Неотектоника и её положение в геологическом пространстве - времени

1. Лекция II

Неотектоника и её положение в
геологическом пространстве - времени

2. Неотектоника – связующее звено между геологией и геоморфологией

Все естественные природные объекты существуют
во времени-пространстве.
При исследовании любого объекта необходимо
определить его «пространственные границы» и
дать оценку длительности времени его развития
(образование и изменение).
Развитие объектов - следствие физико-химических
процессов воздействия на них вмещающей среды и
внешних сил.

3. Границы «пространства-времени»

1. Пространство в зависимости от
объекта исследования может быть
представлено как:
- «геоморфосфера»
-«тектоносфера»
-«географическая оболочка»

4. Краткое определение понятий

Тектоносфера – литосфера (земная кора +
верхняя мантия) + астеносфера + слой
Голицына (он же слой «С» схемы Буллена),
нижняя граница на глубине около 700 км.
Геоморфосфера – тектоносфера + нижняя
часть тропосферы
Географическая оболочка – верхняя
граница тропосферы как предел проявления
циркуляционной системы воздушных масс
нижней атмосферы; нижняя – в основании
коры выветривания (или слоя Голицина ?)

5. Тектоносфера

Это литосфера (земная кора + верхняя мантия)
+ астеносфера + слой Голицына (он же слой С
схемы Буллена), нижняя граница на глубине
около 700 км. (От поверхности Земли до
глубины действия эндогенных процессов,
имеющих геоморфологический эффект)

6. Геоморфосфера

Это – тектоносфера + тропосфера (наверно
правильнее – только её нижняя часть)

7.

1 – границы области
климатического
круговорота;
2 – атмосфера осадки
(мм);
3 – испарение (мм);
4 – потенциал силы
тяжести годовой
суммы осадков;
5 – потенциал силы
тяжести пород,
залегающих выше
уровня моря

8. Географическая оболочка

Это – верхняя граница тропосферы как предел
проявления циркуляционной системы
воздушных масс нижней атмосферы; нижняя –
в основании коры выветривания (или слоя
Голицына: Малая и Большая Географические
оболочки. Здесь разделение происходит по
проявлению географических и геологических
процессов, использующих экзогенную и
эндогенную энергию).

9.

Область Малой
Географической
оболочки

10. Наиболее частая трактовка понятий

Сферу действия тектонических процессов
называют большой геоморфологической сферой
По своему объёму и содержанию она
соответствует выделяемой геологами и
геофизиками тектоносфере, в которую
включаются земная кора и верхняя мантия…
Нижняя граница тектоносферы приблизительно
совпадает и с нижней границей географической
оболочки …(Криволуцкий, 1971, с. 21)

11. Гипсографическая кривая – суть, геоморфологическое выражение тектонического строения земной коры

Гипсографическая кривая это модель рельефа
земной поверхности, отражающая
зависимость между площадью части земной
поверхности и её высотой, по «абсолютной
величине», относительно уровня моря.

12. Рельеф – как проявление неотектонических движений з.к.

Необходимость знания геоморфологом
строения земной коры и верхней
мантии логически вытекает из
обусловленности развития рельефа
Земной поверхности «структурной
эволюцией Земли» (т.е. эволюцией
геологических и тектонических
процессов, см. А.Л. Яншин)

13. Гипсографическая кривая

Рельеф Земной
поверхности –
отражение строения
земной коры (двух
её типов)

14. Геосферные оболочки Земли

Состав элементов и
последовательность
расположения
геосферных оболочек

15. Геосферные оболочки Земли

Элементный состав
и
последовательность
взаимоотношения
геосферных
оболочек
Алюминий замещает? магний - Каолиновое ядро ?

16.

17. Мощность континентальной коры по Милановскому Е.Е. (1987г.)

Мощность:
35 км – под равнинами материков;
5-7 км – под равнинами океанов
20 км – под материковыми склонами
50-70 под горными поднятиями

18.

