Структуры и формации (Дубль)

Структурные элементы ортогеосинклинального режима Геосинклинали – прогибы, испытывающие длительное погружение под влиянием отрицательных вертикальных движений земной коры. В них накапливается мощные толщи осадочных и вулканогенных пород. Преобладают тонкообломочные породы. Наиболее распространены узкие длинные геосинклинали, где длина больше ширины.

Структурные элементы ортогеосинклинального режима Геоантиклинали - структуры, противоположные геосинклиналям. Они разделяют геосинклинали. В них преобладают положительные движения земной коры, мощности осадочных и вулканогенных пород меньше, преобладают грубообломочные породы.

Схема сопоставления осадочных и вулканогенных формаций в геосинклинали и геоантиклинали

Геосинклинальные области → складчатые сооружения. геосинклинали → синклинории, геоантиклинали → антиклинории. Геосинклинали и геоантиклинали → Геосинклинальные системы мегаантиклинории и мегасинклинории.

Сиклинории и антиклинории формируются длительное время унаследованно из геосинклиналей и геоантиклиналей Синклинории: более мощные и тонкообломочные толщи, более полные разрезы Антиклинории: преобладание грубообломочных пород, неполные разрезы, перерывы и несогласия.

Сиклинории и антиклинории Унаследованное развитие Осевые поверхности складок наклонены в стороны от центральных частей антиклинориев и прилегающих к ним синклинориев. Обращенное развитие Осевые поверхности складок наклонены к центральным частям антиклинориев

Глубинные разломы Выделяются по магнитным и гравитационным аномалиям (глубинное сейсмическое зондирование). По глубине проникновения: • Коровые – охватывают всю толщину земной коры; • Литосферные – нарушают строение литосферы и затихают в астеносфере; • Мантийные – устанавливаются по глубине гипоцентров землетрясений.

Глубинные разломы • Различные формы интрузивного и эффузивного магматизма приурочены к глубинным разломам. Современные вулканы Камчатки, Анд, расположены линейно вдоль зон глубинных разломов.

Глубинные разломы северо-западной окраины Тихого океана

С глубинными разломами связаны месторождения полезных ископаемых – Pb, W, Sn, Cu, Hg и др. В зонах разлома развиты процессы метасоматоза и гидротермальной деятельности. Возникают рудные месторождения. В местах пересечения глубинных разломов с поперечными разрывами образуются рудные узлы.

Глубинные сдвиги проявляют активность на протяжении сотен миллионов лет. Пример – Сан-Андреас (север Калифорнии). Длина на суше более 1000 км, на дне океана 2000 км. Возник в поздней юре. Общие горизонтальные смещения 580 км. Средняя скорость смещения за четвертичный период 1, 5 см/год.

Тектонические покровы ( шарьяжи ) Смещения охватывают целые складчатые комплексы (Восточные Саяны, юго-восток Кавказа, западный Урал). Перемещенные массы покрова – аллохтон , а их основание, не испытавшее значительных перемещений – автохтон. При движении автохтона образуются тектонические брекчии , тектоническое месиво – меланж. В нем крупные блоки жестких пород автохтона и аллохтона перемешаны с мелкими обломками таких же пород и более пластичным материалом.

Тектонический покров

Развитие шарьяжа из опрокинутой складки

Сложные сочетания шарьяжных покровов В Альпах

Тектонический меланж терригенных пород в основании покрова в Динаридах 1 - гравелиты, 2 – песчаники, 3 – обрывки слоев аргиллитов, перемешанные с конгломератами, 4 – аргиллиты, 5 – конгломераты, 6 – обрывки слоев песчаников, 7 – смещенные глинисто-песчано-галечные породы, 8 – глинистые примазки и прослои, 9 - переслаивание песчаников с алевролитами.

Формирование меланжа при разрушении фронтальной части покрова Меланж – тектоническое месиво. В нем крупные блоки жестких пород автохтона и аллохтона перемешаны с мелкими обломками таких же пород и более пластичным материалом.

Основные структурные элементы орогенной стадии • впадины, • поднятия, • срединные массивы, • краевые и межгорные прогибы, • вулканогенные пояса. Структуры имеют в основном изометричные формы. В них нет явно выраженной линейности, характерной для тектоники геосинклинальных областей. Большая часть структур конседиментационные.

