Строение субдукционных

Поддвиг под пояса, с одной стороны, океанской плиты (субдукция типа Б), а с другой — континентальной платформы (субдукция типа А). Такая структура наиболее типично выражена в Кордильерах Северной и Южной Америки.

60. Региональные надвиги, покровы, шарьяжи. Параутохтоны. Антиформы и синформы.

Надвиги могут образоваться в сильно сжатых наклонных или опрокинутых складках.

Если складки сложены относительно однородными породами - надвиги возникают в их ядрах и ориентированы параллельно осевой поверхности. В неоднородных ещё и в крыльях, по границам пластичных пород.

Надвиги являются результатом скалывания по одному из направлений максимальных касательных напряжений, возникающих при общем продольном сжатии слоев, и в большинстве своем ориентированы полого. Однако на их положение в складчатой структуре большое влияние оказывает состав пород, в частности присутствие слоев с малой вязкостью (например, аргиллитов или глинистых сланцев), к которым чаще и приурочены смещения. В опрокинутых складках роль таких ослабленных слоев могут играть породы с высоким поровым давлением воды, способным почти полностью снять гравитационную нагрузку.

Тектонический покров представляет собой горизонтальный, пологий или волнистый крупный надвиг с перемещением до многих десятков или даже сотен километров.

Покровы называются также шаръяжами

Покровы возникают и развиваются в основном в подвижных поясах и распространены практически во всех складчатых системах (Кавказе, Тянь-Шань, Урал, Сахалин). Смещения охватывают целые складчатые комплексы по нескольким параллельным поверхностям срыва.

Морфологические элементы:

Аллохтон - перемещенные массы

Автохтон - их основание, не испытавшее сколько-нибудь существенных перемещений

Отделены поверхностью срыва или волочения.

В процессе смещения аллохтон распадается на пластины — дигитации, что приводит к появлению параллельных поверхностей смещения.

Вдоль поверхностей смещения при движении аллохтона образуются тектониты, мощность 10n-100n м, есть покровы, отделенные узкими поверхностями трения. В тектонитах могут оказаться линзы и крупные отторженцы пород, слагающих аллохтон и автохтон или перемещенных издалека - чужеродных. Нередко поверхности смещения возникают вдоль серпентинизированных УО пород, обладающих малой вязкостью, но можно и наоборот — последующее внедрение в холодном состоянии — протрузии серпентинитов вдоль поверхностей смещения.

Складчатые комплексы, вовлеченные в покровы, усложняются - наклонные, опрокинутые, лежачие или ныряющие складки; много надвигов, разбивающих пластины на отдельные чешуи.

Паравтохтон - породы верхней части автохтона, передвинутые, сохраняющие при этом связи с подлинным автохтоном.

Части покрова:

* тыльная

* срединная (щит, панцирь)

* лобовая, или фронтальная

Корни - область, откуда начинается перемещение покрова ( устанавливаются по сходству фаций аллохтона и одновозрастных пород в тылу покрова ).

Фронтальная часть или тело покрова могут быть расчленены процессами эрозии, от них отделяются участки, утратившие непосредственную связь с аллохтоном, называемые экзотическими останцами, или клиппами. При горном рельефе в долинах рек эрозия может удалить весь аллохтон и обнажить породы автохтона или паравтохтона - тектоническими окнами.

Перемещение аллохтона сопровождается интенсивным разрушением его фронтальной, лобовой, части и образованием тектонического месива — меланжа.

По глубине захвата покровами земной коры:

покровы чехла - развиты только в осадочно-вулканогенных толщах

покровы основания, т. е. фундамента - в строение которых вовлечен и гранитогнейсовый слой

офиолитовые покровы, охватывающие кору и верхи мантии океанов и окраинных морей.