1. Вулканогенно-осадочный слой
(H= 0-15 км; Vp=1.7-5.0 км/c
2. Консолидированная кора (H=
30-50 км):
2.1. Гранитно-метаморфический слой.
(H= 12-20 км; Vp=5.8-6.4 км/c):
2.1.а – Вулканогенно-осадочный
складчатый слой ;
2.1.б – Гранито-гнейсовый слой;
2.2. Средняя кора (H= 10-12 км, Vp=6.56.8 км/c);
2.3. Нижняя кора (H= 10-12 км, Vp=6.97.2 км/c);
Литосферная мантия (H= 100-250
км; - Vp=7.8-8.6 км/c).
Параметры
континентальной
литосферы

19.

Параметры
океанической
литосферы
Океаническая кора:
I – осадочный слой (H= 1-1.5
км; Vp=1.7-2.0 км/c
II - (H= 1.5 – 3 км):
IIа – лавы толтеит. базитов
(Vp=3.6-4.3 км/c)
IIб- паралл. дайки (Vp=5.25.8 км/c)
III - (H= 5.0 – 7.5 км):
IIIа – габбро,
IIIб – дуниты, гарцбургиты,
перидотиты (Vp=6.5-7.0
км/c)
Литосферная мантия -
Vp=8.2 км/c

20. Строение земной коры по Милановскому Е.Е.

Размягчённый слой (астеносфера) на
глубине:
100-150 км – под материками
50-200 км – под океанами
Под островными дугами верхняя мантия может
быть слоистой до глубины 700 км. Она,
возможно, слагается из горизонтов различной
плотности вещества

21. Схема глубинного строения земной коры и верхней мантии в районе о-ва Сахалин

1 – осадочный слой; 2 – гранитно-метаморфический слой; 3 – «базальтовый
слой»; 4 – граница Мохо; 5 – очаги глубокофокусных землетрясений

22. Астеносфера и верхняя мантия

Неодинаковая мощность и глубина залегания
размягчённого слоя под океанами и материками
отражает различие в строении верхней мантии под
этими основными морфоструктурными элементами
Земли
Под островными дугами верх мантия может быть
слоистой - состоять из горизонтов различной
плотности вещества. Это может свидетельствовать
о происходящих процессах дифференциации вещва верхней мантии

23. Методы изучения геосферных оболочек

Континентальная кора – 3
геофизических слоя: осадочный
(0-25 км V – 2- 5 км/сек;
«гранитный» - 10-25км V – 5,56,3 км/сек; «базальтовый» - 1530км V – 6,5 – 7,3 км/сек
Раздел Мохо - V – 7,9 - 8,3
км/сек
«Волновод Гутенберга» астеносфера – от 50 до 200км
под океаном и 100-150км (до
500) под континентом
(ниже слой Голицына на 900 км
– граница верхней мантии)

24.

Главные оболочки Земли (по
Буллену, 1961)
A – кора (океаническая –до 10
км; континентальная – 40 км);
B1- литосферная мантия
(океанич. – до 100 км; контин. 150-200
км);
(A +
B1) – литосфера
B2 – астеносфера;
С – переходная зона;
(B1+B2+C)– верхняя мантия
D1- нижняя мантия;
(С+D1) – мезосфера
D2 – переходная зона;
E – внешнее ядро;
G- внутреннее ядро.

25.

Уровни зарождения и модели глубинного строения
плюмов и горячих точек
Предполагается три глубинных уровня
зарождения плюмов и горячих точек:
- гран. «ядро-мантия» (2900 км);
гран.«верхняя-нижняя мантия»;
гран. «астеносфера-литосфера».
Типы плюмов:
Тепловой (плавл. в-ва над источником тепла);
- Химический (подъем в-ва за счет
пониженной плотности плюма относительно
вмещающей среды);
Термохимической природы.
Плюм термохим. природы – формируется в
результате хим. взаимодействия летучих
компонентов (водород), растворенных в
жидком ядре, с верхнемантийным в-вом, что
приводит к понижению температуры
плавления последнего.

