Эпохи тектогенеза (складчатости)
Эпохи тектогенеза предложено рус. геологами Н.В. Короновском и Н.А. Ясамановом. Установлены следующие тектонические эпохи:
белозерский (эоархей - середина палеоархей) (3500-3050 млн. лет)
кольский (середина палеоархей - середина мезоархей) (3050-2700 млн. лет)
беломорский (середина палеоархей - неоархей) (2700-2500 млн. лет)
альгонкский (неоархей - сидерий) (2500-2230 млн. лет)
карельский (сидерий - середина риасий) (2230-1980 млн. лет)
балтийский (середина риасий - орозирий) (1980-1830 млн. лет);
гудзонский (орозирий - статерий) (1830-1670 млн. лет);
гуронский (статерий - калимий) (1670-1490 млн. лет);
лаксфордский (калимий - середина калимий) (1490-1360 млн. лет);
готский (середина калимий - эктазий) (1360-1210 млн. лет);
эльсонский (эктазий - середина эктазий) (1210-1090 млн. лет);
гренвильский (середина эктазий - середина стений) (1090-930 млн. лет);
байкальский (середина стений - тоний) (930-860 млн. лет);
делийский (тоний - криогений) (860-650 млн. лет);
кадомский (криогений - эдиакарий) (650-520 млн. лет);
салаирский (эдиакарий - силур) (520-410 млн. лет);
каледонский (силур - пермь) (410-260 млн. лет);
герцинский (пермь - конец юра) (260-90 млн. лет);
киммерийский (конец юра - палеоцен) (90-50 млн. лет);
альпийский (палеоцен - кайнозой) (50-0 млн. лет).
http://ru.wikipedia.org/wiki/Тектогенез
Эпиплатформенный орогенез
возобновление движений земной коры и горообразований на территории, которая перед тем в течение длительного времени развивалась в платформенном режиме и обладала выравненным рельефом. Участки, испытавшие Э. о., характеризуются сводово-глыбовым строением, по высоте не уступают эпигеосинклинальным орогенам, возникающим непосредственно на месте геосинклиналей (например, Кавказ, Альпы); в отличие от последних, межгорные и предгорные впадины областей Э. о. заполнены обломочными отложениями - молассами (См. Молассы), а проявления магматизма обычно ограничиваются излияниями базальтов, нередко щелочных.
Э. о. наиболее мощно проявился в новейшее, олигоценантропогеновое время, но периодически возникал и ранее, начиная с середины докембрия. Пространственно области Э. о. преимущественно связаны с периферией геосинклинальных поясов и океанов и обусловлены, очевидно, глубинными процессами, протекающими в пределах последних. Результатом Э. о. являются, в частности, горные сооружения Тянь-Шаня, Алтая, Саян, Гиндукуша и др. Нередко эпиплатформенные орогены осложнены рифтами (Байкальская, Африкано-Аравийская системы рифтов и др.).
С процессами Э. о. связано образование месторождений цветных металлов, а в межгорных и предгорных впадинах - залежей угля, горючих сланцев, нефти и газа
http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/154295/Эпиплатформенный
БСЭ
Докембрийские эпохи складчатости
Докембрийские эпохи складчатости, эпохи повышенной тектоно-магматической активности, проявившиеся в течение докембрийской истории Земли. Охватывали интервал времени от 570 до 3500 млн. лет назад. Устанавливаются на основании ряда геологических данных - изменения структурного плана, проявления перерывов и несогласий в напластовании пород, резких изменений в степени метаморфизма. Абсолютный возраст Докембрийские эпохи складчатости и их межрегиональная корреляция устанавливаются на основе определения времени метаморфизма и возраста магматических пород с помощью радиологических методов (см. Геохронология). Методы определения возраста древних пород допускают возможность ошибок (порядка 50 млн. лет для позднего и 100 млн. лет для раннего докембрия). Поэтому установление времени Докембрийские эпохи складчатости значительно менее определённо, чем датировка эпох складчатости фанерозоя. Данные радиометрических определений свидетельствуют о существовании в докембрии ряда эпох тектоно-магматической активности, проявлявшихся приблизительно одновременно на всём земном шаре. На разных континентах Докембрийские эпохи складчатости получили разные наименования.
Наиболее древняя из них - кольская (саамская; Балтийский щит), или трансваальская (Южная Африка), проявилась на рубеже около 3000 млн. лет назад и выразилась формированием древнейших ядер континентов. Реликты этих ядер встречены на всех древних платформах (пока кроме Китайско-Корейской и Южно-Китайской). Ещё более широко распространены проявления следующей эпохи, именующейся на Балтийском щите беломорской, на Канадском - кеноранской и в Африке - родезийской; она проявилась 2500 млн. лет назад, с ней связано образование крупных ядер щитов древних платформ. Большое значение имела раннекарельская (Балтийский щит), или эбурнейская (Западная Африка), эпоха (около 2000 млн. лет назад), которая вместе с последующей позднекарельской эпохой (гудзонской для Канадского щита и майомбской для Африки), протекавшей около 1700 млн. лет назад, сыграла решающую роль в формировании фундаментов всех древних платформ. Тектоно-магматические эпохи в интервале 1700-1400 млн. лет (например, лаксфордская в Шотландии - около 1550 млн. лет) установлены лишь на отдельных континентах.
Планетарное значение имеет готская (Балтийский щит), или эльсонская (Канадский щит), эпоха - около 1400 млн. лет назад, но она выразилась не столько в складчатости геосинклинальных образований, сколько в повторном метаморфизме и гранитизации отдельных зон в пределах фундамента древних платформ. Следующая эпоха - дальсландская (Балтийский щит), гренвильская (Канадский щит), или сатпурская (Индостан), протекавшая около 1000 млн. лет назад, явилась первой крупной эпохой складчатости геосинклинальных поясов неогея. Заключительная из Докембрийские эпохи складчатости - байкальская (ассинтская в Шотландии, кадомская в Нормандии и катангская в Африке) - очень широко проявилась на всех континентах, включая Антарктиду, и привела к консолидации значительных площадей в пределах геосинклинальных поясов неогея. Байкальские движения начались около 800 млн. лет назад, основной их импульс происходил около 680 млн. лет назад (перед отложением вендского комплекса), заключительный - в начале или в середине кембрия.
К числу байкальских складчатых систем на территории СССР относятся системы Тимана, Енисейского кряжа, части Восточного Саяна, Патомского нагорья; байкальские складчатые системы этого возраста широко распространены в Африке (Катангиды, Западные Конголиды, Атакорская и Мавритано-Сенегальская зоны и др.), в Южной Америке (Бразилиды), в Антарктиде, Австралии и на др. континентах. Общая черта Докембрийские эпохи складчатости - значительное развитие регионального метаморфизма и гранитизации, по интенсивности убывающих от древних эпох к более поздним; напротив, масштабы горообразования и самой складчатости, видимо, были слабее фанерозойских; характерными структурными формами, особенно для раннего докембрия, являлись гранитогнейсовые купола.
http://bse.sci-lib.com/article030986.html
Альпийская складчатость
http://bse.sci-lib.com/particle000688.html
www.ecosystema.ru
БАЙКАЛЬСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ - вторая по древности эпоха интенсивного горообразовании, проходившая в конце протерозойского и начале кембрийского периодов геологической истории Земли. Ее проявления известны почти на всех континентах и, как правило, по периферическим частям древних платформ. С базальтовой складчатостью связаны богатейшие месторождения цветных, драгоценных и редких металлов и элементов.
КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ (Каледония - старое название Шотландии, где впервые изучалось это явление) - складкообразование, тектонические движения, интенсивная вулканическая деятельность с широким внедрением расплавленных магм (гранитизация), длившаяся с разной степенью интенсивности в течение кембрийского, ордовикского и силурийского периодов палеозойской эры.
Горные системы, созданные каледонской складчатостью (каледониды), сохранились в мало нарушенном виде последующими складчатостями и протягиваются от Аппалачей в Северной Америке через Гренландию, Британские острова, Западную Скандинавию на Шпицберген и север Восточно-Европейской платформы (полуостров Канин и Тиманский кряж).
