СТРУКТУРЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ Структурная геология наука о

СТРУКТУРЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ Структурная геология – наука о строении земной коры, формах геологических тел, условиях залегания их. Главная задача структурной геологии – изучение морфологии геологических тел: форм залегания горных пород, их сочетаний в земной коре. Поиски полезных ископаемых, подземных вод, разведка и эксплуатация полезных ископаемых могут быть поставлены правильно и организованы только на основе точных знаний о структурах земной коры. Установлена связь месторождений полезных ископаемых с крупными структурами твёрдой оболочки Земли.

Формы залегания горных пород Под геологическими телами понимают объёмные тела горных пород, закономерно возникающие в ходе образования горной породы. Установлено, что породами определённого происхождения свойственны специфичные для них формы залегания.

В зависимости от происхождения горных пород выделены четыре группы форм залегания геологических тел: 1. Стратифицированные горные породы (осадочные, эффузивные и часть метаморфических) - залегают в земной коре виде слоёв. 2. Магматические породы. 3. Метаморфические породы. 4. Гидротермальные и пневматолитовые породы.

В каждой из этих групп выделяют нарушенные формы залегания. Различают три группы тектонических нарушений: 1. Складчатые – образуются как следствие пластических деформаций; 2. Разрывные – возникают при разрушении горных пород с образование трещин, разломов и смещений по ним. 3. Инъективные – нарушения связаны с течением вещества и внедрением в одних горных пород в другие.

Складчатые нарушения

Основной формой залегания пород является слой. Он представляет собой пластинообразное тело, которое характеризуется более или менее однородным литологическим состав. Нижняя поверхность называется подошвой слоя, верхняя – его кровлей. Расстояние между подошвой и кровлей называется мощностью слоя. Подошва, кровля и мощность – это элементы слоя.

Слой

Главным признаком, по которому выделяют слой, является смена пород на границе кровли и подошвы. Чем выше расположен слой, тем он моложе. Каждый слой рано или поздно кончается: в краевых частях слоя наблюдается постепенное выклинивание слоя. Оно может быть обусловлено приближением к границе осадконакопления.

Выклинивание слоя

При параллельной слоистости слои залегают параллельно другу. Этот тип слоистости характерен для осадконакоплении в относительно спокойной, малоподвижной водной среде, в глубоких частях водных бассейнов, ниже базиса действия волн. Косая слоистость представляет собой пачки прямых или криволинейных слоёв, располагающих под различными углами к горизонту. Это говорит, о быстрой изменчивости условий осадконакоплении в обстановке неравномерного движения водной среды.

Параллельная слоистость

Параллельная слоистость

Косая слоистость

Слоистость

Трансгрессия и регрессия моря Наиболее крупная слоистость в осадочных толщах связана с эндогенными причинами. При опусканиях земной коры будет происходить наступление моря на сушу, трансгрессия моря. При её поднятии произойдёт отступление моря, сокращение его площади – регрессия моря.

Трансгрессия моря

Согласное и несогласное залегание. Согласное залегание характеризуется непрерывным напластование параллельных слоев. При несогласном залегании слоёв наблюдается перерыв в накоплении осадков или следы их размыва. Различают два типа геологических процессов, создающих несогласия: - седиментационные, возникающие в процессе осадконакоплении (трансгрессия и регрессия); - тектонические, которые обязаны своим происхождением движениям земной коры по разрывам.

Согласное и несогласное залегание

Несогласное залегание

Складчатое залегание слоёв Складчатыми формами залегания называют различные изгибы слоёв без разрыва сплошности, возникающие в результате пластических деформаций. Среди этих форм различают 1. Собственно складки волнообразные изгибы слоёв. 2. Флексуры - ступенчатые изгибы.

Складка

Флексура

Вертикальное залегание

Антиклинали и синклинали Формы складок разнообразна, поэтому большое значение имеют их морфологическое изучение и классификация. Различают два рода складок: антиклинали и синклинали. Антиклинали, отличаются тем, что во внутренних частях у них находятся более древние слои, и обычно эти складки, обращённые выпуклостью вверх. Синклинали – это изгибы, во внутренних частях которых расположены более молодые слои, чем по периферии. Обычно это складки, обращённые выпуклостью вниз.

Антиклиналь и синклиналь

Антиклиналь

Генетическая классификация складок Можно разделить на две группы: 1. Эндогенные, образование которых связано с процессами, происходящими в недрах Земли. Эндогенная складчатость обязана своим происхождением тектоническим движениям, а также перемещениям магматических масс внутри Земли. 2. Экзогенные, обусловленные процессами, происходящими на поверхности Земли. К ней относятся ледниковые складки, которые образуются в слоистых породах под напором движущихся ледников. Обычно это небольшие складки типа надвигов.

