357_p1847_B3_9360
.pdfморско-Гималайский пояс), окраинноконтинентальные, образовавшиеся за счет активных континентальных окраин и столкновением (аккрецией) островных дуг с континентами (например, мезозойско-кайнозойские вдоль восточного обрамления Тихого океана) [8, 23].
Эпохи проявления главных фаз складчатости и формирования орогенических поясов более или менее одновременны на разных континентах, хотя и устанавливаются их некоторые отличия. В докембрии наиболее уверенно в глобальном масштабе выделяются эпохи складчатости – кольская или трансваальская (ранний архей), беломорская или кеноранская (поздний архей), свекофенская или гудзонская (ранний протерозой), дальсландская или гренвильская (позний протерозой) и байкальская или кадомская (конец рифея – венд); в фанерозое – каледонская (начало девона), герцинская (ранний триас), киммерийская (юра – мел) и альпийская (неоген – квартер).
Наряду с платформами и складчатыми поясами на континентах выделяются и некоторые другие структуры. Как в прежнем, так и современном понимании сохранило своё значение представление о внутриконтинентальных областях повторного орогенеза – дейтероорогенеза (активизации тектонических движений в пределах ранее консолидированных структур). Области дейтероорогенеза могут охватывать как участки платформ, так и активных в прошлом, но затем стабилизированных орогенических поясов, проявляются развитием сводово-глыбовых движений, формированием разрывных нарушений, прогибов, впадин и часто сопровождаются активным магматизмом и метаморфизмом. Причиной тектоно-магматической активизации и формирования дейтероорогенных областей многие исследователи считают воздействие мантийных плюмов.
Ещё один весьма важный и достаточно широко распространенный тип структур континентов – континентальные рифты – крупные линейные структуры растяжения земной коры, выраженные протяженной грабенообразной впадиной (или системой впадин). Для них характерны обломочные (терригенные) отложения и проявление магматизма преимущественно щелочного состава. Формирование рифтов связывается с возобновлением активной тектонической деятельности после длительного перерыва
11
в связи с поднятием к подошве литосферы горячего вещества мантийных плюмов, либо влиянием окружающих структур, обусловливающих растяжение литосферы.
Методические указания и порядок выполнения работы
Составляется схема тектонического районирования одного из континентов (см. ч. 2, CD-ROM, прил. 1, рис. 1.9–1.16). В первую очередь обращается внимание на платформы и складчатые области (орогены). Среди платформ выделяются древние (с докембрийским фундаментом) и молодые (с палеозойским фундаментом). Складчатые области и пояса (орогены) подразделяются по возрасту завершающей складчатости. Выделяются рифты и области дейтероорогенеза.
Подразделения показываются на контурной карте (см. ч. 2, CD-ROM, прил. 1, рис. 1.9–1.16) разными цветами в соответствии с принятыми к тектоническим картам. Подписываются названия платформ и складчатых поясов.
Изображения структурных подразделений цветом:
•выходы фундамента древних платформ различного возраста: архейского – темно-бордовый цвет, раннепротерозойского – светло-бордовый цвет, позднепротерозойского – темно-розовый цвет;
•чехлы платформ: древних – темно-фиолетовый цвет, молодых – светло-фиолетовый цвет;
•складчатые системы различного возраста: раннедокембрийские – темно-красный цвет, позднедокембрийские – светлокрасный цвет, среднепалеозойские – темно-синий цвет, позднепалеозойские – светло-синий цвет, мезозойские – зеленый цвет, кайнозойские – желтый цвет;
•континентальные рифты – коричневый цвет с указанием возраста (индекс);
•области дейтероорогенеза или тектоно-магматической активизации – штриховка серого цвета с указанием возраста (индекс).
Отчет по лабораторной работе включает контурную карту одного из материков, выданную в качестве варианта лаборатор-
12
ной работы, на которой должны быть выделены главные типы структур с соответствующей им раскраской, составлена схема условных обозначений. Макет сопровождается краткой пояснительной запиской, в которой указываются принципы тектонического районирования.
Контрольные вопросы по лабораторной работе
1
1.Главная особенность тектоники континентов.
2.Строение земной коры континентов.
3.Платформа древняя.
4.Платформа молодая.
