограниченные сравнительно узкими зонами сейсмической и вулканической активности и толщина которых много меньше их ширины. Выделяют литосферные плиты: 1) океанические – Тихоокеанская, Наска, Кокосовая; 2) континентальные - мелкие плиты в пределах Альпийско-Гималайского складчатого пояса (например, Тибетская, Иранская); 3) смешанные – большинство плит (Северо- и Южноамериканская, Африканская, Евразийская, Антарктическая и др.).
Наиболее молодыми являются океанические плиты, возраст их не превышает 100 – 150 млн. лет. Они же и самые тонкие: от 7 – 10 км под осевой частью срединно-океанических хребтов до 80 – 90 км под наиболее древними участками океанического дна. Континентальные фрагменты литосферных плит имеют возраст миллиарды или многие сотни миллионов лет, а мощность их от 150 – 200 км под молодыми платформами до 250 – 400 км под щитами древних платформ.
Литосферные плиты перемещаются по поверхности Земли как жёсткие тела, лишь их окраины испытывают либо разрушение, либо наращивание. Современная тектоническая активность распределена крайне неравномерно и сосредоточена главным образом на границах литосферных плит. Главные геодинамические обстановки соответствуют двум главным видам этих границ – дивергентных (расхождение плит) и конвергентных (столкновение, схождении плит). На дивергентных границах развивается рифтогенез (линейная зона растяжения). При встречном движении литосферных плит (т.е. на конвергентных границах) происходят субдукция (схождение континентальной и океанский плиты или двух океанских), коллизия (столконовение двух континентальных плит) и субдукция (надвигание на край континентальной плиты фрагментов океанский литосферы). Они выражены такими мощными зонами тектономагматической активности, как островные дуги, континентальные окраины андского типа и складчатые горные сооружения.
Рис. 2.23. Литосферные плиты Земли.
Среди малых плит и микроплит: Х – Хуан-де-Фука; Ко – Кокос; К – Карибская; А – Аравийская; Кт – Китайская; И – Индокитайская; О – Охотская; Ф – Филиппинская.
1 – дивергентные границы (оси спрединга); 2 – конвергентные границы (зоны субдукции, реже – зоны коллизии); 3 – трансформные разломы и прочие границы; 4 – векторы «абсолютных» движений литосферных плит (в координатах горячих точек), по Дж.Минстеру и Т.Джордану (1978), с дополнениями; максимальная скорость около 10 см/год.
Более подробно механизм движения литосферных плит рассматривается в главе 3.
2.5.1. Тектонические единицы первого порядка
Главными структурными единицами литосферы являются континентальные и океанические тектонические структуры. Они выделяются в составе литосферных плит в зависимости от особенностей строения коры и верхней мантии (тектоносферы). В геотектонике могут употребляться сокращенное название этих геологических структур литосферы – «океаны» и «континенты». Однако, следует различать эти понятия в геолого-геофизическом и чисто географическом понимании.
Граница между океаническими и континентальными структурами проводится по границе выклинивания гранитно-метаморфического слоя, т.е. практически по подошве континентального слоя и соответствует изобате 2,5 – 3 км. Эту линию называют андезитовой. В некоторых местах эта граница проводится довольно чётко.
Океанические структуры – это крупнейшие структуры тектоносферы с земной корой океанического типа, в пределах которой протекали геосинклинальные процессы. Океаны как тектонические структуры обладают следующими отличительными чертами:
1) имеют специфическое строение земной коры – кора тонкая (5-6 км), трехслойная. Первый слой – осадочный (глубоководные глинистые, кремнистые осадки мощностью до 1 км; второй слой – базальтовый, с системой параллельных даек внизу; третий слой – габбро вверху, полосчатый габбро-ультрамафитовый комплекс. Возраст коры современных океанов – до 170 млн лет;