Лекция 1

ЛИТЕРАТУРА

1. Смирнова М.Н. Основы геологии СССР. 1984.

2. Короновский Н.В. Краткий курс региональной геологии СССР, 1984.

3. Милановский Е.Е. Геология СССР. 1987.

4. Цейслер В.М. Основы региональной геологии СССР. 1984.

5. Пахомов В. И. Региональная геология России. 2007 год

Алексеева Ольга Леонидовна

ЗНАЧЕНИЕ И ЗАДАЧИ КУРСА «ГЕОЛОГИЯ РОССИИ»

Курс «Геология России» изучает геологическое строение отдельных регионов; структурные элементы, этапы геологического развития и оценку перспектив полезных ископаемых. Геология России или региональная геология России тесно связана с исторической и общей геологией, петрографией, структурной геологией и геокартированием. При её изучении необходимо умение читать геологические и тектонические карты.

Основными задами региональной геологии являются:

- изучение геологического строения отдельных областей России и Ближнего Зарубежья;

- установления истории и закономерностей их геологического развития;

- выявление геологических условий распространения и формирования полезных ископаемых.

Геологические исследования ведутся комплексно и включают:

- определение стратиграфической последовательности и возраста отложения;

- изучение литологического состава и условий накопления осадков;

- изучение эффузивных и интрузивных образований, метаморфизма, тектоники;

- определение этапов формирования геологического строения территории;

- изучение месторождений полезных ископаемых и геологических обстановок их размещения.

Обобщение результатов комплексного исследования геологического строения территории позволяет:

- установить приуроченность полезных ископаемых к различным литолого-стратиграфическим комплексам, магматическим телам, структурным формам;

- выявить связь возникновения полезных ископаемых с теми или иными геологическими факторами и процессами;

В итоге можно дать научный прогноз вероятности образования тех или иных полезных ископаемых в пределах изучаемого региона.

Глубинное строение земной коры

Земля на основании геофизических исследований разделяется на три геосферы: земную кору, мантию и кору. Эта модель строения Земли разработана в первой половине XX века сейсмологами Х. Джефрисом и Б. Гутенбергом.

Средний радиус Земли ~ 6 370 км.

Ядро Земли – центральная, наиболее глубокая геосфера. Средний радиус 3,5 тыс. км. Делится на внешнее и внутреннее ядро (субядро). Внутреннее субядро имеет радиус 1225 км. Температура в центре ядра 5000˚С, плотность – 12,5 г/см³, давление до 361 ГПа. Предполагают, что внутреннее ядро твердое, а внешнее – жидкое, плотность внешнего ядра 10г/см³.

Граница между мантией и внешним ядром (граница Вихерта-Гутенберга) располагается на глубине 2 900 км. На этой границе скорость распространения продольных волн уменьшается с 13,6 км/с (в мантии) до 8,1 км/с (в ядре), а скорость поперечных волн – с 7,3 км/с до нуля, это означает, что внешнее ядро жидкое.

Мантия Земли расположена между земной корой и ядром Земли на глубине 35 – 2900 км. Верхняя её граница проходит на глубине от 5 – 10 до 70 км по границе Мохоровичича. Граничная скорость сейсмических волн 8,0 – 8,2 км/с.

Верхняя мантия состоит из ультраосновных пород типа перидотита с гранатом. Плотность пород более 3,3 г/см³, скорость продольных волн 8,0 – 9,0 км/с. Внутри верхней мантии на глубинах 100 – 150 км располагается слой с частичным плавлением вещества – астеносфера. С астеносферой связаны магматизм, тектоническая активность и другие эндогенные процессы.

Верхнюю (надастеносферную) твёрдую часть мантии и земную кору выделяют как литосферу, являющуюся верхней твердой оболочкой Земли. ЗК вместе с верхней мантией, включающей астеносферу, называют тектоносферой.

Тектоносфера – где тектонические, эндогенные процессы происходят.

Нижняя мантия залегает на глубине 670 – 700 км. Границей нижней и верхней мантии служит сейсмический раздел, выделяемый по скачку увеличения сейсмических скоростей. В нижней мантии наблюдается увеличение плотности вещества, связанное с изменением минерального состава пород.