5.Складчатый пояс (ороген).
6.Область внутриконтинентального орогенеза (дейтероорогенеза).
7.Рифт континентальный.
8.Типы окраин континентов.
9.Основные этапы формирования рассматриваемого континента.
Объясните значение следующих терминов и понятий:структурный этаж и структурный ярус;фундамент платформы;чехол платформы;прогиб передовой;
континентальная окраина активная;континентальная окраина пассивная;
шельф, континентальный склон, континентальное подножие.
13
Лабораторная работа 2
Тектоническое районирование океанов
Цель работы: ознакомление с принципами тектонического районирования океанов.
Задание: составить схему тектонического районирования отдельных океанов.
Исходные материалы:
тектонические схемы океанов, контурные карты океанов
(см. ч. 2, CD-ROM, прил. 2);
научные публикации, учебники, учебно-методические по-
собия [3, 5, 12, 15–19, 23–25];
лекции по дисциплине «Геотектоника».
Объем работы 2 часа.
Теоретическая часть
Океаны – крупнейшие водные бассейны, занимают 71 % земной поверхности. В геотектонике под океанами понимают лишь такие бассейны, которые имеют океанический тип земной коры. Друг от друга океаны отделяются не только материками, но нередко и условно принятыми «демаркационными» линиями, совпадающими с крупными зонами разломов, либо с цепями островных дуг.
Крупнейшими структурами океанов являются срединноокеанические хребты (СОХ), сформировавшиеся в результате возникновения глобальной Мировой рифтовой системы и процесса спрединга – расхождения литосферных плит в обе стороны от рифтовой зоны СОХ, вызывающие расширение площади океана благодаря поступлению нового магматического материала. СОХ возвышаются над окружающими глубокими частями океана на 1–3 км и достигают ширины 1000–2000 км.
Кристаллизуясь в рифтовых зонах СОХ, базальты океанской коры «запоминают» направление геомагнитного поля, существовавшего в момент их излияния. Это обусловливает упорядоченную линейную структуру магнитного поля океанов, в котором аномалии разных знаков связаны с эпохами прямой и обратной полярности главного магнитного поля Земли. Системы линейных
14
полосовых магнитных аномалий разного знака, прослеживаются на сотни и тысячи километров параллельно СОХ и располагаются симметрично относительно их гребней. Линейные магнитные аномалии – это изохроны океанической коры. Расшифровка линейных магнитных аномалий океанов (определение их удаленности от рифтовой зоны СОХ и места в глобальной шкале магнитных аномалий Земли) позволяет дистанционно определить возраст рассматриваемых частей океанического дна.
Другой тектонический феномен, связанный с формированием СОХ, – трансформные разломы. Это разломы со сдвиговым смещением. Они перпендикулярны океаническим рифтовым зонам и расчленяют оси спрединга и СОХ на отдельные сегменты, смещенные в плане относительно друг друга. Трансформные разломы имеют значительную протяженность, в основной своей массе простираются на тысячи километров, обычно не выходят за пределы океанического дна и только в редких случаях затрагивают краевые части континентов. Морфология зон трансформных разломов не является однотипной. Одни из них представляют собой узкие и глубокие троги, другие более или менее высокие гребни.
Между СОХ и окраинами континентов располагаются обширные пространства, представленные абиссальными равнинами, осложненные глубоководными впадинами либо разного рода поднятиями.
Абиссальные равнины по занимаемой ими площади являются преобладающим элементом строения океанского ложа, занимая пространство между срединными хребтами и континентальными подножиями. Они имеют глубину от 4 км до 6 км. Кора в пределах абиссальных равнин отвечает нормальному океаническому типу и выдержана по толщине, за исключением того, что мощность осадочного слоя в направлении континентального подножия постепенно увеличивается за счет появления все более древних горизонтов в основании осадочного слоя. Абиссальные равнины нередко распадаются на отдельные котловины, имеющие обычно округло-овальную форму.
Среди равнин возвышаются подводные вулканические горы;
их насчитываются тысячи. Некоторые такие вулканы выступают над поверхностью океана в виде вулканических островов. Осо-
15
бую разновидность подводных гор образуют гайоты (гийоты) – плосковершинные возвышенности, встречающиеся на глубине до 2 км и представляющие потухшие вулканы, вершины которых в свое время были срезаны морской абразией, затем перекрыты мелководными осадками и далее погрузились ниже уровня океана вследствие охлаждения подстилающей их коры.
