Тектонический анализ территории начинается и завершается составлением тектонической карты, которая представляет собой графическую модель строения и эволюции части з.к. В зависимости от масштаба тект. карты бывают глобальными (1:45000000 – 1:15000000), обзорными (1:10000000 – 1:2500000), региональными мелкомасштабными (1:500000), региональными средне- и крупно масштабными (1:200000 – 1:50000). Карты могут быть общего и специального назначения. Общие тектонические карты в равной мере содержат данные о современной тектонической структуре з.к. и истории ее формирования. Специализированные тект карты включают выборочные данные о структурных особенностях площади карты разломов, изогипс, карты кольцевых структур или отражают структурную характеристику площади на тот или иной интервал времени или на определенный момент геологической истории (палеотектонические карты). Пример: Обзорные карты общего содержания – «Тектоническая карта СССР 1:4000000» под руководством Шатского. Обзорные карты специализированного содержания – «Палеотектонические карты 1:75000000 – 1:5000000»
4. Общие особенности строения древних платформ Лавразии.
Восточно-Европейская, Северо-Американская, Сибирская и Китайские платформы х-ся фундаментом, имеющим раннедокембрийский возраст. Эти платформы окружены подвижными (складчатыми) поясами, которые их разделяют и одновременно спаивают. В пределах этих поясов широко распространены блоки с континентальной раннедокембрийской коры – срединные массивы, ранее входившие в состав этих платформ. В составе и в строении чехлов платформ Лавразийской группы множество общих черт, выраженных в общей этажности, сходстве состава отложений на отдельных стратиграфических уровнях (R-рифей, PZ2-средний палеозой, PZ3-T-верхний палеозой-триас, J-K-юра-мел)
5. Назовите поверхностные структуры, транссирующие границы Евразиатской плиты. Западная граница Евроазиатской плиты проходит по СОХ: Азорские острова – хребет Рейкьянес – далее по хребту Гаккеля – через Чукотку и Камчатку, вдоль зоны разломов к стыку Курило-Камчатского и Алеутского желобов. Далее граница протягивается на юг по Курило-Камчатскому желобу – Нансей – Филиппинский глубоководный желоб, огибая на юге по Зондскому желобу. Далее граница проходит по периферии Индостанской платформы, далее на северо-западе вдоль хребта Загрос, на запад через Критский желоб – Гибралтар и выходит к Азорским островам.
6. Содержание региональной тект карты и способы изображения элементов тект стр-ры
Различия масштабов карт, специфика регионов, элементы специализации в содержании яв-ся причинами разнообразия региональных тект карт. Тем не менее, легенды наибольшего числа региональных карт составлены по образу и подобию легенд обзорных тект карт. Тект районирование и внутренняя структура регионов изображается на картах с помощью цветной раскраски или штриховыми значками. Цветовая раскраска используется для выражения основного принципа районирования. Разнообразные цвета, их оттенки, степень интенсивности соответствуют регионам, отличающимся по возрасту главной складчатости, структурной этажности, вещественной характеристике разрезов, степени деформированности одновозрастных толщ. Различным цветом показывают литосферные плиты и обрамляющие их граничные зоны. Штриховые обозначения используют для изображения разного типа границ структурных зон и отдельных форм, разрывных нарушений, внемасштабных складчатых структур, вещественных комплексов. Штриховые знаки могут быть черными и цветными. Цветовая раскраска карты дополняется буквенными обозначениями – индексами, позволяющими легче прочитать карту.
7. Общие особенности строения платформ гондванской группы. В строении фундамента Африкано-Аравийской, Южно-Американской, Индостанской, Австралийской и Антарктической платформ существенное значении принадлежит метаморфическим рифейским комплексам, соединяющим воедино архей-нижнепротерозойские блоки. В разрезе протоплатформенного чехла гондванской группы известны верхнеархейские образования, что позволяет предположить ранние процессы кратонизации в ряду платформ гондванской группы. Платформенный чехол почти на всех платформах развит незначительно. В отличие от платформ северной группы, границы южных платформ на больших пространствах совпадают с границами материков. В результате чего они непосредственно соприкасаются с глубоководными впадинами. В верхнем палеозое на платформах южного ряда активно протекали процессы рифтогенеза, приведшие к накоплению в грабенах континентальных прибрежно-морских отложений. Приподнятость некоторых участков в начале верхнего палеозоя способствовала отложению ледниковых образований. В мезозое большие площади были охвачены процессами траппового магматизма с внедрением ультраосновных интрузий повышенной щелочности. В новейший этап большинство платформ также характеризуется высокой подвижностью.
8. Типы океанических структур . Около 250 млн. кв. км занято океаническими глубоководными равнинами, впадинами и разделяющими их внутриокеаническими поднятиями. Впадины океанов резко отличаются от материковых массивов тем, что поверхность земной коры в их пределах опущена на 4-5 км относительно материков, а толщина земной коры уменьшена в 5-7 раз. Различия в строении земной коры материков и океанов состоит в том, что на большей части океанов «гранито-гнейсовый» слой не установлен. Океаническое дно резко отличается по характеру сейсмичности. Можно выделить области высокой сейсмической активности и области ассейсмичные.
Первые – протяженные зоны, занятые системами СОХ, протягивающиеся через все океаны. Они характеризуются интенсивным вулканизмом, повышенным тепловым потоком, резко расчлененным рельефом с системами продольных и поперечных желобов и уступов, неглубоким залеганием поверхности мантии.
Вторые выражены в рельефе крупными океанскими котловинами, равнинами, плато, а также подводными хребтами, ограниченными уступами сбросового типа и внутриокеаническими валообразными хребтами. Внутри областей присутствуют подводные плато и поднятия с корой материкового типа (микроконтиненты). По аналогии со структурными континентами их называют талассократонами.
Тектонические структуры - это большие участки твердой внешней оболочки планеты. Они ограничиваются глубинными разломами. Движения и строение коры изучаются в рамках такой дисциплины, как тектоника.
