Контрольная работа по "Геологии"

Севернее Джунгарского Алатау, между Алакольской и Зайсанской впадинами, поднимаются горные хребты Тарбагатай и Саур, складчатые структуры  которых представляют собой непосредственное продолжение структур Казахского мелкосопочника, но значительно выше приподняты. С. П. Суслов относит их к «области полупустынь Средней Азии (Центрального Казахстана)». Однако эти хребты (как и горы Северного Тянь-Шаня и Джунгарского Алатау, которые в структурно-тектоническом отношении также непосредственно связаны с Казахским мелкосопочником) имеют принципиальное отличие от Казахского мелкосопочника: у них иной характер новейших тектонических движений, а отсюда большие высоты и широкие спектры высотной зональности ландшафтов. Если также учесть, что на зарубежной территории (в Западном Китае) между названными хребтами и Джунгарским Алатау есть промежуточные орографические звенья (хребты Майли, Барлык и Уркашар), очевидно, более правильным будет причленять Саур и Тарбагатай к горам юго-востока и востока Средней Азии в качестве сравнительно большой четвертой системы, граничащей с горами Южной Сибири. Итак, в горах юго-востока и востока Средней Азии выделяются четыре горные системы: Саур и Тарбагатай, Джунгарский Алатау, Тянь-Шань, Памиро-Алай. Границами между тремя последними служат Илийская и Ферганская долины. Ниже дается характеристика физико-географических особенностей каждой из выделенных горных систем.

 

 

Рисунок 5. Отличие в образовании гор Памира и Тянь-Шаня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Когда была максимальная трансгрессия в палеозойской эре

 

 

Изменения  условий, начавшиеся в позднекаменноугольное время, еще больше проявились в пермском периоде, завершившем палеозойскую эру. Его название происходит от Пермской области в России. В начале этого периода море занимало Уральскую геосинклиналь – прогиб, следовавший согласно простиранию современных Уральских гор. Мелководное море периодически покрывало некоторые районы Англии, северной Франции и южной Германии, где накапливались слоистые толщи морских и континентальных осадков – песчаников, известняков, глинистых сланцев и каменной соли. Море Тетис существовало на протяжении большей части периода, и в районе северной Индии и современных Гималаев образовалась мощная толща известняков. Пермские отложения большой мощности представлены в восточной и центральной Австралии и на островах Южной и Юго-Восточной Азии. Они широко распространены в Бразилии, Боливии и Аргентине, а также в южной Африке.Многие пермские формации в северной Индии, Австралии, Африке и Южной Америке имеют континентальное происхождение. Они представлены уплотненными ледниковыми отложениями, а также широко распространенными водно-ледниковыми песками. В Центральной и Южной Африке этими породами начинается мощная толща континентальных отложений, известная как серия кару.В Северной Америке пермские моря занимали меньшую площадь по сравнению с предыдущими периодами палеозоя. Главная трансгрессия распространялась из западной части Мексиканского залива на север через территорию Мексики и проникла в южные районы центральной части США. Центр этого эпиконтинентального моря располагался в пределах современного штата Нью-Мексико, где сформировалась мощная толща известняков серии кэпитен. Благодаря деятельности подземных вод эти известняки приобрели сотовую структуру, особенно ярко выраженную в знаменитых Карлсбадских пещерах (шт. Нью-Мексико, США). Восточнее, в Канзасе и Оклахоме, отложились прибрежные фации красных глинистых сланцев. В конце перми, когда площадь, занятая морем, значительно сократилась, сформировались мощные соленосные и гипсоносные толщи.В конце палеозойской эры, отчасти в каменноугольном периоде и отчасти – в пермском, во многих районах начался орогенез. Мощные толщи осадочных пород Аппалачской геосинклинали были смяты в складки и разбиты разломами. В результате образовались горы Аппалачи. Этот этап горообразования в Европе и Азии называют герцинским, или варисцийским, а в Северной Америке – аппалачским.Растительный мир пермского периода был такой же, как и во второй половине каменноугольного. Однако растения имели меньшие размеры и не были так многочисленны. Это указывает на то, что климат пермского периода стал холоднее и суше. Беспозвоночные животные перми были унаследованы от предыдущего периода. Большой скачок произошел в эволюции позвоночных (рис. 13). На всех материках континентальные отложения пермского возраста содержат многочисленные остатки пресмыкающихся, достигавших в длину 3 м. Все эти предки мезозойских динозавров отличались примитивным строением и внешне были похожи на ящериц или аллигаторов, но иногда имели необычные особенности, например, высокий парусообразный плавник, протягивающийся от шеи до хвоста вдоль спины, у диметродона. Все еще многочисленными были стегоцефалы.В конце пермского периода горообразование, проявившееся во многих районах земного шара на фоне общего поднятия материков, привело к столь значительным изменениям окружающей среды, что начали вымирать многие характерные представители палеозойской фауны. Пермский период был заключительной стадией существования многих беспозвоночных, особенно трилобитов     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                
6. Субдукция и ее роль в образовании земной коры