Земная кора – это верхняя каменная оболочка Земли, сложенная магматическими, метаморфическими и осадочными породами. Мощность коры от 7 до 70 – 80 км.

Выделяют два основных типа земной коры – континентальный и океанический и два переходных – субконтинентальный и субокеанический.

Кора континентального типа развита в пределах материков и характеризуются наиболее полным разрезом, в котором выделяются три слоя – осадочный, гранитно-метаморфический и базальтовый.

1. Осадочно-вулканогенный слой сложен горизонтально или пологозалегающими терригенными, карбонатными, хемогенными и осадочно-вулканогенными породами толщиной от 0 до 25 км. Плотность пород 1,7 – 2,55 г/см³, скорость продольных сейсмических волн от 3,5 до 5,0 км/с.

2. Гранитно-метаморфический слой сложен гранитойдами и метаморфическими образованиями, а также интрузивами кислого, среднего и основного состава. Толщина слоя 10 – 20 км, плотность пород 2,65 – 2,75 г/см³, скорость продольных сейсмических волн 5,5 – 6,3 км/с. Этот слой выходит на поверхность на щитах и на значительной части площади складчатых поясов.

3. Базальтовый, или гранулит-базальтовый, слой сложен преимущественно глубокометаморфизованными породами гранулитовой фации и интрузивами основного и ультраосновного состава. Толщина слоя 15 – 20 км, скорость прохождения продольных сейсмических волн 6,5 – 7,3 км/с, плотность пород 2,9 – 2,95 г/см³.

В трехслойной модели земной коры выделяют четкие пограничные разделы:

- подошва осадочного – кровля гранитного слоя с граничной скоростью 6,2 км/с;

- между гранитным и базальтовым слоями находится поверхность Конрада с граничной скоростью 6,8 км/с;

- между базальтовым слоем и мантией – граница Мохоровичича с граничной скоростью 8,0 – 8,2 км/с.

Кора океанического типа развита в пределах дна Мирового океана и отличается от континентальной более простым строением (она лишена гранитного слоя) и меньшей мощностью, от 5 до 12 км.

По геофизическим данным в океанической коре выделяют три слоя.

1. Первый слой образован рыхлыми морскими осадками мощностью от нескольких сотен метров до 1,5 км. Скорость продольных сейсмических волн 2 – 4 км/с.

2. Второй слой образован чередованием базальтовых лав с подчиненными прослоями карбонатных и кремнистых пород. Мощность слоя 1 – 2 км. скорость прохождения продольных сейсмических волн 4,0 – 4,6 км/с.

3. Третий слой образован основными породами, насыщенными ультраосновными интрузиями (габбро, пироксениты). Мощность слоя 5 км, скорость сейсмических волн 6,4 – 7,0 км/с. Под третьим слоем располагается мантия.

Кора субокеанического типа развита в пределах котловин окраинных и внутриконтинентальных морей, от океанической коры отличается большей мощностью осадочных пород (4 – 10 км), залегающих на базальтовом слое. Суммарная мощность субокеанической коры изменяется от10 – 11 до 20 – 25 км.

Кора субконтинентального типа характерна для окраины материков и островных дуг и от континентальной коры отличается меньшей мощностью (до 25 – 30 км), а также нечеткостью, постепенностью границы между гранитным и базальтовым слоями.

По степени тектонической активности в земной коре выделяют платформы – устойчивые, малоподвижные участки земной коры и геосинклинали – чрезвычайно подвижные зоны, превращающиеся в процессе развития в складчатые системы.

Платформы характеризуются малой подвижностью, слабым расчленением на области поднятий и погружений, малыми амплитудами колебательных движений, меньшим развитием магматизма, по сравнению с подвижными поясами (геосинклиналями). Платформы образуются на месте ранее существовавших геосинклинальных областей, поэтому выделяют два структурных этажа – складчатый фундамент и осадочный чехол. В основании осадочного чехла выделяют переходный комплекс.

Фундамент формировался в геосинклинальных условиях и состоит из сложно дислоцированных метаморфизованных осадочных и вулканогенных формаций, пронизанных гранитными интрузиями. На древних платформах складчатый фундамент соответствует гранитно-метаморфическому слою.

