GLAVNI STRUKTURNI ELEMENTI ZEMLJINE KORE: Najveći strukturni elementi Zemljina kora su kontinenti i oceani.

Unutar oceana i kontinenata razlikuju se manji strukturni elementi, prvo, to su stabilne strukture - platforme koje mogu biti iu oceanima i na kontinentima. Karakterizira ih, u pravilu, izravnati, mirni reljef, koji odgovara istom položaju površine u dubini, samo je ispod kontinentalnih platformi na dubini od 30-50 km, a ispod oceana 5-8 km. km, jer je oceanska kora mnogo tanja od kontinentalne.

U oceanima se kao strukturni elementi razlikuju srednjooceanski pokretni pojasevi, predstavljeni srednjooceanskim grebenima s riftnim zonama u svom aksijalnom dijelu, presječenim transformacijskim rasjedima i trenutno su zone širenje, tj. širenje oceanskog dna i stvaranje novostvorene oceanske kore.

Na kontinentima se kao strukturni elementi najvišeg ranga razlikuju stabilna područja - platforme i epiplatformni orogeni pojasevi koji su nastali u neogensko-kvartarnom vremenu u stabilnim strukturnim elementima zemljine kore nakon razdoblja platformskog razvoja. Ovi pojasevi uključuju moderne planinske strukture Tien Shana, Altaja, Sayana, zapadne i istočne Transbaikalije, istočne Afrike itd. također u neogensko-kvartarnom vremenu, čine epigeosinklinalne orogene pojaseve, kao što su Alpe, Karpati, Dinaridi, Kavkaz, Kopetdag, Kamčatka itd.

Struktura Zemljine kore kontinenata i oceana: Zemljina kora je vanjski čvrsti omotač Zemlje (geosfera). Ispod kore nalazi se plašt, koji se razlikuje po sastavu i fizičkim svojstvima - gušći je, sadrži uglavnom vatrostalne elemente. Kora i plašt su odvojeni Mohorovičevom granicom, na kojoj dolazi do naglog porasta brzina seizmičkih valova.

Masa zemljine kore procjenjuje se na 2,8 1019 tona (od čega je 21% oceanska kora, a 79% kontinentalna). Kora je samo 0,473% Totalna tezina Zemlja.

oceanski lajanje: Oceanska kora sastoji se uglavnom od bazalta. Prema teoriji tektonike ploča, kontinuirano se formira na srednjooceanskim grebenima, odvaja se od njih i apsorbira se u plašt u zonama subdukcije (mjesto gdje oceanska kora tone u plašt). Stoga je oceanska kora relativno mlada. Ocean. kora ima troslojnu strukturu (sedimentna - 1 km, bazalt - 1-3 km, magmatske stijene - 3-5 km), ukupna debljina je 6-7 km.

Kontinentalna kora: Kontinentalna kora ima troslojnu strukturu. Gornji sloj predstavlja diskontinuirani pokrov sedimentnih stijena, koji je široko razvijen, ali rijetko ima veliku debljinu. Većina kore je nabrana ispod gornje kore, sloja sastavljenog uglavnom od granita i gnajsa, male gustoće i drevne povijesti. Studije pokazuju da je većina ovih stijena nastala vrlo davno, prije otprilike 3 milijarde godina. Ispod je donja kora, koju čine metamorfne stijene - granuliti i slično. Prosječna debljina je 35 km.

Kemijski sastav Zemlja i zemljina kora. Minerali i stijene: definicija, načela i klasifikacija.

Kemijski sastav Zemlje: sastoji se uglavnom od željeza (32,1%), kisika (30,1%), silicija (15,1%), magnezija (13,9%), sumpora (2,9%), nikla (1,8%), kalcija (1,5%) i aluminija (1,4%) ; preostali elementi čine 1,2%. Zbog segregacije mase, vjeruje se da se unutrašnjost sastoji od željeza (88,8%), malih količina nikla (5,8%), sumpora (4,5%)

Kemijski sastav zemljine kore: Zemljinu koru čini nešto više od 47% kisika. Najčešći minerali zemljine kore koji čine stijene gotovo se u potpunosti sastoje od oksida; ukupni sadržaj klora, sumpora i fluora u stijenama obično je manji od 1%. Glavni oksidi su silicijev dioksid (SiO2), glinica (Al2O3), željezni oksid (FeO), kalcijev oksid (CaO), magnezijev oksid (MgO), kalijev oksid (K2O) i natrijev oksid (Na2O). Silicij služi uglavnom kao kiseli medij i tvori silikate; priroda svih glavnih vulkanskih stijena povezana je s njim.

Minerali: - prirodni kemijski spojevi koji nastaju određenim fizikalnim i kemijskim procesima. Većina minerala su kristalne čvrste tvari. Kristalni oblik je zbog strukture kristalne rešetke.

Prema rasprostranjenosti, minerali se mogu podijeliti na kamenotvorne - čine osnovu većine stijena, akcesorne - često prisutne u stijenama, ali rijetko čine više od 5% stijene, rijetke, čija su pojava pojedinačna ili rijetka. , i ruda, široko zastupljena u rudnim ležištima.

