Главные структурные элементы земной коры

1.

Главные
структурные
элементы
земной коры

2.

Общие представления о тектоносфере
Понятие «Тектоносфера» включает литосферу и астеносферу,
т.е. земную кору и верхнюю мантию до глубины ~ 400 км
ФИЗИЧЕСКОЕ
ПОНЯТИЕ
Литосфера+
астеносфера
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ
ПОНЯТИЕ
Основная арена
тектонических событий
Литосферные
плиты
Земная кора +
верхняя мантия
Континенты и океаны и их
более мелкие
подразделения
Главнейшие структурные элементы литосферы
Континенты
I порядка
Океаны

3.

Литосферные плиты
Оболочки «твердой» Земли вместе с
переходными слоями
Внутреннее строение Земли,

4.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕКТОНОСФЕРЫ
Для познания состава и строения недр Земли
Геологические
Полевые наблюдения
на суше с породами верхней
мантии, в океанах вдоль
разломов доступны для
драгирования и наблюдения
с подводных аппаратов
Ксенолиты в базальтах
континентов, в кимберлитах с
гл. до 150км и глубинное
бурение – важный источник
информации
Геофизические
Сейсмостратиграфия и
сейсмотомография
(компьютерный анализ)
Глубинное
сейсмическое
зондирование
Изучение скоростей
распространения
сейсмических волн
для выделения
слоев в разрезе з.к.
Более 800 скважин с судов
«Гломар Челенджер» и
«Джойдес Резолюшн»

5.

6.

ГЛАВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ЕДИНИЦЫ ЛИТОСФЕРЫ:
•ОКЕАНЫ
•ОБЛАСТИ ПЕРЕХОДА ОКЕАН-КОНТИНЕНТ
•СКЛАДЧАТЫЕ ПОЯСА КОНТИНЕНТОВ
•ПЛАТФОРМЫ
•ОБЛАСТИ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ОРОГЕНЕЗА

7.

Континенты
35-40 км до 70-75 км
3-х сл.
1. Осадочный, практически
без глубоководных
отложений (>
континентальный)
2. Гранито-гнейсовый
3. Гранулито-базальтовый
до 4.0 млрд лет
(близок к возрасту Земли)
150-200 км, может быть
до 400 км
В основном истощенная из-за
уменьшения числа литофильных
элементов
54 - Na, Mg, Al, Si, R, Ca и др.
Мощность меньше, а
вязкость выше
Океаны
Мощность
з.к.
Слои з.к.
5-6 км
2(3)-х слоев
1. Осадочный глубоководные илы
2. Базальтовый с
системой
параллельных даек
3. Габбро+габброультрамафитовый комплекс
Возраст з.к.
Литосфера
Литосферная
мантия
Астеносфера
(на гл. 120-150
км в мантии)
до 180 млн лет
до 80-100 км
Истощенная лишь в
верхней части
Мощность значительно
больше, а вязкость ниже

8.

9.

10.

Современные литосферные плиты Земли

11. ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПЛИТЫ

12.

Структуры II порядка
ОКЕАНА
КОНТИНЕНТА
Континентальные
подвижные пояса
Континентальные
устойчивые
области
Орогены
Кратоны
Внутриконтинентальные
Межконти(эпиплатфорнентальные
менные)
Континенты
Океанские
подвижные пояса
Океанские
устойчивые области
Срединноокеанские
хребты
Абиссальные равнины
ПОДВИЖНЫЕ ПОЯСА
ПЕРЕХОДНЫХ ЗОН
Активные окраины
Пассивные окраины
Океаны
Трансформные окраины

13.

