Эволюция геотектонических гипотез

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

 

 Геолого-географический  факультет                                                    

Кафедра геологии

 

Эволюция геотектонических гипотез

 

Курсовая работа

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гомель 2013

 

 

 

Содержание

 

 

 

Введение……………………………………………………………………………..3

1 Элементарные тектонические структуры……………………………………….3

1. Слоистые структуры………………………………………………...…...3
2. Складчатые структуры………………………………………………......5
3. Трещинные структуры……………………………………………..…...7
4. Разрывные структуры…………………………………..………………7
1. Разрывы со смещениями……………………..………………..8
2. Разрывы без смещения……………………….………………..10

2.Классификация тектонических движений……………………………….……..12

5. Классификация по Хаину………………………………………………12
6. Классификация по Белоусову………………………………………….13
7. Более детальная классификация……………………………………….13

3.Геотектонические гипотезы……………………………………………………..15

8. Гипотезы поднятия……………………………………………………..15
9. Гипотеза контракции…………………………………………………..16
10. Гипотезы всасывания и конвекционных потоков………………….20
11. Гипотеза радиальной тектоники и гравитационных скольжений…23
12. Гипотеза изостазии……………………………………………………27
13. Гипотезы мобилизма………………………………………………….31
14. Современные гипотезы складкообразования………………………34

Заключение………………………………………………………………………….37

Список использованной литературы…………………………………………….39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Земная кора образована горными породами, имеющими различные формы залегания, с чем связано определённое строение коры. Породы лежат горизонтальными слоями или нарушены разломами и смяты в складки. Залегание горных пород чаще всего обусловлено внутренними силами. Строение земной коры, созданное эндогенными процессами, называется тектоникой, что с древнегреческого переводится как «строительство».

На сегодняшний день существует множество тектонических гипотез, предлагаемых для объяснения движений земной коры. Чрезвычайная медленность тектонических движений позволяет только в некоторых наиболее подвижных районах изучать современное вертикальное и горизонтальное движение земной коры. Обычно изучению доступны лишь результаты тектонических процессов. Данных о состоянии вещества и движениях, протекающих на большой глубине, еще недостаточно. Всё это пока не даёт возможности создать полноценную теорию геотектонических процессов.

 

1 Элементарные тектонические структуры

Тектоникой называют также отдел геологии, изучающий строение земной коры и сил, вызвавших деформации земной коры, а также изучающий историю развития структур земной коры. Структура ( от лат. structura) – строение, расположение, порядок. Соответственно структурная геология изучает простейшие формы залегания горных пород и механизм их образования.

К элементарным тектоническим структурам относят слоистые структуры, складчатые структуры, трещинные структуры и разрывные структуры.

 

1.1 Слоистые структуры

Простейшей формой залегания осадочных горных пород является слой, образующийся в результате осаждения обломочного, химического или органогенного материала на дне моря или озера, а иногда на поверхности суши. В большинстве случаев слои осадочных горных пород отлагаются горизонтально или слабо наклонены. Поэтому когда наблюдаются слоистые горные породы,  собранные в складки или разорванные и перемещённые, то это означает, что первоначальные слои были деформированы.

Раньше предполагали, что слоистая структура осадочных горных пород образована в связи с климатическими и другими экзогенными явлениями и не имеет прямого отношения к тектоническим процессам. Однако данный процесс образования слоистости, хотя и происходит очень широко, является далеко не единственным, и даже не главным.

Например, одним из важнейших процессов образования слоистых структур в горных породах является тектонический. Он вызывает  опускание и поднятие суши и морского дна.  Земная кора никогда и нигде не остаётся неподвижной. Если в каком-либо прибрежном районе происходит опускание земной коры, море наступает на сушу, происходит трансгрессия моря. Если же происходит поднятие – регрессия. При этом границы распространения разных осадков будут перемещаться. Так образуется очень важный тип слоистой структуры, имеющий одновременно осадочное и тектоническое происхождение, т.к. он вызван движениями земной коры.

Рисунок 1- Тектоническое образование слоистости

Ещё один важный тектонический тип слоистой структуры образуется на дне морей и океанов в связи с часто возникающими землетрясениями, которым подвергается не только суша, но и морское дно. На слабо наклонном морском дне, в областях перехода шельфа  в континентальный склон могут накапливаться относительно грубые терригенные осадки, приносимые сюда морскими течениями. Достаточно тектонического толчка даже небольшой силы, чтобы вызвать их скатывание вниз по континентальному склону (мутьевой или суспензионный поток).

