ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.05.2021
Просмотров: 650
Скачиваний: 1
Г
ЛАВА
4. ГЛАВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМНОЙ
КОРЫ
ГЛАВА 4. ГЛАВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ
4.1. Типы земной коры
З
емная
кора залегает на мантии, имеет мощность
5-75 км и составляет 1/200 радиуса Земли. В
земной коре по данным сейсмических
исследований выделяется три слоя (рис.
4.1) – осадочный (скорость прохождения
волн 1,8-5 км/с), гранитно-метаморфический
(5,6-6,3 км/с) и базальтовый (6,0-7,6 км/с).
Осадочный слой мощностью до 25 км образован
осадочными породами с плотностью от
1,8 до 2,2 г/см3.
Однако на 40% поверхности земной коры он
отсутствует. Гранитно-метаморфический
(до 30 км) слой с плотностью от 2.65 до 2,75
г/см3
сложен кислыми и средними магматическими,
а также метаморфическими породами.
Метаморфиты представлены гнейсами и
сланцами различного состава. В некоторых
работах этот слой называют «сиалическим»
по главным составляющим элементам Si
и Al.
Базальтовый («симатический» по преобладающим Si и Mg) слой плотностью 2,9-2,95 г/см3 слагает нижнюю часть земной коры. Он отделен от мантии разделом Мохоровичича, на котором скорость прохождения упругих волн увеличивается до 8 км/сек. В нижней части слоя развиты базитогранулиты и эклогиты. Мощность базальтового слоя под океанами составляет в среднем 10 км, ниже начинается мантия. Предполагается, что её верхняя часть имеет ультраосновной состав. На глубине 120-150 км в мантии отмечается слой, называемый астеносферой, где скорости сейсмических волн понижены из-за особого состояния вещества. Всё, что выше астеносферы, т.е. осадочный, гранитно-метамор-фический, базальтовый и самая верхняя часть мантии, называется литосферой. Высокая пластичность астеносферного слоя определяет возможность горизонтального смещения жестких блоков литосферы.
В литосфере выделяется континентальный и океанический типы земной коры и три переходных – субконтинентальный, субокеанический и срединно-океанический. Континентальный тип развит в пределах материковой суши и крупных островов (Калимантан, Цейлон, Гренландия), под шельфовыми морями. Мощность континентальной коры от 25 до 75 км, наибольшая в горных странах. Кора состоит из всех трёх слоёв, но определяющим для этого типа является гранитно-метаморфический слой.
Океанический тип характеризует все четыре океанических впадины. В них осадочный слой сразу налегает на базальтовый. Осадки океанов представлены глубоководными кремнисто-глинистыми и кремнисто-карбонатными разностями. Субконтинентальная кора отличается от континентальной общей меньшей мощностью и утонённым гранитным слоем. Субокеанический тип, развитый в котловинных морях, островных дугах и глубоководных прогибах, отличает большая мощность осадочного чехла (15-20 км), залегающего на базальтах. Срединно-океанический тип характеризуется отсутствием осадочного и наличием только базальтового слоёв. Смена типов коры происходит в пределах континентального склона, где гранитный слой выклинивается в сторону океана. В этом же направлении поднимается поверхность Мохо. Участки развития субконтинентального и субокеанического слоёв тяготеют к периферии океанов.
Главнейшими элементами материков являются платформы и орогенные области (складчатые пояса). Они сформировались в результате длительного геологического развития соответствующих участков земной коры, начавшегося с заложения геосинклинальных поясов. Они закладываются как на континентальной коре (энсиалические), так и океанической (энсиматические). Формирование континентальной коры происходит за счёт океанической, и одной из моделей этого процесса является геосинклинальная теория.
4.2. Понятие о геосинклиналях
Геосинклиналь – это обширная, подвижная, проницаемая область земной коры, где первоначально накапливались мощные осадочные и вулканогенные породы, которые затем сминались в складки, интрудировались породами разного состава, метаморфизовались, выводились на дневную поверхность с образованием горных складчатых сооружений. Заложение, развитие геосинклинали и превращение её в горную область объясняется разуплотнением в результате разогрева вещества мантии и подъёмом мантийных плюмов.
Крупнейшие, глобальной протяженности участки земной коры геосинклинального строения называются геосинклинальными (подвижными) поясами; соподчинённые крупные подразделения – геосинклинальными областями. Входящие в их состав более мелкие участки, отличающиеся некоторыми особенностями своего состава и строения, представляют собственно геосинклинали. Геосинклинальный пояс – подвижный и проницаемый элемент литосферы, для которого характерны наборы определённых формаций, закономерная направленность магматических явлений, интенсивная дислоцированность и метаморфизм осадков и вулканитов. В современном понимании геосинклинальный пояс – один из типов подвижных поясов Земли, возникающий на границах крупных литосферных плит (океанических и континентальных) или внутри них.