Вторая система каледонид выходит в Казахском мелкосопочнике, на юге Алтая, в части Западного Саяна и на юго-востоке Китая.
Третья известна в Восточной Австралии.
На Дальнем Востоке, в Арденнах и Судетах Европы каледониды переработаны более поздними складчатостями.
http://www.ecosystema.ru/07referats/slovgeo/330.htm
Области байкальской и каледонской складчатостей:
http://www.ecosystema.ru/07referats/slovgeo/050.htm
ГЕРЦИНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ - эпоха интенсивного горообразования, продолжавшаяся не менее 150 млн. лет от конца девонского до начала триассового периода, а наиболее интенсивное горообразование относят к каменноугольному и пермскому периодам палеозойской эры. Герциниды образовали мощные горные системы и жесткие структуры плит (основание Западно-Сибирской равнины). На Дальнем Востоке Герцинская складчатость переработана более поздними тектоническими движениями. Название эта складчатость получила от Герцинского леса в горах Центральной Европы.
http://www.ecosystema.ru/07referats/slovgeo/180.htm
МЕЗОЗОЙСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ (греч. mesos - средний) - развитие геосинклиналей с глубокими прогибами земной коры и накоплением мощных осадков, которые были смяты в складки, подняты в виде гор, прорваны внедрениями гранитной магмы и вулканическими извержениями, продолжавшимися с конца триасового до начала палеогенового периода. В разных областях эта складчатость проявлялась с неодинаковой интенсивностью и неодновременно, в связи с этим она имеет несколько названий.
Наиболее рано мезозойская складчатость началась в Юго-Восточной Европе, Южной Азии, на Таймыре, особенно длительно и интенсивно она проходила вдоль материковых окраин Тихого океана и после небольшого перерыва возобновилась уже в альпийскую складчатость. С её гранитными интрузиями связаны разнообразные полезные ископаемые и многочисленные месторождения цветных металлов и золота, особенно в Северной Америке и на Северо-Востоке России.
http://www.ecosystema.ru/07referats/slovgeo/462.htm
Области герцинской и мезозойской складчатостей:
АЛЬПИЙСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ - комплекс горообразования, вулканизма и извержения гранитных магм. Началась в конце мезозойской эры, продолжалась весь кайнозой (палеогеновый, неогеновый и четвертичный периоды) и еще не утих сейчас, что видно по разрушительным землетрясениям и вулканическим извержениям.
Альпийская складчатость охватывает Тихий океан с его островами и побережьями материков. Вторая полоса складчатости проходит широтно через Средиземноморье до Малаккского полуострова. В связи с относительной молодостью горы альпийской складчатости отличаются крутизной склонов и высочайшими вершинами мира как на суше (Гималаи), так и на дне океанов.
Название этой складчатости установлено по названию Альп, где она впервые исследована. В горных сооружениях и предгорных прогибах сосредоточены многочисленные полезные ископаемые, богатейшие нефтяные месторождения (Алжир, Иран, Ближний Восток, Предкавказье, Средняя Азия, Индия, Сахалин и другие).
Альпийская складчатость - эпоха в истории образования земной коры. В эту эру образовались самая высокая горная система мира - Гималаи. Чем характеризуется эпоха? Какие ещё горы альпийской складчатости существуют?
Складчатости земной коры
В геологии слово «складка» недалеко отходит от своего первичного значения. Оно обозначает участок земной коры, в котором порода «смялась». Обычно порода залегает горизонтальными слоями. Под действием внутренних процессов Земли её положение может изменяться. Она прогибается или сдавливается, накладываясь на соседние участки. Это явление и называется складчатостью.
Образование складчатостей происходит неравномерно. Периоды их появления и развития названы в соответствии с геологическими эпохами. Самой древней является архейская. Она закончила формироваться ещё 1,6 миллиарда лет назад. С того времени многочисленные внешние процессы планеты превратили её в равнины.
После архейской существовали байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская складчатость. Самой последней является альпийская эпоха складчатости. В истории формирования земной коры она занимает последние 60 миллионов лет. Название эпохи впервые озвучил французский геолог Марсель Бертран в 1886 году.
Альпийская складчатость: характеристика периода
Эпоху условно можно разделить на два периода. В первом в земной поверхности активно появлялись прогибы. Постепенно они заполнялись лавой и осадочными отложениями. Поднятия коры были небольшими и очень локальными. Второй этап происходил интенсивнее. Различные геодинамические процессы способствовали образованию гор.
Альпийская складчатость сформировала большую часть крупнейших современных горных систем, которые входят в Средиземноморский и Тихоокеанское вулканическое кольцо. Таким образом, складчатость образует две большие области с горными хребтами и вулканами. Они входят в состав самых молодых гор планеты и отличаются климатическими зонами, а также высотами.
Эпоха ещё не завершилась, а горы продолжают образовываться и сейчас. Об этом свидетельствует сейсмическая и вулканическая активность в различных регионах Земли. Складчатая область не сплошная. Хребты часто прерываются впадинами (например, Ферганская впадина), в некоторых из них образовались моря (Черное, Каспийское, Средиземное).
Средиземноморский пояс
Горные системы альпийской складчатости, которые принадлежат к альпийско-гималайскому поясу, протянулись в широтном направлении. Они практически полностью пересекают Евразию. Начинаются в Северной Африке, проходят через Средиземное, Черное и Каспийское моря, тянется через Гималаи до островов Индокитая и Индонезии.
Горы альпийской складчатости включают Апеннины, Динары, Карпаты, Альпы, Балканы, Атлас, Кавказ, Бирму, Гималаи, Памир и т. д. Все они отличаются своим обликом и высотой. Например, - средневысокие, имеют плавные очертания. Они покрыты лесами, альпийской и субальпийской растительностью. Крымские горы, в отличие от них, более крутые и скалистые. Их покрывает более скупая степная и лесостепная растительность.
Самая высокая горная система - Гималаи. Они находятся в пределах 7 стран, включая Тибет. Горы растянулись на 2 400 километров в длину, а их средние высоты достигают 6 километров. Наивысшей точкой является гора Эверест с высотой 8848 километров.
Тихоокеанское огненное кольцо
Альпийская складчатость связана и с формированием Оно включает и впадины, которые к ним прилегают. Расположено вулканическое кольцо по периметру Тихого океана.
Оно охватывает Камчатку, Курильские и Японские острова, Филиппины, Антарктиду, Новую Зеландию и Новую Гвинею на западном побережье. На восточном побережье океана в него входят Анды, Кордильеры, Алеутские острова и архипелаг Огненная Земля.
Название «огненное кольцо» эта область заслужила благодаря тому, что здесь находится большинство вулканов планеты. Приблизительно 330 из них действующие. Кроме извержений, в пределах Тихоокеанского пояса происходит наибольшее количество землетрясений.
Частью кольца является самая длинная горная система планеты - Кордильеры. Они пересекают 10 стран, входящих в Северную и Южную Америку. Протяженность горной цепи составляет 18 тысяч километров.
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 (см. главу 6). 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), мезозойская, 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 (рис. 80).
Рис. 80. Основные геотектонические этапы фанерозоя и схема движений земной коры. Составил А.И.Родыгин, с изменениями авторов
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 (поднятие, орогенез или инверсия], 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 (см. схему I, цв. вкл.). Цвет на тектонических картах фиксирует время проявле-
23Г
Ьия 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 (см. схему I, цв. вкл.); 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 соединились 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 пенеплениза-цт, земной поверхности, при которой становится невозможным перенос рыхлых осадков по лате-рали под действием силы тяжести. Однако процесс пенепленизации может возобладать лишь при полном прекращении эндогенных процессов, что может случиться после окончательного остывания недр Земли.
Складчатость – понимается геологический интервал времени, насыщенный геологическими событиями, приведшими в итоге, к консолидации того или иного участка земной коры(Метелкин).процесс интенсивной эпизодической необратимой деформации в узких поясах на границах литосферных плит.(Словарь Борукаев)
На территории России можно выявить большинство основных эпох тектогенеза.