 Слой (пласт) представляет собой геологическое тело плитообразной  или линзообразной формы, сложенное породами более или менее однородного состава и ограниченное двумя поверхностями, отделяющими его от подстилающего и налегающего слоёв. М.С. Швецов различает две главные причины, почему слой отделяется в качестве самостоятельного геологического тела от вышележащего и нижележащего слоёв:  1) породы соседних слоёв имеют иной состав и строение и 2) породы слоёв имеют одинаковый состав и строение, но отделяются друг от друга поверхностями раздела. Образование поверхностей раздела может быть вызвано кратковременными изменениями в осадконакоплении. Верхняя поверхность, ограничивающая слой имеет название кровля или висячий бок слоя. Нижняя поверхность – подошва или лежачий бок слоя. Самое короткое расстояние (перпендикуляр) между кровлей и подошвой – мощность слоя (истинная мощность). Ширина слоя, обнажающегося на дневной поверхности, называется видимой мощностью. [1]

Рисунок 2 - Слой

 

1.2 Складчатые структуры

Складки представляют собой изгибы слоистых пород, образованные тектоническими силами. В зависимости от направления изгиба (вниз или вверх) среди них выделяют антиклинальные и синклинальные складки. В антиклиналях изгиб слоёв обращён выпуклостью вверх, и в центральных частях  расположены более древние породы, чем в краевых. В синклиналях изгиб слоёв направлен вниз, и во внутренних частях располагаются более молодые породы.

В каждой складке выделяются следующие элементы:

1) замок – место перегиба слоёв. В антиклиналях замок часто называют сводом;

2) крылья – боковые части складки;

3) ядро – внутренняя часть складки, примыкающая к замку;

4) угол, образованный пересечением продолженных поверхностей крыльев складки;

5) шарнир – линия, проходящая через точки максимального перегиба любого из слоёв, собранных в складки;

6) осевая поверхность – поверхность, проходящая через точки максимального перегиба слоёв, образующих складку;

7)ось складки – линия  пересечения осевой поверхности  складки с горизонтальной поверхностью.

А - антиклиналь, Б - синклиналь

Рисунок 3 - Складки и их элементы

Классификация складок основана на различных признаках:

Формы складок по положению осевой поверхности:

1)прямые симметричные складки – осевая поверхность вертикальна и наклон крыльев одинаков;

2)наклонные (косые) складки – осевая поверхность наклонная, крылья падают в противоположные стороны. Падение одного крыла круче падения другого;

3)опрокинутые складки – осевая поверхность значительно наклонена и крылья падают в одну сторону – одно крыло подвёрнуто под другое;

4)лежачие складки – осевая поверхность горизонтальна или почти горизонтальна;

5)ныряющие (перевёрнутые) складки – осевая поверхность изогнута относительно вертикального положения на угол, больший 90˚.

( а- прямые, б-косые, в- опрокинутые, г- лежачие, д- перевёрнутые)

Рисунок 4

 

Формы складок по соотношению между крыльями и характером замка:

нормальные (обычные) – острые и округлые;

1)изоклинальные – с параллельными крыльями;

2)веерообразные;

3)сундучные (коробчатые) – с плоским замком и крутыми крыльями.

а-округлые, б-острые, в-изоклинальные, г-веерообразные, д-сундучные

Рисунок 5

По соотношению мощностей слоёв на крыльях и в замке выделяются 2 типа складок: концентрические – с одинаковой мощностью слоёв в замке и на крыльях и подобные – с уменьшенной мощностью в крыльях.

В различных структурных зонах земной коры наблюдается та или иная совокупность складок, которая называется складчатостью. По форме складок и их взаимоотношению на площади и в разрезе выделяют два основных типа складчатости:

Полная (линейная) складчатость. Для неё характерно полное заполнение складками всего пространства. Линейные складки – антиклинали и синклинали, имея примерно одинаковую форму и размеры, располагаются параллельно друг другу с одним и тем же простиранием на значительном протяжении.

Прерывистая складчатость наблюдается чаще всего в пределах платформ. Для неё характерны отдельные изолированные складки среди области с горизонтальным залеганием слоёв; неравное развитие антиклиналей и синклиналей, с преобладанием первых; отсутствие линейности; большое морфологическое разнообразие складок и др.[2]

 

1.3 Трещинные структуры

Трещинами в горных породах называют небольшие разрывы, вдоль которых не происходило значительных перемещений. Часто трещины образуются по поверхностям лёгкой делимости, вдоль которых порода особенно хорошо раскалывается.

По происхождению различают трещины скалывания и трещины отрыва.

Известно, что в хрупкой породе в условиях лабораторных опытов при сжатии образуется две системы трещин скалывания, наклонённых под углом 45˚ к направлению действующей силы. Однако французский инженер Гартман выяснил, что, чем пластичнее вещество, подвергаемое сжатию, тем больший угол с действующей силой  образуют трещины скалывания. В абсолютно пластичной породе трещины скалывания располагаются под углом 90˚ к действующей силе. Такие трещины были названы трещинами сплющивания.

Казалось бы, в прочных горных породах трещины сплющивания не должны образовываться, но геологи обнаружили широчайшее распространение именно трещин сплющивания во многих складчатых горных породах. Это явление вызвано тем, что в условиях даже небольших глубин и невысоких температур, при очень длительном действии тектонических сил, горные породы деформируются как абсолютно пластичные материалы.