По времени образования относительно складчатости:

Доскладчатые покровы (конседиментационные покровы), возникают на ранних этапах развития подвижных поясов одновременно с накоплением осадков. Появление пород с малой вязкостью (серпентинитов, глин, эвапоритов) создает гравитационную неустойчивость в осадках, накапливающихся на склонах поднятий или на крыльях конседиментационных складок. (М Кавказ)

В условиях горизонтального сдавливания серпентинизированные ультрамафиты, разделяющие пластины покровов, выжимаются вверх по ослабленным зонам, образуя на поверхности мощные пояса серпентинитового меланжа с включениями отторженцев вмещающих пород.

Соскладчатые покровы образуют одну из наиболее распространенных групп покровов, характерную для внутренних зон складчатых систем. (центральная часть Канадских Кордильер).Они возникают в результате преобразования вертикального потока в горизонтальный, устремляющийся к периферии складчатого сооружения. Здесь эти покровы могут лечь на еще не дислоцированные слои автохтона, затем подвергнуться смятию вместе.

Антиформы и синформы - складки, в которых оказываются первично или вторично смятыми соответственно доскладчатые или соскладчатые покровы

Послескладчатые покровы возникают из лежачих складок при срыве верхнего крыла, перемещенного по субгоризонтальной поверхности. Слои автохтона обычно находятся в опрокинутом залегании, аллохтона - нормальное строение. В корневой зоне залегание слоев - более крутое или вертикальным.

Покровы скалывания, или покровы второго рода, представляют собой наиболее распространенную группу, отличающуюся захватом больших площадей и значительными амплитудами горизонтального смещения - 150-200 км. Образование покровов скалывания- в результате глубинных поддвигов фундамента под относительно рыхлый и пластичный чехол осадочных пород, наваливающийся на фронт глубинного поддвига. Покровы скалывания развиваются преимущественно во внешних зонах орогенов.

(В Карпаты, З Урал).

По происхождению покровы делятся:

* Гравитационные покровы - громадные оползни, образуются в орогенах в условиях расчлененного тектонического рельефа и чаще всего предстают в виде огромных пластин, подстилаемых слабонаклонной от оси складчатого сооружения поверхностью срыва (у своего фронта вследствие сопротивления она может приобрести и обратный наклон), и нередко осложнены каскадом гравитационных складок (шарьяжи южного склона Большого Кавказа, Французские Алпы)

* Компрессионные покровы имеют общее происхождение со складчатостью регионального сжатия и течения. Во внутренних зонах это покровы пеннинского типа, возникающие из пакета лежачих складок. Во внешних зонах преобладают покровы скалывания.

Время окончательного становления покрова определяется по его запечатыванию слоями, не претерпевшими горизонтального смещения. Они образуют так называемый неоавтохтон.

61. Офиолиты, их происхождение и структурное положение. Тектонический меланж.

Возраст коры современных океанов (и окраинных морей) не превышает 170 млн лет. Однако в пределах складчатых поясов континентов мы находим и гораздо более древнюю, вплоть до раннедокембрийской, кору океанского типа, представленную так называемыми офиолитами. В начале XX в. немецкий геолог Штейнманн использовал этот термин для обозначения характерной ассоциации магматических горных пород, обычно встречающихся главным образом в центральных зонах складчатых систем. Впоследствии Хесс высказал предположение, что офиолиты — это фрагменты древней океанской коры, и ввел понятие

«триада Штейнманна»:

I — серпентинизированные перидотиты

II — габбро,

III — долериты и базальты.

Радиоляриты, яшмы.

Мощность офиолит разрезов до 12 км (Кипр, Оман)

Разрез:

1. Мощный осадочный чехол

2. Метаморфич порды (энсиматические океанические коры)

3. Мантийные тектониты (текстуры полосчатости, Породы – гарцбургиты, дуниты в виде линз)

4. Изотопные габброиды (м/б УО, чаще выжимки из камер более кислого состава - плагиограниты)

Происхождение:

* некоторые из них оказываются образованными в спрединговых зонах открытого океана

* в аналогичных зонах окраинных морей

* третьи составляют основание энсиматических вулканических дуг (офиолитовые покровы надстраиваются островодужными вулканическими комплексами, хотя нередко наблюдается и перевернутая их последовательность).

