учебники / Гаврилов В.П. «Общая и историческая геология и геология СССР»
.pdfКонтиненты характеризуются следующими основными при
знака~1и:
существенно увеличенной мощностью земной коры, в со
ставе которой повсеместно присутствует «гранитный» слой;
верхняя мантия континентов имеет «редуцированную», не
четко выраженную астеносферу, обеднена базальтаидной со
ставляющей и относительно более холодная;
континенты характеризуются как основным, так и кислым
~1агматизмом;
континентальная литосфера сфорi\1 иравалась за счет гео синклинальных процессов, которые 11 привели к образованию мощного гранито-метаморфического слоя.
Гра,ница между континентами и океанами, как между круп нейшими тектоническими структурами, проводится по границе выклинивания гранитно-метаморфического слоя, что практиче ски везде соответствует изобате 2-2,5 км. В одних местах
эта |
граница проводится довольно |
четко, в других |
проведе.ние |
|
ее |
неоднозначно. Это |
прежде всего относится к |
переходной |
|
зоне Мирового океана |
(азиатское |
побережье Тихого океана). |
Сложное строение зоны и ее недостаточная геологическая изу
ченность приводят к тому, что в одних случаях системы ост
ровных дуг и окраинных морей относят к континенту, а в дру
гих- к океану. Это отражает незавершенность геодинамиче
ских процессов, приводящих |
к |
образова·нию континентов. |
В связи с этим переходные зоны |
с |
промежуточным типом зем |
ной коры выделяют иногда в качестве самостоятельных струк
тур литосферы, имеющих черты геологического строения как
континентов, так и океанов. Однако, учитывая направленность
тектонических прощ~·ссов в развитии этих областей литосферы
всторону формирования материковых масс, можно с извест
ными оговорками включить их в состав континентальных
структур, хотя между ними имеются и существенные отличия.
В качестве микроконтинентов следует рассматривать и не
которые участки океанов, имеющие кору континентального
типа. |
К ним относятся: о-в Мадагаскар, включая |
Сейшельские |
||
о.Jва, |
в |
Индийском океане; Новозеландское подводное плато |
||
в |
Тихом |
океане; подводные хребты Ломоносова, |
Менделеева |
|
и |
Альфа |
в Северном Ледовитом океане и др. |
Литосферные |
плиты, океаны и континенты представляют собой структуры
тектоносферы, поскольку различия в их строении и составе
слагающих пород прослеживаются и в пределах мантии.
Дальнейшее подразделение тектонических структур обычно
производят на основе геотектонического режима их развития,
под которым понимается направленность и интенсивность тек
тогенеза, метаморфизма и магматизма. В соответствии с этим они делятся на относительно подвижные, или мобильные структуры, и относительно малоподвижные, или стабильные
211
(лабильные) структуры. Первые хараю·еризуются в период
своего развитнн ПJЮЯ!~J!t'НИем активного тектоrL'Нсза, вулка
низма, метаморфнзма 11 ccйcмii'!IIOCTII. Обыч·но это структуры
линейной формы, образующие протяженные тектоннчески по
движные пояса в nределах континентов и океанов. К ним от
носят геосинклинали и орогены.
Геосинклиналинаиболее характерные структуры ли-то сферы, относящиеся к группе мобильных (подвижных) струк тур. Учение о геосиНJ\ЛИналях возникло более 120 лет назад
ив течение нсего этого времени являлось краеугольным кам
нем исторической гсологпи. В настоящее время оно подперга
ется во многом справедливой критш(е с позиций идеи глобаль
ной тектоники плит. Не1шторые ученые (Л. П. Зоненшайн,
О. Г. Сорохтин, А. С. Монин, С. А. Ушаков и др.) считают,
что надо отказаться от этого термина, как устаревшего и Ут
ратившего свою сущность. Другие исследователи (В. Е. Хаин,
А. Е. Михайлов и др.) стремятся найти этому учению должное
место в новой трактовке исторической геологии с точки зре
ния мобилизма. Третьи (В. В. Белоусов и др.) отстаивают
концеnцию о геосинклиналях в их классической интерпретации.
