Earth Processes Plate Tectonics and Sedimentary Basins 1

Plate Tectonic Theory The lithosphere (comprising the crust at the surface and a portion of the mantle that is cool and rigid) is split into sections called plates that move towards and away from each other depending on the movement in the underlying asthenosphere. 2

As we have learned about the movement of plates? ¨ Earthquake ¨ Location of volcanoes ¨ The existence of magnetic anomalies ¨ The development of life on Earth ¨ The evolution of life forms 3

Plate Tectonic Theory The main mechanism - the convective currents in the upper mantle convective currents Sources: Radioactivity; heat energy; gravitational settling of the components inside the planet spreading subduction 4

PLATE BOUNDARIES diverging converging sliding 10

Convergent Коллизия Himalaya Mountains Субдукция Andes Mountains 13

Transform Boundary 15

19

New oceanic crust contains crystals of magnetic minerals (such as magnetite), that crystallize in the orientation of the Earth's magnetic field as the magma cools The strips can be used to measure rates of spreading as the 20

Destructive Margin Andes 21

Continental Drift n Alfred Wegner (1912) - идея о движении блоков коры n Возрождение идеи о движениях в твёрдой оболочке Земли ( «мобилизм» ) произошло в 1960 -х годах, по данным геологии океанического дна, свидетельствующим о процессах расширения (спрединга) океанической коры и пододвигания одних частей коры под другие (субдукции). 22

Начало MZ (225 -200 million years) Единый континент Пангея, с океаном Панталассой начал распадаться на отдельные обломки. 23

Evidence Cont. Rocks a) b) Similar composition, age, and geologic structures on both sides of the Atlantic When continents are together have continuous pattern 24

Evidence Cont. Fossils: Mesosaurus (Fresh water reptile, Could swim, but not an ocean, Found in South America and Africa) 25

Evidence Cont. Fossils b) Lystrosaurus n n n c) Land dwelling reptile Could not swim Found in Africa, India, and Antarctica Cynognathus n n n Land dwelling reptile Could not swim Found in Africa, South America. 26

Evidence Cont. Mountains a) b) See continuation of mountains on both sides of Atlantic Ocean North America and Europe together have a continuous mountain chain, rock is similar composition and age 27

Evidence Cont. 5. Paleoclimatic Data Evidence of Tropical Climates in non tropical areas. b) Evidence of Low-latitude deserts in non desert areas. c) Evidence of Glaciers in areas of tropical climates today. a) 28

Литосферные плиты Земли: 1 -Евразиатская; 2 -Африканская; 3 -Индо. Австралийская; 4 -Тихоокеанская; 5 -Северо-Американская 6 -Южно. Американская; 7 -Антарктическая; 8 -Наска; 9 -Филиппинская; 10 -Яванский желоб; 11 -Кокос; 12 -Разлом Сант-Андреас; 13 -Провинция Бассейнов и 29 Хребтов; 14 -Карибская; 15 -Скоша

Present day tectonic plate boundaries 30

Рифт Срединно-Атлантического хребта Mid-Atlantic Rift (Исландия) 31

мостик в Исландии над Срединно-океаническим хребтом 32

Sedimentary basin A basin is a large scale depression at the Earth`s surface in which thick sequences of sediments accumulate 33

Бассейны прогибы и механизмы их формирования Прогибание из-за растяжения литосферы по А. М. Никишину 34

Зона континентальной субдукции Зона погружения из-за избыточной тяжести литосферы горного сооружения Зона изгиба литосферы под дополнительной тяжестью надвинутых на нее масс. 35

Взаимодействие тектонических процессов, эрозии, седиментации и изменение уровня моря 36

Stratigraphy and Geological Time Stratigraphy is a branch of geology which studies rock layers (strata) and layering (stratification). It is primarily used in the study of sedimentary and layered volcanic rocks. 37