Впадины – огромные прогибы (десятки-сотни км в поперечнике). Форма сложная, изометричная или угловатая. Они несогласно наложены на ортогеосинклинальные складчатые комплексы. Заполнены молассовыми формациями большой мощности (километры). Оси складок во впадинах не имеют преобладающих ориентировок. Пример – Сарысцйская и Тенизская впадины в Центральном Казахстане (D 2 – P 2 ). Эти впадины образуют цепочки. Впадины могут быть и изолированными (впадина Кузнецкого каменноугольного бассейна). Такие структуры называются межгорными прогибами. От окружающих поднятий они отделены крупными разрывами, по которым изливаются лавы кислого и среднего состава.

Поднятия – разделяют впадины. В центральных частях поднятий обнажены фрагменты древних складчатых сооружений. Сформированы системы грабен-синклиналей и горст-антиклиналей. Для орогенных областей характерно: • Широкое развитие магматизма и вулканизма. • Огромные мощности вулканогенных породы • Стратовулканы • Покровы изверженных пород • Много небольших батолитов, штоков и даек. • Разломная тектоника – сбросы, взбросы и сдвиги.

Срединные массивы – пониженные участки со спокойным залеганием осадочных толщ верхнего структурного этажа на более древнем складчатом фундаменте. В одной геосинклинальной области может возникнуть несколько срединных массивов. Характерно: ослабление интрузивной деятельности вплоть до затухания. • Срединные массивы – « террейны » – зачатки будущих платформ. • Остаточные срединные массивы – глыбы, не переработанные тектоническими движениями и магматизмом последующей складчатости ( Родопский массив в Болгарии). • Ядра ранней консолидации - части геосинклинальных областей, которые обособились перед их переходом в платформенной состояние.

Краевые прогибы – крупные сложные впадины на границе между геосинклинальными областями и платформами. Они имеют строение синклинориев. Возникают в местах примыкания геосинклинальных областей к участкам платформ с глубоко погруженным фундаментом (т. е. к плитам). Примеры: Предуральский, Предкарпатский.

При высоком положении платформ (около щитов) краевые прогибы не образуются. Здесь возникают краевые швы. Пример краевого шва – пограничная зона между Восточно-Европейской платформой и Скандинавскими каледонидами.

Краевые прогибы начинают формироваться при смене ортогеосинклинального режима на орогеный. Преобладают положительные движения земной коры. Складкообразование интенсивное. Внутренняя зона прогиба возникает и развивается на складчатом основании в начальную стадию его заложения. Формируются сложные линейные дисгармоничные складки, диапировые складки и узкие гребневидные антиклинали. Внешняя зона прогиба образуется на жестком платформенном основании в конце развития прогиба. Распространены куполовидные поднятия небольшой амплитуды и глыбовая складчатость платформенного типа.

Схема развития краевого предгорного прогиба

Формации краевых прогибов • Нижняя и верхняя молассовые , разделенные морской или глинистой карбонатной; • Соленосная формация (эвапоритовая). Часто эвапориты связаны с молассовой формацией (пермские соленосные толщи Предуральского прогиба). • Формация барьерных рифов (органогенные известняки), с ней связаны залежи нефти и газа. В краевых прогибах магматическая деятельность не проявляется. Поэтому здесь не встречаются месторождения, связанные с проявлениями интрузивного магматизма.

Вулканогенные пояса Это вытянутые структуры (длина 100 – 1000 км, ширина десятки – 100 км) в орогенных областях. Сложены мощными вулканогенными образованиями. По разные стороны от поясов располагаются разновозрастные складчатые комплексы. Пояса параллельны самым молодым из них. Часто пояса занимают пограничное положение между крупными структурными элементами земной коры или разновозрастными складчатыми областями. Пример: Охотско-Чукотский вулканогенный пояс.

Охотско-Чукотский вулканогенный пояс (по тектонической карте СССР, ред. А. А. Богданов) Отделяет кайнозойскую геосинклиналь северо-западной окраины Тихого океана от разновозрастных складчатых комплексов континента.

Структуры платформ

С окончанием геосинклинального режима геосинклинальные области или их отдельные части превращаются в платформы. Платформы развиваются на складчатом основании – фундаменте , который возник при геосинклинальном развитии. Осадочный чехол платформ отделен от фундамента резко выраженным несогласием. Породы чехла залегают горизонтально или субгоризонтально. Тектонические движения на платформах вертикальные, малой скорости и амплитуды. Складчатость очень слабая. Интрузивная деятельность редкая, только на окраинах платформ. Широко развит трапповый вулканизм.