В классическом представлении геосинклинальэто вытя нутые зоны с аномально высокой подвижностью, значительной
расчлененностью и повышенной прониu,аемостью коры, харак
теризующиеся на ранних этапах развития преобладанием ин
тенсивных погружений, а на заключительных этапахинтен сивных поднятий,
Геосинклинали отличает ряд характерных только для них nризнаков. Важнейшие из них: линейность геосинклинальных зон и геоструктурных элементов, входящих в их состав; боль шой размах и контрастность вертикальных движений смежных
блоков коры, обусловливающие значительную расчлененность
рельефа; огромная мощность накопленных осадков (от 10 до 25 км); быстрая изменчивость мощн-остей и фаций В'крест про
стирания и ОТ'носительная выдержанно·сть их по nростиранию
геоструктурных элементов геосинклинали; интенсивный гради
ент мощности отложений (до |
нескольких десятков метров на |
|
1 км за |
1 млн лет); наличие |
специфических формаций (фли |
шевая, |
молассовая, аспидная, |
спилит-кератофировая и др.); |
интенсивный магматизм интрузивного и эффузивного типов; динамический и региональный метаморфизм; резкая диффе
ренциация гравиметрического поля, наличие в нем линейных
зон nолосовых аномалий, значительных градиентов силы тя жести; повышенная сейсмическая активность, приуроченность к геосинклиналям больш-ого числа круnных и катастрофиче ских землетрясений; рез·ко повышенное значение теплового по
тока, идущего из недр (геотермическая ступень снижается здесь вдвое по сравнению с соседними районами).
212
I |
:п |
lii |
m |
JI |
т |
=====~~;:::~:;=;;;;;;;;;iiii:ii~~_,~~~!JiSs;iii;;;;;iiiiiiiiiiiiiii~~~~
Рис. 42. Строение rcocнiii\:lllllaльнoй Jl!ШC:pгciiTIIOЙ системы. По Ж. |
Обуэну. |
I - rJл.зтформа; JI- MIJOГl'Ol'lllii\JliliiHЛ[J; III -- энгL·o~·IHIEлrrrla.nь; IV -- ср,:дшrнып |
м:.н:стш; |
1 - офнолнтовые комплексы; 2 - флншсвые ОТJiожсння |
|
Суммируя признаки, отличающие геосинклинали, можно сказать, что для этих областей характерны интенсивные тек
тонические движения, повышенный магматизм, метаморфизм и
сейсмичность. Геосинклинальэто арена максимального про явления сил внутренней динамики Земли.
В строении геосинклинали участвуют различные структурные
элементы, прежде всего, внутренние (эвгеосинклинали) и
внешние зоны (миогеосинклинали).
Эвгеосинклинали (рис. 42)- зоны активного магматнз:ма
11 глубокого метаморфизма, располагающиеся во внутренних частях геосинклиналей. В их преде.гrах накапливаются глубо
ководные морские осадки, здесь же, в первую очередь, про
являются гораобразовательные процессы, приводящие к по
вышенной деформации отложений.
Миогеосинклиналивнешние зоны геосинклиналей. Они
характеризуются интенсивным, преимущественно терригенным,
осадконакоплением, практическим отсутствием магматических
образований и меньшей степенью дислоцированности и мета морфизма.
Миогеосинклиналь 11 эвгеосинклиналь образуют элементар ную геосинклинальную пару (геосинклинальную систему), ко
торая, с одной стороны, ограничена жесткой платформенной
глыбой (форландом), а с другой,- срединным массивом, от
деляющим ее от смежной элементарной геосинклинальной
пары (см. рис. 42).
Эвгеосинклинальные и миогеосинклинальные зоны ослож
нены геосинклиналями и геоантиклиналями, которые называют uнтрагеосинк.линалями и интрагеоантиклиналями («I!Нтра»
внутренний). Эти структурные элементы хараюеризуются раз
нонаправленными вертикальными движениями и различной
мощностью накопленных осадков. Морфологически они вы
ражены узкими, линейно вытянутыми прогибами или подняти
ями.
Возникновение и развитие геосинклиналей пре-дставляет со
бой сложный и многостадийный процесс, сущность которого
заключается в поступлении энергии и вещества мантии Зе\1ЛИ
213
на поверхность, в результате чего происходят принципиаль
ные изменения в строении литосферы. В развитии геосинкли
нали выделлют два главных этапа (геосинклинальный и оро
генный) и следующие основные стадии: начального погруже
ния, зрелую или предорогенную, раннеорогенную и собст
венно орогенную.