Общие сведения
Тектонические структуры исследуются с помощью географического картографирования, геофизических методов (сейсморазведки, в частности), а также бурения. Изучение этих участков осуществляется в соответствии с принятой классификацией. Геология исследует средние и малые формы, размером около 10 км в поперечном сечении, тектоника - крупные образования, свыше 100 км. Первые именуют дислокациями разного типа (разрывными, инъективными и пр.). Ко вторым относят синклинории и антиклинории в складчатых областях, авлакогены, синеклизы, антеклизы в пределах плит, щитов, перикраторных опусканий. В эту категорию входят также подводные пассивные и активные окраины континентов, платформы, океаны, орогены, срединно-океанические хребты, рифты и пр. Эти наиболее масштабные тектонические структуры охватывают твердую оболочку и литосферу и именуются глубинными.
Классификация
Суперглобальные древнейшие тектонические структуры достигают десятков миллионов кв. км по площади и тысячи километров по своей протяженности. Они развиваются в течение всей геологической стадии истории планеты. Глобальные тектонические структуры - это образования, которые занимают до 10 млн кв. км. Их протяженность достигает нескольких тысяч километров. Продолжительность их существования совпадает с предыдущими участками. Выделяют также субглобальные тектонические структуры земной коры. Они занимают площадь в несколько миллионов кв. км и растягиваются на тысячи километров. Период их развития - больше 1 млрд лет.
Основные тектонические структуры
На основании единства перемещения, сравнительной монолитности выделяют литосферные плиты. На сегодняшний день известно 7 крупнейших и 11-13 более мелких участков. К первым относят Евразийскую, Северо- и Южно-Американскую, Африканскую, Индо-Австралийскую, Тихоокеанскую, Антарктическую тектонические структуры. К более мелким образованиям относят Филиппинскую, Аравийскую, Карибскую плиты, Кокос, Наску и пр.
Разломные образования
Эти тектонические структуры разделяют литосферные плиты. Среди них в первую очередь выделяют рифты. Они разделены на континентальные и срединно-океанические. Последние формируют глобальную систему, протяженность которой больше 64 тыс. км. Примерами таких участков могут служить Восточно-Африканский (крупнейший на планете), Байкальский. Еще одним типом разломных образований являются трансформные участки, рассекающие рифты перпендикулярно. По их линиям происходит горизонтальный сдвиг участков литосферных плит, прилегающих к ним.
Платформы
Они представляют собой малоподвижные жесткие блоки коры. Эти участки прошли достаточно продолжительный этап развития. Платформы отличаются трехъярусным строением. В их структуре присутствует кристаллический фундамент, который формируется базальтовым и гранитно-гнейсовым слоями. В платформах выделяют также осадочный чехол. Кристаллический фундамент образован пластами метаморфических пород, смятыми в складки. Всю эту сложно дислоцированную толщу прорывают интрузии (в большинстве своем имеющие средний и кислый состав). В зависимости от возраста формирования фундамента, платформы разделяют на молодые и древнейшие тектонические структуры. Последние выступают как ядра материков, занимая их центральную часть. Более молодые образования размещены на их периферии. В осадочном чехле содержатся преимущественно недислоцированные пласты лагунных, шельфовых и в редких случаях континентальных осадков.
Щиты и плиты
Эти виды тектонических структур различают по специфике геологического строения. Щитом называют участок платформы, на котором кристаллический фундамент находится на поверхности, то есть в них отсутствует осадочный слой. В рельефе щиты представлены, как правило, плоскогорьями и возвышенностями. Плиты являются платформами либо их участками, отличающимися мощным осадочным слоем. Их формирование обуславливается тектоническим погружением и морской трансгрессией. В рельефе плитным участкам обычно соответствуют возвышенности и низменности.
Антеклизы
Они представляют собой крупнейшие положительные образования плитных участков. Поверхность фундаментов является выпуклой. Осадочный чехол не отличается большой мощностью. Формирование антеклиз осуществляется вследствие тектонического вздымания территории. В этой связи в них могут не обнаруживаться многие горизонты, присутствующие на соседних отрицательных участках.
Массивы и выступы
Они являются региональными структурами антеклиз. Массивы представлены высшими их частями. В них фундамент или находится у поверхности, или перекрывается осадочными образованиями четвертичного возраста. Выступами называют части массивов. Они представлены вытянутыми или изометричными поднятиями фундамента, достигающими в диаметре 100 км. Выделяют также погребенные выступы. Над ними осадочный чехол представлен в форме сильно сокращенного разреза.
Синеклизы
Они являются отрицательными крупнейшими суперрегиональными структурами плитных образований. Поверхность их фундамента вогнутая. Они отличаются плоским дном, а также очень пологими углами падения пластов на склонах. Синеклизы образуются при тектоническом погружении территории. В этой связи их осадочный чехол отличается высокой мощностью.
Моноклинали
Эти тектонические структуры отличаются односторонним наклоном пластов. Их угол падения редко превышает 1 градус. В зависимости от ранга отрицательных и положительных структур, между границами которых находится моноклиналь, ее категория также может быть разной. Из региональных образований осадочного чехла интерес представляют грабены, горсты, а также седловины. Последние занимают промежуточное положение по высоте поверхности. Седловины располагаются выше отрицательных структур, окружающих их, но ниже положительных.
Складчатые области
Они характеризуются резким увеличением мощности коры. Горно-складчатые области образуются при конвергенции литосферных участков. Большинству из них, особенно молодым, свойственна высокая сейсмичность. В качестве основополагающего принципа классификации горно-складчатых областей выступает возраст образований. Он устанавливается по самым молодым смятым пластам. Горные массивы разделяются, таким образом, на:
- Байкальские.
- Герцинские.
- Каледонские.
- Альпийские.
- Киммерийские.
Данная классификация считается достаточно условной, поскольку большинство ученых признает непрерывность складкообразования.
Складчато-глыбовые массивы
Эти образования формируются вследствие оживления горизонтальных и вертикальных тектонических подвижек в границах ранее возникших и зачастую уже разрушенных систем. В этой связи складчато-глыбовое строение более характерно для регионов палеозойских и более ранних этапов. Рельеф массивов, в общем, аналогичен конфигурации изгибов пластов горных пород. Однако это далеко не всегда выявляется на складчато-глыбовых участках. Например, в молодых горах структурам антиклинориев соответствуют хребты, а синклинориев - межгорные прогибы. Внутри складчатых участков, а также на их периферии выделяются, соответственно, краевые и передовые впадины и долины. На поверхности этих образований располагаются грубообломочные продукты, возникшие от разрушения горных формирований - молассы. Формирование предгорных прогибов является результатом субдукции литосферных участков.