Sveti otok minerala: tvrdoća, kristalna morfologija, boja, sjaj, prozirnost, kohezija, gustoća, topljivost.

Stijene: prirodna zbirka minerala više ili manje stalnog mineraloškog sastava, koji čine samostalno tijelo u zemljinoj kori.

Prema podrijetlu stijene se dijele u tri skupine: magmatski(efuzivne (smrznute na dubini) i intruzivne (vulkanske, eruptirane)), sedimentni i metamorfni(stijene nastale u debljini zemljine kore kao posljedica promjena sedimentnih i magmatskih stijena uslijed promjena fizikalno-kemijskih uvjeta). Magmatske i metamorfne stijene čine oko 90% volumena zemljine kore, međutim, na suvremenoj površini kontinenata njihova su područja rasprostranjenosti relativno mala. Preostalih 10% su sedimentne stijene, koje zauzimaju 75% Zemljine površine.

Oni svjedoče da su na našem planetu prije mnogo stotina milijuna godina nastali i kruti i neaktivni blokovi - platforme i štitovi, te pokretni planinski pojasevi, koji se često nazivaju geosinklinalnim. To uključuje ogromne, uokvirujući mora i cijele. U XX. stoljeću. te su znanstvene ideje dopunjene novim podacima, među kojima prije svega treba spomenuti otkriće srednjooceanskih grebena i oceanskih bazena.

Platforme su najstabilniji dijelovi zemljine kore. Njihovo područje je mnogo tisuća, pa čak i milijuna četvornih kilometara. Nekada su bili mobilni, ali su se s vremenom pretvorili u krute nizove. Platforme se obično sastoje od dva kata. Donji kat izgrađen je od drevnih kristalnih stijena, gornji - od mlađih. Stijene donjeg kata nazivaju se temeljem platforme. Izbočine takvog temelja mogu se promatrati u , na , u i . Zbog svoje masivnosti i krutosti, ove izbočine se nazivaju - štitovi. Ovo su najstarija nalazišta: starost mnogih doseže 3-4 milijarde godina. Tijekom tog vremena dogodile su se nepovratne promjene u stijenama, rekristalizacija, zbijanje i druge metamorfoze.

Gornji kat platformi čine ogromni slojevi sedimentnih stijena koji su se nakupljali stotinama milijuna godina. U ovim se slojevima uočavaju blagi nabori, pukotine, grebeni i kupole. Tragovi posebno velikih izdizanja i spuštanja su anteklize i sineklize. svojim oblikom podsjeća na divovsko brdo s površinom od 60 - 100 tisuća km2. Visina takvog brda je mala - oko 300 - 500 m.

Rubovi anteklize stepenasto se spuštaju do onih koji ih okružuju (od grčke riječi syn - zajedno i enklisis - nagib). Na rubovima sinekliza i antekliza često se nalaze pojedinačni valovi i kupole - mali tektonski oblici. Platforme prvenstveno karakteriziraju ritmičke fluktuacije, koje su dovele do nizanja uspona i padova. U procesu tih kretanja nastali su progibi, mali nabori i tektonske pukotine.

Struktura sedimentnog pokrova na platformama komplicirana je tektonskim strukturama čiji izgled nije lako objasniti. Na primjer, ispod sjevernog dijela dna i ispod Kaspijske nizine nalazi se ogroman bazen zatvoren sa svih strana s dubinom većom od 22 km. U promjeru ovaj bazen doseže 2000 km. Ispunjava ga glina, vapnenac, kamena sol i druge stijene. Gornjih 5 - 8 km sedimenata pripisuje se paleozoiku. Prema geofizičkim podacima, u središtu ovog bazena nema granitno-gnajsovog sloja, a sedimentna stijenska masa leži neposredno na granulitno-bazaltnom sloju. Takva je struktura tipičnija za depresije s oceanskim tipom zemljine kore, stoga se Kaspijska depresija smatra reliktom najstarijih pretkambrijskih oceana.

Potpuna suprotnost platformi su orogeni pojasevi – planinski pojasevi nastali na mjestu nekadašnjih geosinklinala. Oni, kao i platforme, pripadaju dugotrajnim tektonskim strukturama, ali se pokazalo da je brzina zemljine kore u njima mnogo veća, a sile kompresije i napetosti stvorile su velike planinske lance i depresije na površini Zemlje. . Tektonska naprezanja u orogenim pojasevima su se naglo povećala ili smanjila, pa je stoga moguće pratiti kako faze rasta planinskih struktura tako i faze njihova razaranja.

Bočna kompresija blokova kore u prošlosti je često dovodila do razdvajanja blokova na tektonske ploče, od kojih je svaka imala debljinu od 5-10 km. Tektonske ploče su se iskrivljivale i često pomicale jedna preko druge. Kao rezultat toga, starije stijene su gurnute preko mlađih stijena. Velike potiske, mjerene desecima kilometara, znanstvenici nazivaju shariazh. Posebno ih je mnogo u, ali charyazhs se također nalaze na platformama gdje je pomicanje ploča zemljine kore dovelo do stvaranja nabora i osovina, na primjer, u planinama Zhiguli.