Тектоническое районирование Земли.
Докембрийские эпохи складчатости, эпохи повышенной тектоно-магматической активности, проявившиеся в течение докембрийской истории Земли. Охватывали интервал времени от 570 до 3500 млн. лет назад. На разных континентах Докембрийские эпохи складчатости получили разные наименования.
Наиболее древняя из них:
1. кольская (саамская; Балтийский щит), или трансваальская (Южная Африка), проявилась на рубеже около 3000 млн. лет назад и выразилась формированием древнейших ядер континентов. Реликты этих ядер встречены на всех древних платформах (пока кроме Китайско-Корейской и Южно-Китайской).
2. беломорской , ещё более широко распространены ее проявления, на Канадском - кеноранской и в Африке - родезийской; она проявилась 2500 млн. лет назад, с ней связано образование крупных ядер щитов древних платформ.
3. раннекарельская (Балтийский щит). Имела большое значение. Еще одно название - эбурнейская (Западная Африка), эпоха (около 2000 млн. лет назад), которая вместе с последующей позднекарельской эпохой (гудзонской для Канадского щита и майомбской для Африки), протекавшей около 1700 млн. лет назад, сыграла решающую роль в формировании фундаментов всех древних платформ. Тектоно-магматические эпохи в интервале 1700-1400 млн. лет (например, лаксфордская в Шотландии - около 1550 млн. лет) установлены лишь на отдельных континентах.
4. готская (Балтийский щит). Имеет планетарное значение. Еще одно ее название - эльсонская (Канадский щит), эпоха - около 1400 млн. лет назад, но она выразилась не столько в складчатости геосинклинальных образований, сколько в повторном метаморфизме и гранитизации отдельных зон в пределах фундамента древних платформ.
5. дальсландская (Балтийский щит) , гренвильская (Канадский щит), или сатпурская (Индостан), протекавшая около 1000 млн. лет назад, явилась первой крупной эпохой складчатости геосинклинальных поясов неогея.
6. байкальская (ассинтская в Шотландии, кадомская в Нормандии и катангская в Африке) Заключительная из Докембрийских эпох складчатости - очень широко проявилась на всех континентах, включая Антарктиду, и привела к консолидации значительных площадей в пределах геосинклинальных поясов неогея. Байкальские движения начались около 800 млн. лет назад, основной их импульс происходил около 680 млн. лет назад (перед отложением вендского комплекса), заключительный - в начале или в середине кембрия. К числу байкальских складчатых систем на территории СССР относятся системы Тимана, Енисейского кряжа, части Восточного Саяна, Патомского нагорья
Общая черта Докембрийских эпох складчатости - значительное развитие регионального метаморфизма и гранитизации, по интенсивности убывающих от древних эпох к более поздним; напротив, масштабы горообразования и самой складчатости, видимо, были слабее фанерозойских; характерными структурными формами, особенно для раннего докембрия, являлись гранитогнейсовые купола.
Палеозойская эра характеризуется двумя главными эпохами складчатости.
1. каледонская складчатость – с наибольшей интенсивностью проявилась в начале и особенно в середине палеозойской эры; главные её фазы отмечаются между ордовиком и силуром и в начале девона, после чего на широких площадях началось формирование горных цепей и накопление красноцветных обломочных отложений молассовой формации. К областям каледонской складчатости (каледонидам) относятся: в Европе – каледониды Ирландии, Шотландии, Уэльса, Азии – каледониды Западного Саяна, Горного Алтая, Монгольского. К каледонидам относятся также складчатые сооружения Ньюфаундленда и Северных Аппалачей. Кроме того, проявления этой складчатости установлены на Урале, в северо-восточной части Верхояно- Чукотской области, на востоке Аляски. Наиболее ранние фазы каледонской складчатости относятся к середине – концу кембрия (салаирская, или сардинская), основные фазы захватывают конец ордовика – начало силура (таконская) и конец силура – начало девона (позднекаледонская), а заключительные – середину девона (оркадская, или свальбардская). Каледонская складчатость особенно отчётливо проявилась в Великобритании, на Скандинавском полуострове.
2. Герцинская складчатость охватывает конец палеозоя; наиболее интенсивные её проявления отмечаются во второй половине каменноугольного периода и в пермском периоде.
Эпохи интенсивного проявления складчатости, горообразования и гранитоидного интрузивного магматизма, происходившие в течение мезозойской эры. Наиболее интенсивно проявились по периферии Тихого океана (в Восточной Азии, в Кордильерах и Андах), где носят название Тихоокеанской складчатости.
1. раннекиммерийская (индосинийская) Начальная тектоническая эпоха мезозойской эры - относится к концу триаса - началу юры; её проявления отмечены в Индокитае, на С.-В. Иранского нагорья, на полуостровах Мангышлак и Таймыр, в северной Добрудже и некоторых районах Кордильер Северной Америки.
2. андийской , невадийской, колымской, арауканской, является главной эпохой формирования структур Верхояно-Чукотской области, Монголо-Охотской складчатой системы, центральной части Кордильер Северной и Южной Америки и некоторых др. областей. Она проявилась в конце юры - начале мела.-
3. ларамийская эпоха. Новое оживление тектонических движений приходится на середину и особенно на конец мела - начало палеогена. В этот период формировалась структура Скалистых гор, западной части Корякского нагорья, полуострова Камчатка, Сихотэ-Алиня, о. Суматра и др. Вне геосинклинальных систем мезозойский тектогенез проявился поднятиями окраинных частей платформ (особенно Сибирской и Южно-Китайской), возобновлением магматической деятельности (кислый вулканизм, интрузии гранитоидов на В. Азии).
Складчатый (подвижный) пояс – глобальная тектоническая единица, характеризующаяся в течение всей ее эволюции высокой тектонической активностью, формированием магматических и осадочных комплексов.
Главными складчатыми поясами планеты:
1. Тихоокеанский пояс , обрамляющий впадину Тихого океана и отделяющий ее от древних платформ (кратонов): Гиперборейской на севере, Сибирской, Китайско-Корейской, Южно-Китайской, Австралийской на западе, Антарктической на юге и Северо - и Южно-Американской на востоке. Этот пояс нередко делится на два – Западно- и Восточно-Тихоокеанский; последний называется еще Кордильерско-Андский, а австралийскую часть называют Восточно-Австралийскую, а антарктической части называют Западно-Антарктический.
2. Урало-Монгольский пояс , простирающийся от Баренцева и Карского до Охотского и Японского морей и отделяющий Восточно-Европейскую и Сибирскую древние платформы от Таримской и Китайско-Корейской. Имеет дугообразную форму с выпуклостью к юго-западу. Северная часть пояса простирается субмеридионально и именуется Урало-Сибирским поясом, южная простирается субширотно и называется Центрально-Азиатским поясом. На севере сочленяется с Северо-Атлантическим и Арктическим поясами, на востоке – с Западно-Тихоокеанским. Иногда Урало-Монгольский пояс называют Центрально-Азиатский, а иногда называют Монголо-Охотская.
Урало-Монгольском пояс делится на участки по различным этапам складчатости:
§ Байкальские - вокруг озера Байкал, Тимано-Печорский область, Северный Таймыр, Енисейский кряж
§ Каледонские - центральная часть Казахстан а и по реке Иртыш
§ Герцинские - Урал с Новой Землей, Южный Тянь-Шань (Согдиана), от озера Балхаш до Северо-Западного Китай
В Урало-Монгольском поясе имеется эпигерцинские плиты:
Западно-Сибирская
Туранская (Северная и центральная часть)
Таймырская (Северо-Сибирская)
3. Средиземноморский пояс пересекает земной шар в широтном направлении от Карибского до Южно-Китайского моря, отделяя южную группу древних платформ, до середины юры составлявшую суперконтинент Гондвану, от северной группы: Северо-Американской, Восточно-Европейской, Таримской, Китайско-Корейской. На западе сочленяется с Восточно-Тихоокеанским (Кордильерским), на востоке – с Западно-Тихоокеанским поясами. После полного раскрытия в середине мела Атлантического океана пояс замкнулся на западе, упираясь в последний. Иногда называют Альпийско-Гималайский, а в Центральной Америке называют Карибским.