Центральная территория России
Каждый крупный представлен в виде единой геоструктурной области большой площади. Это может быть платформа или складчатая система конкретного геологического возраста. Каждое образование имеет соответствующее выражение в рельефе. Все они отличаются климатическими условиями, осбенностями почвенно-растительного покрова. Интерес в первую очередь представляет тектоническая структура Урала. В современном состоянии она представляет собой мегантиклинорий, который состоит из нескольких антиклинориев, вытянутых меридионально и разделенных синклинориями. Последние соответствуют продольным долинам, первые - хребтам. Ключевой Уралтауский антиклинорий проходит через все образование. По составу рифейских отложений можно заключить, что в период их накопления происходило интенсивное опускание. При этом его неоднократно сменяли кратковременные поднятия. К завершению рифея возникла Начались поднятия, усилившиеся в кембрии. В этот период практически вся территория превратилась в сушу. На это указывает весьма ограниченное распространение отложений, которые представлены зелеными сланцами нижнекембрийского образования, мраморами и кварцитами. Тектоническая структура Урала в нижнем ярусе, таким образом, завершила свое формирование байкальской складчатостью. В результате нее образовались участки, отличающиеся от тех, которые возникли в более позднее время. Их продолжают образования фундамента Тимано-Печорской окраины в пределах Восточно-Европейской платформы.
Сибирская тектоническая структура: Алданское нагорье
Образования на этой территории сложены доисторическими гнейсами и протерозойскими сланцами. Они относятся к докембрийской Сибирской платформе. Необходимо, однако, сказать о некоторых особенностях, которыми обладает тектоническая структура. развивалось на протяжении мезо-кайнозойской истории между южными северобайкальскими участками и платформой. На многих участках породы кристаллического фундамента находятся у поверхности. Они представлены мелкозернистыми гранитами, древнейшими кварцитами, мраморами и гнейсами. На северном склоне присутствует область, фундамент которой залегает на глубине порядка 1.5 км. Его породы прорваны гранитными интрузиями на разных этапах геологического развития.
Европейская часть
Здесь интерес представляют Тектоническая структура представлена денудационными расчлененными Они занимают территорию Кольского п-ва и Карелии. Сформировавшая тектоническая структура возникла в форме интрузий и дислокаций. Именно они предопределили рельеф местности. Щелочной массив территории представлен одной из многофазных сложных интрузий. Он располагается на границе гнейского архейского комплекса и протерозойских образований свиты Варзуга-Имандра, а также в зоне ключевого поперечного разлома, который проходит по линии р. Кола - р. Нива.
Тектонические структуры - Это большие участки земной коры, ограниченные глубинными разломами. Строение и движения земной коры изучает геологическая наука тектоника. Геологические тела, типичные формы залегания горных пород различного возраста и состава, повторяющиеся в разных регионах и созданные тектоническими силами. Тектонические структуры изучаются геологическим картографированием, геофизическими методами, особенно сейсморазведкой, а также бурением. Тектонические структуры как структурные формы изучаются и классифицируются структурной геологией , исследующей преимущественно малые и средние формы (ок. 10 км в поперечнике), и тектоникой , изучающей крупные (св. 100 км) формы. Первые называют тектоническими нарушениями, или дислокациями, разных типов (складчатые, инъективные и разрывные). Ко вторым относятся антиклинории и синклинории в пределах складчатых областей, антеклизы, синеклизы и авлакогены в пределах щитов, плит, перикратонных опусканий на платформах; складчатые геосинклинальные пояса, орогены, платформы, континенты, океаны, подводные активные и пассивные окраины континентов, срединно-океанические хребты, океанические плиты, а также глубинные разломы континентов, рифты, трансформные разломы и шарьяжи. Эти наиболее крупные тектонические структуры могут охватывать земную кору и литосферу и получили название глубинных тектонических структур.
Крупнейшие тектонические структуры по их значимости можно расположить в следующем порядке.
- Суперглобальные структуры – имеют площадь в десятки миллионов квадратных километров и протяженность в тысячи километров. Развитие их проходит на протяжении всего геологического этапа истории планеты.
- Глобальные структуры – занимают площади до десяти и более миллионов квадратных километров, протягиваются на несколько тысяч километров. Время их жизни совпадает с предыдущими структурами.
- Субглобальные структуры – охватывают несколько миллионов километров квадратных, длина их достигает тысячи километров и более. Время развития превышает один миллиард лет.
Помимо названных, выделяются также структуры более мелких порядков.
В первую очередь, на основании единства движения, а также сравнительной монолитности, необходимо выделить такие суперглобальные структуры, как литосферные плиты . Принято выделять семь крупнейших плит и от одиннадцати до тринадцати более мелких. Крупнейшими плитами являются Евразийская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская, Индо-Австралийская, Антарктическая, Тихоокеанская. В числе мелких плит можно назвать Филиппинскую, Аравийскую, Кокос, Наска, Карибскую и др. Во-вторых, важнейшими являются разломные структуры,разделяющие собою литосферные плиты.
Среди разломных структур, в первую очередь, выделяются рифты, которые подразделяются на срединно-океанические и континентальные. Срединно-океанические рифты образуют собою глобальную систему, протяженностью более 64 000 км. В качестве примеров континентальных рифтов можно привести величайший на планете Восточно-Африканский, а также Байкальский. Другой разновидностью разломных структур являются трансформные разломы, перпендикулярно рассекающие рифты. По линиям трансформных разломов происходит горизонтальное проскальзывание (сдвиг) прилегающих к ним частей литосферных плит.
В пределах участков литосферных плит с материковым строением земной коры, выделяются такие глобальные структуры, как платформы и горно-складчатые области.