Dno mora i oceana dugo je ostalo neistraženo područje Zemlje. Tek u prvoj polovici XX. stoljeća. otkriveni su srednjooceanski grebeni, koji su kasnije otkriveni u svim oceanima planeta. Imali su različitu strukturu i starost. Rezultati dubinskog bušenja također su pridonijeli proučavanju strukture srednjooceanskih grebena. Aksijalne zone srednjooceanskih grebena, zajedno s riftnim bazenima, pomaknute su stotinama i tisućama kilometara. Ti se pomaci najčešće događaju duž velikih rasjeda (tzv. transformnih rasjeda) koji su nastali u različitim geološkim epohama.

Zemljina koračini najgornju ljusku čvrste Zemlje i prekriva planet gotovo kontinuiranim slojem, mijenjajući svoju debljinu od 0 u nekim područjima srednjooceanskih grebena i oceanskih rasjeda do 70-75 km ispod visokih planinskih struktura (Khain, Lomize, 1995. ). Debljina kore na kontinentima, određena povećanjem brzine prolaska longitudinalnih seizmičkih valova do 8-8,2 km/s ( Mohorovičićeva granica, ili moho granica), doseže 30-75 km, a u oceanskim depresijama 5-15 km. Prva vrsta zemljine kore bio je nazvan oceanski,drugi- kontinentalni.

oceanska kora zauzima 56% zemljine površine i ima malu debljinu - 5-6 km. U njegovoj strukturi razlikuju se tri sloja (Khain i Lomize, 1995).

Prvi, ili sedimentni, sloj ne deblji od 1 km javlja se u središnjem dijelu oceana i doseže debljinu od 10-15 km na njihovoj periferiji. Potpuno je odsutan u aksijalnim zonama srednjooceanskih grebena. Sastav sloja uključuje glinene, silikatne i karbonatne dubokomorske pelagijske sedimente (Sl. 6.1). Karbonatni sedimenti ne pojavljuju se dublje od kritične dubine akumulacije karbonata. Bliže kontinentu pojavljuje se primjesa detritalnog materijala nošenog s kopna; to su takozvani hemipelagički sedimenti. Brzina širenja longitudinalnih seizmičkih valova ovdje je 2-5 km/s. Starost sedimenata ovog sloja ne prelazi 180 milijuna godina.

Drugi sloj u svom glavnom gornjem dijelu (2A) sastoji se od bazalta s rijetkim i tankim slojevima pelagija

Riža. 6.1. Presjek litosfere oceana u usporedbi s prosječnim presjekom ofiolitnih alohtona. Dolje je prikazan model za formiranje glavnih jedinica odjeljka u zoni oceanskog širenja (Khain i Lomize, 1995.). Simboli: 1 -

pelagički sedimenti; 2 – izljevni bazalti; 3 – kompleks paralelnih nasipa (dolerita); 4 – gornji (neslojeviti) gabroidi i gabro-doleriti; 5, 6 - slojeviti kompleks (kumulati): 5 - gabroidi, 6 - ultramafitske stijene; 7 – tektonizirani peridotiti; 8 – bazalna metamorfna aureola; 9 – promjena bazaltne magme I–IV – sukcesivna promjena uvjeta kristalizacije u komori s udaljenošću od osi širenja

ična oborina; bazalti često imaju karakterističnu jastučastu (u poprečnom presjeku) separaciju (pillow lavas), ali postoje i pokrovi od masivnih bazalta. U donjem dijelu drugog sloja (2B) razvijeni su paralelni nasipi dolerita. Ukupna debljina 2. sloja je 1,5-2 km, a brzina longitudinalnih seizmičkih valova je 4,5-5,5 km/s.

treći sloj Oceansku koru čine punokristalne magmatske stijene bazičnog i podređeno ultrabazičnog sastava. U njegovom gornjem dijelu najčešće su razvijene stijene tipa gabra, a donji dio je sastavljen od "trakastog kompleksa" koji se sastoji od naizmjeničnih gabra i ultraramafita. Debljina 3. sloja je 5 km. Ubrzati longitudinalni valovi u ovom sloju dostiže 6–7,5 km/s.

Smatra se da su stijene 2. i 3. sloja nastale istovremeno sa stijenama 1. sloja.

Oceanska kora, odnosno kora oceanskog tipa, nije ograničena u svojoj rasprostranjenosti na dno oceana, već je razvijena i u dubokovodnim bazenima rubnih mora, poput Japanskog mora, Južnog Ohotskog (Kurilskog) mora. bazen Ohotskog mora, Filipina, Kariba i mnogih drugih

mora. Osim toga, postoje ozbiljni razlozi za sumnju da je u dubokim depresijama kontinenata i plitkim kopnenim i rubnim morima Barentsovog tipa, gdje je debljina sedimentnog pokrova 10-12 km ili više, ispod oceanskog tipa. kora; o tome svjedoče brzine longitudinalnih seizmičkih valova reda veličine 6,5 km/s.