4. Атлантический пояс (Северо-Атлантический) отделяет Северо-Американский кратон от Восточно-Европейского и на юге сочленяется со Средиземноморским поясом и Урало-Монгольским на востоке. Иногда в Норвегии называют Феннмаркский, а в Шотландии и Ирландии называют Грампианский, а американскую часть называют Ньюфаундленд о-Аппалачский.
В Атлантическом встречаются:
Каледонские - Норвегия, Шотландия, Ирландия, восточная часть Гренландии, Северные Аппалачи и Ньюфауленд
Герцинские - Южные Аппалачи
Альпийские – Исландия
5. Арктический пояс.
Формирование орогенных поясов.
Все перечисленные складчатые пояса возникли в своей основной части в пределах древних океанских бассейнов или на их периферии (Тихий океан). Предшественником Урало-Монгольского пояса был Палеоазиатский океан, Средиземноморского пояса – океан Тетис, Северо-Атлантического пояса – океан Япетус, Арктического пояса – Бореальный океан. Все пояса (кроме Тихоокеанского) образовались в результате распада супер-континента Родиния (Pz2).
Широкие временные промежутки образования складчатых поясов (1.ранне до Э
Ж; 2. PR3; 3. Pz-Mz; 4. Mz-Kz) объясняются тем, что для формирования складчатых поясов необходимо:
1. наличие или новое заложение океанического бассейна;
2. формирование островных дуг;
3. закрытие этих или ранее существовавших дуг;
4. столкновение континента или микроконтинента с континентальными блоками или островными дугами.
Циклы Уилсона.
Полные циклы эволюции складчатых поясов от возникновения океана до его закрытия, которые могут быть завершены эпохами орогенеза (600-700 млн. лет). От Пангеи0 до Пангеи I. На рисунке представлен цикл Вилсона, которые отражает последовательные стадии эволюции складчатого пояса.
Вопрос №3.Палеогеографическая карта и ее особенности. Методические основы палеогеографических реконструкций. Ареал, космополиты, эндемики.
Палеогеография (от гр. палео… (древний) и география) - наука, изучающая физико-географические обстановки на поверхности Земли в геологическом прошлом.
Палеогеография является:
Частью исторической геологии, которая дает материал для изучения истории развития земной коры и Земли в целом. Частью общей физической географии, изучающей физико-географические условия прошлого для понимания современной природы Земли.
Основными задачами палеогеографии являются:
1. выяснение физико-географических условий прошлого, особенно зон древнего осадконакопления,
2. реконструкция распространения по площади вещественных и генетических разностей пород.
3. выяснить на основании комплексного изучения горных пород физико-географические условия прошлого для того, чтобы на основе полученных данных можно было судить о вероятном распространениии определенных осадочных пород и полезных ископаемых в недоступных для наблюдения участках земной коры. Примеры из нефтяной геологии.
Палеогеографические карты
Одним из основных результатов палеогеографических исследований являются палеогеографические карты. Однако не существует единого мнения о том, что и как изображать на этих картах, и что следует понимать под этими картами. Отсутствуют кондиции. Слабо освещена методика составления карт.
Детальность как возрастная, так и по масштабу определяется задачами исследований. По масштабу выделяют:
1) обзорные (1:5000000),
2) мелкомасштабные (1:2500000),
3) среднемасштабные (1:5000000, 1:1000000),
4) крупномасштабные (1:200000, 1:100000).
В связи со всеми этими сложностями и для того, чтобы палеогеографические карты являлись геологическим документом, необходимо, чтобы на таких картах в максимальном виде были отражены основные исходные фактические данные. Этим требованиям наиболее отвечают принципы и методы, разработанные при составлении Атласа литолого-палеогеографических карт СССР. Рассмотрен пример одной из карт атласа, составленной для турнейского яруса карбона.
Процедура палеогеграфических реконструкций может быть условно подразделена на два этапа.
Первый или подготовительный этап включает: 1) комплекс стандартных геологических исследований (или анализ имеющихся данных), направленных на выяснение истории геологического развития региона; 2) проведение детальных литолого-фациальных исследований на основании изучения текстурно-структурных особенностей и вещественного состава пород, органических остатков с привлечением данных геофизических исследований скважин и сейсмических работ
Второй этап, или собственно построение палеогеографических карт сводится к следующим операциям.
1) Выбор объекта - одновозрастной толщи, отвечающей различным стратиграфическим единицам (пояснения). При этом наиболее предпочтительны узкие временные интервалы или периоды относительно устойчивого и однотипного развития территории. В общем, выбор объекта зависит от целей исследования, условий формирования изучаемых осадочных комплексов и степени их охарактеризованности фактическим материалом.
2) Выбор наиболее представительных разрезов скважин и обнажений и нанесение их на карту с указанием мощностей.
3)Построение карты палеорельефа с использованием методических приемов палеогеоморфологического анализа (однако на практике применяется редко.
4)Построение карты мощностей картируемого интервала разреза (применяется обычно для крупномасштабных карт).
5)Выделение и прослеживание фациальных зон.
6)Определение положения источников сноса.
7)Обозначение зон распространения полезных ископаемых
Таким образом, наиболее широко применяемые на практике литолого-палеогеографические карты должны содержать информацию о:
§ литологическом составе и мощностях отложений, образовавшихся за время, отвечающее картируемуму интервалу;
§ ландшафтах, об известных полезных ископаемых.
Литологический состав показывается штриховыми значками, мощности - изопахитами или значениями на разрезах, ландшафты - цветом, а полезные ископаемые - особыми цветными значками. Одновременно указываются места расположения и колонки опорных (для данного интервала) разрезов.
2. Методы палеогеографических исследований.
Палеогеографические методы можно разделить:
1. аналитические (частные), поставляющие фактический материал,
2. синтетические (общие), базирующиеся на совокупности аналитических методов, но характеризующиеся определенным методическим приемом.
К числу синтетических методов относятся фациальный анализ, палеогеоморфологический анализ и группа методических приемов по определению источников сноса.
Методологической основой палеогеографии остается принцип актуализма , с обязательным учетом преобразований вещества во время диагенеза и катагенеза. Хотя исследователь должен иметь в виду, что процессы осадконакопления, как и физико-географические условия с ходом геологического времени испытывали необратимую эволюцию.
2.1. Фациальный анализ является важнейшим методом палеогеографических реконструкций. Методика проведения фациального анализа и основные типы фаций, понимаемых нами как “условия + осадок”, уже были рассмотрены в настоящем курсе. Здесь мы только остановимся на наиболее важных моментах фациального анализа, позволяющих наиболее полно охарактеризовать древние ландшафты.
1) определение среды (макро-) осадконакопления: континентальная или морская и установление береговой линии - главные признаки: органические остатки, присутствие реперных слоев (почвы, угли), в меньшей степени присутствие определенных минералов; не переотложенного глауконита, особенно в ассоциации с фосфоритами или фосфоритов (морского происхождения осадков).
2) определение механизма осадконакоплеения: потоки (ламинарные и турбидитные), волновая или эоловая деятельность, осаждение в застойных водоемах из взвеси - главные признаки: седиментационные текстуры, сортировка, окатанность обломочных зерен;
3) определение направлений палеотечений - замеры наклонов косых слойков, знаков ряби, подошвенных знаков;
4) определение глубин древних водоемов - органические остатки, текстурно-структурные признаки;
5) восстановление древней береговой линии - выделение комплекса переходных фаций и их пространственного взаимоотношения с континентальными фациями;
6) определение газового, кислотно-щелочного, окислительно- восстановительного режимов, солености - органические остатки, содержание бора, минералы-индикаторы: распространение доломита, особенно в ассоциации с магнезитом или сепиолитом является показателем бассейнов с несколько повышенной соленостью, а гипса, ангидрита и, тем более галита, показателем очень высокой солености.