Признаки, характеризующие области
подвижные орогенные
1. Преимущественно морской
тип или преобладание
глубоководных отложений
2. Линейный характер
структур и высокая
дислоцированность слоев
3. Резкие изменения в
мощностях вкрест
простирания складчатых
структур
4. Повышенный метаморфизм
пород
5. Обилие магматических тел
6. Высокая сейсмичность
7. Формации-индикаторы:
кремнисто-сланцевые,
черносланцевые,
флишевые и др.
устойчивые платформенные
1. Морские мелководные наземные
и лагунные отложения, коры
выветривания
2. Крупные структурные формы с
пологим наклоном слоев
3. Выдержанные на больших
площадях состав и мощности
отложений
4. Фактическое отсутствие
метаморфизма пород
5. Отсутствие магматических
комплексов, за исключением
траппов и щелочных пород
6. Формации-индикаторы:
формации писчего мела,
глауконитовых глин, кварцевых
песчаников, каолинитовых глин
и др.

14.

Континентальные орогенные
Отрицательные структуры
или мегасинклинории
(наложенные мульды)
(бывшие подвижные)
Вулканические
покровы
(или щиты)
моласса
пояса
Положительные формы
(мегантиклинории)
Межгорная впадина
моласса
чехол
Складчатый
комплекс
Срединный массив
фундамент
(по
Складчатый
комплекс

15.

Структурные формы платформ
ЩИТ
Фундамент выведен
на поверхность
Фундамент
1.5-2 км
-
ПЛИТА
ПЛИТА
+
траппы
Фундамент
Перекрыт осадками
Разрывные нарушения
Авлакоген (от греч. áulax — борозда и génos — рождение), глубокий и узкий грабен в
фундаменте древней платформы, перекрытый платформенным чехлом. Представлет
собой древний рифт, заполненный осадками.

16.

СТРУКТУРНЫЕ ЭТАЖИ

17.

ВНУТРИПЛАТФОРМЕННЫЕ СТРУКТУРЫ

18.

Океанские подвижные и устойчивые области
I
III
V
II
IV
Океанские плиты
(талассократоны)

19.

Сахалин

20.

21.

Астеносфера является главным источником магматической
деятельности на Земле, и ей принадлежит ведущая роль в
движениях литосферы
астеносфера

22.

23.

Шаровые базальты (базальтоидный
комплекс) докембрийские офиолиты
хребта Енганапэ
ОФИОЛИТОВАЯ АССОЦИАЦИЯ
ПОКАЗАТЕЛЬ ДРЕВНЕЙ ОКЕАНСКОЙ
КОРЫ
Офиолиты Троодоса (дайковый комплекс)
КРЕМНИСТЫЕ СЛАНЦЫ
ПОДУШЕЧНЫЕ ТОЛЕИТОВЫЕ БАЗАЛЬТЫ
КОМПЛЕКС // ДАЕК
УЛЬТРАОСНОВНЫЕ ПОРОДЫ
(гарцбургиты и дуниты)

24.

25.

ГИПОТЕЗЫ,
ОБЪЯСНЯЮЩИЕ
СТРУКТУРНЫЕ
ИЗМЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ

26.

Имеющиеся гипотезы можно объединить в:
гипотезы фиксизма
(геосинклинальная,
расширяющейся земли, контракции, пульсации), в
основе которых лежит предположение о
неизменности взаимного расположения отдельных
глыб земной коры на протяжении геологической
истории и ведущей роли вертикальных тектонических
движений,
и гипотезы
мобилизма
(дрейфа континентов,
тектоники литосферных плит, мантийных плюмов),
допускающих крупные перемещения материковых
глыб коры в горизонтальном направлении и
отводящих этим горизонтальным движениям
основную роль.

27.

КОНЦЕПЦИЯ ФИКСИЗМА
(В.В.Белоусов, В.В.Тихомирова и др.)
(ГЕОСИНКЛИНАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ)
1. Неизменное, фиксированное взаимное расположение материков в
течение всей геологической истории Земли.
2. Океаны образовались на месте континентов в MZ-KZ этап.
3. Развитие океанов - результат частичного расплавления
ультраосновных пород из верхней мантии. Обособление кислого
(гранитного) материала при дальнейшей дифференциации
базальтов.
4. Удельный вес базальтов со временем значительно возрастал
(базификация).
5. Образование океанов и опускание их дна шло от периферии к
оси.
6. Срединные хребты рассматриваются как зоны, опускающиеся под
влиянием отяжеляющих их интрузий из мантии.

