Шпаргалка по "Исторической геологии"

 

 

 Время от начала зарождения геосинклинали до завершения её развития называется этапом складчатости (тектонической  эпохой). В истории формирования земной коры выделяют несколько  тектонических эпох:

1.Докембрийская, объединяет несколько эпох, среди которых выделим байкальский этап складчатости, завершившийся в раннем Кембрии.

2.Каледонская складчатость - происходила в раннем палеозое, максимально проявилась в конце силура. Сформировались Скандинавские горы, Западный Саян и др.

3. Герцинская складчатость - происходила в позднем палеозое. К ней относятся складчатые сооружения Западной Европы, Урал, Аппалачи и др.

4. Мезозойская (киммерийская) - охватывает весь MZ. Сформировались Кордильеры, Верхояно-Чукотская складчатые области.

5. Альпийская складчатость - проявилась в Кайнозойскую эру и продолжается сейчас. Сформировались Анды, Альпы, Гималаи, Карпаты и др.

После завершения складчатости участок земной коры может вновь  быть вовлечен в следующий геосинклинальный цикл. Но в большинстве случаев, после  завершения горообразования наступает  эпигеосинклинальная стадия развития складчатой области. Тектонические  движения становятся медленными колебательными (огромные участки испытывают медленное  опускание или подъем), вследствие чего накапливаются мощные толщи  осадочных формаций. Магматическая  деятельность приобретает новые  формы. В этом случае мы говорим о  платформенном этапе развития. А  крупные участки земной коры с  устойчивым тектоническим режимом  развития называются платформы.

Признаки платформ:

1-морские мелководные,  лагунные и наземные типы осадков;

2-пологое залегание слоев,

3-выдержанные на больших  площадях состав и мощность  отложений,

4-отсутствие метаморфизма  осадочных толщ и др.

Общее в строении платформ - всегда присутствуют два этажа: 1- нижний складчатый и метаморфизованный, прорванный интрузиями - называется фундамент; 2- верхний, представляет горизонтально или полого залегающие мощные осадочные толщи, называется чехол.

По времени формирования платформы делятся на древние  и молодые. Возраст платформ определяется возрастом складчатого фундамента.

Древние платформы - это такие, у которых складчатый фундамент  представлен гранито-гнейсами архей-протерозойского возраста. Иначе еще их называют кратонами.

Наиболее крупные древние  платформы:

1-Северо-Американская, 2-Южно-Американская, 3-Африкано-Аравийская, 4-Восточно-Европейская, 5-Сибирская, 6-Австралийская, 7-Антарктическая, 8-Индостанская.

На платформах выделяют два  типа структур - щиты и плиты.

Щит- это участок платформы, на котором складчатый фундамент выходит на поверхность. В этих участках преобладает вертикальный подъем.

Плита- часть платформы, перекрытая осадочным чехлом. Здесь преобладают медленные вертикальные опускания. В строении плит выделяют антеклизы и синеклизы. Их образование обусловлено неровным строением поверхности складчатого фундамента.

Антеклизы- участки осадочного чехла, формирующегося над выступами складчатого фундамента. Признаки антеклизы: сокращение мощности осадочного чехла, перерывы и выклинивания слоев в сторону свода антеклизы.

Синеклиза - крупные впадины над участками погружения поверхности складчатого фундамента.

Для обеих форм характерно пологое (не >5^о) залегание слоев и изометричные формы в плане. Наряду с этим, на плитах выделяют авлакогены - это грабенообразные прогибы. Они возникают на ранней стадии развития платформенного чехла и представляют собой систему ступенчатых глубинных разломов, по которым происходит опускание пород фундамента и увеличение мощности осадочных пород чехла.

Зоны сочленения геосинклинальных и платформенных областей бывают двух типов.

Краевой шов - линейная зона глубинных разломов вдоль края платформы, возникающих при горообразовательных процессах в соседней геосинклинали.

Краевой (передовой) прогиб - линейная зона на границе платформы и геосинклинального пояса, образованная вследствие опускания краевых блоков платформы и части крыла геосинклинали. В разрезе краевой прогиб представляет асимметричную синклинальную форму, у которой крыло со стороны платформы пологое, а примыкающее к складчатому поясу - крутое.   

Процесс формирования платформы  можно разделить на две стадии.

Первая стадия - начало опускания  складчатой орогенной области и преобразование её в фундамент платформы. Вторая стадия охватывает процесс формирования осадочного чехла, который происходит циклично. Каждый цикл разделяется на этапы, которые характеризуются собственным тектоническим режимом и набором геологических формаций.