В пределах пояса интенсивно накапливаются осадочные и вулканические толщи в морских, часто глубоководных, затем островодужных и мелководных условиях. Подвижный пояс испытывает интенсивные тектонические деформации, региональный метаморфизм и гранитизацию с превращением в складчато-надвиговые сооружения с мощной континентальной корой, разделённые межгорными и окаймленные предгорными прогибами. Процессы поднятия земной коры, внедрения крупных масс кислых интрузий наи-более проявляется в центральной части геосинклинали, которую Г. Штиле назвал эвгеосинклиналью. По её краям расположены миогеосинклинали, содержащие гораздо меньше эффузивных толщ, а также интрузий, и сложенные в целом более молодыми породами. (рис. 4.2). Выделяется два этапа развития геосинклинали: собственно геосинклинальный и орогенный. Первый включает две стадии – начального погружения и предорогенную, второй – раннеорогенную и собственно орогенную.
Первая стадия характеризуется растяжением земной коры и её опусканием по ступенеобразным разломам на глубину до 10 и более километров. Погружение сопровождается формированием нижней терригенной формации. Одновременно проявляется эффузивный магматизм с образованием офиолитовой, спилит-кератофировой, диабазовой, кремнистой, яшмовой формаций. В миогеосинклиналях в это время происходит накопление сланцево-граувакковой, аспидной (черносланцевой), глинисто-карбонатной формаций. На окраине прилегающей платформенной суши аспидная формация нередко замещается угленосной. В эвгеосинклинальной части осадочные и эффузивные породы прорваны интрузиями габброидов и гипербазитов.
В эту стадию большая часть геосинклинали представляет море со значительными глубинами, а снос осуществляется с окружающих возвышенных участков. Мощность осадочных пород может достигать 10 и более километров. К концу стадии вследствие разных скоростей опускания дна морского бассейна в различных частях геосинклинали образуются участки относительных поднятий (интрагеоантиклинали) и опусканий (интрагеосинклинали). Это сопровождается внедрением плагиогранитов.
В
о
вторую, предороген-ную,
стадию море мелеет, превращается в
архипелаг остро-вов, разделённый
проливами. В геосинклинали накапливаются
известняки (в краевых частях) и мощные
ритмично построенные толщи, образующие
флишевую формацию. Происходят излияния
лав среднего состава, слагающих порфировую
(андезитовую) формацию. К концу стадии
интрагеосинклинали исчезают, а
интрагеоантиклинали слива-ются в одно
центральное поднятие. Это общая инверсия,
соответствующая главной фазе складчатости
в геосинклинали, которая сопровождается
внедрением крупных синорогенных интрузий
гранитоидов. Происходит смятие пород
в складки, осложнен-ные надвигами. Всё
это вызывает региональный метаморфизм.
На месте интрагеоантиклиналей возникают
антиклинории, на месте интрагеосинклиналей
– синклинории. Геосинклиналь закрывается,
превращаясь в складчатую область. В
развитии геосинклиналей важную роль
играют глубинные разломы, уходящие в
мантию. Они определяют контуры
геосинклиналей, их магматизм, разделение
на структурно-фациальные зоны. Внутри
прогиба обычны срединные масссивы,
ограниченные разломами. Это блоки более
древней складчатости платформенного
типа.
Третья стадия – орогенная характеризуется преобладанием поднятий и сокращением областей аккумуляции. Осадконакопление происходит на ограниченных площадях в межгорных и предгорных прогибах за счёт разрушения центрального поднятия. При этом образуется нижняя моласса или шлир. В межгорных прогибах она обломочная морская или континентальная, в предгорных – такая же, но часто встречается лагунная. В зависимости от климатических условий лагунные молассы бывают двух типов: в гумидных зонах угленосные, как паралические, так и лимнические, в аридных – соленосные. В породах нижней молассы нередко встречаются крупные залежи нефти и газа (Предкавказье). Отложения подвергаются интенсивным пликативным дислокациям. Эффузивный вулканизм ослабевает и выражен наземными излияниями кислых и щелочных пород. Продолжается внедрение гранитоидных интрузий в виде батолитов. Поднятия с внутренних частей разрастается к периферии, море оттесняется к краям возникающей складчатой страны.