 

В  начале 30-х годов  прошлого века, обнаружив вдоль глубоководных  желобов Индонезии резкие отрицательные аномалии, Ф. Венинг-Мейнес пришел к выводу, что в этих активных зонах происходит затягивание в мантию складок легкого корового вещества. Тогда же Ф. Лейк, исследуя форму и размещение островных дуг, объяснил их образование пересечением земной сферы наклонными сколами, по которым Азиатский континент надвигается в сторону Тихого океана. Вскоре К. Вадати впервые установил наклонную сейсмофокальную зону, уходящую от глубоководного желоба, под вулканические цепи Японских островов, что свидетельствовало в пользу предположений о связи островных дуг с крупными поддвигами (или надвигами) по периферии Тихого океана.

 

 

 

 

 

Рисунок 7. Субдукция и ее роль в образовании земной коры

 

 

Первое изображение  сейсмофокальных зон в районе Японских островов, по К. Вадати (1935). Изолинии глубины очагов в километрах. Эту идею поддержали как сейсмологи, продолжившие изучение сейсмофокальных зон (Б. Гутенберг, Ч. Рихтер, а впоследствии X. Беньоф), так и геологи, в их числе А.Н. Заварицкий. К такому же выводу пришел Дж. Умбгрове, связавший воедино накопленные в середине 40-х годов геолого-геофизические данные об островных дугах. Р. Ганн рассчитал возможность образования глубоководных желобов в результате скола и упругой деформации земной коры под действием горизонтального сжатия - pppa.ru. К концу 60-х годов Г. Штилле высказал мысль, что образование глубоководных желобов, сопутствующих им отрицательных гравитационных аномалий и уходящих в мантию сейсмофокальных зон сопряжено с наклонным поддвиганием океанской земной коры; на определенной глубине она подвергается плавлению, порождая вулканические цепи, протянувшиеся параллельно желобу.

 

 

 

 

Рисунок 8. Субдукция и ее роль в образовании земной коры

 

Становление представлений  о субдукции. Слева схема Б. Гутенберга и Ч. Рихтера (1939), справа схема Г. Штилле (1958); У - уровень плавления коры.

 

Эта схема была уже  очень близка к современному представлению  о субдукции как форме конвергентного взаимодействия литосферных плит. Оно  сложилось в 60-х годах, когда была разработана модель литосферной субдукции. Сам термин «субдукция» (лат. sub - под, ductio - ведение) был заимствован из альпийской геологии: в начале 50-х годов А. Амштуц назвал субдукцией подвиг и затягивание на глубину одних сиалических комплексов Альп под другие. В своем новом значении термин «субдукция» был одобрен на II Пенроузской конференции и с тех пор широко используется для одного из основополагающих понятий тектоники литосферных плит. За последние десятилетия учение о субдукции превратилось в обширный раздел геотектоники.

Следует подчеркнуть, что  понятие и термин «субдукция»  были введены для обозначения  сложного глубинного процесса, ранее  неизвестного. Субдукцию нельзя свести ни к «поддвигу», ни к «надвигу»  литосферных плит. Их сближение при  субдукции складывается из векторов движения двух контактирующих плит, причем наблюдается разнообразное соотношение направления и величины этих векторов. Кроме того, в тех случаях, когда происходит быстрое гравитационное погружение одной из литосферных плит в астеносферу, их взаимодействие осложняется откатом конвергентной границы. Установлено, что субдукция развивается по-разному в зависимости от соотношения векторов движения плит, от возраста субдуцирующей литосферы и ряда других факторов. Поскольку при субдукции одна из литосферных плит поглощается на глубине, нередко увлекая с собой осадочные формации желоба и даже породы висячего крыла, изучение процессов субдукции сопряжено с большими трудностями. Геологические наблюдения затрудняются и глубоководностью океана над субдукционными границами. Поэтому большую ценность представляют результаты первого детального картирования участков дна в желобах (Японском, Нанкай и Курило-Камчатском - pppa.ru), которое проведено по франко-японской программе «Кайко» с применением погружаемых аппаратов. Несколько лет назад у берегов Барбадоса (островная дуга Малых Антил), а затем и на склоне желоба Нанкай при бурении с корабля «Джойдес Резолюшн» удалось пересечь сместитель зоны субдукции, находящийся в точке бурения на глубине нескольких сотен метров под поверхностью дна. В последние годы все большее значение приобретают прямые измерения относительного движения литосферных плит методами лазерных отражателей и радиоинтерферометрии.