Переходный комплекс заполняет авлакогены – узкие надразломные структуры типа ступенчатых грабенов, заполненных молассообразными формациями.

Осадочный чехол сложен различными пологозалегающими формациями платформенного типа. Возраст платформы определяется возрастом её фундамента. Выделяют древние платформы – кратоны и молодые платформы – квазикратоны, или метаплатформенные области.

Выступы докембрийского фундамента на поверхности платформы называются щитами. Они обладают большой устойчивостью, осадочный покров, как правило, отсутствует.

Опущенные участки платформы, перекрытые осадочным чехлом различной мощности, называются плитами. В пределах плит выделяют антеклизы и синеклизы.

Антеклизы – это поднятия, соответствующие областям относительно неглубокого погружения фундамента, прикрытые маломощным осадочным чехлом (Волго-Уральская, Воронежская, Белорусская и т.д.).

Синеклизы – это впадины, соответствующие областям глубокого погружения фундамента, заполненные мощной толщей осадочных пород (например, Прикаспийская, Московская синеклизы).

Взаимоотношение платформенных и геосинклинальных областей выражается тремя тектоническими формами: 1) краевыми швами, 2) краевыми прогибами и 3) вулканическими поясами.

Геосинклинальные и складчатые области. Геосинклинальные области – это линейные области высокой подвижности земной коры с сильной магматической активностью (преобладанием погружений и накоплением мощных толщ морских, а иногда частично и континентальных осадочных и вулканогенных пород).

По степени развития магматизма выделяются два типа геосинклинальных зон – эвгеосинклинали и миогеосинклинали.

Эвгеосинклиналная зона закладывается над глубинным разломом и представляет собой глубокий прогиб с интенсивным проявлением эндогенных процессов.

Миогеосинклинальная зона закладывается в приплатформенной части и менее активна. Тектонотип эвгеосинклинальной зоны – Восточный Урал, миогеосинклинали – Западный Урал.

Развитие геосинклиналей

Геосинклинали закладываются либо на океанической, либо на континентальной коре в результате раздвига с обнажением при этом «базальтового слоя» или верхней мантии.

В развитии геосинклиналей выделяют два этапа: главный и орогенный. в каждом этапе выделяют две стадии: в главном – стадия начального погружения и стадия собственно геосинклинальная; в орогенном – ранняя и поздняя стадии.

Главный этап – геосинклинальный – начинается стадией начального погружения в условиях растяжения земной коры. Геосинклиналь в это время представляет собой углубляющийся морской бассейн с эвгеосинклинальной и миогеосинклинальными зонами, разделенными геоантиклинальным поднятием. Наиболее активна эвгеосинклинальная зона. Формирующие её 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 преобладает региональный метаморфизм в условиях высоких давлений и температур.

В миогеосинклинали на стадии начального погружения формируется аспидная формация умеренной мощности. Магматические породы обычно отсутствуют, степень метаморфизма низкая и проявляется в образовании мусковит-хлоритовых и биотит-хлоритовых пород.

По мере развития геосинклинали прогибы дифференцируются, в них разрастаются поднятия, образуются цепочки выступающих из моря островов – геосинклиналь вступает в зрелую стадию развития. Вокруг поднятий накапливается огромное количество обломочного материала. В конце зрелой стадии эвгеосинклиналь замыкается и выходит из-под уровня моря.

В орогенный этап развития характерны сжимающие усилия горизонтальных движений и восходящие вертикальные движения. На раннеорогенной стадии на месте эвгеосинклинали воздымается молодое складчатое сооружение. Как бы компенсируя кркпное воздымание, на месте миогеосинклинали между платформой и складчатым сооружением закладывается краевой прогиб.

На поздней стадии происходит общее сводовое воздымание, складчатое сооружение разрастается в ширину, захватывая значительную часть миогеосинклинали.

Орогенный этап сопровождается складчатостью с образованием крупных надвигов и шарьяжей. Метаморфизм на поздней стадии угасает. Постепенно складчатое сооружение утрачивает тектоническую активность, подвергается процессам эрозии и денудации и после разрушения горных систем превращается в основание платформ.

Дата добавления: 2013-12-12