7) Определение климата - основные показатели: температура и баланс влажности: выделены ледовый (t -, баланс влажности+), гумидный (t+, баланс влажности+) и аридный (t+, баланс влажности-); основными породами -индикаторами климата являются: ледового - морена, гумидного - угленосные толщи, осадочные руды желелза и марганца, аутигенные каолинитовые глины, развитые коры химического выветривания: аридного - галогенные отложения (гипсы, ангидриты, флюорит, целестин, каменная и калийные соли), кроме этих показателей используются особенности органического мира, особенно растений; и палетемпературные реконструкции по данным изотопного состава.
Таким образом, определение климата прошлого проводится тремя группами методов: химическим (изотопным), изучением органических остатков и изучением состава и строения осадочных толщ. Очень чутким показателем климата служат организмы. Климат обуславливает зональность распределения организмов и сказывается на особенностях их внешнего вида. Следует подчеркнуть обязательную стратиграфическую корреляцию разрезов. Проводить площадной фациальный анализ возможно только для одновозрастных элементов разреза.
2.2.Палеогеоморфологический анализ
В палеогеографии принято выделять два вида рельефа: погребенный и реконструируемый. Погребенный рельеф - это захороненный под более молодыми отложениями, сохранившийся благодаря этому до современной эпохи. Реконструируемый - рельеф уже уничтоженный к настоящему времени. Надежным признаком погребенного рельефа является притыкание (налегание) поверхности относительно молодых отложений к поверхности более древних пород. Особенности современной морфологии и гипсометрического положения той или иной погребенной поверхности отражают не первичные, а измененные последующими после захоронения тектоническими процессами морфологию и гипсометрию. Таким образом, современные неровности исследуемой погребенной поверхности не дают истинного представления о первичном рельефе, который следует называть в данном контексте палеорельефом. «Палеорельеф - это совокупность неровностей земной поверхности различного генезиса, возникавших и развивавшихся в прошлые геологические эпохи в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов и факторов геоморфогенеза». Палеогеоморфологический метод - это комплексный метод, основанный на многочисленных геологических данных, «характеризующих литологический и петрографический состав рельефообразующих пород, их структурные особенности, движения земной коры, воздействующие на рельеф и вызывающие его изменения, действия внешних геологических агентов (экзогенные факторы геоморфогенеза)» Он теснейшим образом связан с фациальным методом.
Однако необходимо отметить специфический методический прием восстановления палеорельефа, который собственно и лежит в основе палеогеоморфологического метода. В основе этого приема - выделение картируемой поверхности, выбор репера сверху или снизу и построение мощностей картируемого интервала. (рис.11.1).
Рис.11.1 Профильные разрезы русловых песчаниковых палеодельт (из «Методического руководства...,1985, рис.9): 1- известняки, доломиты, 2 -песчаные пласты, 3 - алевриты, алевролиты, 4 - глины, аргиллиты
В качестве картируемой поверхности наиболее предпочтительны поверхности несогласия, представляющие древние топографические поверхности или поверхности палеорельефа. По времени поверхности несогласия отвечают перерывам в осадконакоплении.
Вторым важным моментом реконструкции палеорельефа является выбор репера . Основными критериями выбора репера являются его региональное распространение и хорошая прослеживаемость в разрезах скважин (четкое выделение на электрокаротажных диаграммах, вполне определенное и устойчивое положение в стратиграфическом разрезе, постоянство литологических и фаунистических признаков и др.). Палеогеоморфологичесий анализ мощности включает определение мощности и контроль за характером ее изменения, построение карты изопахит и геоморфологическую интерпретацию мощности отложений. Пример на рисунках. Геоморфологическая интерпретация мощности отложений обязательно включает результаты фациального анализа.
2.3.Методы определения области сноса
Область сноса - достаточно длительно существующая зона размыва, поставляющую обломочный и растворенный материал в область осадконакопления. Области сноса обычно представляют участки земной коры, испытывающие устойчивое поднятие. В настоящее время они представляют лишь часть суши. Тектонически приподнятые участки земной коры характеризуются преобладанием денудации над аккумуляцией отложений. Необходимым условием для заключения о существовании в каком-то районе в прошлом области сноса является отсутствие в нем отложений соответствующего возраста. Это необходимое, но недостаточное условие для подобного заключения, так как осадки могли быть уничтожены в более позднее время.
1)Одним из основных приемов выяснения вопроса об источнике сноса представляет анализ общего плана расположения фациальных зон соответствующего возраста. Если границы фациальных зон в какой-то мере повторяют очертания района отсутствия отложений и по мере приближения к области сноса отмечается их определенная смена, можно предполагать, что область сноса в данном районе и данный отрезок времени существовала.
2)Наиболее однозначным свидетельством места нахождения древней области сноса является трансгрессивное налегание все более молодых горизонтов на толщи, слагающие область сноса, особенно при наличии кор выветривания на породах области сноса.
3)Изменения по площади гранулометрического состава пород важно для определения области сноса. В общем случае в осадочных толщах при приближении к области сноса и общая насыщенность обломочным материалом, и преобладающий размер зерен в них возрастают. Однако нередко эту закономерность могут нарушать локальные факторы. Примеры.
4) Для выяснения местоположения области сноса большое значение имеет выяснение петрографического и минерального состава отложений, в частности состава галек и обломочных компонентов песчаников и, особенно, изучения минералов тяжелой фракции.
5) Изучение направлений течений по направленности косых слойков, гребней знаков ряби, положению гальки.
6) Анализ изменения мощностей: считается, что по мере удаления от источника сноса мощности накапливающихся осадков возрастают, однако это далеко не так, особенно в случае предгорных бассейнов, например формарование континентальных моласс.
Ареал – это боелее или менее ограниченная площадь распространения определенных организмов. Космополиты – организмы, имеющие очень широкое распространение. Эндемики – организмы, свойственные только определенной географической провинции или еще более ограниченной области, причем место их возникновения может находиться и вне современной площади их обитания.
Вопрос №4.Интерпретация кривых ВЭЗ: качественная интерпретация, модели среды, обеспечение единственности оценок параметров разреза.
Качественная интерпретация кривых ВЭЗ.
Задачи качественной интерпретации данных ЭЗ:
1. районирование изучаемой территории по типам геоэлектрического разреза
2. обоснование выбора моделей для количественной интепретации (определения параметров геоэлектрического разреза по каждому зондированию)
3. оценка надежности результатов количественной интерпретации и их геологическом истолковании.
Фактически характер задач качественно интепретации – объединить начальный этап интерпретационного процесса с его завершающей стадией.
Опорный геоэлектрический горизонт – слой разреза (достаточно мощный), отличающийся по удельному сопротивлению, который выделяется на кривых ВЭЗ(мощность должна позволять), имеющий широкое распространение на изучаемой территории. Н-Р: фациально-выдержанные слои глин, массивы известняков, поверхность фундамента.
Качественная интерпретация выполняется составлением геоэлектрических разрезов на площади исследований между собой и с геологическими данными (включая априорные данные: результаты других геоф. методов, особенно сейсмики.)
Результат качественной интерпретации – карты:
§ Распределения типов кривых ВЭЗ
§ Суммарной продольной проводимости или поперечного сопротивления средней части разрезов
§ Удельного сопротивления покрывающего слоя
§ Структуры опорного геоэлектрического горизонта.
Модели среды.
Геологическая значимость геоэлектрической модели определяется мерой отражения в ней важных для решаемой задачи особенностей геологической структуры при условии достаточной дифференциации определяющих свойств горных пород. Критерии геофизической эффективности модели – наличие решений прямых задач, помехоустойчивость метода в целом и конкретного алгоритма, в частности.
Условия эффективности применения электроразведки таковы:
1. достаточная дифференциация электрических свойств пород изучаемых объектов и среды. Обычно выполняется.
2. Удобная геометрия объектов изучения, позволяющая иметь решения прямых задач.
3. Отсутствие экранирующих верхних слоев разреза.
4. Низкий уровень помех.
5. Проблема выбора модели связана с тремя условиями, но наиболее актуальна в аспекте второго.
По типу моделей среды МЭР (методы электроразведки) делятся на 2 класса: зондирование и профилирование.