Gore je rečeno da starost kore modernih oceana (i rubnih mora) ne prelazi 180 milijuna godina. Međutim, unutar nabranih pojaseva kontinenata nalazimo i mnogo stariju, do ranog prekambrija, koru oceanskog tipa, koju predstavljaju tzv. ofiolitnih kompleksa(ili samo ofioliti). Ovaj pojam pripada njemačkom geologu G. Steinmannu i on ga je predložio početkom 20. stoljeća. za označavanje karakteristične "trijade" stijena koje se obično nalaze zajedno u središnjim zonama sustava nabora, naime serpentiniziranih ultramafičnih stijena (analog sloja 3), gabra (analog sloja 2B), bazalta (analog sloja 2A) i radiolarita (analog sloja 1 ). Suština ove parageneze stijena dugo se pogrešno tumačila, posebice gabro i ultramafiti su smatrani intruzivnim i mlađim od bazalta i radiolarita. Tek šezdesetih godina prošlog stoljeća, kada su dobiveni prvi pouzdani podaci o sastavu oceanske kore, postalo je očito da su ofioliti oceanska kora geološke prošlosti. Ovo otkriće bilo je od ključne važnosti za ispravno razumijevanje uvjeta nastanka Zemljinih pokretnih pojaseva.

Strukture zemljine kore oceana

Područja kontinuirane distribucije oceanska kora izraženo u reljefu Zemlje oceanskidepresije. Unutar oceanskih bazena ističu se dva glavna elementa: oceanske platforme i oceanski orogeni pojasevi. oceanske platforme(ili talasokratoni) u topografiji dna izgledaju kao goleme bezdanske ravne ili brdovite ravnice. Do oceanski orogeni pojasevi uključuju srednjooceanske grebene, koji imaju visinu iznad okolne ravnice do 3 km (na nekim mjestima se uzdižu u obliku otoka iznad razine oceana). Uzduž osi grebena često se prati zona rascjepa - uski grabeni širine 12-45 km na dubini do 3-5 km, što ukazuje na dominaciju proširenja kore u tim područjima. Karakterizira ih visoka seizmičnost, naglo povećan protok topline i niska gustoća gornjeg plašta. Geofizički i geološki podaci pokazuju da se debljina sedimentnog pokrova smanjuje kako se približava aksijalnim zonama grebena, a oceanska kora doživljava zamjetno izdizanje.

Sljedeći glavni element zemljine kore - tranzicijska zona između kontinenta i oceana. Ovo je područje najveće disekcije zemljine površine, gdje otočni lukovi, karakteriziran visokom seizmičnošću i modernim andezitnim i andezit-bazaltnim vulkanizmom, dubokomorskim rovovima i dubokovodnim bazenima rubnih mora. Izvori potresa ovdje tvore seizmičku žarišnu zonu (Benioff-Zavaritsky zona), ponirući ispod kontinenata. Prijelazna zona je najviše

izražen u zapadnom dijelu Tihog oceana. Karakterizira ga srednji tip strukture zemljine kore.

kontinentalna kora(Khain, Lomize, 1995) raspoređena je ne samo unutar samih kontinenata, tj. kopna, uz moguću iznimku najdubljih depresija, već i unutar zona šelfova kontinentalnih rubova i pojedinih područja unutar oceanskih mikrokontinentalnih bazena. Ipak, ukupno područje razvoja kontinentalne kore je manje od okeanske i čini 41% Zemljine površine. Prosječna debljina kontinentalne kore je 35-40 km; smanjuje se prema rubovima kontinenata i unutar mikrokontinenata, a povećava ispod planinskih struktura do 70-75 km.

Sve u svemu, kontinentalna kora, kao i oceanska, ima troslojnu strukturu, ali se sastav slojeva, posebno dva donja, bitno razlikuje od onih koji se promatraju u oceanskoj kori.

1. sloj sedimenta, obično se naziva sedimentni pokrov. Njegova debljina varira od nule na štitovima i manjim uzvišenjima temelja platforme i aksijalnim zonama naboranih struktura do 10 pa čak i 20 km u depresijama platforme, frontalnim i međuplaninskim koritima planinskih pojaseva. Istina, u tim udubljenjima kora koja se nalazi ispod sedimenata i obično se zove konsolidirano možda već po karakteru biti bliži oceanskom nego kontinentalnom. Sastav sedimentnog sloja uključuje različite sedimentne stijene pretežno kontinentalnog ili plitkomorskog, rjeđe batijskog (opet unutar dubokih depresija) podrijetla, a također, daleko

ne posvuda, pokrovi i pragovi osnovnih magmatskih stijena tvore polja zamki. Brzina longitudinalnih valova u sedimentnom sloju je 2,0-5,0 km/s s maksimumom za karbonatne stijene. Raspon starosti stijena sedimentnog pokrova je do 1,7 milijardi godina, tj. za red veličine veći od starosti sedimentnog sloja modernih oceana.

