Структуры, образовавшиеся при смещении литосферных плит

Начало развития учения о тектонике плит связано с гипотезой спрединга (расширения) океанического дна (Дж. Т.Уилсон). Гипотеза была основана на данных, полученных при изучении с помощью эхолота рельефа океанического дна, выявившего существование единой глобальной системы срединно-океанических хребтов протяженностью более 60 000 тыс км (1956).

Теоретические основы тектоники плит заложены американцами Д.П. Мак-Кензи, Р.Л. Паркером (1967), В.Л. Морганом (1968) и французом Кс.Ле Пишоном (1968) [7]. По их представлениям жесткий поверхностный слой Земли (литосфера) испытывает сильные деформации только вдоль относительно узких линейных подвижных поясов, состоящих из складчатых хребтов, океанических желобов, островных дуг, разломов, поясов спрединга (образование новой земной коры) и субдукции (поглощение земной коры), делящих литосферу на семь крупных и несколько мелких жестких асейсмичных плит (рис. 77), не подвергающихся значительным внутриплитным формациям. Каждая из плит участвует в общем движении литосферы, но в силу особенностей глубинного строения имеет и автономную составляющую смещения. Границы плит надежно установлены геофизическими методами и включают блоки как континентальной, так и океанической коры. К границам плит приурочена подавляющая часть эпицентров землетрясений и большая часть новейших вулканов.

Выделяются три типа границ плит.

1. Конструктивные, или дивергентные, сочленения плит, где по мере их раздвигания формируется новая кора (гребни срединно-океанических хребтов).

2. Деструктивные, или конвергентные, сочленения, где кора сокращается за счет сжатия (молодые складчатые горные пояса) при сближении плит или поглощается, когда одна плита пододвигается под другую (глубоководные желоба).

3. Консервативные, или сдвиговые, сочленения, когда плиты двигаются относительно друг друга в горизонтальном направлении вдоль разломов (сдвигов), структуры коры при этом не меняются.

Основные региональные структуры, сформировавшиеся в результате смещения литосферных плит, выделяющиеся как на океаническом дне, так и в континентальной коре, следующие: зоны спрединга, трансформные разломы, островные дуги, зоны субдукции, глубоководные желоба, окраинные моря, складчатые горные хребты, рифтогенные структуры.

Зоны спрединга – это зоны активного раздвига литосферных плит (рис.77), воздымания и растекания астеносферного вещества и формирование молодой океанической коры. Для них характерна повышенная сейсмичность и высокое значение теплового потока.

Морфологически зоны спрединга выражены осевыми рифтами срединно-океанических хребтов. В центральной части рифтов проявляется интенсивный базальтовый магматизм. По мере раздвигания плит поднимающаяся по системе вертикальных каналов магма застывает в виде серии даек, а изливаясь на поверхность океанического дна, образует потоки и покровы подушечных лав.

Трансформные разломы представляют собой крупномасштабные сдвиги и пересекают срединно-океанические хребты, а местами и глубоководные желоба в поперечном направлении. Смещения могут достигать 1000 км и более. Они заканчиваются в океанической коре и не переходят на континенты. Существование трансформных разломов на дне океанов подтверждается сейсмическими данными; к ним приурочены эпицентры мелкофокусных землетрясений.

Островные дуги представляют собой цепочки вулканических, реже невулканических островов, дугообразно изогнутых и почти повсеместно обращенных выпуклостью к востоку. Они ограничивают окраинные моря от периферийных частей океанов и расположены только у восточных окраин континентов. Здесь проявлен вулканизм андезитового состава. Под большей частью дуг, например Японской и Курильской, присутствует континентальная кора мощностью до 25–30 км; другие дуги (Алеутская и др.) подстилаются корой океанического типа. Нередко острова разъединены поперечными сдвигами.

Зоны субдукции (сейсмофокальные зоны) расположены с вне­шней (океанической) стороны островных дуг, включают в себя пространство до глубоководных желобов шириной 100–150 км и вытянуты параллельно островным дугам. Они представляют собой зоны сейсмической активности – сейсмофокальные зоны, уходящие в мантию на глубину до 650–720 км (не менее 150–200 км). Зоны наклонены в сторону континентов в верхней части (до глубин 150–200 км) под углом 35–40°, в нижней более круто – до 55° (в среднем 45°). Эти зоны открыты японским сейсмологом К. Вадати в 1938 г., а позже изучены советским петрографом А.Н. Заварицким и американцем Г. Беньофом и получили название зон ВЗБ (рис. 78). В верхней части ВЗБ коровые землетрясения имеют широкий разброс, но ниже концентрируются в пластине толщиной 30–40 км.