На стадии начального погружения лр·оисходит интенсивное
погружение и накопление мощных толщ морских песчано-гли
нистых осадков, образующих впоследствии сланцево-граувак
ковую и аспидную формации. Мощность этих отложений дости
гает 12 км. Процессы прогибания сопровождаются образова
нием трещин растяжения и излиянием вдоль них базальтовых
лав. Это начальное проявление магматизма в геосинклиналях получило название инициального (начального) магматизма (по
Г. Штилле). Поскольку лавы накапливаются в подводных .ус
ловиях, то быстро подвергаются процессам хлоритизации и
альбитизации. Это способствует .превращению их ·в ·специфиче
ские «зеленокаменные» породы. В совокупности образуется
характерная для стадии начального погружения геосинклинали
спилит-кератофировая магматическая формация. В конце пер вой стадии развития геосинклиналей внедряются первые гра нитные или сиенитовые интрузии. Такие интрузии называют сиитектоническими или раннесинорогенными. Геосинклиналь
вэтот период разделяется на интрагеоантиклинали и интрагео
синклинали.
Зрелая или предарагенная стадия характеризуется сУщест
вованием глубоК'их интрагеосинклинальных прогибов, выра
женных в рельефе морскими бассейнами, и узких интрагеоан
тиклинальных поднятий (островные гряды). Более резкая диф ференциация вертикальных движений определяет и накопление специфических формаций.
В пределах эвгеосинклиналей (реже миогеосинклиналей) образуется флишевая формация (карбонuатный, терригенный,
туфагенный флиш), особенностью котарои является тонкая и
правильная ритмичность осадков. Характерна также порфири товая (андезитовая) формация. В миогеосинклиналях в пред орогеиную стадию накапливается известковая формация, разви
ваются барьерные рифы.
Окончание второй стадии соответствует переломной эпохе в развитии геосинклинали, выражающейся в общей инверсии тектонического режима. Смена знака вертикальных движений (инверсия) охватывает всю геосинклиналь. Происходит отми рание (замыкание) интрагеосинклиналей. Растяжения <:меня ются сжатиями, что завершается, в конечном счете, общей
складчатостью. Предорогеиная стадия заканчивается •внедре нием гранитных и гранодиоритовых интрузий, вьrделяе·мых как
синорогенные.
214
Раннеорогенная стадия отличается сокращением областей
аккумуляции осадков в геосинклинали за счет разрастанил
интрагеоантиклинальных |
поднятий. |
Карбонатные отложен ия |
второй стадии сменяют |
терригенные |
грубозернистые образо |
вания, латунные соленосные породы, Угленосные осадки и т. д.
Специфический комплекс отложений, отражающий тектониче
ский режим развития, образует определенные формации: в пре делах миогеосинклиналейнижнюю молассоную (терриген
ные, преимущественно морские отложения, паралические угли,
каменная соль), в пределах эвгеосинклиналейлагунную. Эффузивный магматиЗ'М ослабевает и выражен локальными наземными излияниями щелочного состава; продолжают обра зовываться гранитные интрузии_ На раннеорогенной стадии
начинают закладываться передовые прогибы и межгорные
впадины.
Собственно арагенная стадия отличается активным горооб
разованием; скорость восходящих движений лревышает ско рость процессов денудации. Обильный обломочный материал
формирует 'верхнюю молассонУю формацию, присущую как эв геосинклиналям, так и миогеосинклиналям. В ее состав входят грубообломочные континентальные отложения ( красноцветы)
и лимнические угли. В пределах эвгеосинклиналей по активи зированным разломам происходит образование вулканов с на
земным извержением кислых и основных (базальтовых) лав, образующих порфир,овую формацию. Этот вид магматизма по лучил наз·вание субсеквентного (т. е. последующего). С суб
секвентным магматизмом связано и формирование интрузий
кислых и щелочных гранитов (так называемые посттектониче сJ<1ие интрУзии). В тыловых частях геосинклиналей, в межгор
ных впадинах, в конце стадии проявляется иногда магматизм
с излиянием лавы. Такой вид маrматизма получил название финального. Указанные типы магматизма проявляются не во
всех случаях гrосинклинального развития и не отличаются
строгой приуроченностью. Например, финальный магматизм хорошо фиксируется на Кавказе, но отсутствует на Урале
и т. д.