 

 

 

 

   

 

7. Определение фации, континентальные фации, их особенности

 

Определение фации На геологических и палеогеографических  картах ранних геологических периодов большую площадь занимают морские  отложения и осадки крупных внутриматериковых  водоемов, изучая которые мы можем  расшифровать характер палеотектонических движений и географические условия существовавших в то время ландшафтов. Поверхность земли, являясь ареной современного осадкообразования, характеризуется разнообразными физико-географическими и геологическими условиями, которые находят отражение в составе и биоценозах этих осадков или фаций. Фация — большинство современных исследователей понимают под этим определенные типы осадочных пород, возникших в определенных физико-географических условиях (русловые пески, озерные известняки, прибрежные галечники и т. п.). Следовательно, под фациями можно понимать одновозрастные образования, особенности состава и строения которых объясняются различными условиями осадконакопления в пределах площади их распространения (в разных местах водоема или морского бассейна или на суше). Последнее определение дано основателем этого термина швейцарским геологом А. Грессли. В осадочных и вулканических породах, образующих земную поверхность зашифрованы природные условия конкретных физико-географических обстановок, в которых они образовались. Выяснению этих палеогеографических обстановок помогает учение о фациях или фациальный анализ. Фациальный анализ — это комплексные исследования с целью определения фаций прошлого; он слагается из биофациального и литофациального анализов, а также из тщательного изучения общегеологических данных (площади распространения отложений, их мощности, переходов по простиранию и т. д.). Как бы своего крайнего выражения генетическое направление получило в работах А.П.Павлова (1888, 1903 и др.) и его последователей, которые либо практически отказались от термина фация, и ввели понятие генетического типа, либо использовали понятия фаций в соподчиненном значении по отношению к генетическим типам.

А.П.Павловым отмечено: ”Русские геологи различают отложения, образовавшиеся в результате работы определенных геологических агентов, как генетические типы. Примерами генетических типов являются отложения элювиальные (кора выветривания), делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, моренные, флювиогляциальные и водноледниковые (зандры)”. С тех пор понятие “генетический тип” пользуется наиболее широким признанием среди исследователей, занимающихся четвертичными континентальными отложениями. Наиболее известны классификации генетических типов континентальных отложений, предложенные Н.И.Николаевым (1946, 1952 гг.) и Е.В.Шанцера. Классификация Шанцера, разработанная на примере четвертичных отложений, тем не менее рассматривается как общая классикация континентальных отложений. А поскольку континентальные толщи в наибольшей части сложены аллювиальными отложениями, аллювий бал выбран в качестве эталона “генетического типа отложений”. При этом автор пользовался и понятием фация, но боле мелкого ранга, чем генетический тип. Например аллювиальный генетический тип подразделен на три фациальных комплекса или макрофации: руслового, старичного и пойменного. Этот подход был позднее использован и для морских отложений. Таким образом, суть понятия генетического сводиться именно к способу образования осадка. Кроме общих пониманий фаций (стратиграфического и генетического) существуют понимания фаций как частных особенностей пород или среды осадконакопления. В результате довольно широко распространены такие понятия, как геохимическая фация, биофация, литофация. Исходя из представлений о фациях как о комплексах отложений, отличающихся составом и физико-географическими условиями образования от соседних отложений того же стратиграфического отрезка, суть фациального анализа сводится к восстановлению этих физико-географических условий по составу отложений. Однако основные различия в понятии фации нашли отражение и в появлении генетического анализа, который также сводится к восстановлению генезиса осадочных пород. При этом в зависимости от понимания генезиса в широком или узком значении генетический анализ является частным случаем фациального анализа или наоборот фациальный анализ является частным случаем генетического. Основная задача фациального анализа - это восстановление географии прошлых эпох - палеогеографии, точнее географической зональности для определенных этапов развития естественных геологических районов. Изучение происхождение пород и отложений можно назвать общим генетическим анализом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Эволюция голосеменных

 