Данные, полученные при изучении землетрясений, свидетельствуют об обстановке сжатия в пределах зон ВЗБ и встречных движений по наклонной поверхности островодужной части коры вверх (надвиг) и океанической части вниз (поддвиг или субдукция). Очаги землетрясений сосредоточены вдоль зоны неравномерно; на одних участках они образуют сгущения, на других могут полностью отсутствовать.

Вулканы островных дуг расположены, как правило, над теми участками сейсмофокальных зон, где глубина достигает 100–150 км, т.е. областями плавления астеносферы. Здесь могут находиться первичные магматические очаги, дающие начало вулканам.

Глубоководные желоба. Со стороны океана островные дуги окаймляются глубоководными желобами. Это – узкие ложбины на дне океана глубиной от 7–8 до 10–11 км (наибольшей глубиной обладает Марианский желоб – 11 034 м), длиной во многие сотни, нередко тысячи километров, шириной в несколько десятков километров. Желоба обладают V-образным, но асимметричным профилем – их внешний океанический склон всегда пологий, внутренний – крутой. Узкая полоса в осевой части желоба может иметь плоское дно с небольшим количеством осадков. Со стороны океана параллельно желобу обычно протягивается краевой вал высотой в несколько сотен метров.

Глубинный тепловой поток, фоновый в пределах краевых валов, заметно понижается в желобах и снова повышается в островных дугах. Глубоководные желоба вместе с зонами ВЗБ и островными дугами представляют собой единую систему, связанную процессами их формирования и развития. Предполагается, что образование глубоководных желобов происходит вследствие пододвигания (поглощения) океанической коры литосферных плит вдоль зон субдукции под кору окраин континентов.

Окраинные моря располагаются у восточных границ континентов и отгорожены от океанов островными дугами. Моря имеют котловинное строение и глубину до 4–5 км. В их центральных глубоководных частях континентальная кора отсутствует, а мощности осадочного слоя повышены и могут достигать 10–12 км. Предполагается, что образование окраинных морей связано с раздвигами земной коры, сопровождавшимися полным разрывом континентальной коры в результате горизонтальных смещений литосферных плит или составляющих их блоков.

Складчатые горные хребты возникают на границах деструктивного, конвергентного сочленения литосферных плит. Примером может служить высокогорный пояс, охватывающий хребты Южного Тянь-Шаня, Памира и Гиндукуша, возникший при столкновении Индийско-Австралийской и Евроазиатской плит. В результате континентальной субдукции (пододвигания) окраины Индийско-Австралийской плиты под евроазиатскую произошло увеличение мощности континентальной коры до 70–75 км. На всех геологических и тектонических картах этих областей видны структуры перемещения отдельных блоков в северном направлении в виде дугообразных поясов складок, обращенных выпуклостью к северу и разделяющих блоки с различными амплитудами смещения крупных меридиональных сдвигов.

Список литературы

1. Абрамович И.И., Бурдэ А.И. и др. Геодинамические реконструкции. – Л.: Недра, 1989. – 278 с.

2. Ажгирей Г.Д. Структурная геология. – МГУ, 1956. – 493 с.

3. Белоусов В.В. Структурная геология. – МГУ, 1961. – 205 с.

4. Белоусов В.В. Основы геотектоники. – Москва.: Недра, 1989. –382 с.

5. Одесский И.А. Практические задачи седиментационной периодичности. Текст лекций. – Л.: ЛГИ, 1987. – 65 с.

6. Зоненшайн Л.П., Кузьмин Л.И., Моралев В.М. Глобальная тетконика, магматизм и металлогения. – М.: Недра, 1976. – 231 с.

7. Куликов В.Н., Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование: учебник для техникумов. – М.: Недра, 1991. – 286 с.

8. Куликов В.Н., Михайлов А.Е. Руководство к практическим занятиям по структурной геологии и геологическому картографированию. – М.: Недра, 1993. – 144 с.

9. Михайлов А.Е. Основы структурной геологии и геологического картирования. – М.: Недра, 1967. – 275 с.

10. Михайлов А.Е. Структурная геология и геологическое картирование. – М.: Недра, 1973. – 432 с.

11. Михайлов А.Е., Шершуков В.В., Успенский Е.П. и др. Лабораторные работы по структурной геологии, геокартированию и дистанционным методам. – М.: Недра, 1988. – 196 с.

12. Муратов М.В. Происхождение материков и океанических впадин. – М.: Наука, 1975. – 176 с.

13. Новая глобальная тектоника (тектоника плит). Сб. статей. – М.: Мир, 1974. – 471 с.