В результате последовательной ·смены различных стадий на месте геосинклинальной области возникает горно-складча
тое сооружение, выраженное в рельефе горными хребтами,
разделенными межгорными впадинами. Такова идеальная
схема развития геосинклинали в ее классической интерпрета
ции.
В соответствии с ней, как считалось, происходило разви тие Центрального Казахстана, Урала, Кавказа, Альп, К:опет дага, Памира и т. д. В то же время развитие ;->яда
геосинк.'Jиналей существенно отличается от намеченной после довательности чередоваRия стадий.
215
Конечным итогом геосинклинальнога эта11а является обра
зование континентальной коры, причем во время геосинкли нальнога процесса формируются «базальтовый», «гранитный»
и осадочный слон. Таким образом, новая кора континентов
образуется не за С'Iет усложнения ранее сУществовавшей оке анической коры, а за счет вновь сформированной сначала оке
анической, а затем уже ~онтинентальной коры. Судя по коли
честву излившихся лав и вулканического пепла, современная
континентальная кора, по мнению Г. Д. Ажгирея, могла сфор
мироваться в течение последних 3 млрд лет геологической
истории Земли. |
. |
Сторонники концепции глобальной тектоники плит, крити
куя классическое учение о геосинклиналях, отмечают, что при
его разработке геологи использовали лишь материалы по кон
тинентам и не учитывали данные по геологическому строению
дна океанов; полностью игнорировалась также возможность
существенного горизонтального движения литосферных плит; современные примеры геосинклиналей не всегда укладываются
в рамки традиционных понятий (например, горные хребты Гималаев возникли не на месте устойчивого и длительного по гружения); классическое учение о геосинклиналях не в состо~
янии удовлетворительно объяснить некоторые петрологические
особенности земной коры (например, резкое возрастание в ней содержания К2О по сравнению с мантией) и т. д.
Взамен традиционного понимания учения о геосинклина лях, предлагается ее новая интерпретация. С позиции концеп ции глобальной тектоники плит, геосинклинальэто область столкновения литосферных плит, где происходит формирова ние новой «гранитной» (т. е. континентальной) коры за счет процасов переплавления и дегидратации океанической лито сферы, заглубляющейся в мантию Земли. В этой области (об
ласть суб:дукции) океаническая кора, которая сформировалась в рифтовых долинах океанов, испытывает обезвоживание, маг
матическую переработку, метаморфизм и деформацию. При
дегидратации океанической коры выделяющаяся в виде пере
гретого пара вода, насыщенная кремнеземом, щелочами и
летучими компонентами, поднимается вверх и пропитывает гор
ные породы во фронтальной ча·сти надвигающейся литосфер
ной плиты, вызывая в ней метасоматические изменения. Воз
никают андезитовые 11 более кислые лавы, которые по раско
лам проникают на поверхность. При застывании кислых масс
в недрах образуются гранитные интрузии, которые создают
фундамент островных дуг и активных окраин континентов. Ре зультатом является нарастание континентальной коры и обра зование континентов (рис. 43).
Ороген (греч.- гора) ка к геологическое гюнятие был вве ден в геологию Л. Кобером в 1921 г. В последние десятиJJетия
216
Рис. 43. Схема геосинклинали с позиции концепции глобальной тектоники плит. По О. Г. Сорохтину.
Гсосинклинальный nроцесс, выражающийся в nереnлавлении и дегидратацни заглуб·
.~яющейся в мантию океанской коры, формирует континентальную кору, обогащая ее
оксидами калия, алюминия, натрия. кремния и т. д.
Ler- лерцолит; 01- олиuин; Рхпироксен; Bz- базальт; Serp- серпентин; Gb- rаббро; индексы: l - ликвидус, s - солндус
рамrш этого термина значительно расширились: к орогенам
стали относить практически любые горные области, располо
женные как на континентах, так и на дне Мирового океана.
Всовременном понимании орогенэто протяженная горная
система, отличающаяся высокогорным и рез~о расчлененным
рельефом, тектонической, магматической и сейсмической актив ностью. В связи с пересмотром основных положений традици
онного учения о геосинклиналях меняется представление на
природу, происхождение и развитие орогенов. Выделяют кон
тинентальные и океанические орогены.