Тектонические платформы
Платформы – это жесткие, малоподвижные блоки земной коры, прошедшие длительный этап геологического развития, и имеющие трех ярусное строение. Платформы состоят из кристаллического фундамента (базальтовый и гранито-гнейсовый слои) и осадочного чехла. Кристаллический фундамент сложен смятыми в складки слоями метаморфических пород. Вся эта сложно дислоцированная толща во многих местах прорвана интрузиями (преимущественно кислого и среднего состава). По возрасту формирования кристаллического фундамента платформы подразделяются на древние (докембрийские) и молодые (палеозойские и, реже, раннемезозойские). Древние платформы являются ядрами всех материков и занимают их центральную часть. Молодые платформы размещаются на периферии древних или между древними платформами. В составе осадочного чехла господствуют недислоцированные слои шельфовых, лагунных, реже континентальных осадков.
В пределах древних платформ, по особенностям геологического строениявыделяют такие субглобальные структуры, как щиты и плиты.
Щит – участок платформы, где кристаллический фундамент выходит на поверхность (т.е. где нет осадочного слоя). Щиты возникают при тектоническом воздымании территории, в результате которого господствуют процессы денудации. В рельефе щиты обычно представлены плоскогорьями (Бразильский щит), а реже возвышенностями (Донецкий щит).
Плиты – это платформы (или их участки) с мощным осадочным слоем. Образование плит связано с тектоническим погружением платформы, и, соответственно, с морской трансгрессией. На поверхности платформ плитным территориям чаще всего соответствуют низменности, а также возвышенности. Литосферные плиты посмтоянно находятся в движении (подробнее о движении плит ).
Более мелкие структурные подразделения в пределах осадочного чехла древних платформ представлены суперрегиональными структурами, площадь которых составляет сотни тысяч квадратных километров, а протяженность – до нескольких сот километров. Их развитие происходит во время накопления осадочного чехла и измеряется сотнями миллионов лет. Суперрегиональные структуры подразделяются на региональные, а последние, в свою очередь, на структуры еще более мелких порядков. Среди суперрегиональных структур необходимо назвать антеклизы, синеклизы и моноклинали.
Антеклизы – крупнейшие положительные структуры плитных участков с выпуклой формой поверхности фундамента и осадочным чехлом небольшой мощности. Антеклизы формируются в режиме тектонического воздымания территории, поэтому на них могут отсутствовать многие горизонты, представленные на соседних отрицательных структурах. В пределах антеклиз можно выделить такие региональные структуры, как массивы и выступы.
Массивы являются высшими частями антеклиз, в которых фундамент либо выходит на поверхность, либо перекрывается осадочными породами четвертичного возраста.
Выступы – это части массивов, антеклиз, представляющие собой изометричные или вытянутые поднятия фундамента диаметром до 100 км. Иногда выделяют погребенные выступы , над которыми осадочный чехол хотя и имеется, но представлен сильно сокращенным разрезом (по сравнению с окружающими отрицательными структурами).
Синеклизы – крупнейшие отрицательные суперрегиональные структуры плитных участков с вогнутой поверхностью фундамента, плоским дном и очень пологими (доли градуса) углами падения слоев на склонах. Синеклизы возникают в режиме тектонического погружения территории, в силу чего характеризуются повышенной мощностью осадочного чехла. Региональными структурами, подобными синеклизам, являются имеющие изометричную форму впадины и линейно вытянутые прогибы. Моноклинали – тектонические структуры с односторонним наклоном слоев, угол падения которых редко превышает 1°. В зависимости от ранга положительных и отрицательных структур, между которыми располагается моноклиналь, ее ранг также может быть разным. Среди региональных структур осадочного чехла необходимо упомянуть горсты, грабены (см. «Дизъюнктивные дислокации») и седловины. Седловины – региональные образования, занимающие промежуточное положение по относительной высоте своей поверхности. Седловины лежат выше окружающих их отрицательных структур, но ниже окружающих положительных.
Горно-складчатые области , характеризующиеся резким возрастанием мощности земной коры, формируются при конвергенции литосферных плит. Большинству горно-складчатых областей, особенно молодых, характерна повышенная сейсмичность.
Основополагающим принципом их разделения является возраст складчатости, устанавливаемый по возрасту самых молодых смятых в складки слоев. Соответственно, горные массивы подразделяются на байкальские, каледонские, герцинские, киммерийские и альпийские. Такое разделение является достаточно условным, поскольку большинством ученых признается непрерывность складкообразования во времени. Другими словами, в истории Земли не было обще планетарных этапов тектонической активности и покоя. Горообразование происходит непрерывно, проявляясь то в одном, то в другом месте. Следовательно, выделение байкальской и других складчатостей определяет лишь временные рамки начала и завершения крупных исторических этапов тектонического развития планеты.
По тектоническому строению ныне существующие горно-складчатые области можно разделить на структуры складчатые и складчато-глыбовые.
Складчатые массивы представлены в молодых (альпийского и, отчасти, киммерийского этапов складкообразования) горно-складчатых поясах.
Складчато-глыбовые (омоложенные, возрожденные) сооружения формируются при оживлении вертикальных и горизонтальных тектонических подвижек в пределах ранее образованных и, часто, уже разрушенных складчатых систем. Поэтому складчато-глыбовое строение особенно характерно регионам палеозойских и более древних этапов складчатости. Рельеф складчатых массивов в целом соответствует конфигурации изгибов слоев горных пород, что далеко не всегда проявляется в складчато-глыбовых образованиях. Так, в молодых складчатых горах структурам антиклинальных складок (или антиклинориев) соответствуют горные хребты, а структурам синклинальных складок (или синклинориев) – межгорные долины (прогибы).
Внутри горно-складчатых областей и на их периферии выделяются соответственно межгорные и предгорные (краевые, передовые) прогибы и впадины. На поверхности этих структур залегают грубообломочные продукты разрушения гор – молассы. Образование предгорных прогибов происходит в результате субдукции литосферных плит, то есть, по сути, предгорные прогибы являются реликтами глубоководных желобов.
Каждый из крупных природных комплексов России представляет собой единую геоструктурную область больших размеров (платформу или складчатую систему определенного геологического возраста), соответствующим образом выраженную в рельефе - низменностями или высокими равнинами, складчатыми, глыбовыми или складчато-глыбовыми горами. Все они имеют определенные черты климата и соответствующие им особенности почвенно-растительного покрова.