Кроме перечисленных выше, в Мировом океане существует большое число крупных подводных возвышенностей и хребтов иного происхождения, разделяющих глубоководные котловины. Эти поднятия океанского ложа имеют разнообразную форму. Одни из них более или менее изометричные, овально-округлые. Некоторые из них за плоский рельеф, образованный осадочным слоем, называют океаническими плато. Другие – подводные хребты в океанах (не СОХ) – отчетливо линейные и протягиваются местами на тысячи километров при ширине порядка сотни километров. Плато и хребты возвышаются над смежными глубоководными котловинами на 2–3 км и больше; кое-где их вершины выступают над уровнем океана в виде островов. По типу происхожде-
ния их подразделяют на вулкано-тектонические поднятия и под-
нятия, возможно являвшиеся фрагментами континентов. Линейные внутриокеанические (внутриплитные) поднятия, в
отличие от срединно-океанических спрединговых, иногда называют асейсмичными хребтами. Для большинства таких поднятий очевидно их вулканическое происхождение. При образовании асейсмичных хребтов вулканизм происходил поверх уже существовавшей океанической коры в результате действия мантийных плюмов, «прожигавших» движущуюся литосферу. Мантийноплюмовый магматизм подтверждается наличием типично щелочного базальтового магматизма.
Ещё одна достаточно распространенная структурная форма океанов – микроконтиненты. Они характеризуются наличием земной коры континентального типа, но не типичной, а утолщенной до 25–30 км, и обладают плоским рельефом поверхности. Микроконтиненты могут возвышаться над поверхностью океана, выступать в виде мелководных банок или даже островов (Мадагаскар), либо лежать на некоторой глубине (до 2–3 км ниже уровня океана). Микроконтиненты сформировались в результате откалывания от окраин континентов обычно на ранних стадиях
16
раскрытия океана. Начальной стадией обособления микроконти-
нентов является образование краевых плато или аваншельфов –
выдвинутых и опущенных на глубину 700–1000 м частей внешнего шельфа. Некоторые из них уже наполовину отделены от континента рифтовыми грабенами, в которых еще сохранилась утоненная континентальная кора.
Современные океаны – молодые образования. В настоящее время благодаря глубоководному бурению и картированию линейных магнитных аномалий возраст современных океанских бассейнов надежно установлен. В Атлантическом и Тихом океанах наиболее древняя кора имеет возраст 165 млн лет, в Индийском океане – 158 млн лет, в Арктическом – около 100 млн лет. Для всех океанов, кроме Тихого, этот возраст означает время начала раскола коры суперконтинента Пангея и начала спрединга.
Свидетельством существования океанов в геологическом прошлом являются широко распространенные в пределах континентов офиолиты – крупные тектонические блоки, сложенные корой океанического типа, включающей, в том числе, и глубоководные океанические осадки.
К океанам следует относить и глубоководные желоба, структурные формы, возникающие вдоль границ сближения литосферных плит (во фронте островной дуги либо горного пояса андского типа). При весьма небольшой ширине (50–100 км) они протягиваются на многие сотни и тысячи километров, в поперечном сечении имеют V-образную форму. С осью глубоководного желоба совпадает выход на поверхность сейсмофокальной зоны Беньофа – неровной криволинейной поверхности океанической литосферы (слэба), погружающейся под островную дугу, либо непосредственно под континент.
Методические указания и порядок выполнения работы
Составляются схемы тектонического районирования одного из океанов. Выделяются современные срединно-океанические хребты (желтый цвет), трансформные разломы (красный цвет), абиссальные равнины и отдельные котловины (темно-голубой цвет), подводные вулканические горы, поднятия и хребты (свет-
17
ло-голубой цвет), микроконтинеты (коричневый цвет), глубоководные желоба (фиолетовый цвет). Различным направлением штриховки и крапа черного цвета показываются отдельные полосовые магнитные аномалии, симметричные по отношению к СОХ.
