Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Января 2013 в 12:10, курс лекций
Геология России изучает геологическое строение отдельных районов страны: их стратиграфию, структурные элементы и оценку перспектив полезных ископаемых. Региональная геология тесно связана с исторической и общей геологией, структурной геологией и петрографией. Изучение этой дисциплины требует умения читать и разбираться в тектонических геологических картах.
Геология России изучает геологическое строение отдельных районов страны: их стратиграфию, структурные элементы и оценку перспектив полезных ископаемых. Региональная геология тесно связана с исторической и общей геологией, структурной геологией и петрографией. Изучение этой дисциплины требует умения читать и разбираться в тектонических геологических картах.
Основными задачами геологии России являются:
Все исследования проводятся комплексно и включают следующие моменты:
Земля разделена на 3 геосферы: земную кору, мантию и ядро.
Ядро – центральная, наиболее глубокая геосфера. Средний радиус 3500 км, в то время как радиус Земли – 6378 км. Ядро делится на внешнее (жидкое) и внутреннее (твердое). Внешнее ядро имеет плотность 10 г/см3, в то время как внутреннее – 12,5 г/см3. Температура в центре ядра 5000 °C, давление 361 МПа. Граница между мантией и внешним ядром находится на глубине 2900 км, называется границей Вихерта-Гутенберга.
Мантия располагается между земной корой и ядром в пределах 35-2900 км. Граница между мантией и земной корой называется границей Мохоровичича. Мантия делится на верхнюю и нижнюю. Нижняя мантия распространена на глубинах 670-700 км, граница между ней и верхней мантией определена по скачку скорости сейсмических волн. Верхняя сложена ультраосновными породами типа перидотита, ее плотность 3,3 г/см3, скорость сейсмических волн 8-9 км/с. Внутри верхней мантии на глубине 100-150 км располагается слой вязкого вещества – астеносфера, с которой связаны тектоника, магматизм и другие эндогенные процессы.
Земная кора – верхняя каменная оболочка Земли. Она сложена магматическими, метаморфическими и осадочными породами. Мощность земной коры от 7-8 км. Выделяют два типа земной коры: океанический и континентальный. Кроме того выделяют еще два переходных типа земной коры: субконтинентальную и субокеаническую.
Континентальная кора развита в пределах материков, характеризуется полным разрезом в пределах которого выделяется три слоя: осадочно-вулканогенный, гранитно-метаморфический и базальтовый.
Осадочно-вулканогенный слой сложен горизонтально и полого залегающими терригенными карбонатами, хемогенными и осадочно-вулканическими породами. Толщина слоя до 25 км, плотность пород 1,7-2,55 г/см3, скорость продольных сейсмических волн 3,5-5 км/с.
Гранитно-метаморфический слой сложен гранитоидами и метаморфическими образованиями, интрузивами кислого, среднего и основного состава. Выходит на поверхность в щитах и складчатых областях. Толщина слоя 10-20 км, плотность пород 2,65-2,75 г/см3, скорость продольных волн 5,5-6,3 км/с.
Базальтовый слой или гранит-базитовый сложен глубоко метаморфизованными породами гранулитовой фации и интрузивами основного и ультраосновного состава. Толщина слоя 15-20 км, плотность пород 2,9-2,95 г/см3, скорость продольных волн 6,5-7,3 км/с.
Между подошвой осадочного и кровлей гранитного слоев выделяется граница со скоростью продольных волн 6,2 км/с. Между подошвой гранитного и кровлей базальтового слоев выделяется граница Конрада, здесь скорость продольных волн 6,8 км/с. Между подошвой базальтого и верхней мантией – граница Мохоровичича, скорость волн 8,2 км/с.
Океаническая кора развита в пределах дна Мирового океана. Отличается от континентальной коры более простым строением (нет гранитного слоя) и меньшей мощностью (5-12 км). В ее составе выделяется также три слоя: осадочный, базальтовый и габбро ультрабазитовый.
Осадочный слой образован рыхлыми морскими осадками. Мощность до 1,5 км, скорость продольных волн 2,4 км/с.