Горы складчатых областей
|
Эпоха складчатости |
Основные формы рельефа |
Тектоническое строение |
Относительный возраст |
|
|
Протерозойская |
байкальская |
Енисейский кряж |
глыбовое, складчато-глыбовое |
Возрожденные (в неоген-четвертичное время) |
|
Палеозойская |
каледонская |
Западный Саян |
||
|
герцинская |
Уральские горы |
|||
|
Мезозойская |
мезозойская |
горы Бырранга |
||
|
Кайнозойская |
альпийская и тихоокеанская |
Кавказские горы |
складчатое |
Молодые (возникшие в неоген-четвертичное время) |
Платформенные равнины
|
Возраст фундамента |
Тектонические структуры |
Основные формы рельефа |
||
|
Докембрийский |
Русская платформа |
Балтийский щит |
Восточно-Европейская |
низменные и возвышенные равнины Карелии и Кольского п-ова |
|
горы Кольского п-ова |
||||
|
плита Русской платформы |
вся остальная территория |
|||
|
Восточно-Европейской равнины |
||||
|
Сибирская платформа |
Анабарский щит |
Средне-Сибирское плоскогорье |
Анабарское плато |
|
|
Алданский щит |
Алданское нагорье |
|||
|
Становой хребет |
||||
|
плита Сибирской платформы |
вся остальная территория |
|||
|
Средне-Сибирского плоскогорья |
||||
|
Палеозойский (каледонская и герцинская эпохи складчатости) |
Западно-Сибирская равнина равнины Северного Кавказа |
|||
|
Скифская плита |
Прикаспийская низменность |
|||
Тектоника плит (plate tectonics ) - современная геодинамическая концепция, основанная на положении о крупномасштабных горизонтальных перемещениях относительно целостных фрагментов литосферы (литосферных плит). Таким образом, тектоника плит рассматривает движения и взаимодействия литосферных плит.
Впервые предположение о горизонтальном движении блоков коры было высказано Альфредом Вегенером в 1920-х годах в рамках гипотезы «дрейфа континентов», но поддержки эта гипотеза в то время не получила. Лишь в 1960-х годах исследования дна океанов дали неоспоримые доказательства горизонтальных движении плит и процессов расширения океанов за счёт формирования (спрединга) океанической коры. Возрождение идей о преобладающей роли горизонтальных движений произошло в рамках «мобилистического» направления, развитие которого и повлекло разработку современной теории тектоники плит. Основные положения тектоники плит сформулированы в 1967-68 группой американских геофизиков - У. Дж. Морганом, К. Ле Пишоном, Дж. Оливером, Дж. Айзексом, Л. Сайксом в развитие более ранних (1961-62) идей американских учёных Г. Хесса и Р. Дигца о расширении (спрединге) ложа океанов
Основные положения тектоники плит
Основные положения тектоники плит можно свети к нескольким основополагающим
1. Верхняя каменная часть планеты разделена на две оболочки, существенно различающиеся по реологическим свойствам: жесткую и хрупкую литосферу и подстилающую её пластичную и подвижную астеносферу.
2. Литосфера разделена по плиты, постоянно движущиеся по поверхности пластичной астеносферы. Литосфера делится на 8 крупных плит, десятки средних плит и множество мелких. Между крупными и средними плитами располагаются пояса, сложенные мозаикой мелких коровых плит.
Границы плит являются областями сейсмической, тектонической и магматической активности; внутренние области плит слабо сейсмичны и характеризуются слабой проявленностью эндогенных процессов.
Более 90 % поверхности Земли приходится на 8 крупных литосферных плит:
Австралийская плита,
Антарктическая плита,
Африканская плита,
Евразийская плита,
Индостанская плита,
Тихоокеанская плита,
Северо-Американская плита,
Южно-Американская плита.
Средние плиты: Аравийская (субконтинент), Карибская, Филиппинская, Наска и Кокос и Хуан де Фука и др..
Некоторые литосферные плиты сложены исключительно океанической корой (например, Тихоокеанская плита), другие включают фрагменты и океанической и континентальной коры.
3. Различают три типа относительных перемещений плит: расхождение (дивергенция), схождение (конвергенция) и сдвиговые перемещения .
Соответственно, выделяются и три типа основных границ плит.
Дивергентные границы – границы, вдоль которых происходит раздвижение плит.
Процессы горизонтального растяжения литосферы называют рифтогенезом . Эти границы приурочены к континентальным рифтам и срединно-океанических хребтам в океанических бассейнах.
Термин «рифт» (от англ. rift – разрыв, трещина, щель) применяется к крупным линейным структурам глубинного происхождения, образованным в ходе растяжения земной коры. В плане строения они представляют собой грабенообразные структуры.
Закладываться рифты могут и на континентальной, и на океанической коре, образуя единую глобальную систему, ориентированную относительно оси геоида. При этом эволюция континентальных рифтов может привести к разрыву сплошности континентальной коры и превращению этого рифта в рифт океанический (если расширение рифта прекращается до стадии разрыва континентальной коры, он заполняется осадками, превращаясь в авлакоген).
Процесс раздвижения плит в зонах океанских рифтов (срединно-океанических хребтов) сопровождается образованием новой океанической коры за счёт магматических базальтовых расплав поступающих из астеносферы. Такой процесс образования новой океанической коры за счёт поступления мантийного вещества называется спрединг (от англ. spread – расстилать, развёртывать) .
Строение срединно-океанического хребта
В ходе спрединга каждый импульс растяжения сопровождается поступлением новой порции мантийных расплавов, которые, застывая, наращивают края расходящихся от оси СОХ плит.
Именно в этих зонах происходит формирование молодой океанической коры.
Конвергентные границы – границы, вдоль которых происходит столкновение плит. Главных вариантов взаимодействия при столкновении может быть три: «океаническая – океаническая», «океаническая – континентальная» и «континентальная - континентальная» литосфера. В зависимости от характера сталкивающихся плит, может протекать несколько различных процессов.
Субдукция – процесс поддвига океанской плиты под континентальную или другую океаническую. Зоны субдукции приурочены к осевым частям глубоководных желобов, сопряжённых с островными дугами (являющихся элементами активных окраин). На субдукционные границы приходится около 80% протяжённости всех конвергентных границ.