Виды складок

Складки

Разрывные нарушения Разрывными нарушениями называют структуры земной коры, образование которых связано с разрывом сплошности горных пород. Такие разрывы возникают в результате механического разрушения горных пород, вызванного действующими в них напряжениями, превысившими предел прочности. Трещины – широко распространены в горных породах, хрупких в условиях приповерхностной части земной коры. Совокупность трещин в горных породах на конкретном участке называется трещиноватостью. Кливаж – способность горных пород раскалываться по системам частых параллельных поверхностей, возникающих в горных породах в процессе пластической деформации при складкообразовании.

Разрывы со смещением Разрывными нарушениями (разрывами, разломами) – называют нарушения, сопровождающиеся значительными перемещениями разорванных блоков горных пород. Раздвиги – это смещение с перемещением разорванных блоков перпендикулярно или под крутым углом к поверхностям разрыва. Обычно раздвиги образуются вследствие растяжения земной коры. Могут они образовываться и при сжатии, но при этом они сочетаются со скольжением блоков вдоль разрывов. Разрывы со скольжением – разрывные нарушения, у которых движение разобщённых блоков происходит параллельно поверхности разрыва.

Разрывные нарушения

Разрывные нарушения

Разрывы со смещением К этой группе относятся следующие виды разрывных нарушений: сбросы, взбросы, сдвиги, надвиги, шарьяжи и срывы. В любом разрывном нарушении различают поверхность разрыва, или сместитель, и два блока пород – крылья разрыва. Сбросами называют разрывы с опущенным висячим крылом и наклоном смесителя в сторону опущенного крыла.

Сбросы и взбросы

Разрывы со смещением Сдвиги – это разрывы с перемещением блоков земной коры вдоль более или менее крутой поверхности сместителя в горизонтальном направлении. Чаще всего они образуются по трещинам в условиях сжатия. Надвиги – это разрывные нарушения типа взброса, с пологим наклоном сместителя до 450, активным у них является висячее крыло, которое перемещается снизу вверх и надвинуто на лежачее крыло. Шарьяжи представляют собой очень крупные смещения горных пород с общим, почти горизонтальным положением сместителя. Срывы – это дислокации значительно меньших размеров, чем шарьяжи. Они распространены очень широко. Срывами называют разрывные нарушения, возникающие при складкообразовании по границам толщ различного состава.

Сдвиг и надвиг

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Основные структуры литосферы Наиболее крупные структурные элементы литосферы – континенты и впадины океанов. Они существенно отличаются друг от друга своим строением и почти везде ограничены глубинными разломами с глубиной заложения до 700 км, проходящими вдоль континентальных склонов на дне океанических впадин.

Основные структуры литосферы Отдельные участки земной коры, занимающие большие площади континентов, испытывают радиальные (действующие вертикально) тектонические движения с небольшими амплитудами – несколько тысяч метров за огромные промежутки времени, охватывающие целые периоды и эры. Их называют платформами. Тектонические движения участков земной коры, образующих узкие зоны между платформами, отличаются большими (десятки километров) амплитудами и контрастностью движений, когда рядом с погружающейся земной корой может находится участок, воздымающийся также интенсивно. Такие участки называются геосинклинали.

Развитие платформ Платформы имеют двухъярусное строение: 1. Нижний ярус кристаллический (складчатый) фундамент, образовавшийся при геосинклинальном развитии; 2. Верхний ярус – платформенный чехол, формирование которого связано с тектоническими движениями платформ, имеющими небольшие амплитуды.

Развитие платформ

Отдельные наиболее устойчивые участки платформ отличаются высоким стоянием и обычно лишены платформенного чехла. Их называют щитами. Другие участки, отделённые от щитов пологими флексурами, более подвижны и представляют огромные опущенные структуры платформ, покрытые относительно мощным платформенным чехлом. Их называют плитами.

Платформы, фундамент которых образовался до позднего протерозоя, называются древними. К ним относятся: - Северо - Американская; - Южно - Американская; - Восточно – Европейская; - Сибирская; - Северо – Китайская; - Южно – Китайская; - Африканская; - Австралийская; - Индийская; - Антарктическая.

К молодым относятся платформы с возрастом фундамента не древнее позднего протерозоя. Обычно платформы принято называть по геотектоническому циклу, в котором образовался её фундамент с приставкой «эпи» (с греч. – после). Так среди молодых платформ выделяют: - эпибайкальские; - эпикаледонские; - эпигерцинские. Они могут быть ещё и более молодыми: эпиальпийскими.

Однако называть их платформами не следует, так как они по существу представляют только фундамент самых молодых платформ, лишённый мощного платформенного чехла. Рельеф таких областей высок и расчленён и их называют мезозойскими горно – складчатыми сооружениями, или мезозоидами. Аналогично им щиты молодых платформ называют герцинидами и каледонидами.

Переход платформы в геосинклиналь

Развитие геосинклиналей Тектонические движения в геосинклиналях отличаются большими, километровыми амплитудами. Несмотря на контрастность и разнообразие, они подчиняются общим закономерностям. В развитии тектонических движений в геосинклиналях различают несколько стадий, которые можно свести к двум: ортогеосинклинальной и эпигеосинклинальной.