2. Gornji sloj konsolidirane kore strši na dnevnu površinu na štitovima i nizovima platformi te u aksijalnim zonama naboranih struktura; probijen je do dubine od 12 km u bušotini Kola i do mnogo pliće dubine u bušotinama u regiji Volga-Ural na Ruskoj ploči, na Srednjokontinentskoj ploči SAD-a i na Baltičkom štitu u Švedskoj. Rudnik zlata u Južnoj Indiji prošao je kroz ovaj sloj do 3,2 km, u Južnoj Africi - do 3,8 km. Stoga je sastav ovog sloja, barem njegovog gornjeg dijela, općenito dobro poznat, a glavnu ulogu u njegovom sastavu imaju različiti kristalni škriljci, gnajsovi, amfiboliti i graniti, u vezi s kojima se često naziva i granit-gnajs. Brzina longitudinalnih valova u njemu je 6,0-6,5 km/s. U podlozi mladih platformi, koja je rifejsko-paleozojske ili čak mezozojske starosti, te dijelom u unutarnjim zonama mladih naboranih struktura, isti je sloj sastavljen od slabije metamorfiziranih (facijes zelenih škriljaca umjesto amfibolita) stijena i sadrži manje granita. ; stoga se ovdje često spominje granitno-metamorfni sloj, a tipične brzine uzdužnih volja u njemu su reda veličine 5,5-6,0 km/s. Debljina ovog sloja kore doseže 15-20 km na platformama i 25-30 km u planinskim strukturama.

3. Donji sloj konsolidirane kore. U početku se pretpostavljalo da između dva sloja konsolidirane kore postoji jasna seizmička granica, koja je po svom pronalazaču, njemačkom geofizičaru, dobila naziv Konradova granica. Bušenje upravo spomenutih bušotina bacilo je sumnju na postojanje tako jasne granice; ponekad, umjesto nje, seizmika otkriva ne jednu, nego dvije (K 1 i K 2) granice u kori, što je omogućilo razlikovanje dvaju slojeva u donjoj kori (sl. 6.2). Sastav stijena koje čine donju koru, kao što je navedeno, nije dobro poznat, budući da nije dosegnut bušotinama, te je fragmentarno izložen na površini. Na temelju

Riža. 6.2. Struktura i debljina kontinentalne kore (Khain i Lomize, 1995). I - glavne vrste presjeka prema seizmičkim podacima: I-II - drevne platforme (I - štitovi, II

Sineklize), III - police, IV - mladi orogeni. K 1 , K 2 - Konradove površine, M-Mohorovichicheva površina, brzine su naznačene za longitudinalne valove; B - histogram raspodjele debljine kontinentalne kore; B - generalizirani profil čvrstoće

općim razmatranjima, V. V. Belousov je došao do zaključka da, s jedne strane, u donjoj kori trebaju prevladavati stijene koje su na višem stupnju metamorfizma, a s druge strane, stijene bazičnijeg sastava nego u gornjoj kori. Tako je nazvao ovaj sloj kore gra-nulti-osnovni. Općenito je potvrđena Belousovljeva pretpostavka, iako izdanci pokazuju da u sastavu donje kore sudjeluju ne samo bazični, već i kiseli granuliti. Trenutno većina geofizičara razlikuje gornju i donju koru prema još jednom obilježju - prema njihovim izvrsnim reološkim svojstvima: gornja kora je kruta i lomljiva, donja je plastična. Brzina longitudinalnih valova u donjoj kori iznosi 6,4-7,7 km/s; često je sporna pripadnost kori ili plaštu donjeg dijela ovog sloja s brzinama većim od 7,0 km/s.

Između dva krajnja tipa zemljine kore - oceanskog i kontinentalnog - postoje prijelazni tipovi. Jedan od njih - suboceanska kora - Razvijeno je duž kontinentalnih padina i podnožja, a moguće je da se nalazi ispod dna kotlina nekih ne baš dubokih i širokih rubnih i kopnenih mora. Suboceanska kora je istanjena do 15-20 km i prožeta nasipima i pragovima bazičnih magmatskih stijena.

kora. Otkriven je dubokim bušenjem na ulazu u Meksički zaljev i otkriven na obali Crvenog mora. Drugi tip prijelaznog korteksa je subkontinentalni- nastaje kada se oceanska kora u enzimatskim vulkanskim lukovima pretvori u kontinentalnu, ali još ne dosegne punu "zrelost", ima manju debljinu, manju od 25 km, i niži stupanj konsolidacije, što se odražava u nižoj seizmičnosti brzine valova - ne više od 5,0-5,5 km/s u donjoj kori.

Neki istraživači izdvajaju kao posebne vrste još dvije vrste oceanske kore, o kojima je već bilo riječi; ovo je, prvo, oceanska kora unutarnjih uzdignuća oceana (Island, itd.) zadebljana do 25-30 km, i, drugo, kora oceanskog tipa, "nadograđena" debelom, do 15 km. -20 km, sedimentni pokrivač (Kaspijska depresija i dr.).