При столкновении континентальной и океанической плит естественным явлением является поддвиг океанической (более тяжёлой) под край континентальной; при столкновении двух океанических погружается более древняя (то есть более остывшая и плотная) из них.
Зоны субдукции имеют характерное строение: их типичными элементами служат глубоководный желоб – вулканическая островная дуга – задуговый бассейн. Глубоководный желоб образуется в зоне изгиба и поддвига субдуцирующей плиты. По мере погружения эта плита начинает терять воду (находящуюся в изобилии в составе осадков и минералов), последняя, как известно, значительно снижает температуру плавления пород, что приводит к образованию очагов плавления, питающих вулканы островных дуг. В тылу вулканической дуги обычно происходит некоторое растяжение, определяющее образование задугового бассейна. В зоне задугового бассейна растяжение может быть столь значительным, что приводит к разрыву коры плиты и раскрытию бассейна с океанической корой (так называемый процесс задугового спрединга).
Погружение субдуцирующей плиты в мантию трассируется очагами землетрясений, возникающих на контакте плит и внутри субдуцирующей плиты (более холодной и вследствие этого более хрупкой, чем окружающие мантийные породы). Эта сейсмофокальная зона получила название зона Беньофа-Заварицкого .
В зонах субдукции начинается процесс формирования новой континентальной коры.
Значительно более редким процессом взаимодействия континентальной и океанской плит служит процесс обдукции – надвигания части океанической литосферы на край континентальной плиты. Следует подчеркнуть, что в ходе этого процесса происходит расслоение океанской плиты, и надвигается лишь её верхняя часть – кора и несколько километров верхней мантии.
При столкновении континентальных плит, кора которых более лёгкая, чем вещество мантии, и вследствие этого не способна в неё погрузиться, протекает процесс коллизии . В ходе коллизии края сталкивающихся континентальных плит дробятся, сминаются, формируются системы крупных надвигов, что приводит к росту горных сооружений со сложным складчато-надвиговым строением. Классическим примером такого процесса служит столкновение Индостанской плиты с Евразийской, сопровождающееся ростом грандиозных горных систем Гималаев и Тибета.
Модель процесса коллизии
Процесс коллизии сменяет процесс субдукции, завершая закрытие океанического бассейна. При этом в начале коллизионного процесса, когда края континентов уже сблизились, коллизия сочетается с процессом субдукции (продолжается погружение под край континента остатков океанической коры).
Для коллизионных процессов типичны масштабный региональный метаморфизм и интрузивный гранитоидный магматизм. Эти процессы приводят к созданию новой континентальной коры (с её типичным гранито-гнейсовым слоем).
Трансформные границы – границы, вдоль которых происходят сдвиговые смещения плит.
Границы литосферных плит Земли
1 – дивергентные границы (а – срединно-океанские хребты, б – континентальные рифты); 2 – трансформные границы; 3 – конвергентные границы (а – островодужные, б – активные континентальные окраины, в – коллизионные); 4 – направления и скорости (см/год) движения плит.
4. Объём поглощённой в зонах субдукции океанской коры равен объёму коры, возникающей в зонах спрединга. Это положении подчёркивает мнение о постоянстве объёма Земли. Но такое мнение не является единственным и окончательно доказанным. Не исключено, что объём планы меняется пульсационно, или происходит уменьшение его уменьшение за счёт охлаждения.
5. Основной причиной движения плит служит мантийная конвекция , обусловленная мантийными теплогравитационными течениями.
Источником энергии для этих течений служит разность температуры центральных областей Земли и температуры близповерхностных её частей. При этом основная часть эндогенного тепла выделяется на границе ядра и мантии в ходе процесса глубинной дифференциации, определяющего распад первичного хондритового вещества, в ходе которого металлическая часть устремляется к центру, наращивая ядро планеты, а силикатная часть концентрируются в мантии, где далее подвергается дифференциации.
Нагретые в центральных зонах Земли породы расширяются, плотность их уменьшается, и они всплывают, уступая место опускающимся более холодными и потому более тяжёлым массам, уже отдавшим часть тепла в близповерхностных зонах. Этот процесс переноса тепла идёт непрерывно, в результате чего возникают упорядоченные замкнутые конвективные ячейки. При этом в верхней части ячейки течение вещества происходит почти в горизонтальной плоскости, и именно эта часть течения определяет горизонтальное перемещение вещества астеносферы и расположенных на ней плит. В целом, восходящие ветви конвективных ячей располагаются под зонами дивергентных границ (СОХ и континентальными рифтами), нисходящие – под зонами конвергентных границ.
Таким образом, основная причина движения литосферных плит – «волочение» конвективными течениями.
Кроме того, на плиты действуют ещё рад факторов. В частности, поверхность астеносферы оказывается несколько приподнятой над зонами восходящих ветвей и более опущенной в зонах погружения, что определяет гравитационное «соскальзывание» литосферной плиты, находящейся на наклонной пластичной поверхности. Дополнительно действуют процессы затягивания тяжёлой холодной океанской литосферы в зонах субдукции в горячую, и как следствие менее плотную, астеносферу, а также гидравлического расклинивания базальтами в зонах СОХ.
Рисунок - Силы, действующие на литосферные плиты.
К подошве внутриплитовых частей литосферы приложены главные движущие силы тектоники плит – силы мантийного “волочения” (англ. drag) FDO под океанами и FDC под континентами, величина которых зависит в первую очередь от скорости астеносферного течения, а последняя определяется вязкостью и мощностью астеносферного слоя. Так как под континентами мощность астеносферы значительно меньше, а вязкость значительно больше, чем под океанами, величина силы FDC почти на порядок уступает величине FDO . Под континентами, особенно их древними частями (материковыми щитами), астеносфера почти выклинивается, поэтому континенты как бы оказываются “сидящими на мели”. Поскольку большинство литосферных плит современной Земли включают в себя как океанскую, так и континентальную части, следует ожидать, что присутствие в составе плиты континента в общем случае должно “тормозить” движение всей плиты. Так оно и происходит в действительности (быстрее всего движутся почти чисто океанские плиты Тихоокеанская, Кокос и Наска; медленнее всего – Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая и Африканская, значительную часть площади которых занимают континенты). Наконец, на конвергентных границах плит, где тяжелые и холодные края литосферных плит (слэбы) погружаются в мантию, их отрицательная плавучесть создает силу FNB (индекс в обозначении силы – от английского negative buoyance ). Действие последней приводит к тому, что субдуцирующая часть плиты тонет в астеносфере и тянет за собой всю плиту, увеличивая тем самым скорость ее движения. Очевидно, сила FNB действует эпизодически и только в определенных геодинамических обстановках, например в случаях описанного выше обрушения слэбов через раздел 670 км.