Хотя в основе зондирования заложена горизонтально-слоистая модель среды, в действительности изучаются латеральные изменения слоистого разреза и соответствующих параметров модели. Несмотря на то, что такая постановка внутренне противоречива: в горизонтально-слоистой среде как модели для отдельного зондирования не предполагается изменения по горизонтали – Считают, что объекты изучения (структуры) как отклонения от горизонтально-слоистой модели малы и не влияют на оценки параметров каждого зондирования, т.е. НЕОДНОРОДНОСТЬ предполагается СЛАБОЙ. Для этого углы наклона слоев не должны превышать первых градусов(5-15 в зависимости от требуемой точности определения параметров.)
Обеспечение единственности оценок параметров среды.
Оценка значений параметров модели горизонтально-слоистого разреза – задача количественной интерпретации кривых зондирования. Количественные характеристики имеют смысл, если:
1. они определяются однозначно
2. если возможны оценки погрешностей их определения.
Обратная задача электроразведки ВЭЗ в общем случае – некорректна:
§ единственность обеспечивается при соблюдении довольно жестких условий, определенных теоремой А.Н. Тихонова («Параметры разреза r(z) определяются однозначно, если кривая r к (АВ/2) ВЭЗ заданы непрерывно в интервале разносов от 0 до µ»).
§ Устойчивость определяемых параметров по отношению к малым вариациям входных данных (значенийr к) сильно зависит от характера разреза: характеристики тонких слоев определяются неустойчиво, в связи с чем их заменяют эквивалентными (по S или Т) толстыми слоями.
Реально выполнения теоремы Тихонова не бывает – схема изменений дискретна, максимальный разнос ограничен (условиями местности, мощностью источников тока и т.д.). Можно сделать вывод о том, что решение всегда неоднозначно, но при условии небольшого числа слоев с достаточно хорошей дифференциацией по электропроводности параметры модели определяются вполне надежно.
Если же априорной информации о разрезе недостаточно, решение определяется условиями эквивалентности: восстанавливаются параметры минимального числа слоев, из которых все промежуточные между основанием и покрывающим слоем могут быть заменены слоистыми толщами по условиям S- и T-эквивалентности. , 100.18kb.
"Породы хранят свидетельства о периоде главной ледниковой эпохи, первой, существование которой твердо доказано" ..."почему на Земле установилось тепловое равновесие? ..." 10 . Со времен первых оборотов осколочной материи после взрыва и до мезозоя (240 млн.лет) Земля формировалась, а затем и пребывала в режиме отрицательного температурного годового баланса, то есть всегда находилась в условиях оледенения. В заключительной стадии особенно мощное и длительное оно приходится на карбоно-пермский период, после которого 240 млн. лет тому назад началось беспрецедентное таяние глобального ледника и наступление талой вода на сушу, закончившееся величайшей трансгрессией в меловом периоде. Это особое и неповторимое явление в истории Земли. При первоначальном эксцентриситете земной орбиты е=0,253 примерно 2/3 года Земля находилась в режиме оледенения. С учетом весны и осени на лето оставалось около 40 суток. Жаркое лето было коротким из-за быстрого прохождения Землей перигелия орбиты на большой скорости 39 км/сек, с уменьшением ее к афелию до 23 км/сек. Большей частью времени Земля находилась в режиме обмерзания, чем в золе оттаивания. По мере того, как происходил внутренний разогрев планеты и прибавление воды, ее все новые и новые количества, испаряясь горячим летом, поднимались вверх, растекаясь по обе стороны от экватора в полярные области, где выпадали мощными потоками дождей и снега, наращивая ледяной панцирь Земли. Прибавление глобального ледника происходило сотнями миллионов лет. Однако, в относительно узкой экваториальной полосе всегда существовали условия для возникновения жизни, как только Земля "обзавелась" собственной водой в открытых бассейнах. На юной, первородной Земле, когда элементы веществ еще не были объединены связями взаимодействий, необходимые их сочетания для производства органической среды давались гораздо проще, чем сегодня. Начало глобального таяния глобального ледника связано с уменьшением эксцентриситета земной орбиты. Холодный афелий приблизился к Солнцу настолько, что установился положительный температурный режим атмосферы (тепловое равновесие). По этой причине не состоялось ожидаемое очередное оледенение в Юрском периоде, оледенение, которого уже не могло быть. С самого начала своего образования на Земле не было смены времен года. Этот период времени в её истории отличался четким распределением температурных широтных полос параллельно экватору. Предельно большие и предельно низкие температуры возникали, естественно, в полосе экватора и в полярных областях. Однако и на одном только экваторе температура изменялась в широких пределах +145 до 0°С. в подсолнечной точке, так как при эксцентриситете орбиты е=0,253 Земля приближалась к Солнцу до 112 млн. км и удалялась до 188 млн. км (сегодня соответственно не ближе 147 млн.км и не далее 152 млн. км) 11 . В афелии Земля промерзала не только из-за большой удаленности от Солнца, но и из-за увеличения времени прохождения второй половины эллипса в связи с замедлением орбитальной скорости. По мере уменьшения наклонения земной орбиты сначала обозначились, а затем все более контрастными становились времена года с холодными зимами и жаркими летами, без которых Земля и не мыслится, а в памяти человечества ассоциируется с раз и навсегда заведенным вечным порядком в природе. 4. Эпохи складчатости, современное состояние.
Эпохам складчатости и горообразования присущи следующие черты 12: Широкое развитие горообразовательных движений в геос. областях, колебательных движений на платформах; Проявление мощного интрузивного, а затем и эффузивного магматизма; Поднятие окраин платформ, прилегающих к эпиогеосинклинальным областям, регрессии эпиконтинентальных морей и усложнение рельефов суши; Континентализация климатов, успокоение климатических условий, усиление зональности, расширение пустынь и появление областей континентального оледенения (в горах и у помостов). Ухудшение условий для развития органического мира, в результате чего происходит вымирание господствующих и высокоспециализированных форм и появление новых. Сжатие континентальной земной коры, происходящее при коллизии литосферных плит, приводит к возникновению протяженных поясов складчатых гор. Слагающие их породы либо смяты в складки двух типов (выпуклые гребневидные антиклинали и вогнутые желобообразные синклинали), либо одни блоки горных пород надвинуты на другие по системе разломов. В центральной и южной частях Аппалачских гор в Северной Америке встречаются оба типа тектонических структур – сбросовые деформации на востоке, в геологической провинции Блу-Ридж (наиболее распространены на западе Северной Каролины), и складчатые – на западе, в геологической провинции Долин и хребтов (лучше всего эти структуры выражены на территории Пенсильвании, Западной Виргинии и на востоке Теннесси). Сжатие, обусловившее возникновение этих структур, происходило в конце палеозойской эры, ок. 250 млн. лет назад, при столкновении Африканской плиты с Северо-Американской плитой. Тектонические процессы, под воздействием которых формируются складчатые горы, называют орогеническими. Два с половиной миллиарда лет назад древние платформы закончили свое формирование и, с тех пор, практически не менялись. К ним относятся Восточноевропейская, Сибирская, Восточно-китайская и другие. Итак, древние платформы, подобно льдинам, дрейфовали, да и теперь дрейфуют со скоростью от 2-3 до 10 см в год, по поверхности полужидкой мантии Земли в окружении более мелких образований, сходных с ледяной шугой. В зонах столкновения платформ земная кора прогибается, сминается в складки, трескается. По трещинам, их геологи называют тектоническими разломами, поднимается расплавленная магма, и начинают действовать вулканы. Обратите внимание, вулканы обычно образуются в стороне от линии столкновения платформ, по которым располагаются главные хребты (рис. 3 и 4) 13 . Рис. 3. Столкновение платформ и прогибание земной коры на I этапе эпохи складчатости.
Рис. 4. Возникновение гор. II этап складчатости.