Складчатый фундамент • древних платформ образовался до PR 3 • молодых платформ – в PR 3, PZ или MZ. В осадочных чехлах платформ выделяют: • доплитный комплекс (нижний) • плитный (верхний).

Формации осадочного чехла платформ: • карбонатные и глауконит-карбонатные; • красноцветная обломочная; • эвапоритовая; • морские обломочные; • угленосные прибрежно-морские и лагунные; • трапповые.

Структуры доплитного комплекса Авлакогены – узкие линейные прогибы, ограниченные глубинными разломами. Длина – сотни километров, ширина от 10 – до 100 – 200 км. При образовании авлакогенов фундамент платформ опускается и одновременно формируется осадочный чехол. Породы в чехле смяты в линейные складки.

Сквозные авлакогены пересекают всю платформу ( Тиманский ). Они ограничены глубинными разломами, проникающими их смежных геосинклиналей. Так внутри платформ возникают пояса повышенной тектонической активности. Замкнутые авлакогены заканчиваются внутри платформы (Днепровско-Донецкий). Строение и развитие авлакогенов сходно с современными рифтовыми структурами. Авлакогены - палеорифты.

Разрез через Днепрово-Донецкий прогиб (авлакоген) (схема) Глубинное строение Днепрово-Донецкого палеорифта имеет характерные черты мезо-кайнозойских рифтов.

Структуры меньшего размера в доплитном комплексе: грабен-синклинали, грабенообразующие прогибы, впадины, мульды. Характерные признаки структур: • Углы наклона крыльев часто более 1004 • вертикальная амплитуда – сотни метров и первые километры; • много сбросов и флексур.

Структуры плитного комплекса Мощность осадочного чехла плитного комплекса до 5 км. Наибольшие мощности в прогибах, унаследованно развитых из доплитных впадин. Щиты – положительные структуры, части платформ с высоким положением фундамента. Осадочный чехол на них отсутствует или малой мощности. В тектонических движениях преобладают поднятия. Примеры: Балтийский щит, Украинский щит, Анабарский щит.

Плиты – отрицательные тектонические структуры. Осадочный чехол большой мощности. Преобладают отрицательные тектонические движения. Пример – Восточно-Русская плита. От щитов плиты отделены уступами или флексурами. Мощности осадков на плитах вблизи щитов уменьшаются и выклиниваются.

Синеклизы – плоские прогибы с синклинальным строением. Они есть и на щитах, и на плитах и осложняют их строение. В синеклизах щитов (Ботническая синеклиза) мощность осадков меньше, чем в синеклизах плит (Московская, Прикаспийская, Вилюйская). Щиты и плиты и синеклизы развиваются одновременно. Синеклизы – наиболее интенсивно прогнутые части платформ.

Вилюйская синеклиза

Образование синеклиз связано с общим опусканием кристаллического фундамента платформ. Опускание максимально в центральных частях синеклиз.

Антеклизы – положительные структуры – пологие поднятия в форме сводов (Воронежская, Белорусская). Мощности формаций в сводах антеклиз незначительные, часты перерывы в осадконаколении , в разрезе отсутствуют серии и свиты, развитые на соседних синеклизах. Антеклизы хорошо выделяются на плитах. На щитах они тоже есть, но выделение их затруднено.

Анабарская антеклиза

Глубинные разломы распространены в фундаменте платформ. В древних платформах они закрытые (слепые) и нарушают только фундамент. В платформенном чехле проявляются в виде валов и флексуры. В молодых платформах они рассекают осадочный чехол и обнажаются на поверхности. Возникают региональные грабены (рифты) – Байкал, Красное море. В активизированных платформах проявляются образованием авлакогенов , грабенов, рифтов. Вдоль них иногда происходит излияние вулканитов основного состава (траппы Сибири).

Платформенная складчатость образуется при неравномерном прогибании земной коры в пределах плит. • Складки одиночные или группы складок, разделенные большими пространствами пологого или горизонтального залегания; • Ориентировка складок различная, нет линейности; • Развиты цепочки складок, валы, купола, брахискладки; • В районах распространения эвапоритов широко развиты соляные купола (Прикаспийская синеклиза).

Валы – вытянутые положительны платформенные структуры, длиной десятки и первые сотни км, площадью до 10 000 км 2. Они обычно объединяют ряд локальных поднятий. С ними связаны месторождения нефти (черное)

Разрез юго-восточного окончания Окско-Цнинского вала. В ядре вала – поднятие поверхности докембрийского фундамента (черное), его перекрывают различные горизонты палеозоя и мезозоя осадочного чехла.