Этапы тектонических движений	Знак	Формации
1. Погружение участков  фундамента по разломам - заложение  и развитие авлакогена с накоплением в нем осадков	↓	Базальная, лагунно-континентальная  в авлакогенах
2. Плитный - погружение значительной части платформы	↓	Трансгрессивная морская  терригенная (пески, глины - часто битуминозные, глинисто-карбонатные)
3 Максимальная трансгрессия	↓	Карбонатная (известняки, доломиты с прослоями песчано-глинистых пород)
4 Обмеление моря - начало  регрессии	↑	Соленосная, угленосная или красноцветная
5 Общий подъем - континентальный  режим	↑	Континентальная

 

В развитии платформ выделяются эпохи тектонической активизации, в которые происходило дробление  платформ по разломам и возрождение  магматизма нескольких типов. Укажем на 2 основных.

1. Трещинные излияния  с формированием мощных покровов  основных пород - образование  трапповой формации (Сибирская платформа).

2. Интрузии щелочно - ультраосновной формации (кимберлитовая) с трубками взрыва. С этой формацией связаны месторождения алмазов в Южной Африке и Якутии.

На некоторых платформах такие процессы тектонической активности сопровождаются воздыманием блоков земной коры и горообразованием. В отличие от складчатых областей их называют областями эпиплатформенного орогенеза, или глыбовыми. 

6. Современные  геотектонические гипотезы

1. Фиксистские гипотезы
2. Гипотезы мобилизма
3. Гипотеза образования океанов

На прошлых занятиях мы рассмотрели строение земной коры и  выяснили, что отдельные её участки  отличаются друг от друга. Какие же это отличия?

В морфологическом плане  это крупнейшие элементы - континенты и океанические впадины. В свою очередь, в строении каждого из них мы тоже наблюдаем неоднородности. И континенты, и океаны разделяются на области  активного тектонического развития-геосинклинали  и стабильного развития- платформы. У каждой области мы отмечаем свой набор геологических формаций и  последовательность в их образовании, формы залегания осадочных толщ, проявление магматизма и метаморфизма.

На разных этапах развития геологических знаний ученые пытались найти причину таких различий и на основе известных причинно-следственных связей создать гипотезу, объясняющую  различие и особенности в строении и развитии земной коры. Такие гипотезы называют геотектоническими.

Первая гипотеза возникла во второй половине 18 века и получила название гипотеза поднятий. Ее предложили М.В. Ломоносов,  немецкие ученые А. фон Гумбольдт и Л. фон Бух, шотландец Дж. Хаттон. 

Суть гипотезы в следующем - поднятия гор вызваны подъемом из глубин Земли расплавленной магмы, которая на своем пути оказывала  раздвигающее действие на окружающие слои, приводившее к образованию  складок, пропастей разной величины. Ломоносов впервые выделил два  типа тектонических движений - медленные  и быстрые, вызывающие землетрясения.

В середине 19 века на смену  этой гипотезе пришла гипотеза контракции французского ученого Эли де Бомона. В ее основе была космогоническая гипотеза Канта и Лапласа о происхождении Земли как первоначально раскаленного тела с последующим постепенным охлаждением. Этот процесс приводил к уменьшению объема Земли, и в результате Земная кора сжималась, и возникали складчатые горные сооружения подобные гигантским «морщинам». Для своего времени это была прогрессивная гипотеза, достоинством которой является разработка учения о геосинклинальном, орогенном и платформенном этапах развития земной коры. Но с позиций этой гипотезы было трудно объяснить, почему смятие происходит в определенных зонах, и почему этот процесс был периодическим.

В середине 19 века англичанин Д. Эйри и священник из Калькутты Д. Пратт открыли закономерность в положениях аномалий силы тяжести - высоко в горах аномалии оказывались отрицательными, т.е. обнаруживался дефицит массы, а в океанах аномалии были положительными. Чтобы объяснить это явление предложили гипотезу, согласно которой земная кора плавает на более тяжелом и вязком субстрате и находится в изостатическом равновесии, которое нарушается действием внешних радиальных сил.

Эта гипотеза, не имея широкого самостоятельного значения, тем не менее, в части движения земной коры по субстрату легла в основу другой геотектонической гипотезы.

Космогоническую гипотезу Канта-Лапласа  сменила гипотеза О.Ю.Шмидта о первоначальном твердом, холодном и однородном состоянии  Земли. Возникла необходимость иного  подхода в объяснении формирования земной коры. Такую гипотезу предложил  В.В.Белоусов. Называется она радиомиграционная. Суть этой гипотезы:

1. Основной энергетический  фактор - радиоактивность. Разогрев  Земли с последующим уплотнением  вещества происходил благодаря  теплу радиоактивного распада.  Радиоактивные элементы на начальных  этапах развития Земли распределялись  равномерно, и поэтому разогрев  был сильным и повсеместным.