* в окраинно-континентальных орогенах их обращенное к океану крыло образовано в основном изоклинально-чешуйчато-надвиговыми комплексами аккреционной призмы, включающими серпентинитовый меланж и тектонические линзы офиолитов.

Меланж - хаотическое образование с явными следами тектонического воздействия и появлением дислокационных текстур. В тектоническом меланже крупные блоки относительно жестких пород автохтона или аллохтона (известняки, песчаники, кремнистые, вулканические, интрузивные породы) перемешиваются с мелкими обломками таких же пород, а также с более пластичным материалом, образующим базис (матрикс) меланжа. Последним могут быть серпентинизированные ультрамафиты (в серпентинитовом меланже), а также аргиллиты, гипсы, ангидриты и другие высокопластичные породы. Меланж, особенно глинистый, может иметь тиллитоподобную текстуру или оказаться растертым до состояния катаклазитов и милонитов.

63. Концепция террейнов и изучение складчатых поясов.

В конце 70-х — начале 80-х гг. прошлого века на материале Севере-Американских Кордильер возникла концепция, получившая название концепции террейнов. Было установлено, что внутренние зоны Кордильер состоят из большого числа блоков, разделенных разломами, причём каждый блок — террейн — характеризуется специфическим литолого-стратиграфическим разрезом, структурой, геологической историей, тектонической природой. Эта природа разнообразна: террейны могут представлять обломки микроконтииентов, островных дуг, внутриокеанских поднятий, крупных гийотов. Соседствующие друг с другом террейны могут настолько отличаться, что они не могли первоначально располагаться рядом — их различия не могут быть объяснены перемещением по разграничивающим разломам. Их современное смежное положение является вторичным и возникло в процессе горизонтальных перемещений. Некоторые факты (фауна, палеомагнитные данные) свидетельствуют, что такое перемещение могло быть значительным — до 100n-1000n километров.

В результате пришли к выводу, что внутренние зоны подвижных поясов могут представлять коллаж совершенно чуждых друг другу структурных единиц и что некоторые из них могли проделать путь до их современного местонахождения во многие сотни, даже тысячи километров, причем не поперек, а вдоль континентальных окраин.

Концепция террейнов показала, что подвижность коры и литосферы в будущих складчатых поясах намного выше, чем ранее предполагалось, и что в этих поясах идет интенсивное продольное перемещение материала. Впрочем, об этом уже можно было догадываться по существованию крупных продольных и диагональных сдвигов амплитудой в многие сотни километров, столь характерных почти для всех звеньев Тихоокеанского кольца.

64. Развитие складчатых поясов и циклы Вильсона.

Этапы развития складчатых поясов:

Ø геосинклиналъный, с преобладанием погружений, морского режима и мощного осадконакопления

* раннегеосинклинальная - заложением морского бассейна, подводный основной вулканизм (диабазы, спилиты, кератофиры)

* позднегеосинклинальная - расчленением геосинклинального бассейна на частные прогибы и поднятия, подводный, отчасти наземным вулканизмом среднего, кислого состава.

Ø орогенный, с преобладанием поднятий и горообразования

* раннеорогенная - воздымание орогена, гранитоидный плутонизм, средний и кислый вулканизм, региональный метаморфизм

* позднеорогенная - усиление воздымания орогенов, базальтоидный вулканизм.

Главный итог развития геосинклинальных поясов - новообразование континентальной коры за счет океанской. Раннегеосинклинальная стадия стала рассматриваться как океанская, позднегеосинклинальная — как островодужная, а с началом орогенного этапа стало связываться становление новой континентальной коры.

Дж. Вилсон в 1968 г.

Цикл:

1) континентального рифтогенеза (Восточно-Африканская рифтовая система)

2) ранняя (Красное море)

3) зрелая (Атлантический океан)

4) угасания (западная часть Тихого океана)

5) заключительная (Средиземное море)

6) реликтовая (линия Инда в Гималаях)

Для каждой стадии характерен определенный тип движений (поднятие, растяжение, сжатие, снова поднятие), тип осадков и магматитов.