28.

ГИПОТЕЗА КОНТРАКЦИИ
Гипотеза контракции (лат. contractio - стягивание, сжатие)
— гипотеза, объясняющая процессы горообразования и
образования складчатости земной коры уменьшением объёма
Земли при её охлаждении, была весьма популярна в XIX веке и
начале XX века.
Контрактационная гипотеза объясняла зональность горных
массивов и повторяемость эпизодов горообразования по мере
дальнейшего сжатия, сопровождающегося повторным ростом
механических напряжений в коре.
Но сжатия Земли в результате остывания совершенно
недостаточно (менее градуса за миллион лет) для образования
существующих горных систем.

29.

ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА
Пульсационная гипотеза (лат. pulsatio - пульсация, биение)
предполагает, что земной шар переживает поочередно то фазу
сжатия (преобладает), то расширения.
Периодичность из циклов разных порядков планетарного масштаба
наиболее достоверно установлена для фанерозоя.
Мегациклы - в развитии различных типов магматизма и
формировании связанной с ними эндогенной минерагении,
тектоноэвстатических (а в некоторые периоды истории Земли - и
гляциоэвстатических) колебаниях уровня океана.
А также в цикличности седиментогенеза, геоморфогенеза,
формирования кор выветривания и полезных ископаемых
осадочного генезиса, в изменениях параметров геомагнитного поля
Земли, в частности частоты геомагнитных инверсий, и т.п.

30.

ГИПОТЕЗА ДРЕЙФА
МАТЕРИКОВ
1. Поразительное совпадение контуров Южной
Америки и Африки.
2. Имеются элементы сходства геологического
строения и фауны районов Южной Америки и
Африки, Южной Америки и Антарктиды и
других.
3. Возможность горизонтального перемещения
материков.
В наиболее полном
виде высказана
в 1910 г.
американским
ученым
Ф.Тейлором и
в 1915 г.
австрийским
геофизиком
А.Вегенером
("Происхождение
материков и
океанов») "гипотеза
Вегенера".

31.

32.

33.

ГИПОТЕЗА ТЕКТОНИКИ ПЛИТ
Тектоническая гипотеза, представляющая собой современный вариант
мобилизма,
и предполагающая наличие крупных литосферных плит,
перемещающихся по астеносфере (слой пониженной твердости и
прочности под литосферой) в горизонтальном направлении. Дала начало
новой глобальной тектонике или тектонике литосферных плит.
1. Палеомагнитные исследования показали иное положение полюсов в
геологическом прошлом и перемещение континентальных массивов.
2. Наличие системы срединно-океанических хребтов с грабенообразными
погружениями вдоль их осевой части - рифтовыми зонами.
3. Наличие т рансформных разломов, оперяющих основную рифтовую систему.
4. Удревнение возраста вулканитов при удалении от оси рифта.
5. Наличие в верхней мантии слоя разуплотненных, вязких, местами
расплавленных пород, - астеносферы. Верхняя граница - на глубинах 5060 км под океанами и 100-120 км под континентами; нижняя граница
соответственно - на глубинах 400 и 250 км.

34.

35.

КОНЦЕПЦИЯ ТЕКТОНИКИ ПЛИТ
(ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ)
1. Существование двух оболочек, отличающихся по вязкости:
жесткая и хрупкая литосфера и пластичная, подвижная
астеносфера.
2. Литосфера подразделена на ограниченное число плит (7 больших
и 7 малых). По границам расположены очаги землятрясений.
3. Характер перемещения плит и их границ

36.

Астеносфера
является главным источником
магматической деятельности на
Земле, и ей принадлежит
ведущая роль в движениях
литосферы

37.

МЕХАНИЗМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ГРАНИЦЫ
ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ
астеносфера
1. В зонах срединно-океанических хребтов (рифтах) конвекционные
потоки из мантии по глубинным разломам (рифтинг) и
поступающие порции базальтовой магмы раздвигают, как клинья,
соседние литосферные плиты, наращивая их изнутри. Это спрединг. Границы плит при расхождении - дивергент ные;

38.

39.

40.

астеносфера
2. Процесс поддвигания более тяжелой океанической плиты под
континентальную плиту или островодужную кору - субдукция.
Края погружающейся плиты по мере погружения деформируются,
переплавляются в астеносфере.
Границы – конвергент ные (по периферии океанов, в глубоководных
желобах).

41.

42.

43.

ЖЕЛОБ
АБИССАЛЬНАЯ
РАВНИНА
ГЛУБОКОВОДНЫЙ
Основные элементы активных континентальных окраин
ОКЕАНИЧЕСКАЯ
КОРА
ВУЛКАНИЧЕСКАЯ
ГЛУБОКОВОДНАЯ
ОСТРОВНАЯ
КОТЛОВИНА
ДУГА
ОКРАИННОГО МОРЯ
КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ ОКРАИНА
КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ
КОРА
ОСНОВНЫЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ АКТИВНЫХ ОКРАИН:
• УЗКИЙ ШЕЛЬФ
• ГЛУБОКОВОДНАЯ КОТЛОВИНА ОКРАИННОГО МОРЯ
• ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ОСТРОВНАЯ ДУГА
• ГЛУБОКОВОДНЫЙ ЖЕЛОБ
М.б. КРАЕВОЙ ВАЛ ОКЕАНА – поднятие между абиссальной равниной
и глубоководным желобом, вытянутый параллельно желобу

44.

Основные элементы пассивных континентальных окраин
ОСНОВНЫЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ПАССИВНЫХ ОКРАИН:
• ШИРОКИЙ ШЕЛЬФ
• КОНТИНЕНТАЛЬНЫЙ СКЛОН
• КОНТИНЕНТАЛЬНОЕ ПОДНОЖИЕ
М.б. КРАЕВОЕ ПЛАТО – отделенный от шельфа его фрагмент

45.

3.
Лобовое столкновение плит – коллизия
(результат – коллизионные или орогенные
пояса).
4.Боковое столкновение, когда плиты
скользят друг относительно друга по
трансформным разломам
5.Надвигание океанической коры на
континентальную –обдукция.

46.

47.

ГИПОТЕЗА ПОДКОРОВЫХ КОНВЕКЦИОННЫХ ТЕЧЕНИЙ
А.Холмс (1929) - неравномерное распределение подкорового
радиогенного тепла порождает в мантии систему конвекционных
течений. Эти восходящие течения вызывают разрыв континентов, их
дробление и образование новых океанов.
ГИПОТЕЗА ПЛЮМОВ И ГОРЯЧИХ ПОЛЕЙ
Мант ийные плюмы
- сравнительно узкие колонны разогретого
вещества, поднимающиеся с глубин не менее 700 км. Диаметр 100-240 км,
а скорость подъема 2 м/год. Плюмы порождают купола диаметром до
1000 км, центральные участки которых возвышаются на 1-2 км над
окружающей местностью. Плюмы, рожденные на границе ядро - мантия и,
вероятно, обогащенные водородом, модифицируются на границе верхняя нижняя мантия (около 670 км).
Горячие т очки
- участки земной поверхности с необычно высокой
вулканической активностью. Областью возникновения горячих точек может
быть граница ядро - мантия Земли.

48.

Разрез земного шара по экватору через Тихий океан.
Показан слой D и быстро поднимающийся от него плюм, который
пересекает конвективные потоки мантии
(по Н.Л.Добрецов и А.Г.Кирдяшкин, 1994)