Нефть и газ попадают в структурную ловушку после ее образования. Возникновение замкнутого поднятия (вала) дает начало накоплению углеводородов. Перестройка поднятий, оживление разрывных нарушений приводит к перемещению нефти в смежные ловушки. Важен анализ развития структуры. На графике роста Нижневартовского свода видны три этапа ускорения его роста: ранне-среднеюрский (до 300 м), неокомский (100 м), неогеновый (100 м). Современная амплитуда по кровле пород средней юры составляет 500 м.

Структуры областей эпиплатформенного орогенеза Со временем (после сотен млн. лет спокойного платформенного развития) платформы могут перерождаться, активизироваться. • Зоны резонансного тектогенеза • Области тектоно-магматической активизации • Возрожденные горы Эпиплатформенная активизация может сопровождаться интенсивным интрузивным и эффузивным магматизмом (Забайкалье). Может проходить без магматизма (Ср. Азия - Тянь – Шань , Джунгарский Алатау). В активизированных платформах тектонические блоковые. Сладки разбиваются на блоки-ступени. Образуются горст- мегаантиглинали и грабен – мегасинклинали. Активизируются многие разломы.

Рифтогенные сруктуры Рифты – крупные планетарные системы разломов земной коры. Это узкие линейные пояса, образующиеся в результате раздвижения тектонический плит. Континентальные рифты - линейные структуры протяженностью сотни и тысячи км, шириной до сотен км. По мере развития ширина рифта увеличивается. Под рифтами поверхность Мохо приподнята. Верхняя мантия разуплотнена. Иногда происходит полный разрыв гранитно- метаморфического и даже базальтового слоя. В современном рельефе рифты выражены понижениями с четкими очертаниями. Они ограничены хребтами.

Рифтовая долина-грабен Красного моря

Схема тектоники плит Красного моря 1 - современные активные зоны спрединга; 2 – направление спрединга; 3 – районы новообразований в пределах спрединга океанской коры; 4 – поля вулканических пород; 5 – разломы; 6 – надвиги; 7 – складчатый пояс Загроса; 8 – известково-щелочные породы, связанные с субдукцией Аравийской плиты пол Евроазиатскую; 9 – дайковые пояса; 10 – офиолиты.

Байкальская рифтовая зона Длина рифта более 1000 км, ширина до 60 км. Мах. Глубина озера 1650 м. Возраст наиболее древних осадков 25 -30 млн. лет (конец олигоцена). Рифт активно развивается, скорость погружения дна 0, 6 см/год.

Рейнский грабен

Восточно-Африканская система рифтов вытянута вдоль восточного побережья Африки более чем на 3000 км и распадается на несколько обособленных грабенов. Формирование великого Эфиопиского грабена (пунктир) привело к образованию системы озер на востоке Африки.

Кольцевые структуры Многие геологические образования и элементы строения поверхности Земли имеют хорошо выраженную округлую или овальную форму: гранитогнейсовые купола, действующие и потухшие вулканы, соляные купола, озера, метеоритные кратеры, впадины и др. Для всех этих форм принят обобщающий термин «кольцевые структуры» . Изучают происхождение кольцевых структур, составлены космогеологические карты их распространения.

Генезис кольцевых структур магматогенные – вулканы и элементы рельефа вокруг центров извержения; близко расположенные к поверхности земли, но не вскрытые денудацией гранитные плутоны. Инверсионно-гравитационные - в областях погружения земной коры связаны с солевыми куполами ( Арало- Каспийский район); в складчатых областях возникают при всплывании крупных гранитных массивов. Ударного происхождения - метеоритные кратеры астроблемы. Астроблемы (звездные раны) – структурные формы, утратившие морфологические свойства кратеров.

Схема геологического строения Попигайского ударного кратера Деформациям и изменениям подверглись лишь поверхностные участки земной коры. Глубинные образования остались неизмененными. Создание этой структуры не связывают с эндогенным фактором. В Попигайском кратере известно месторождение мелких алмазов ударного (импактного) происхождения.

Болтышская астроблема (Украинский щит), схематический план и профиль В строении кратера отмечается круговая зональность в размещении «пестрых» брекчий и вторичных кратеров. Астроблема связана с поверхностной частью рельефа, с глубиной трещиноватость в породах исчезает. Характерные для астроблем породы ударного происхождения – тагамиты, зювиты, брекчии.