65. Морфологические, кинематические и геологические типы складчатости.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ:

* Полная - сплошное заполнение сопряженными складками, как правило, линейными, параллельными друг другу, с близкой амплитудой и шириной. (Башкирский антиклинорий Урала)

* Прерывистая - изолированность складок, расположение на значительном расстоянии друг от друга, преимущественное развитие антиклиналей изометричной формы, промежутки между которыми сложены почти недеформированными, горизонтально залегающими слоями. (ВЕП)

* Промежуточная раз витием отдельных гребневидных или килевидных складок и их сочетанием на фоне относительно спокойного залегания отложений. Терско-Каспиский прогиб.

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ:

Условия образования складки:

* напряжение, возникающие из-за вышележащих пород

* избыточном давлении по одному из направлений (стресс).

Форма и размеры складок зависят:

* физические (реологические) свойства пород (вязкость, привнос и перекристаллизация в-ва)

* кинематическая и динамическая обстановка (всестороннее давление увеличивает пластичность, повышение скорости деформации понижает пластичность)

* характер возникающих в породах напряжений (лучше сжатие)

* влияние внешней среды (температура увеличивает пластичность, соприкосновение с растворами того же состава увеличивает пластичность)

Типы:

1. Складки продольного изгиба вдоль слоистости, при сдвиге (осевые поверхности наклонены).

2. Складки поперечного изгиба - неодинаковое по интенсивности растяжение. Ось максимального сжатия пород расположена перпендикулярно к слоистости, а ось удлинения направлена вдоль слоев.

3. Складки течения в условиях сравнительно низких температур и давлений развиваются в солях, гипсах, углях, глинах. При высоких температурах даже в мраморах, кварцитах, гнейсах, амфиболитах. При этом происходят перекристаллизация вещества и появление новых минералов. Многочисленными раздувами, утолщениями и пережимами слоев. Осевые поверхности ориентированы различным образом, но преимущественно в направлении течения.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ

ЭНДОГЕННЫЕ ТИПЫ СКЛАДЧАТОСТИ:

Покровная складчатость.

1. Складки регионального сжатия (альпинотипые) характеризуются четко выраженной линейностью, выдержанной ориентировкой осей и наклона осевых поверхностей складок — вергентностъю, равное по площади и по форме распространение антиклиналей и синклиналей (Урал, Кавказ)

Механизм:

1) вертикальные движения (БРЕД)

- глубинный диапиризм

- гравитационная складчатость (действует только в флишевых покровах Альп)

2) общее сжатие

- субдукции (аккреционный клин) (флишевые толщи южного склона Б Кавказа, Восточное окончание Алеутской дуги)

- коллизии (поддвиг платформ под геосинклинальное выполнение)

- сжатия континентальной окраины под воздействием уходящей под нее зоны субдукции. В результате - пластовый срыв чехла по поверхности фундамента по пластичным горизонтам. Встречая упор, слои сминаются в складки, нагромождаются, образуя так называемые дуплексы. (Анды, Скалистые горы)

2. Складчатость регионального сжатия на платформах.

- не имеет поднятых блоков фундамента

вследствие регионального сжатия, направленного от складчатых орогенов. Считается, что сжатие передается вдоль карбонатных пачек, которые отслаиваются от нижележащих пачек и от фундамента вдоль пластичных глинистых пачек

- имеет поднятые блоки фундамента, характерно для молодых платформ.

* Складки облекания (отраженная складчатость) -характерен для платформ, межгорных прогибов. формируются консидементационно при перемещениях блоков фундамента.

* Приразрывные складки образуются, в частности, при перемещении крыльев разрывов по наклонным сместителям. (присдвиговые складки - Ферганской впадины)

* Складки, связанные с перемещениями магмы в земной коре.

* Диапировые складки (складки нагнетания)

Глубинная (синметаморфическая) складчатость.