Они приурочены к разломам, отделяющим нетронутую часть платформы от вовлеченной в прогибание. Так, например, расположены Эльбрус, Казбек, Арарат, Арагац, вулканы Дальнего Востока. После прогибания, в зоне столкновения платформ, формируются горные хребты. Зоны столкновения платформ специалисты называют геосинклинальными складчатыми поясами Земли. В пределах этих поясов и происходит горообразование. Взглянем на карту книги по географии (рис. 5) 14 . Рис. 5. Древние платформы и геосинклинальные области Евразии.
Вот, например, хорошо известный Альпийский складчатый пояс. Он проходит от Испании через Альпы, Доломиты, Карпаты, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи, Гиндукуш, Кара-Корум. Или Урало-Монгольский пояс, он простирается от Новой Земли через Урал, Тянь-Шань, Алтай, часть Саян. Складчатые пояса разделяют либо платформы (Альпийский, Урало-Монгольский), либо материковые и океанические плиты (Тихоокеанский пояс). Толщина земной коры в различных местах различна. Под древними платформами она составляет 15-20 километров, под горными массивами значительно больше. Горы, как айсберги, поднимаются над поверхностью Земли, но при этом их основания глубже погружаются в мантию. Под Кавказом, при средней высоте гор от 2,5 до 3,5 километров, толщина земной коры достигает 30-40 километров. Под Тянь-Шанем при высотах 5-6 километров мощность земной коры достигает 70-80 километров. А вот под океанами, где нагрузка значительно меньше, уменьшается и толща горных пород. Здесь она колеблется от 4 до 15 километров (рис. 6). Рис. 6. Толщина земной коры под основными геологическими структурами.
Активное горообразование идет не постоянно и не на всем протяжении складчатых поясов. Периоды горообразования, их называют эпохами складчатости, проявляются на различных участках поясов в разное время. Горы в эпоху складчатости образуются в два этапа. На первом происходит столкновение платформ. Чудовищная энергия их движения I гриводит в зоне столкновения к прогибанию земной коры. Почему именно к прогибанию? Потому что породам, вытесняемым из зоны столкновения, проще преодолеть выталкивающую (архимедову) силу жидкой мантии, чем силу тяжести. По краям образующихся прогибов возникают тектонические разломы. По ним выдавливается расплавленная магма, образуя многочисленные вулканы и целые лавовые поля. Такие поля можно увидеть, например, в Армении или в Индии на плоскогорьи Декан. Прогибание идет очень медленно по несколько сантиметров в год и продолжается тысячи и миллионы лет. Прогибы заполняются морской водой. В мелководных теплых морях активно размножаются живые организмы. Отмирая, они образуют своими скелетами и панцирями километровые толщи осадочных пород: известняков, мергелей и др. Но вот энергия сталкивающихся платформ исчерпана. Встречное движение прекращается, прекращается и прогибание земной коры. Наступает второй этап горообразования. Под действием выталкивающей силы происходит медленное поднятие погруженных в мантию пород, смятие пластов и образование горных хребтов и межгорных впадин. Когда все силы уравновешиваются, горообразование прекращается и эпоха складчатости завершается. Район стабилизируется, превращаясь в молодую платформу 15 . Затем, вернее одновременно, горы начинают разрушаться. Обломки пород переносятся водой к их подножью в межгорные впадины и краевые прогибы. Со временем (миллионы лет!) они могут совершенно исчезнуть под наносами, а последующие геологические процессы способны превратить их в гладкие равнины. Такие разрушенные горы прячутся, например, подстепными пространствами Крымского полуострова. Однако, жизнь складчатого пояса на этом не кончается. В его истории может наступить новый этап, способный уничтожить результаты прошедших эпох или дополнить уже существующие горы новыми, как это произошло на Кавказе, где хребты, расположенные севернее Главного Кавказского хребта, относятся к более ранней эпохе. Возможны и другие механизмы горообразования. Например, из-за гидратации, разбухания горных пород, Заалайский хребет со скоростью около 2 сантиметров в год наступает на Алайскую долину, межгорную впадину, разделяющую Памир и Памироалай. По мере остывания Земли увеличивается толщина ее коры, а, следовательно, и объем горных пород. Земля как бы медленно разбухает, что естественно, приводит к геологическим катаклизмам. В некоторых местах континентальные плиты наезжают на океанические, в этих районах образуются глубоководные впадины и островные дуги. Так сформировался регион озера Байкал и Тихоокеанские впадины. Однако, нам для понимания сути дела достаточно рассматривать столкновения платформ. Еще раз подчеркнем, что реальные процессы в земной коре гораздо сложнее, а приведенная схема служит лишь грубой аналогией. В пределах молодых платформ под воздействием все той же архимедовой силы могут произойти сдвиги отдельных блоков (рис. 7), что тоже приводит к образованию гор. Так, например, возник район пика Победы на Центральном Тянь-Шане. Рис. 7. Сдвиг блоков земной коры (образование гор) в пределах молодой платформы.
Для примера приведем таблицу гор складчатых областей. Таблица 2 Горы складчатых областей
Районы, где образование гор идет в наше время, находятся, в основном, в пределах Тихоокеанского пояса (кольца) на побережье вокруг Тихого океана. Не завершилось горообразование и в пределах Средиземноморского или Альпийского складчатого пояса. Продолжают развиваться Кавказ, Памир и Гималаи. Свидетельства тому последние землетрясения на севере Италии, в районе Белграда. 5. Устройство земных плит.
От поверхности Земли до ее центра приблизительно 6380 км. Это расстояние в 600 с лишним раз больше, чем глубина самой глубокой океанской впадины, высота самой высокой горы или толщина тропосферы. Получается, что та часть нашей планеты, с которой мы непосредственно соприкасаемся, ничтожно мала по сравнению с ее недоступными нам недрами. Человеческое любопытство, однако, невозможно ограничить рамками доступного. Исследуя внешние слои земной тверди, сотрясая Землю направленными взрывами и делая выводы на основе открытых законов природы, люди составили представление о внутреннем «устройстве» Земли. Предполагается, что при приближении к ее центру возрастают температура (она составляет в центре 5000-6000 °С, как на поверхности Солнца), плотность вещества и давление внешних слоев. При столь высокой температуре все известные вещества должны были бы расплавиться. Но плавлению препятствует невероятно высокое давление. Поэтому вероятно, что Земля в разрезе имеет следующую структуру 16 . Сверху находится твердая земная кора толщиной 3-5 км под океанами и до 80 км под материками. Различается она не только толщиной, но также составом и возрастом. Поэтому ученые выделяют два типа коры -океаническую и материковую. Ниже, до глубины около 2900 км, располагается мантия. Вещество этого слоя пребывает в не встречающемся на поверхности Земли состоянии. Оно не твердое и не жидкое, способно очень медленно перемешиваться под воздействием внутреннего жара, как манная каша на плите. В верхней части мантии лежит очень тонкий слой вещества скорее жидкого, чем твердого. Этот слой называется асте-носферой (ослабленной сферой). Под мантией скрывается земное ядро. Верхняя его часть, испытывающая несколько меньшее давление, находится в жидком состоянии, а нижняя - в твердом. Рис. 8. Внутренне «устройство» земли.
Слои Земли различаются по своим свойствам. Самая важная для нас верхняя часть Земли – литосфера отделена от нижней тонким слоем подплавленных горных пород – астеносферой, позволяющей литосфере скользить по поверхности Земли. Астеносфера позволяет лежащим над ней слоям скользить по поверхности планеты, и верхние слои ведут себя иначе, чем глубинные. Поэтому эти верхние слои, включающие земную кору и верхнюю часть мантии, получили особое название – литосфера (каменная оболочка) 17 . Рис. 9. Карта движения литосферных плит.