26.

Разрез горячей точки

27. Пространство тектоносферы

Т.о., пространство, объединённое верхней мантией и
земной корой, должно анализироваться как сфера
зарождения и действия рельефообразующих процессов
и может называться геоморфологической сферой.
По своему объёму и содержанию она соответствует
выделяемой геологами и геофизиками тектоносфере.
У географов нижняя граница выделяемой сферы
приблизительно совпадает с нижней границей
географической оболочки (А.А. Григорьев, 1937,
1963) и большой географической сферой (Д.Л.
Арманд, 1957)
Однако, анализ динамики процесса тектогенеза
позволяет полагать

28. Соотношение границ геосферных оболочек

Границы геоморфосферы и тектоносферы
должны совпадать. Последнюю не следует
проводить по пов-ти земли, а нужно поднять до
тропопаузы (или нижней части тропосферы)
Образование геологических тел с кот. затем
«работает» тектоника, происходит под
влиянием атмосферы. Климат и неровности
рельефа вызывают горизонтальное
перемещение вещественных масс по
поверхности земли

29. Формирование литодинамического потока

Динамическая система неотектонических
преобразований рельефа представлена вертикальной
(эндогенной) и горизонтальной (экзогенной)
составляющими.
Исключая «атмосферный» фактор в тектогенезе, мы
оставляем только вертикальную составляющую
литодинамического потока вещества и энергии, т.е.
рассматриваем только геологическую часть «пути
тектонического процесса» (географическая
составляющая в расчет здесь не принимается)

30. Преобразование земной коры

Рост объёма осадочных пород в процессе
эволюции з.к. указывает на всё более глубокое
проникновение географического круговорота в
геологический.
Во времени энергия Солнца всё глубже
проникает в тело планеты, формируя
геосферную оболочку, перманентно понижая
положение её нижней (?) границы.

31. Границы сферы «тектонического преобразования» структур земной коры

Условия существования «вещ-ва» в любой
точке данной сферы определяется
местоположением исследуемого объекта
Геодинамику геологических тел будет
определять процесс дифференциации и
фракционирования глубинного вещества
Описание данного процесса мы должны
базировать на явлении изостазии и …?

32. Вертикальные и горизонтальные составляющие в формировании геологических структур

Можно полагать, что явления изостазии
ответственны за эпейрогенические движения
на платформах
Складчатые области формирует «импульс
разрядки энергии», контролируемый
линиаментами литосферы(?). Мезозоиды –
линия в 20 тыс. км от Вьетнама через Сахалин,
Чукотку в Кордильеры; Альпиды – от Испании
до Юго-Восточной Азии и т.д.

33. «Время»

Время «субординирует» и структурирует
пространство через процессы. Возможно Оно
отражается в эволюции тектонических процессов
Анизотропию пространства можно рассматривать
через «постулат Гексли»

34. «Время»

- сопоставление масштаба явления и
соответствующего ему «процесса» (Трикар – чем
крупнее геологический объект, тем более
древним он д.б. по происхождению и наоборот)
- возраст геоструктур и отвечающих им форм
рельефа различен (метахронность процесса)
По-видимому, прослеживание морфологической
эволюции должно начинаться с зарождения
элементов тектонической структуры.

35. Некоторые термины

Тектоника – отрасль геологии, изучающая
морфогенетические изменения геологических тел в
пространстве-времени
Геологическое тело – любое вещественное тело, которое
отвечает геологическому уровню организации материи от
слоя до геосферы включительно
Объектом тектоники являются тела рангом выше породы
(фации, формации, геогенерации ..)
Предметом тектоники – модели структуры этих объектов
Под структурой след понимать не только изменение формы,
а совокупность связей и отношений элементов системы
Структуры системы образуются пространственновременными отношениями и причинно-следственными
связями их элементов.