Кон.тин.ен.тальн.ые ороген.ы нанболее изучены. Их образова
ние связано с активным проявлением тектонических движений
водну из тектоно-магматических эпох, время проявления ко
торой берется за основу при установлении возраста континен тальной арагенической области. Континентальные орогены на
зывают горно-·складчатыми или просто складчатыми обла
стями. В этом названии отражаются особенности рельефа 11 режим тектонических движений. Их делят на эпигеосинкли
нальные 1 и эпиплатформенные.
Эпигеасинклинальн.ые арагены возникли на месте теосин
клинали в завершающий этап ее развития (орогенный этап).
Они, как правило, отличаются nовышенной сейсмической ак
тивностью и вулканизмом. Длл них характерно увеличение мощности земноii коры до 75 км, главным образом, за счет
1 Прнстаnк11 «эПИ>> oэнn•JiiCT «после» (послеrсос-ннi\ЛННiiЛыtые и т. д.).
217
«гранитного» слоя. Установлено, чrо для эпигеосинклинальных
орогенов характерно nокровно-складчатое строение, переелаи
ванне крупных пластин литосферы, что отражает, по мнению
ученых, активное проявление горизонтальных тектонических
движений при формировании горно-складчатых областей. С по зиции концепции глобальной тектоники плит эпигеосинкли
нальные арагены возникают на месте закрывшегося океана, что подтверждается наличием в структуре эпигеосинклиналь
ных орогенов пластин океанической коры в виде офиолитовых
покравов. Последние представляют собой ультрабазитовые об
разования, сходные по составу и строению с корой современ
ных океанов. Наиболее типичными эпигеосинклинальными ара
генами являются горно-складчатые области альпийского воз
раста: Альпы, Кавказ, Карпаты, Копетдаг, Памир, Южноаме риканские Анды, Гималаи и т. д.
Эпиплатфар.м.енные арагены имеют ряд черт, сближающих
их с эпигеосинклинальными: резко расчлененный горный
рельеф, повышенную сейсмическую активность, иногда вулка низм. Они возникли, главным образом, за счет интен{:ивных
васходящих вертикальных днижений, поэтому для них харак
терен глыбовый характер строения коры. Принципиальное от
личие элиплатформенных арагенов от эпигеосинклинальных
втом, что первые образуются на месте платформы, а вто
рыена месте геосинклинальнаго прогиба. Оно происходит в том случае, когда часть существующей платформы вовлека
ется активными тектоничесwими движениями какой-либо тек тоно-магматической эпохи в гораобразовательный процесс.
Интенсивные вертикальные (положительные) д'Вижения при
водят к расколу жесткого фундамента платформы и к подня
тию отдельных его блоков. Образуется горная область, кото
рая по тектоническому строению отличается от эпигеосинклн·
нального орогена. Подобные структуры литосферы обычно называют областями эпиплатформенной или постплатформен
ной активизации. Примерам могут служить Тянь-Шань, Тибет,
Монголо-Охотский пояс.
Основные структуры континентальных орогеновантикли
нор ин и синклинории.
Антиклинарий-это сложная складчатая структура анти
клиналы-юго строения, возникшая из интрагеоантиклиналь
ного поднятия в результате складчатых процессов. В рельефе
выражен горным хребтом, в ядре которого расnолагаются бо лее древние породы, чем на крыльях. Группа антиклинориев
составляет мегантнклинорий (например, мегантиклинорий
Большого Кавказа).
Синклинорийсложная складчатая структура синклиналь
ного строения, возникшая в результате с1шадчатых процессов
из интрагеосинклиналей. В рельефе может быть выражен по-
218
нижением или горным хребтом, однако в ядре располагаются
обязатеJJьно более молодые породы, чем на J{рыльях. Сивкли
норин могут образовывать межгорные впадины. Совокупность
синклинориев называют мегасинклинорием.
Наряду с указанными основными структурами, в пределах
горно-складчатых областей выделяют также древние глыбы,
краевые массивы, краевые (тыльные) прогибы, наложенные впадины. Эти элементы в строении горно-складчатой области
присутсгвуют не всегда, придавая специфику той или иной об
ласти.
Океанические орогены образуют горные пояса (срединно океанические хребты) на дне Мирового океана (см. гл. 5).