14. Павлинов В.Н., Соколовский А.К. Структурная геология и геологическое картирование с основами геотектоники. Основы общей геотетконики и методы геологического картирования. – М.: Недра, 1990. – 318 с.

15. Сократов Г.И. Структурная геология и геологическое картирование. – М.: Недра, 1972. – 280 с.

16. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. – М.: МГУ, 1991. – 445 с.

17. Хайн В.Е., Михайлов А.Е. Общая геотектоника. – М.: Недра, 1985. –326 с.

18. Хиллс Е.Ш. Элементы структурной геологии. – М.: Недра, 1967. – 479 с.

19. Якушова А.Ф., Хаин В.Е, Славин В.И. Общая геология / Под ред. В.Е. Хаина. – М.: Изд-во МГУ, 1988. – 448 с.

Оглавление

Предисловие..................................................................................................... ………...3

1. Основы структурной геологии.................................................................. ………..4

1.1. Содержание и методы..................................................................... ………..4

1.2. Геологическая карта......................................................................... ………..5

1.2.1. Общие требования к оформлению геологических карт…………7

1.2.2. Условные знаки геологических карт................................... ………...7

1.2.3. Условные обозначения (легенда)....................................... ……….11

1.2.4. Стратиграфические колонки................................................ ……….13

1.2.5. Геологические разрезы.......................................................... ……….13

2. Структурные формы и структуры............................................................. ……….14

2.1. Слоистые (стратиграфические) структуры................................ ……….16

2.1.1. Структурные типы слоистости и их происхождение..... ……….17

2.1.2. Первичные особенности поверхности наслоения......... ……….20

2.1.3. Генезис слоистой структуры осадочных толщ................. ……….21

2.1.4. Согласное и несогласное залегание горных пород....... ……….23

3. Формы залегания горных пород............................................................... ……….26

3.1. Горизонтальное залегание осадочных горных пород.............. ……….26

3.1.1. Изображение горизонтально залегающих слоев на

геологической карте и измерение мощности слоя....... ……….26

3.1.2. Составление геологических карт и разрезов................ ……….28

3.2.Наклонное залегание слоев............................................................. ……….28

3.2.1. Элементы залегания слоев.................................................. ……….29

3.2.2. Определение заложения и решение задач с помощью

заложения................................................................................ ……….32

3.2.3. Построение геологических разрезов по картам

с наклонным залеганием слоев.......................................... ……….35

3.3.Складчатые формы залегания слоев............................................ ……….36

3.3.1. Понятие об условиях деформации горных пород………………..36

3.3.2. Складки и их элементы.......................................................... ……….41

3.3.3. Морфологическая классификация складок...................... ……….42

3.3.4. Динамические условия образования складок………………….…48

3.3.5. Геологические условия образования складок................. ……….49

3.3.6. Изображение складок на картах и разрезах..................... ……….54

3.3.6.1. Построение разрезов складок………………………….…...55

3.3.6.2. Построение структурных карт……………………………....60

3.3.6.3. Определение приконтурной зоны ВНК…………………....63

4. Разрывные дислокации.............................................................................. ……….64

4.1. Трещины в горных породах (разрывы без смещения)............ …….…64

4.1.1. Классификация трещин........................................................ ……….65

4.1.2. Тектонические трещины…………………………………….……….66

4.2. Дизъюнктивы (разрывы со смещениями)…………………………….…..70

4.2.1. Элементы дизъюнктива………………………………………….……71

4.2.2. Классификация дизъюнктивов (морфологическая

и кинематическая)…………………………………………………….71

5. Формы залегания магматических пород................................................ ……….77

5.1. Формы залегания интрузивных пород......................................... ……….78

5.1.1. Внутреннее строение интрузивных массивов…………………....83

5.2. Формы залегания эффузивных пород…………………………………….85

5.2.1. Фации вулканогенных пород............................................... ……….86

5.2.2. Особенности строения эффузивных тел.......................... ……….91

6. Формы залегания метаморфических пород......................................... ……….92

7. Региональные структуры земной коры.................................................. ……….96

7.1. Основные тектонические структуры земной коры……………………...98

7.1.1. Срединно-океанические хребты…………………………………..100

7.1.2. Геосинклинали и орогены…………………………………………..100

7.1.3. Платформы……………………………………………………………101

7.1.4. Рифтогенные структуры…………………………………………….104

7.1.5.Структуры, образовавшиеся при смещении литосферных

плит…………………………………………………………………....107

Список литературы………………………………………………………………………..113

Сергей Карпович Кныш

Нина Вадимовна Гумерова

Александр Константинович Полиенко

основы структурной, исторической

и региональной геологии