Таким образом, механизмы, приводящие в движение литосферные плиты, могут быть условно отнесены к следующим двум группам: 1) связанные с силами мантийного “волочения” (mantle drag mechanism ), приложенными к любым точкам подошвы плит, на рис. 2.5.5 – силы FDO и FDC ; 2) связанные с силами, приложенными к краям плит (edge-force mechanism ), на рисунке – силы FRP и FNB . Роль того или иного движущего механизма, а также тех или иных сил оценивается индивидуально для каждой литосферной плиты.
Совокупность этих процессов отражает общий геодинамический процесс, охватывающих области от поверхностных до глубинных зон Земли.
Мантийная конвекция и геодинамические процессы
В настоящее время в мантии Земли развивается двухъячейковая мантийная конвекция с закрытыми ячейками (согласно модели сквозьмантийной конвекции) или раздельная конвекция в верхней и нижней мантии с накоплением слэбов под зонами субдукции (согласно двухъярусной модели). Вероятные полюсы подъема мантийного вещества расположены в северо-восточной Африке (примерно под зоной сочленения Африканской, Сомалийской и Аравийской плит) и в районе острова Пасхи (под срединным хребтом Тихого океана – Восточно-Тихоокеанским поднятием).
Экватор опускания мантийного вещества проходит примерно по непрерывной цепи конвергентных границ плит по периферии Тихого и восточной части Индийского океанов.
Современный режим мантийной конвекции, начавшийся примерно 200 млн. лет назад распадом Пангеи и породивший современные океаны, в будущем сменится на одноячейковый режим (по модели сквозьмантийной конвекции) или (по альтернативной модели) конвекция станет сквозьмантийной за счет обрушения слэбов через раздел 670 км. Это, возможно, приведет к столкновению материков и формированию нового суперконтинента, пятого по счету в истории Земли.
6. Перемещения плит подчиняются законам сферической геометрии и могут быть описаны на основе теоремы Эйлера. Теорема вращения Эйлера утверждает, что любое вращение трёхмерного пространства имеет ось. Таким образом, вращение может быть описана тремя параметрами: координаты оси вращения (например, её широта и долгота) и угол поворота. На основании этого положения может быть реконструировано положение континентов в прошлые геологические эпохи. Анализ перемещений континентов привёл к выводу, что каждые 400-600 млн. лет они объединяются в единый суперконтинент, подвергающийся в дальнейшем распаду. В результате раскола такого суперконтинента Пангеи, произошедшего 200-150 млн. лет назад, и образовались современные континенты.
Некоторые доказательства реальности механизма тектоники литосферных плит
Удревнение возраста океанической коры по мере удаления от осей спрединга (см. рисунок). В этом же направлении отмечается нарастание мощности и стратиграфической полноты осадочного слоя.
Рисунок - Карта возраста пород океанического дна Северной Атлантики (по У. Питмену и М. Тальвани, 1972). Разным цветом выделены участки океанского дна различных возрастных интервалов; цифрами указан возраст в миллионах лет.
Геофизические данные.
Рисунок – Томографический профиль через Эллинский желоб, остров Крит и Эгейское море. Серые кружки – гипоцентры землетрясений. Синим цветом показана пластина погружающейся холодной мантии, красным – горячая мантия (по данным В. Спэкмена, 1989)
Остатки огромной плиты Фаралон, исчезнувшей в зоне субдукции под Северной и Южной Америками, фиксируемые в виде слейбов «холодной» мантии (разрез поперек Сев. Америки, по S-волнам). По Grand, Van der Hilst, Widiyantoro, 1997, GSA Today, v. 7, No. 4, 1-7
Линейные магнитные аномалии в океанах были обнаружены в 50-х годах при геофизическом изучении Тихого океана. Это открытие позволило в 1968 году Хессу и Дицу сформулировать теорию спрединга океанического дна, которая выросла в теорию тектоники плит. Они стали одним из самых веских доказательств правильности теории.
Рисунок - Образование полосовых магнитных аномалий при спрединге.
Причиной происхождения полосовых магнитных аномалий является процесс рождения океанической коры в зонах спрединга срединно-океанических хребтов, излившиеся базальты при остывании ниже точки Кюри в магнитном поле Земли, приобретают остаточную намагниченность. Направление намагниченности совпадает с направлением магнитного поля Земли, однако вследствие периодических инверсий магнитного поля Земли излившиеся базальты образуют полосы с различным направлением намагниченности: прямым (совпадает с современным направлением магнитного поля) и обратным.
Рисунок - Схема образования полосовой структуры магнитоактивного слоя и магнитных аномалий океана (модель Вайна – Мэтьюза).
Тестовая работа по теме «Литосфера Земли» 7 класс .(школа 2100)
Вариант 1.
Часть А
а. материковый
б. океанический
3. Относительно устойчивый участок земной коры, имеющий двухъярусное строение (древний кристаллический фундамент и осадочный чехол) называется:
а) плитой б) сбросом в) платформой г) грабеном
4. В зоне столкновения литосферных плит формируются:
а) срединно – океанические хребты;
б) глубоководные желоба.
5 . Цифрой 2 на карте отмечена:
а) Индоавстралийская плита;
б) Евразийская плита;
6 . Горы Анды сформировались в зоне взаимодействия Северо – Американской литосферной плиты:
а) с Южно – Американской;
б) с Северо – Американской;
в) с Индо – Австралийской.
7 . Если рельеф территории равнинный, то в её основании, как правило, расположена:
а) складчатая область; б) платформа.
8 . Сейсмоактивным районом Земли является:
а) район современного оледенения; б) район современного вулканизма;
в) район катастрофических природных явлений.
9. Наиболее часто землетрясения происходят
а) на территории Восточно-Европейской равнины
б) на Кольском полуострове в) на Тихоокеанском побережье России
10. Завершите фразу «Совокупность неровностей земной поверхности называется ….»