2. Нагревание первичного  вещества и его уплотнение  привело к разделению магмы  или ее дифференциации на базальтовую и гранитную. В последней концентрировались радиоактивные элементы. Как  более легкая, гранитная магма “всплывала” в верхнюю часть Земли, а базальтовая погружалась вниз. При этом происходила и температурная дифференциация. В то время как, верхняя гранитная часть остывала и кристаллизовалась, внутренняя часть за счет внутреннего разогрева расширялась, воздействовала на твердую оболочку и та начинала растрескиваться. По образовавшимся трещинам устремлялись лавы. Это приводило к потере энергии и охлаждению подкоровых областей. В местах наибольшего охлаждения происходило сжатие, земная кора прогибалась и зарождались геосинклинали. В результате каждого геосинклинального цикла внедрялись гранитные магмы и с ними происходила миграция радиоактивных элементов в верхнюю часть земной коры. Следствием этого явилось постепенное охлаждение внутренних частей Земли, которое привело к переходу от активных тектонических движений к более спокойным, т.е. от геосинклинального состояния к платформенному.

Недостатком этой гипотезы можно считать то, что с ее позиций  трудно объяснить периодичность  и синхронность тектонических процессов. Устранить этот недостаток должна была гипотеза пульсации. Согласно этой гипотезе  Земля периодически испытывает периоды расширения, сменяющиеся периодами сжатия. В периоды расширения развиваются вертикальные движения, появляются разрывы в земной коре, интенсивно проявляется магматизм. В периоды сжатия происходит складкообразование, затухает магматизм.

Если проанализировать перечисленные  гипотезы, то можно отметить для  них общее:

1.   Преобладание вертикальных (или радиальных) тектонических движений в процессе формирования земной коры.

2.   Признание стабильного (фиксированного) положения отдельных частей земной коры относительно подстилающей мантии.

Отсюда эти гипотезы стали называть фиксистскими, а ученых, которые развивают идеи фиксизма, стали называть фиксистами.

Современные геотектонические гипотезы разрабатываются, используя  идеи мобилизма. В основе этой идеи лежат представления о преобладании в тектонических движениях земной коры горизонтальных движений.

Впервые для объяснения механизма  и последовательности геотектонических процессов немецким ученым А. Вегенером была предложена гипотеза горизонтального дрейфа континентов. Какие факты легли в основу этой гипотезы?

1.Сходство очертаний берегов  Атлантического океана, особенно  в южном полушарии (у Ю.Америки  и Африки). 

2.Сходство геологического  строения континентов (совпадение  некоторых региональных тектонических  простираний, сходство в составе и возрасте пород и др.).

По представлениям Вегенера в конце Палеозоя современные континенты представляли собой один суперконтинент - Пангея. В Мезозое началось дробление этого суперконтинента и перемещение отдельных континентальных глыб в направлении их современного положения (или их дрейф). Образование складчатости объясняется смятием внешних кромок континентов (Кордильеры) или их столкновением (Гималаи).

Главным недостатком гипотезы был её описательный характер и отсутствие физического обоснования. Поэтому  многочисленным критикам этой гипотезы несложно было доказать ошибочность  механизма дрейфа континентов. Гипотезу отвергли и забыли. Но по мере накопления новых фактов при изучении океанической коры, которые не укладывались в  рамки геосинклинальной гипотезы, геологи  вновь обратились к идеям мобилизма, но уже на качественно другом уровне. Что же нового установили геологи при изучении ложа Мирового океана?

1.   Системы срединно-океанических хребтов.

2.   Раздвигание океанской коры в стороны от этих хребтов.

3.   Линейное расположение зон вулканизма и землетрясений.

4.   Наличие в зонах срединно-океанических хребтов теплового потока.

5.   Полосовое размещение знакопеременных магнитных аномалий относительно срединно-океанических хребтов.

Все эти и другие факты  позволили модернизировать гипотезу дрейфа континентов в гипотезу тектоники литосферных плит или новую глобальную тектонику. Главные положения этой гипотезы:

1.Земная кора с верхней  частью мантии образует литосферу,  которая подстилается пластичной  астеносферой. Литосфера разделена  на крупные блоки (плиты). Границами  плит являются рифтовые зоны, глубоководные желоба, к которым примыкают разломы, глубоко проникающие в мантию - это зоны Беньофа-Заварицкого, а также зоны современной сейсмической активности.