Распространена в фундаменте платформ и в ядрах складчатых сооружений фанерозоя. Это складки течения, развившиеся под воздействием стресса при высокопластичном состоянии пород при повышенных давлений и температур.

Складчатость вертикального течения - под воздействием горизонтальных усилий - клинья земной коры выдавливаются вверх (на границах литосферных плит).

Складчатость горизонтального течения - при стрессе в вертикальном направлении - перемещения вверх магматических масс.

Гранитогнейсовые купола и валы.- крупные (10n-100n км) пологие поднятия, образованные гранитогнейсами. В их ядре граниты, по периферии - метаморфические сланцы.

ЭКЗОГЕННЫЕ ТИПЫ СКЛАДЧАТОСТИ:

Подводно-оползневые складки при оползании осадков на дне бассейна и имеют вид разнообразных смятий.

Складки осадочного облекания. отложения осадков на неровном ложе дна водоемов (перекрывающих рифовые массивы).

Складки уплотнения в стадию диагенеза (и катагенеза) вследствие неравномерного уплотнения глин, над выступами погребенного рельефа, рифовыми массивами, линзами песков.

Складки разбухания - в фазу гипергенеза при увеличении объема пород, в частности вследствие гидратации ангидрита и перехода его в гипс (гипсовые купола), или при попеременном увеличении объема воды при ее замерзании.

Складки оседания - вследствие карстования, либо вследствие выноса из глубины сопочной брекчии в районах грязевого вулканизма.

Складки выпирания - в приповерхностных условиях вследствие снятия нагрузки на глинистые толщи в речных долинах.

Гляциодислокации. вызванные напором двигавшихся материковых льдов или выжиманием пластичных пород под весом льда в краевой части ледника

67. Древние платформы континентов, их строение.

В общем, платформы — это наиболее устойчивые и спокойные части континентов.

Характерно:

* низкая скорость современных вертикальных движений

* слабая сейсмичность

* отсутствие или редкое проявление вулканической деятельности

* пониженный по сравнению со среднеземным тепловой поток

Они слагаются типичной континентальной корой мощностью 35-45 км. Литосфера в их пределах достигает мощности 150-200 км.

Древние платформы имеют полигональные очертания и отделены от смежных складчато-надвиговых сооружений орогенов их передовыми прогибами, наложенными на опущенные края этих платформ, либо непосредственно тектонически перекрыты их надвинутыми периферическими зонами.

Древние платформы (кратоны):

С-Американская, ВЕП, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Американская, Африканская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая.

Фундамент древних платформ:

преобладают AR-PR1 породы, подчиненно PR2, а PR3 участвуют в строении фундамента лишь двух древних платформ — Ю-Американской и Африканской. Эти образования, глубоко метаморфизованы (гнейсы и кристаллические сланцы, граниты). Имеет крупноблоковое строение.

AR:

Гранит-зеленокаменные области (ГЗО) нередко слагают целые блоки.

1. зелено-каменные пояса (ЗКП) - извилистые, параллельные линейные полосы, сложенные относительно слабометаморфизованными, основными, зеленокаменно измененными вулканитами и отчасти осадочными породами. В поперечном сечении ЗКП имеют синклинорную структуру, обычно сильно усложненную складчатостью и надвигами.

Мощность осадочно-вулканического выполнения ЗКП - 10-15 км

Нижняя часть разреза - основные, типа толеитовых базальтов, отчасти УО лавами

Средняя - эффузивы и пирокластолиты С и К состава, содержание осадочных пород повышается.

Верхняя - обломочные породы.

Заканчивается развитие ЗКП складчато-надвиговыми деформациями, метаморфизмом и образованием новой генерации гранитоидов

2. гранитогнейсовыми полями - разделяют ЗКП.

Пояса эти отличает высокий (амфиболитовая — гранулитовая фации) и многократный метаморфизм, сложная и также многократная складчатость, пологое надвигание на смежные ГЗО. Внутренняя структура нередко осложнена гранитогнейсовыми куполами.

PR1:

1. Протоорогены - инейны.