Mohorovichic površina i sastav gornjeg čovjekati. Granica između kore i plašta, obično seizmički prilično jasno izražena skokom u brzinama kompresijskih valova od 7,5-7,7 do 7,9-8,2 km/s, poznata je kao Mohorovichic površina (ili jednostavno Moho ili čak M), po imenu hrvatski geofizičar koji ju je ustanovio. U oceanima ova granica odgovara prijelazu iz trakastog kompleksa 3. sloja s prevlašću gabroida u kontinuirane serpentinizirane peridotite (harzburgite, lherzolite), rjeđe dunite, mjestimično izbočene na površinu dna, au stijenama od São Paula u Atlantiku prema obali Brazila i na oko. Zabargad u Crvenom moru, koji se uzdiže iznad površine

ocean. Vrhovi oceanskog plašta mjestimično se mogu promatrati na kopnu kao dio dna ofiolitnih kompleksa. Njihova debljina u Omanu doseže 8 km, au Papui Novoj Gvineji možda čak 12 km. Sastavljeni su od peridotita, uglavnom harzburgita (Khain i Lomize, 1995).

Proučavanje inkluzija u lavama i kimberlitima iz cijevi pokazuje da je i ispod kontinenata gornji plašt uglavnom sastavljen od peridotita, kako ovdje tako i ispod oceana u gornjem dijelu to su spinelni peridotiti, a ispod granatni. No u kontinentalnom plaštu, prema istim podacima, osim peridotita, u podređenoj su količini prisutni i eklogiti, odnosno duboko metamorfizirane bazične stijene. Eklogiti mogu biti metamorfizirani ostaci oceanske kore povučeni u plašt tijekom subdukcije ove kore.

Gornji dio plašta osiromašen je po drugi put u nizu komponenti: silicijev dioksid, lužine, uran, torij, rijetke zemlje i drugi nekoherentni elementi zbog taljenja bazaltnih stijena zemljine kore iz njega. Ovaj "osiromašeni" ("osiromašeni") plašt proteže se ispod kontinenata do veće dubine (pokrivajući cijeli ili gotovo cijeli njegov litosferski dio) nego ispod oceana, ustupajući mjesto dubljem "neosiromašenom" plaštu. Prosječni primarni sastav plašta trebao bi biti blizak spinel lherzolitu ili hipotetskoj mješavini peridotita i bazalta u omjeru 3:1, koju je nazvao australski znanstvenik A. E. Ringwood pirolit.

Na dubini od oko 400 km počinje nagli porast brzine seizmičkih valova; odavde do 670 km

izbrisani Golicinov sloj, nazvan po ruskom seizmologu B.B. Golicin. Također se razlikuje kao srednji plašt, odn mezosfera - prijelazna zona između gornjeg i donjeg plašta. Povećanje brzina elastičnih oscilacija u Golitsyn sloju objašnjava se povećanjem gustoće tvari plašta za oko 10% zbog prijelaza nekih mineralne vrste u druge, s gušćim pakiranjem atoma: olivin u spinel, piroksen u granat.

donji plašt(Khain i Lomize, 1995) počinje s dubine od oko 670 km. Donji plašt trebao bi biti sastavljen uglavnom od perovskita (MgSiO 3) i magnezijevo-wustita (Fe, Mg)O - proizvoda daljnje izmjene minerala koji čine srednji plašt. Jezgra Zemlje u svom vanjskom dijelu, prema seizmologiji, je tekuća, a unutarnja opet čvrsta. Konvekcija u vanjskoj jezgri stvara glavno Zemljino magnetsko polje. Sastav jezgre velika većina geofizičara prihvaća kao željezni. Ali opet, prema eksperimentalnim podacima, potrebno je dopustiti nešto primjesa nikla, kao i sumpora, ili kisika, ili silicija, kako bi se objasnila manja gustoća jezgre u usporedbi s onom utvrđenom za čisto željezo.

Prema seizmičkoj tomografiji, površina jezgre je neravan i tvori izbočine i udubljenja amplitude do 5-6 km. Na granici plašta i jezgre razlikuje se prijelazni sloj s indeksom D" (kora je označena indeksom A, gornji plašt je B, srednji je C, donji je D, gornji dio donji plašt je D"). Debljina sloja D" na nekim mjestima doseže 300 km.

Litosfera i astenosfera. Za razliku od kore i plašta, koji se razlikuju po geološkim podacima (po materijalnom sastavu) i seizmološkim podacima (po skoku brzina seizmičkih valova na granici Mohorovichich), litosfera i astenosfera čisto su fizički pojmovi, odnosno reološki. Početna osnova za dodjelu astenosfere je oslabljena, plastična ljuska. U podlozi kruće i krhke litosfere, postojala je potreba objasniti činjenicu izostatičke ravnoteže kore, otkrivene tijekom mjerenja gravitacije u podnožju planinskih struktura. Prvotno se očekivalo da bi takve strukture, osobito tako velike kao što su Himalaje, trebale stvoriti višak gravitacije. Međutim, kada je sredinom XIX stoljeća. izvršena su odgovarajuća mjerenja, pokazalo se da takvo privlačenje nije uočeno. Posljedično, čak i velike nepravilnosti u reljefu zemljine površine nekako se kompenziraju, uravnotežuju u dubini tako da se na razini zemljine površine ne pojavljuju značajna odstupanja od prosječnih vrijednosti gravitacije. Dakle, istraživači su došli do zaključka da postoji opća želja zemljine kore da se uravnoteži zahvaljujući plaštu; ova pojava se zove izostaza(Khain, Lomize, 1995.) .