Базальтовый слой образован базальтовыми лавами с подушечной отдельностью. Мощность 1-2 км, скорость продольных волн 4-6 км/с.
Габбро ультрабазитовый слой образован основными породами насыщенными ультраосновными интрузиями (габбро, пироксениты). Мощность 5 км, скорость продольных волн 6,4-7 км/с. Под этим слоем находится мантия.
Кора субокеанического типа развита в пределах котловин, окраин и внутриконтинентальных морей. Отличается от океанической коры большей мощностью осадочного слоя (10-20 км). Кора субконтинентального типа характерна для окраинных морей и островных дуг. Отличается от континентальной коры меньшей мощностью (25-30 км) и не четкой границей между гранитным и базальтовым слоем.
По степени тектонической
Геосинклиналь – длинный (десятки и сотни километров) относительно узкий и глубокий прогиб земной коры, возникающий на дне морского бассейна, обычно ограниченный разломами и заполненный мощными толщами осадочных и вулканических пород. В результате длительных и интенсивных тектонических деформаций превращается в сложную складчатую структуру — часть горного сооружения.
По степени развития магматизма выделяют два типа геосинклинальных зон: эвгеосинклинали («вулканические») и миогеосинклинали («невулканические»). Эвгеосинклинали закладываются над глубинным разломом и представляют собой глубокий прогиб с интенсивным проявлением эндогенных процессов (Восточный Урал). Миогеосинклинали закладываются в приплатформенной части и являются менее активными (Западный Урал).
Геосинклинали закладываются либо на океанической земной коре (в базальтовом слое), либо на континентальной (также в базальтовом слое) в результате ее раздвига с обнажением при этом базальтового слоя или верхней мантии.
В развитии геосинклинали выделяют два этапа: главный и орогенный. В каждом этапе выделяется две по две стадии. В главном этапе это стадия начального погружения и собственно геосинклинальная стадия. В орогенном этапе – ранняя и поздняя орогенная стадии.
Главный этап (геосинклинальный) начинается стадией начального погружения в условиях растяжения литосферных плит. Геосинклиналь в это время представляет собой углубляющийся морской бассейн, с эвгеосинклинальной и миогеосинклинальной зонами, разделенными геоантиклинальным поднятием. Наиболее активна эвгеосинклинальная зона. Формирующие ее глубинные разломы обычно достигают мантии и служат путями проникновения базальтовой магмы. Узкий и очень глубокий прогиб, возникающий вдоль разломов, заполняется морскими осадками. На стадии начального погружения в эвгеосинклинали господствует региональный метаморфизм в условиях высоких давлений (12∙10x - 13∙10x Па) и температур (850-900 °C). Образуются эклогитовые, жадеитовые и глаукофановые породы. В миогеосинклинали на стадии начального погружения формируется аспидная формация (глинистые сланцы и песчано-глинистые породы) умеренной мощности, магматические породы обычно отсутствуют, степень метаморфизма низкая и проявляется в образовании мусковит-хлоритовых и биотит-хлоритовых пород. Стадия начального погружения заканчивается складчатостью, охватывающей эвгеосинклиналь.
Орогенный этап начинается ранней стадией. На месте эвгеосинклинали и осевой геосинклинали воздымается молодое гранитизированное складчатое сооружение. Компенсируя крупные воздымания, на месте миогеосинклинали между платформой и складчатым сооружением закладывается краевой прогиб, над срединными массивами возникают межгорные впадины. Орогенный этап сопровождается складчатостью с образованием крупных и шарьяжей. Возникает сложно построенное складчатое сооружение с резко расчлененным горным рельефом. Метаморфизм на поздней стадии угасает. Постепенно складчатое сооружение утрачивает тектоническую активность, подвергается активным процессам эрозии и денудации и после разрушения горных систем превращается в основанием платформ.
Главнейшие геологические события, связанные с завершающей складчатостью, происходили на рубеже архея и раннего протерозоя (беломорская складчатость), в конце раннего протерозоя (карельская складчатость), в конце позднего протерозоя (байкальская складчатость), в конце среднего кембрия (салаирская складчатость), в ордовике (каледонская складчатость), в карбоне-перми (герцинская слкдачатость), во второй половине мезозойской эры (мезозойская складчатость), в четвертичном периоде в конце неогена (альпийская складчатость).