Карта движения литосферных плит (стрелками показано направление движения литосферных плит, желтым цветом – сейсмические зоны, треугольниками – вулканы). Литосфера расколота на несколько крупных плит, которые медленно движутся по поверхности Земли. В одних местах плиты упираются друг в друга, в других – подныривают одна под другую, в третьих – разъезжаются в разные стороны 18 . Геологические исследования с помощью современных приборов доказали, что земная кора состоит примерно из 20 малых и больших плит или платформ, постоянно изменяющих свое местонахождение на планете. Эти странствующие тектонические плиты земной коры имеют толщину от 60 до 100 км и, как льдины, то опускаясь. Те места, где они соприкасаются между собой (разломы, швы), и являются главными причинами землетрясений: тут земная твердь почти никогда не сохраняет спокойствие. Однако края тектонических плит не гладко отшлифованы. На них достаточно шероховатостей и царапин, есть острые грани и трещины, ребра и исполинские выступы, которые цепляются друг другом, как зубцы застежки- молнии. Когда плиты сдвигаются, то края их остаются на месте, потому что не могут изменить свое положение. Со временем это приводит к огромным напряжениям в земной коре. В какой-то момент края не могут противостоять растущему напору: выступающие, намертво сцепившиеся участки обламываются и как бы догоняют свою плиту. Существуют 3 вида взаимодействия литосферных плит: они либо раздвигаются, либо сталкиваются, одна надвигается на другую или одна двигается вдоль другой. Движение это не постоянно, а прерывисто, то есть происходит эпизодически из-за их взаимного трения. Каждая внезапная подвижка, каждый рывок может ознаменоваться землятресением. Ниже астеносферы, как мы уже говорили, мантия находится в постоянном, но очень медленном движении. Часть мантии, нагретая в земных глубинах до очень высокой температуры, расширяется и стремится наверх. А на ее место опускаются остывшие верхние слои. Эти перемещения увлекают за собой и литосферу, раскалывая ее на части и заставляя образовавшиеся плиты двигаться в разных направлениях по поверхности планеты. Они происходят крайне медленно, со скоростью несколько сантиметров в год. Но ученые научились замечать ничтожные изменения и по ним угадывать прошлое Земли и даже предсказывать ее будущее. Еще в начале XX в. немецкий геофизик Альфред Вегенер, изучая карту мира, заметил, что формы некоторых материков напоминают части разобранной мозаики. Например, восточный выступ Южной Америки вставился бы в тот прогиб Африки, где сейчас находится Гвинейский залив. Так появилось предположение, что материки эти составляли некогда единое целое. А в настоящий момент Америка и Африка разъезжаются в стороны, увеличивая Атлантический океан 19 . Однако земная кора не резиновая и не может растягиваться, заполняя собой океан. Восполнение недостатка материала происходит посредине Атлантического океана. Здесь вещество из земных глубин поднимается к поверхности, застывает и образует новую океаническую земную кору. Если в одних местах планеты земная кора образуется, то в других она должна исчезать. Иначе Земле пришлось бы непрерывно увеличиваться, чего не происходит. Рис. 10 Строение вулкана
Там, где литосферные плиты упираются друг в друга, земная кора выдавливается вверх, образуя горы. Так возникли, например, Гималаи. Здесь Индо-Австралийская плита упирается в Евразийскую, и на границе полуострова Индостан появилась высочайшая горная система мира. Более того, Гималаи продолжают расти, так как движение литосферных плит пока не изменилось 20 . Сталкиваясь, плиты могут вести себя и по-другому: одна плита подныривает под другую. Тогда вместо гор образуются глубокие разломы земной поверхности. Это происходит у берегов Тихого океана, где расположен ряд глубочайших океанических впадин 21 . Вырывающиеся из-под земли газы создают канал – его называют жерлом вулкана – и выбрасывают куски пород высоко вверх. Падая на землю, эти камни насыпают аккуратную гору – конус вулкана. 6. Вулканы.
Как утверждают ученые, именно с помощью вулканов происходило образование земной коры, воздуха и воды. А значит, вулканы играли важнейшую роль в зарождении жизни на Земле. В настоящее время большинством исследователей принята развивавшаяся Г.С.Горшковым точка зрения о мантийном питании вулканов 22 . Этот вывод базируется, с одной стороны, на эффекте экранирования сейсмических волн магматическими очагами, а с другой на результатах петрохимических, петрологических, геохимических исследований и, в частности, на соотношении изотопов стронция и неодима в вулканических породах. Вулканы, по образному выражению знаменитого немецкого естествоиспытателя Александра Гумбольдта "предохранительные клапаны Земли", являются поверхностным отражением глубинных процессов, происходивших и происходящих в мантии Земли. Поскольку прямое изучение глубоких горизонтов земной коры и верхней мантии сейчас и в ближайшем обозримом будущем невозможно, вулканы остаются пока одним из основных источников информации о глубинах Земли. Эта информация собирается главным образом при анализе вулканических пород, но она может быть существенно дополнена за счет установления закономерностей пространственного размещения вулканов. “Вулканизм – это явление, благодаря которому в течение геологической истории сформировались внешние оболочки Земли – кора, гидросфера и атмосфера, т. е. среда обитания живых организмов – биосфера” 23 . Такое мнение выражает большинство вулканологов, однако это далеко не единственное представление о развитии географической оболочки. Вулканизм охватывает все явления связанные с извержением магмы на поверхность. Когда магма находится в глубине земной коры под большим давлением, все ее газовые компоненты остаются в растворенном состоянии. По мере продвижения магмы к поверхности давление уменьшается, газы начинают выделяться, в результате изливающаяся на поверхность магма существенно отличается от изначальной. Чтобы подчеркнуть это отличие, магму излившуюся на поверхность, называют лавой. Процесс извержения называется эруптивной деятельностью. Извержения вулканов протекают неодинаково, в зависимости от состава продуктов извержения. В одних случаях извержения протекают спокойно, газы выделяются без крупных взрывов и жидкая лава свободно изливается на поверхность. В других случаях извержения бывают очень бурные, сопровождаются мощными газовыми взрывами и выжиманием или излиянием относительно вязкой лавы. Извержения некоторых вулканов заключаются только в грандиозных газовых взрывах, вследствие чего образуются колоссальные тучи газа и паров воды, насыщенных лавой,поднимающиеся на огромную высоту. По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности. На глубине от 50 до 350 км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. В местах извержения возникают лавовые покровы, потоки, вулканы-горы, сложенные лавами и их распыленными частицами – пирокластами. Эффузивный магматизм или вулканизм – это излияние на поверхность Земли лавы, выход газов или выброс обломочного материала взрывом газов. В зависимости от количества газов, их состава и температуры происходит: А) изменение лавы – эффузия (медленное выделение газов, Т°С - высокая); Б) взрывное извержение – эксплозия (быстрое выделение газов, вскипание, Т°С - высокая); В) медленное вскипание магмы – экструзия (вязкая магма, Т°С - высокая). Различают жидкие, твердые и газообразные продукты извержения вулканов 24 . 1) Газообразные (летучие): водяной пар, диоксид углерода (CO2), оксид углерода (CO), азот (N2), диоксид серы (SO2), оксид серы (SO), газообразная сера (S2), водород (H2), аммиак (NH3), хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF), сероводород (H2S), метан (CH4), борная кислота (H3BO3), хлор (Cl), аргон (Ar), преобразованные H2O и СО2. Также присутствуют хлориды щелочных металлов и железа. Состав газов и их концентрация зависят от температуры и от типа земной коры, поэтому они могут меняться в пределах одного вулкана. 2) Жидкие вулканические продукты представляют собой лаву, вышедшую на поверхность.
Число слоев n, параметры которых могут быть определены при наличии дополнителной информации, варьируют в зависимости от ее качества в интервале: m+2
Эра
Эпоха складчатости
Основные формы рельефа
Тектоническое строение
Относительный возраст
Протерозойская
байкальская
Енисейский кряж
Восточный Саян
Яблоновый хребет
глыбовое, складчато-глыбовое
Возрожденные (в неоген-четвертичное время)
Палеозойская
каледонская
Западный Саян
герцинская
Уральские горы
Алтай
Мезозойская
мезозойская
горы Бырранга
Сихотэ-Алинь
горы Северо-Восточной Сибири
Верхоянский хребет
хребет Черского
Колымское нагорье
Чукотское нагорье и др.
Кайнозойская
альпийская и тихоокеанская
Кавказские горы
горы о. Сахалин
горы Камчатки
(Срединный хребет)
горы Курильских о-вов
складчатое
Молодые (возникшие в неоген-четвертичное время)