Postoje dva načina implementacije izostazije. Prvi je da planine imaju korijenje uronjeno u plašt, tj. izostazija je uvjetovana varijacijama u debljini zemljine kore, a donja površina potonje ima reljef koji je suprotan reljefu zemljine površine; to je hipoteza engleskog astronoma J. Eriea

(Slika 6.3). Na regionalnoj razini to je obično opravdano, budući da planinske strukture stvarno imaju deblju koru, a najveća debljina kore opažena je u najvišim od njih (Himalaje, Ande, Hindu Kush, Tien Shan itd.). No, moguć je i drugi mehanizam za provedbu izostazije: područja povišenog reljefa trebala bi biti sastavljena od manje gustih stijena, a područja niskog reljefa od gušćih; ovo je hipoteza drugog engleskog znanstvenika, J. Pratt. U ovom slučaju, potplat zemljine kore može čak biti vodoravan. Ravnoteža kontinenata i oceana postiže se kombinacijom oba mehanizma – kora ispod oceana i to mnogo tanja i osjetno gušća nego ispod kontinenata.

Većina Zemljine površine nalazi se u stanju bliskom izostatičkoj ravnoteži. Najveća odstupanja od izostazije - izostatske anomalije - otkrivaju otočni lukovi i pridruženi dubokomorski rovovi.

Da bi težnja za izostatičkom ravnotežom bila učinkovita, tj. da bi pod dodatnim opterećenjem kora tonula, a kada bi se opterećenje uklonila, podigla se, potrebno je da ispod kore postoji dovoljno plastičan sloj koji može teče iz područja povećanog geostatskog tlaka u područja smanjenog tlaka. Američki geolog J. Burrell je 1916. predložio naziv za ovaj sloj, koji je izvorno identificiran hipotetski. astenosfera,što znači "slaba ljuska". Ova pretpostavka je potvrđena tek mnogo kasnije, 60-ih godina, kada je seizmički

Riža. 6.3. Sheme izostatičke ravnoteže zemljine kore:

a - autor J. Erie, b - prema J. Prattu (Khain, Koronovsky, 1995.)

trupci (B. Gutenberg) otkrili su postojanje na nekoj dubini ispod kore zone smanjenja ili odsutnosti povećanja, prirodnog s porastom tlaka, brzine seizmičkog vala. Kasnije se pojavila još jedna metoda uspostavljanja astenosfere - metoda magnetotelurskog sondiranja, u kojoj se astenosfera manifestira kao zona smanjenja električnog otpora. Osim toga, seizmolozi su identificirali još jedan znak astenosfere - povećano prigušenje seizmičkih valova.

Astenosfera također igra vodeću ulogu u kretanju litosfere. Tok astenosferne tvari povlači za sobom litosferne ploče-ploče i uzrokuje njihova horizontalna pomicanja. Izdizanje površine astenosfere dovodi do izdizanja litosfere, au graničnom slučaju do prekida njezina kontinuiteta, nastanka separacije i slijeganja. Odljev astenosfere također dovodi do potonjeg.

Dakle, od dvije ljuske koje čine tektonosferu: astenosfera je aktivni element, a litosfera je relativno pasivan element. Njihova interakcija određuje tektonski i magmatski "život" zemljine kore.

U aksijalnim zonama srednjooceanskih grebena, posebno u istočnom dijelu Tihog oceana, krov astenosfere nalazi se na dubini od samo 3-4 km, tj. litosfera je ograničena samo na gornji dio kore. Kako se krećemo prema periferiji oceana, debljina litosfere se povećava zbog

donju koru, ali uglavnom gornji plašt i može doseći 80-100 km. U središnjim dijelovima kontinenata, osobito ispod štitova drevnih platformi, poput istočnoeuropske ili sibirske, debljina litosfere već se mjeri na 150-200 km ili više (u Južnoj Africi 350 km); prema nekim idejama, može doseći 400 km, tj. ovdje bi cijeli gornji plašt iznad golicinovog sloja trebao biti dio litosfere.

Teškoća otkrivanja astenosfere na dubinama većim od 150-200 km potaknula je neke istraživače na sumnju u njezino postojanje ispod takvih područja i dovela ih do alternativnog stajališta da astenosfera kao kontinuirana ljuska, tj. geosfera, ne postoji. postoje, ali postoji niz različitih "astenolskih leća". Ne možemo se složiti s ovim zaključkom, koji bi mogao biti važan za geodinamiku, budući da upravo ova područja pokazuju visok stupanj izostatske ravnoteže, jer uključuju gore navedene primjere područja moderne i stare glacijacije - Grenland itd.

Razlog zašto astenosferu nije posvuda lako otkriti očito je promjena njezine bočne viskoznosti.

Glavni strukturni elementi zemljine kore kontinenata

Na kontinentima se razlikuju dva strukturna elementa zemljine kore: platforme i pokretni pojasevi (Historical Geology, 1985).