38

39

Geological time 40

225 млн. лет 1500 млн. лет 41

КОНЦЕПЦИЯ ПЕРЕРЫВОВ ОСАДКОНАКОПЛЕНИИ 42

43

Unconformity An unconformity is a buried erosional or nondepositional surface separating two rock masses or strata of different ages, indicating that sediment deposition was not continuous. In general, the older layer was exposed to erosion for an interval of time before deposition of the younger, but the term is used to describe any break in the sedimentary geologic record. n n nonconformity; angular unconformity; disconformity; paraconformity. 44

Важно: В понимании англоязычных геологов важной чертой несогласия является структурное несогласие, а не перерыв во времени, то в Великобритании не относят к несогласиям параллельное несогласие (disconformity) и псевдонесогласие (paraconformity). 45

Angular unconformity: An unconformity in which the bedding planes of the rocks above and below are not parallel. 46

Unconformities Angular unconformity: in which older strata have been tilted or folded prior to the deposition of the newer strata 47

48

Disconformity л Disconformity in which the strata have the same dip above and below the unconformity (there has been no tectonic deformation of the older succession), and there is evidence for erosion at the unconformity level. 49

Типы несогласий Parallel unconformity (disconformity) 50

Disconformity 51

Paraconformity (nondepositional unconformity): in which similar strata lie at the same dip above and below the unconformity and there is no evidence for erosion. 52

Unconformities 53

Согласное залегание осадочных пород: а — горизонтальное; б — наклонное; в — складчатое. 1 — конгломераты; 2 — пески, песчаники; 3 — глины, глинистые сланцы; 4 — известняки Несогласное залегание осадочных пород: а — параллельное; б — с угловым несогласием 54

Stratigraphic principles 1. Uniformitarianism: The present is the key to past 2. The Principle (or Law) of Superposition; 3. The principle of Original Horizontality; 4. The Principle of Original Continuity; 55

Закон Вальтера 56

Lithology A term usually applied to sediments, referring to their general characteristics. Walther`s Law «Lithologies that occur in conformable vertical successions of strata must occur in laterally adjacent environments» 57

Stratigraphy Biostratigraphy n Lithostratigraphy n Chronostratigraphy n 58

Lithostratigraphy Lithostratigraphic unit – a stratum or body of strata, usually layered, often tabular, that conforms to the law of superposition and is defined on the basis of lithic characteristics and stratigraphic position 59

paleontological approach Расчленение и сопоставление разрезов скважин с помощью палеонтологического метода: а—в условиях постоянного литологического состава; б — при резких изменениях состава одновозрастных толщ; в — при сравнении с эталоном. 1 — пески; 2 — известняки; 3 — глины; 4 — башенко-образные спиральные раковины; 5 — плоские спиральные раковины; 6 — растительные остатки; 7 — членистоногие; 8 — двустворчатые раковины; 9 60 — кораллы; 10 — остатки

Evolutionary history of life 61

Взаимоотношения между слоями на поверхности несогласия 62

Downlap – подошвенное налегание (характерно для клиноформной серии); Основные типы сейсмостратиграфических несогласий Onlap – трансгрессивное прилегание (выклинивание слоев при трансгрессии); Toplap – кровельное выклинивание (эрозия или перерыв в седиме-нтации); Truncation – поверхность эрозионного срезания (эрозионный срез до полного уничтожения); 63

Трансгрессивн ое прилегание Слои, завершающиеся в обрат-тную сторону и перекрывающие горизонтальную поверхность Несогласное отношение между слоями разного возраста Поверхность налегания Подошвенное прилегание – слоистой толщи, когда она наклонена и выклинивается в более пологую поверхность 64

Изменение уровня моря Береговая линия перемещается при затоплении тер-ритории морем 100 м Береговая линия перемещается в сторону моря Высокий уровень Трансгресс ия Береговая линия “нормальн ый” уровень Низкий уровень Ключевые слова Регрессия 65