Внешние зоны подстилаются непереработанным или слабо переработанным AR фундаментом. Далее глубоководные осадки.

Во внутренних зонах появляются флиш и черносланцевые толщи, обильнее становятся основные вулканиты, приближающиеся по составу к океанским толеитам.

Эволюция протоорогенов завершается покровные деформации, метаморфизм, внедрение гранитоидов

2. Протоплатформами

Пространства между подвижными поясами заняты блоками континентальной коры.

Характерна: высокая подвижность и большой прогрев, приводивший к образованию гранито-гнейсовых куполов.

Осадочный чехол протоплатформ выполняет плоские синеклизы.

3. Протоавлакогены

Структура протоплатформ в ряде регионов осложнена рифтовыми грабен-прогибами. Выполнение- осадоными или вулканическими породами.

Значительные площади в пределах платформ покрыты неметаморфизованным осадочным чехлом толщиной 3-5 км и в наиболее глубоких прогибах и впадинах 10-12 и даже в Прикаспийской впадине 20-25 км. В состав чехла могут входить покровы платобазальтов. Платформы обычно характеризуются равнинным рельефом, то низменным, то плоскогорным. Некоторые их части могут быть покрыты мелким, эпиконтинентальным морем типа современных Балтийского, Белого, Азовского.

Стадии:

Кратонизации: нет осадков, кислые эффузивы, туфы, внедрение кислые-габбро-анортозиты, основные-граниты рапакиви, повышен поток

Авлакогенная рифей, рапад континента, рифты – перекрыты затем чехлом, трапповая формация – платобазальты, габро-долериты.

Плитная – авлакогены – в синеклизы

69. Молодые платформы, особенности их строения и развития.

Молодые платформы занимают значительно меньшую площадь

в структуре материков (около 5 %) и располагаются либо по их

периферии, как Средне- и Западно-Европейские,

Восточно-Австралийская и Патагонская, либо между древними

платформами (Западно-Сибирская платформа).

СКЛАДЧАТЫЙ Фундамент:

* FZ осадочно-вулканическе породы, испытавшими слабый

* (зеленосланцевая фация) метаморфизм

* блоки более глубоко метаморфизованных докембрийских пород,

* бывшие микроконтиненты среди подвижных поясов FZ.

* Граниты и др. интрузивные образования (офиолитовые пояса,

* играют подчиненную роль)

По возрасту завершающей складчатости:

* Эпибайкальские (Тимано-Печора)

* Эпикаледонские (Западно-Сибирская и Восточно-Австралийская)

* Эпигерцинские

* Эпикиммерийские (арктическая окраина Восточной Сибири)

Осадочный чехол: более мощный чем на древних (до 10 км)

J или К-Q

Эпигерцинские - чехол с P2

Эпикаледонских – чехол с D3.

Осадочные чехлы молодых платформ отличаются от чехлов

древних платформ повышенной дислоцированностью и более

высокой степенью унаследованности дислокаций от внутренней

структуры фундамента. На молодых наследуются часто также

складки, воспроизводимые в чехле в ослабленной форме.

Участкам наибольшей мощности осадочного чехла на молодых,

реже древних платформах обычно отвечают участки с аномальным

характером фундамента. Кора эта имеет здесь пониженную мощность

— менее 15-20 км — «базальтовые окна». Такие участки развития коры,

близкой к океанской, представляют собой реликты бассейнов с

океанской корой в пределах подвижных поясов. (Прикаспийская впадина)

Промежуточный комплекс: отличается от фундамента слабой

дислоцированностью и полным отсутствием метаморфизма и гранитов,

а от чехла отделяется несогласием и обнаруживает большую

уплотненность своих пород.

типы:

1) осадочное, молассовое или молассово-вулканическое выполнение

межгорных впадин последнего орогенного этапа развития подвижного

пояса, предшествовавшего образованию платформы

2) обломочное («молассоидное») или обломочно-вулканогенное

выполнение рифтовых грабенов, образованных на стадии перехода

от орогенного этапа к раннеплатформенному.