Четвёртая стадия – собственно орогенная характеризуется увеличением скорости центрального поднятия и образованием горной страны – складчатого сооружения с резко расчленённым рельефом. В межгорных прогибах формируется континентальная верхняя моласса с преобладанием мощных толщ конгломератов с прослоями песчаников, алевролитов и глин. Воздымание горного сооружения сопровождается раскалыванием его сводовой части, надвиганием на край соседней платформы, интенсивным проявлением конечного вулканизма. Последний представлен порфировой формацией, отличающейся значительным разнообразием состава – от базальтов и андезито-базальтов через андезиты, дациты, до риолитов и трахитов. В центральной части орогена наблюдается оживление магматической деятельности и формируется формация кислых и щелочных гранитоидов. По краям поднятий образуются предгорные прогибы, в которые может проникать мелкое море. Таким образом, геосинклиналь переходит в складчатую область. Слои осадочных пород интенсивно дислоцируются, магматическая деятельность проявляется во всех формах. Мощность моласс в межгорных прогибах может достигать 10 и более км. Итогом развития геосинклинального процесса является образование континентальной коры со всеми тремя слоями – базальтовым, гранитным и осадочным.
Затем, в результате эрозии горная страна разрушается, её территория выравнивается, и она превращается в платформу – малоподвижную жёсткую выровненную область, где амплитуды вертикальных движений и мощности осадков невелики. Породы на платформах неметаморфизованы, залегают обычно горизонтально, а изверженные образования представлены базальтами. Таким образом, платформы – это стабильные жёсткие участки земной коры континентов с двухэтажным строением. Нижний этаж сложен кристаллическими породами, верхний – осадочными.
4.3. Структуро-геоморфологические элементы океанических впадин
Кора океанического типа состоит из трёх слоёв. В самом верху залегает осадочный слой мощностью от 0 до 1 км, в среднем 0,2-0,5 км. Скорость его накопления 1-5 мм в тысячу лет. На большей части глубоководного ложа возраст осадков меловой и кайнозойский. Второй слой представлен базальтовыми лавами, в том числе и подушечными, дайками диабазов. Мощность слоя 1-5 км, возраст – средняя юра – кайнозой. Третий слой бурением не вскрыт, но драгированием в зонах разломов получены его образцы основного (габброиды) и отчасти ультраосновного составов. Средняя мощность этого слоя составляет 3-4 км и подстилается он верхней мантией, сложенной перидотитами. Таким образом, второй и третий слои принадлежат « базальтовому» геофизическому слою. В пределах Мирового океана выделяются три типа областей: материковые (континентальные) и океанические окраины, ложе океана (см. рис. 4.1).
Материковые (пассивные) окраины. Они характерны для молодых океанов Атлантического, Индийского и Северного Ледовитового и образовались при расколе суперконтинента Пангеи-2, начавшегося около 200 млн лет. Главными особенностями таких окраин считается их внутриплитное положение, низкая сейсмическая и вулканическая активность, отсутствие глубинных сейсмофокальных зон.
Граница между континентальной и океанической корой проходит по подножию континентального склона. Поверхность дна подножия материка представляет аккумулятивную равнину, где накапливаются флишевые толщи. Подводным частям материков соответствуют шельф и материковый (континентальный) склон. Ширина шельфа, сложенного материковой корой, меняется от десятков до 1500 км (Северный Ледовитый океан). На шельфе накапливается основная масса осадков, а его поверхность полого (1-1,5 °С) наклонена в сторону океана. На глубинах 100-200 м располагается бровка шельфа, ниже которой начинается континентальный склон. Его поверхность наклонена круче (более 3 °С), а сам он имеет общее ступенчатое строение. В пределах склона глубина океана увеличивается от 100-200 до 3500 м.
Континентальный склон – гигантская флексурообразная структура, осложненная системой глобальных разломов. К подножию склона через систему каньонов, часто продолжающих под водой русла крупных рек, мутьевыми потоками и гигантскими оползнями сносятся огромные массы осадков, образующих крупные конусы выносов. Здесь располагается аккумулятивная равнина с холмами, образованными отдельными конусами выноса или оползневыми массами.
Океанические (активные) окраины. Выделяют два их типа – приконтинентальный (или восточно-тихоокеанский) и островодужный (западно-тихоокеанский). Главными особенностями таких окраин являются наличие активной наклонной сейсмофокальной зоны, высокая сейсмичность, магматическая деятельность, складчато-надвиговые деформации и метаморфизм. Здесь располагаются зоны субдукции.
Первый тип характеризуется простым строением. Здесь имеется глубоководный желоб, вдоль оси которого на поверхность дна океана выходит зона субдукции. У континента внутренний склон желоба крутой. Он является одновременно континентальным склоном и узким шельфом. Край континента приподнят и в его пределах располагается надстроенный вулканоплутонический пояс.
Второй тип включает окраинные котловинные моря, островные дуги и глубоководные желоба. Котловинные моря (Японское, Охотское, Берингово и другие) представляют депрессии с океанической и субокеанической корой. Последняя имеет увеличенную мощность осадочного слоя. Поверхность дна имеет черты аккумулятивной равнины, осложненной поднятиями, возвышающимися на 3-5 км, и характеризуется блоковым строением. В соответствии с геосинклинальной теорией котловины окраинных морей являются геосинклинальными прогибами.