Возникновению голосеменных растений предшествовало несколько  важных эволюционных событий, которые произошли в течение девонского периода. В области репродуктивной сферы это было возникновение разносноровости. Разноспоровые формы известны уже начиная со среднего девона (около 400 млн. лет назад). У шалёрии (Chaleuria cirrosa) из среднего девона Нью-Брансуика (Канада) одни спорангии содержат либо преимущественно крупные споры, либо преимущественно маленькие или смесь тех и других. В позднем девоне появляются растения с еще более ясно выраженной разноспоровостью. В области вегетативной сферы это было возникновение камбия и появление древесных форм. Хорошо сохранившаяся вторичная ксилема, свидетельствующая о камбиальной активности, также известна уже из отложений среднего девона (эйфельский век). Следовательно, камбиальная активность возникла немногим менее 400 млн. лет назад. Несколько позднее (живетский век среднего девона) возникают первые известные нам древовидные формы. Одним из первых был аневрофит германский (Aneurophyton germanicum), достигавший более 10 м высоты. К концу среднего девона появляется другое древесное растение — знаменитый археоптерис (Archaeopteris latifolia) — крупное дерево, вероятно, высотой более 30 м, с кроной ветвей, несущих спирально расположенные листья (рис. 9).

 

 

Рисунок 9. Эволюция голосеменных

 

 

  Таким образом появились необходимые предпосылки для возникновения голосеменных. Это важнейшее в эволюции растительного мира событие произошло уже в девонском периоде. Лучшим доказательством явилась находка в 1968 г. Дж. Петтитом и Ч. Беком в верхнедевонских отложениях Северной Америки хорошо сохранившегося семени, названного археоспермой (Archaeosperma). Это древнейшее известное науке семя, принадлежавшее растению, которое существовало более 370 млн. лет назад, было еще очень примитивным (с интегументом, переходящим наверху в свободные «щупальца», соответствующие свободным концам спорангиев). Из факта нахождения голосеменных в верхнем девоне следует, что предков голосеменных следует искать среди палеозойских растений, возраст которых не моложе позднего девона. Тем самым из числа возможных предков голосеменных выпадают почти все типичные папоротники, от которых нередко пытались вывести голосеменные. В качестве их возможных предков остается рассматривать только древнейших представителей отдела папоротниковидных. Именно среди них мы находим разноспоровые древовидные формы с вторичной древесиной, которые могли дать начало голосеменным.

 Нередко высказывается  предположение, что голосеменные  могли произойти от одного  из наиболее высокоорганизованных девонских папоротниковидных, а именно от рода археоптерис или ближайших к нему форм. Но у археоптериса уже имеется сердцевина, вторичная ксилема у него сильно развита и толстая, а трахеиды точечные (с округлыми окаймленными порами). По уровню организации своих вегетативных органов археоптерис мало отличается не только от некоторых пермокарбоновых хвойных, но даже от некоторых современных форм. Можно было бы легко представить себе археоптерис в качестве исходной формы, если бы среди голосеменных не было семейств с гораздо более примитивной организацией. Конечно, можно было бы допустить, что хвойные и родствепные им группы имеют самостоятельное происхождение, и тогда их происхождение от растений типа археоптериса не вызвало бы сомнений. Но все говорит о том, что голосеменные представляют собой естественную группу и имеют, следовательно, общее происхождение. Это доказывается не только строением такого сложного органа, как семязачаток, но также строением вегетативных органов. Так, по мнению Ч. Бека (1970), строение стелы семенного папоротника лигиноптериса (Lyginopteris oldhamia) во всех основных чертах, включая явное отсутствие листовых лакун, идентично со строением стелы хвойных. Но если голосеменные действительно имели общее происхождение, то они могли произойти только от предка с протостелической организацией стелы (как у некоторых древнейших семенных папоротников), со слабо развитой вторичной ксилемой и с лестничными трахеидами (сохранившимися даже у некоторых ныне живущих голосеменных). Ни археоптерис и ни аневрофит с их точечными трахеидами не могли быть такой предковой формой. Скорее всего это были какие-то более древние и примитивные протостелические, но в то же время разноспоровые папоротниковидные с лестничными трахеидами во вторичной ксилеме. Таким образом, мы неизбежно приходим к выводу, что голосеменные произошли не от настоящих (типичных) папоротников, но от одной из боковых разносноровых ветвей древнейших папоротниковидных растений. Это еще раз подтверждает сформулированное известным палеонтологом Э. Коном (1904) правило, согласно которому в процессе эволюции новые группы организмов обычно происходят не от высших представителей предкового таксона, а от сравнительно наименее специализированных его представителей.