Платформакрупнейшая стабильная структура лито- сферы. Это относительно устойчивый, консолидированный
складчатостью, метаморфизмом и интрузиями крупный участок
литосферы изометрических очертаний. В тектоничес·ком смы
сле платформаэто своеобразный антипод геосинклинали.
Для платформ характерны: изометричность (полигональность)
границ и большинства крупных геоструктурных элементов, входящих в ее состав; сравнительно небольшая амплитуда и слабая контрастность вертикальных движений, что выража ется в сглаженном, преимущественно, низменном рельефе;
относительно небольшая мощность осадков (2-3 км), глав
ным образом мелков-одного морского происхождения; посте
пенная изменчивость мощности и фаций вкрест простирания структур, а отсюда и незначительный градиент мощности от
ложений; чрезвычайно редкое проявление магматизма (осо
бенно интрузивного), представленного в основном базальтовой магмой; практическое отсу-гствие метаморфизма; мозаичное гравиметрическое поле, небольшие по амплитуде и градиенту аномалии, указывающие па состояние, близкое к изостатиче скому равновесию; резко nониженная сейсмическая активность, за исключением районов, nримыкающих к активным геосин клиналям; незначительный тепловой поток (геотермический
градиент в 4-5 раз меньше, чем в геосинк:rиналях); ослаблен
ное проявление горизонтальных движений, что выражается в пологом, слабодислоцированном залегании осадочных пород. Выделяют два типа платформ: континентальные и океаниче
ские.
Контuненталы-tые платформы (эпейрократоны или просто
кратоны) представляют собой материковые равнины, высота
которых не превышает 500 \1 (реже 1000 м). Кора платформ
в наибольшей степени соответствует стандартному типу кон
тинентальной иоры и характеризуется слабым изменение\-! мощ
ностиот 35 до 55 км, в среднем 40 км. Платформы имеют двухъярусное строение. Нижний структурный ярус (этаж) об
разовался в rеосинклинальную предысторию и получ'ил назва-
219
*
~~ ~J~~~s
[::_::::::.0:::]6 ~7 ~8 [Z]g ~!О
Рис. 44. Геологнческнй разрез через платформу н прилеrающую горно-склад
чатую область (ороген).
МагмаТIIЧсскнс комплексы: 1 - фундамента nлатформы, 2 - горнаскладчатой об.1астн;
метаморфнческне комnлексы: 3 - фундамента nлатформы, 4 - rорно·складчатоi\ обла· ст11; 5 - грубообломочные nороды; 6 - nески, песчаники; 7 - глины, аргнллнты; 8 - карбонатные породы (известняки, до.~о~шты и т. д.); 9 - разломы; 10- залежи нефтн
игаза
ние фундамента (основание, цоколь). Различаю·г кристалли ческий и складчатый фундаменты. Первый сложен гранитами, гнейсами, слюдистыми сла·нцами, т. е. преимущественно инт рузивнымн магматическими и глубокометаморфизованными породами; второйэффузивными образованиями и метамор
фическими породами сравнительно невысокой степени мета·
морфизма (глинистые сланцы, филлиты и т. д.), но значитель ной днслоцированностн. Фундамент несогласно перекрывается
пологозалегающими осадочными толщами, образующими плат
форменный (осадочный) чехол. Он формировался на платфор менном этапе развития. Чехол сложен осадочными породами,
в редких случаях с прослоями эффУзивно-вул·канических об
разований. Породы nрактически не метаморфизованы и отно сительно слабо дислоцированы. Фундамент, как nравило, от делен от платформенного чехла региональным несогласием
стратиграфического и углового типов.
В строении платформ участвуют разновозрастные струк турные элементы, ·отличающиеся формами и режимом текто
нических движений (рис. 44). Охарактеризуем основные из них.
Щитыобширные изометрические области платфор:ч, где
на дневную поверхность выходят породы кристаллического
фундамента, осадочный чехол отсутствует. На платформенном этапе развития испытывали преобладающие восходящие верти
кальны€ движения.
Хребтывытянутые аналоги щитов. На nоверхность выхо
дят породы складчатого фундамента. Некоторые исслеJ:ова
тели предлагают называть такие структуры «рахигенами»
(греч.- гребнем рожденные). Хребты сравнительно неболь
ших размеро'В выделяют как кряжи.
220