Платформы представляют собой ядра материков и занимают большие части их площади, порядка млн. км2. Они слагаются типичной континентальной корой мощностью 35-45 км. Литосфера в пределах платформ имеет мощность до 200 км и более. Платформы бывают изометричные и полигональные. Значительные площади в их пределах покрыты осадочным чехлом мощностью 3-5 км, в наиболее глубоких прогибах – 10-12 км и до 20 км. На участках не покрытых осадочным чехлом на поверхность выступает фундамент платформы, сложенный метаморфическими и интрузивно-магматическими породами с преобладанием гранитов. Платформы характеризуются равнинным рельефом с низменностями и плоскогорьями. Некоторые их части могут быть покрыты мелким эпиконтинентальным морем (Бальтийское, Белое). Платформы характеризуются низкой скоростью современных вертикальных движений, слабой сейсмичностью, отсутствием или редким проявлением вулканической деятельности, пониженным тепловым потоком.
Платформы подразделяются на крупные площади выхода на поверхность докембрийского фундамента – щиты и крупные площади, покрытые осадочным чехлом – плиты.
Щиты занимают крупные территории с поперечником часто более 1000 км. На протяжении истории они были устойчивы к поднятию и денудации, хотя временами ненадолго покрывались полностью или частично мелким морем (Балтийский щит в кембрии и селуре). Менее крупные и более длительное время занятые морем выступы фундамента называются массивами (Анабарский).
В пределах плит различают следующие структурные элементы второго порядка: антеклизы, синеклизы и авлакогены.
Антеклизы – крупные пологие поднятия фундамента сотни километров в поперечнике. Глубина залегания фундамента и соответственно мощность осадочного чехла в их сводовых частях обычно не превышает 1-2 км. Осадочный чехол сложен мелководными или континентальными отложениями с перерывами в осадконакоплении. Часто антеклизы осложнены сводами (Татарский свод Волго-Уральской антеклизы). Антеклизы встречаются как на древних, так и на молодых плитах.
Синеклизы – крупные пологие почти плоские впадины фундамента с глубиной его залегания до 3-5 км. Характеризуются более полным и глубоководным разрезом осадочного чехла. Синеклизы имеют обширные размеры, изометричные очертания и отлогие крылья. На гондванских платформах синеклизы не выражены и представляют собой изолированные впадины, окружающие выходы фундамента. Выделяют два особых типа синеклиз, приуроченных соответственно к низменностям и плоскогорьям.
Авлакогены – линейные грабен прогибы, протягивающиеся на многие сотни километров, при ширине десятки километров, ограниченные разломами и выполненные мощной толщей осадков и вулканитов. Глубина залегания фундамента достигает 10-12 км. Являются древней и погребенной разновидностью континентальных рифтов. Часть авлакогенов со временем переходит в синеклизы, другая часть превращается в интрократонные складчатые зоны (валы), этот процесс называется тектонической инверсией.
Валы – платформенные структуры третьего порядка, развитые либо в осевых частях авлакогенов, либо в их бортах. Это пологие линейные поднятия протяженностью несколько десятков километров. Состоят из одного или нескольких рядов более мелких антиклинальных структур локальных поднятий. Высота валов не более первых десятков метров.
Флексура – тектоническая структура третьего порядка в виде ступенеобразного перегиба слоев горных пород. Отражает глубинное строение разлома. Развивается на склонах антеклиз и синеклиз (Жигулевская флексура).
Структурные элементы платформ низшего порядка – это локальные поднятия, соляные купола, гляциодислокации и др., осложняющие синеклизы, антеклизы и авлакогены.
Взаимоотношение платформенных и геосинклинальных областей обычно выражается тремя тектоническими формами: краевыми швами, краевыми прогибами, и реже – вулканическими поясами.
Тектоническая форма перехода зависит от особенностей процесса превращения геосинклинальной зоны в складчатую область.