11. Выберите три правильных ответа.
Внешними силами, формирующими рельеф, являются:
г) деятельность человека д) движение литосферных плит е) притяжение Солнца
Внутренними силами, формирующими рельеф, являются:
а) жизнедеятельность организмов б) работа текучих вод в) землетрясения
г) движение литосферных плит д) образование гор е) работа ледников
13. Верно ли утверждение, что внутренние и внешние силы действуют одновременно?
а) да б) нет
14. Холмы, небольшие впадины и измененные долины рек являются результатом работы
15. Верно ли, что формирование рельефа дна Мирового океана объясняется с опорой на теорию литосферных плит (дрейфа материков)?
а) да б) нет
16. Установите соответствия между участками земной коры и соответствующими им формами рельефа.
1) древние участки литосферных плит, платформы а) равнины
2) границы литосферных плит б) горные складчатые области
17. Для объяснения причин формирования (образования) рельефа лучше использовать:
в) политическую карту полушарий г) карту природных зон мира
18. Территория России располагается на плите:
а) Евразийской б) Индо-Австралийской
19. Зоны землетрясений и вулканизма располагаются:
20. Холмистый рельеф Восточно-Европейской равнины сформировался (образовался) под воздействием
а) внутренних сил б) внешних сил в) и внутренних и внешних сил Земли
Часть В
1. Какие факты доказывают наличие горизонтальных движений литосферных плит?
2. Приведите 2-3 примера, подтверждающих следующую закономерность: «Горные складчатые области располагаются на границах литосферных плит»
3. Почему на платформах, как правило, распологаются равнины?
Тестовая работа по теме «Литосфера Земли»
Вариант 2.
Часть А
1. На рисунке изображен тип земной коры:
а. материковый
б. океанический
2. Мощность этого типа земной коры составляет:
а. 5-10 км б. 35-70 км в. 70-150 км
3. Относительно неустойчивый участок земной коры, имеющий складчатое строение называется
а) плитой б) горами в) платформой г) щитом
4. Основной причиной землетрясений является
а) влияние активной хозяйственной деятельности человека
б) воздействие космических сил
в) движение земной коры
5 . В зоне расхождения литосферных плит формируются:
а) срединно – океанические хребты; б) глубоководные желоба; в) шельф.
6 . Извержения вулканов и землетрясения могут происходить:
а) только в зонах столкновения литосферных плит;
б) только в зонах расхождения литосферных плит;
в) как в зонах столкновения, так и в зонах расхождения литосферных плит.
7 . Горы Гималаи сформировались в зоне взаимодействия Евроазиатской литосферной плиты:
а) с Северо – Американской; б) с Индо – Австралийской; в) с Африканской.
8 . Если рельеф территории горный, то в её основании, как правило, расположена:
а) складчатая область б) платформа.
9. Основной причиной землетрясений являются:
а) силы притяжения Луны и Солнца б) воздействия иных космических сил
в) движения земной коры
10. Наиболее часто землетрясения происходят
а) в Уральских горах б) на Тихоокеанском побережье России в) в Западной Сибири
11. Завершите определение.
Сейсмические пояса - это пограничные области между ____________________ плитами.
12. Выберите три правильных ответа.
Внутренними силами, формирующими рельеф, являются
а) землетрясения б) работа текучих вод в) добыча полезных ископаемых
г) движение литосферных плит д) горные осыпи е) процессы горообразования
13. Выберите три правильных ответа.
Внешними силами, формирующими рельеф, являются
а) работа текучих вод б) выветривание в) землетрясения
г) деятельность человека д) движение литосферных плит е) извержения вулканов
14. Верно ли утверждение, что внутренние и внешние силы воздействуют на рельеф одновременно?
а) нет б) да
15. Равнины, горные пояса, впадины океанов являются результатом деятельности
а) внутренних сил Земли б) внешних сил Земли
16. Верно ли, что формирование рельефа суши объясняется с опорой на теорию литосферных плит (дрейфа материков)?
а) да б) нет
17. Верно ли, что крупные равнины, как правило, располагаются на устойчивых участках земной коры (платформах)?
а) да б) нет
18. Для объяснения особенностей размещения полезных ископаемых лучше использовать
а) климатическую карту мира б) тектоническую карту мира
в) политическую карту полушарий г) карту растительности
19. Территория Восточно-Европейской равнины расположена
а) на границах литосферных плит б) вне зон контакта литосферных плит
20. Определите по описанию тип земной коры.
«Состоит из трех слоев - осадочного, «гранитного» и «базальтового». Мощность может достигать 45 – 70 км».
а) океаническая б) материковая
Часть В
Осмыслите вопрос и сформулируйте и запишите полный ответ.
1. Какая тектоническая структура обычно залегает под равнинами Земли? Каково её строение?
2. Приведите 2-3 примера, подтверждающих следующую закономерность: «Глубоководные желоба располагаются на границах литосферных плит».
3. Почему складчатым поясам в рельефе соответствуют горы?
Ответы на задания.
1 вариант . Часть А.
а)Форма материков, которые можно "приставить" один к другому. Наиболее яркий пример - Африка и Южная Америка (читай про тектонику литосферных плит и дрейф материков)
б) Образование горных систем и островных дуг в местах столкновения литосферных плит.
Яркие примеры: Анды (столкновение океанической и континентальной плит) , Курильские острова (двух океанических) , Гималаи (двух континентальных) . В местах, где плиты расходятся, образуются срединно-океанические хребты
в)Последствия столкновения плит - землетрясения и вулканизм
2. Возможные примеры: Гималаи располагаются на стыке Евразийской и Индо-Австралийской плит, Анды – на стыке Американской плиты и плиты Наска.
3. Потому что платформы - древние, относительно устойчивые участки литосферных плит.
2 вариант. Часть А
1. Платформа. Фундамент и осадочный чехол.
2. Возможные примеры: впадины восточной части Тихого океана образовались на стыке Тихоокеанской плиты и Американской, а на западе Тихого океана Евразийская плита и Индо-Австралийская смыкаются с Тихоокеанской.
3. В результате столкновения литсферных плит образуются складки - возникают горы.