Взаимоотношение между скоростью изменения относи-тельного уровня моря (в случае медленного и быстрого повышение) и проградацией и агградацией осадков (по Вильсону, 1992). 66

Progradation – наступление, продвижение в сторону моря береговой линии в связи с наращиванием пляжа, дельты или конуса выноса или в результате отложения вблизи берега осадков речного происхождения / или при длительном накоплении пляжевых отложений. Aggradation – постепенное и быстрое наращивание осадков вверх в результате действия природных сил. 67

Особенности заполнения осадками пространства аккумуляции Все осадки транспортируются в пониженные участки местности; Главные транспортирующие агенты – реки; В морях осадки скапливаются преимущественно у береговой линии; Важно понятие accommodation space A Delta in Shanghai and the Yangtze River Estuary 68

Главнейшие события в эволюции органического мира 69

1. Появление жизни – AR (архей) 2. Появление водорослей – PR (протерозой) 3. Появление скелетной фауны – C (кембрий) 70

4. Появление первых растений – D (девон) Впервые растения выходят на сушу, они заселяют участки по берегам рек и озёр. Стебли большинства этих растений были гладкими и не имели листьев (риния (1), куксония (2), зостерофиллум (3), у других (псилофитон, астероксилон) были филлоиды (шипики, чешуйки). Выходили на сушу и беспозвоночные – скорпионообразные, как палеофон (6). Бурно эволюционировали рыбы: акантоды (8), панцирные бесчелюстные, как птераспис (9) и цефаласпис (10), а также телодонты (11), последние были покрыты чешуей, а жесткого внутреннего скелета они не имели. 71

Расцвет папоротников – С (каменноугольный) В карбоне образовалось множество заболоченных бассейнов, быстро заросших непроходимыми джунглями. Впоследствии в этих местах образовались важнейшие каменноугольные бассейны Европы и Северной Америки. Главную роль в образовании карбоновых лесов выполняли гигантские древовидные плауновидные (Lepido-dendron - в средней части рисунка слева), древовидные папоротники (на переднем плане справа), кордаитами (высокие стройные деревья справа), древовидные хвощевидные (на рисунке они отсутствуют). 72

Появление млекопитающих – Т (триас) В триасе были обширные бесплодные пустыни, но у водоёмов обитали животные: 1 – листозавр, 2 – ринхозавр, и произрастала богатая растительность: 3 – гинкго, 4 - араукария, 5 - тис, 6 - саговики, 7 - древовидный папоротник, 8 – беннеттитовые, 9 - плауновидные (плевромейя), 10 – хвощевидные. 73

7. Расцвет рептилий (динозавры) – J (юра) Бронтозавр (Brontosaurus) Ящеротазовый динозавр из группы ящероногих (Sauropoda) – весил около 30 тонн и превышал 20 м в длину. Здесь изображен Brontosaurus excelsu из верхней юры Северной Америки. Ящероногие динозавры (зауроподы) были крупнейшими известными до сих пор наземными животными. Все они были растительноядными. 74

8. Вымирание динозавров – К (мел) 9. Появление всех современных видов – N (неоген) 10. Появление человека – Q (четвертичный) 75

заключение n Стратиграфические принципы помогают правильно интерпретировать запись геологических процессов , отраженную в определенных временных интервалах соответствующими комплексами пород 76

1. Земля образовалась 4, 6 млрд лет тому назад. 2. Лишь 1 млрд лет назад на Земле возникла первая жизнь – бактерии и синезеленые водоросли. 3. 570 млн. лет назад появились первые растения и животные. 4. С этого времени и по настоящее время идет постоянный процесс эволюции. 5. 50 млн лет назад материки заняли положение, которое нам хорошо известно. 6. Горная система Гималаев, начавшая формироваться 40 млн. лет назад до сих пор растет и разрушается под действием эрозии. 7. Климат Земли непостоянен. 8. Все основные события жизни Земли отражены в ее геохронологической летописи – 77 геохронологической таблице.