Отчет по лабораторной работе включает раскрашенную схему районирования одного из океанов (см. ч. 2, CD-ROM, прил. 2, рис. 2.1–2.4) и краткую пояснительную записку к ней, в которой указываются принципы принятого тектонического районирования.
Контрольные вопросы по лабораторной работе
2
1.Строение земной коры океанов.
2.Происхождение океанов.
3.Возраст современных океанов.
4.Формы рельефа океанического дна.
5.Особенности магнитного поля океанов.
6.Главные типы структур океанов.
7.Существующие типы границ океан – континент. Объясните значение следующих терминов и понятий:
срединно-океанический хребет,
рифт океанический,
разлом трансформный,
абиссальная равнина,
глубоководная котловина,
желоб глубоководный,
асейсмический хребет,
микроконтинент,
гайот (гийот).
18
Лабораторная работа 3
Литосферные плиты Земли
Цель работы: выделение современных литосферных плит Земли и определение типов их границ.
Задание: составить схему современных литосферных плит Земли, показать типы границ плит.
Исходные материалы:
схема литосферных плиты Земли и типов их границ (см.
ч. 2, CD-ROM, прил. 3, рис. 1.1) [4];
контурная карта современных литосферных плит Земли и их кинематики (см. ч. 2, CD-ROM, прил. 3, рис. 1.2) [25];
научные публикации, учебники, учебно-методические пособия, тектонические и геодинамические карты Земли [3, 12, 16– 18, 23, 24];
лекции по дисциплине «Геотектоника».
Объем работы 2 часа.
Теоретическая часть
Тектоника литосферных плит (ТЛП) – парадигма современной геологии, пришедшая на смену другим представлениям и, в частности, «учению о геосинклиналях». Общий смысл ТЛП состоит в том, что литосфера Земли подразделена на ограниченное число обособленных литосферных плит – в настоящее время семь крупных и несколько малых. Считается, что верхняя жесткая оболочка Земли – литосфера – передвигается по относительно вязкой подстилающей астеносфере. Литосферные плиты испытывают друг относительно друга взаимные перемещения, а границы между плитами выделяются по проявлениям эндогенной активности – тектонических деформаций, сейсмичности, вулканизма (магматизма) и метаморфизма. Они отражаются также и в проявлении определенных формаций осадочных пород.
Различают три типа взаимных перемещений литосферных плит: раздвиговые, или дивергентные; встречные, или конвергентные; сдвиговые, или трансформные.
Границы раздвижения (дивергентные) приурочены к сре-
динно-океаническим хребтам (СОХ). На этих границах рождается новая океаническая кора; сам процесс называется спредингом.
19
На границах сближения (конвергентных) океаническая кора,
сформированная в зонах спрединга и океаническая литосфера в целом, пододвигается под литосферу островных дуг или непосредственно континентов. Этот процесс именуется субдукцией. По мере погружения за счет отделения флюидов, а в ряде случаев и частичного плавления погружающейся океанической литосферы выше слэба образуются глубинные магматические очаги. Магма из них продвигается к поверхности. Этот процесс вызывает на активной окраине вышележащей литосферной плиты проявления магматизма, метасоматоза и метаморфизма. Этот процесс приводит к образованию новой континентальной коры. Полное поглощение океанической коры в зонах субдукции приводит к столкновению – коллизии обрамлявших океан континентов (микроконтинентов, островных дуг) и формированию складчатонадвиговых горных сооружений – орогенов.
К сдвиговым (трансформным) границам относятся такие,
вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости трансформного разлома.
На дивергентных границах плит, в зонах спрединга, происходит непрерывное рождение новой океанической коры; поэтому эти границы называют ещё конструктивными. В зонах субдукции океаническая кора поглощается, что дает основание называть такие границы деструктивными.
Особый интерес представляют тройные сочленения границ литосферных плит, где сходятся три границы, обычно представленные срединно-океаническими хребтами.
Одним из основных положений тектоники плит является постулат о том, что площадь поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равна площади коры, образующейся в зонах спрединга, поэтому общая площадь поверхности Земли и её радиус остаются неизменными.
Методические указания и порядок выполнения работы
Работа выполняется в два этапа. На первом составляется схема литосферных плит. Для этого на контурные карты материков и океанов Земли выносятся границы современных литосферных плит. Площади разных плит показываются различными ти-
20