1. Ортогеосинклинальная (главная) стадия характеризуется интенсивными неравномерными прогибаниями с большими амплитудами. В это время происходят мощные излияния базальтов и образование спилито-кератофировой формации, т. е. спилиты – базальты с кислым плагиоклазом, кератофиры – кислые эффузивные породы. Позже по оси геосинклинальной системы начинают расти поднятия, происходит инверсия тектонических движений: прогибания сменяются поднятиями. Большое значения приобретают флишевые формации, представляющие ритмическое чередование песчаников, алевролитов, аргиллитов и карбонатных пород.

2. Эпигеосинклинальная (орогенная) стадия характеризуется поднятиями, начавшиеся в конце ортогеосинклинальной стадии, в этой стадии проявляются в полной мере: возникают высокие горы, разделённые межгорными прогибами. Здесь преобладают мощные слои обломочных пород – гравелитов, конгломератов и т. д.

Развитие геосинклиналей

Геотектонические циклы в истории Земли Предполагают, что вся Земля в архее обладала очень большой подвижностью. Но уже в протерозое образовались древние платформы. Можно выделить шесть геотектонических циклов. 1. Готский цикл длился от 1400 до 1200 млн. лет назад. 2. Гренвильский цикл продолжался до 950 млн. лет. 3. Байкальский (поздний протерозой), 4. Каледонский (кембрий –ранний девон), 5. Герцинский ( средний девон – ранний триас), 6. Альпийский (триас и до настоящего времени).

В процессе развития большинство геосинклинальных систем превратилось в платформы, и сейчас сохранились только два геосинклинальных пояса: 1. Средиземноморский геосинклинальный пояс, проходящий через Карибское море, Средиземноморье, Карпаты, Крым, Кавказ, Малую Азию, Индию и Океанию. 2. Тихоокеанский геосинклинальный пояс, окружающий впадину Тихого океана.

БЫСРЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ Быстрые движения земной коры происходят мгновенно. Причины, которые приводят к таким движениям, различны: Обвалы пустот в земной коре. Обвалы в горах. Вулканические движения. Падение метеоритов. Атомные взрывы. Все быстрые движения сопровождаются сейсмическими волнами – упругими колебаниями, которые являются главной причиной землетрясений.

Землетрясения – особый вид движения литосферы, которое выражается в упругих колебаниях вещества. Наиболее сильны и многочисленны землетрясения, связанные с тектоническими движениями земной коры. Медленные движения земной коры приводят к нарастанию напряжений в горных породах. При переходе через предел прочности породы разрушаются мгновенно. Разрушение горных пород сопровождается смещением одного блока горных пород относительно другого и выделением огромной энергии.

Длина разрывных нарушений, которые привели к тем или иным землетрясениям, может быть от нескольких километров до сотен километров. 1948 г. - Ашхабад – число жертв 100 000. 1976 г. – Пекин - 240 000. 1988 г. – Армения - 50 000. Землетрясения происходят достаточно часто, в среднем одно землетрясение в час. К счастью, они не достигают большой силы. Сильные землетрясения редки, не чаще одного раза в год, но их разрушительная сила очень велика; 100 -150 землетрясений в год приводят к значительным разрушениям.

Область, где возникает землетрясение, называют очагом землетрясения. Точка внутри очага, откуда начинается землетрясение, гипоцентр (или фокус), а её проекция на дневную поверхность – эпицентр. В эпицентре наблюдается наибольшая плотность сейсмических волн. Глубина очагов землетрясений различна. Наибольшее число их обнаруживают на глубине менее 50 км, немного находится в пределах 50100 км и только единичные встречаются глубже 300 км. Чем глубже очаг, тем большую площадь на поверхности Земли охватывает землетрясение.

Сила землетрясений на поверхности Земли оценивается по его воздействию на животных, людей, строения, рельеф. С Е Й С М О Г Р А ф

Сейсмическое районирование Изучение распространения землетрясений показало, что в одних районах они бывают часто и отличаются большой силой, в других они происходят крайне редко или их не бывает совсем. Повышенной сейсмической активностью обладают современные зоны Альпийского и Тихоокеанского геосинклинальных поясов. Наиболее крупные сейсмоопасные зоны – это Закавказье, Крым, северное подножие Тянь. Шаня, Памир, Алтай, район оз. Байкал и берега Тихого океана от Анадыря до Владивостока.

Прогноз землетрясений Предотвратить землетрясения нельзя. Для того чтобы свести к минимуму ущерб, который причиняют землетрясения, следует получить ответ на три вопроса: где, какой силы и когда оно произойдёт. На первые два вопроса сейсмология отвечает, а вот на третий не получается. Работы по определению времени землетрясений ведутся по всем направлениям и уже во многих странах, в том числе и в России, организованы хорошо оснащённые полигоны по прогнозу землетрясений

Цунами и моретрясения

Цунами и моретрясения

Цунами и моретрясения