Definicija:platforma- stabilan kruti dio zemljine kore kontinenata, koji ima izometrijski oblik i dvokatnu strukturu (slika 6.4). Donji (prvi) konstruktivni kat - kristalni temelj, predstavljen visoko deformiranim metamorfiziranim stijenama koje su prorezale intruzije. Gornja (druga) konstrukcijska etaža je blagog nagiba sedimentni pokrov, slabo dislociran i nemetamorfiziran. Izlazi na dnevnu površinu donje konstrukcijske etaže nazivaju se štit. Područja temelja prekrivena sedimentnim pokrovom nazivaju se štednjak. Debljina sedimentnog pokrova ploče je nekoliko kilometara.

Primjer: na istočnoeuropskoj platformi ističu se dva štita (ukrajinski i baltički) i ruska ploča.

Konstrukcije drugog kata platforme (kućište) postoje negativni (defleksije, sineklize) i pozitivni (anteklize). Sineklize su u obliku tanjura, a anteklize su obrnuti tanjurići. Debljina naslaga uvijek je veća na sineklizi, a manja na anteklizi. Dimenzije ovih struktura u promjeru mogu doseći stotine ili nekoliko tisuća kilometara, a pad slojeva na krilima obično je nekoliko metara po 1 km. Postoje dvije definicije ovih struktura.

Definicija: sinekliza - geološka struktura, čiji je pad slojeva usmjeren od periferije prema središtu. Antekliza - geološka struktura, čiji je pad slojeva usmjeren od središta prema periferiji.

Definicija: sinekliza – geološka struktura u čijoj jezgri izbijaju mlađe naslage, a uz rubove

Riža. 6.4. Dijagram strukture platforme. 1 - presavijeni temelj; 2 - kućište platforme; 3 rasjeda (Povijesna geologija, 1985.)

- drevniji. Anteclise je geološka struktura, u čijoj se jezgri nalaze starije naslage, a na rubovima - mlađe.

Definicija: otklon - izduženo (izduženo) geološko tijelo, koje ima konkavni oblik u presjeku.

Primjer: na Ruskoj ploči istočnoeuropske platforme ističu se anteklize(Bjeloruski, Voronjež, Volga-Ural, itd.), sineklize(Moskovsko, Kaspijsko i dr.) i korita (Uljanovsko-Saratovsko, Pridnjestrovsko-Crnomorsko i dr.).

Postoji struktura donjih horizonata pokrova - av-lakogen.

Definicija: aulacogene je usko izduženo udubljenje koje se proteže kroz platformu. Aulakogeni se nalaze u donjem dijelu gornjeg strukturnog stupnja (omotača) i mogu biti dugi do nekoliko stotina kilometara i široki do nekoliko desetaka kilometara. Aulakogeni nastaju u uvjetima horizontalnog rastezanja. U njima se nakupljaju debeli slojevi sedimenata koji se mogu naborati i po sastavu su bliski tvorevinama miogeosinklinala. Bazalti su prisutni u donjem dijelu presjeka.

Primjer: Pachelma (Rjazan-Saratov) aulakogen, Dnjeparsko-donjecki aulakogen Ruske ploče.

Povijest razvoja platforme. U povijesti razvoja mogu se razlikovati tri faze. Prvi- geosinklinala, na kojoj se odvija formiranje donjeg (prvog) strukturnog elementa (temelja). Drugi- aulakogen, koji se ovisno o klimi nakuplja

crveno obojeni, sivo obojeni ili ugljenonosni sedimenti u aulakogenima. Treći- ploča, na kojoj dolazi do taloženja na velikoj površini i formiranja gornje (druge) konstrukcijske etaže (ploče).

Proces nakupljanja padalina, u pravilu, odvija se ciklički. Prvo se akumulira prijestupan pomorski terigeno formiranje, dakle karbonat formiranje (maksimum transgresije, tablica 6.1). Tijekom regresije u sušnoj klimi, a slana crvenocvjetna formiranje, au vlažnoj klimi - paralitički ugljenonosni formiranje. Padalina nastaje na kraju ciklusa taloženja kontinentalni formacije. Stadij se u bilo kojem trenutku može prekinuti stvaranjem trap formacije.

Tablica 6.1. Slijed nakupljanja ploča

formacije i njihove karakteristike.

Kraj tablice 6.1.

Za pokretni pojasevi (presavijena područja) karakteristika:

linearnost njihovih kontura;

ogromna debljina akumuliranih naslaga (do 15-25 km);

dosljednost sastav i debljina ovih naslaga uz štrajk presavijeno područje i nagle promjene na svom potezu;

prisutnost osebujnog formacije- kompleksi stijena nastali u pojedinim fazama razvoja ovih prostora ( škriljevca, fliš, spilito-keratofiričan, melasa i druge formacije)

intenzivan efuzivni i intruzivni magmatizam (posebno su karakteristični veliki intruzije granitnog batolita);

jak regionalni metamorfizam;

7) snažno preklapanje, obilje grešaka, uključujući

potisci koji ukazuju na dominaciju kompresije. Naborana područja (pojasevi) nastaju na mjestu geosinklinalnih područja (pojasa).

Definicija: geosinklinala(Sl. 6.5) - pokretno područje zemljine kore, u kojem su se u početku nakupljali debeli sedimentni i vulkanogeni slojevi, a zatim su zgnječeni u složene nabore, popraćeni stvaranjem rasjeda, uvođenjem intruzija i metamorfizmom. U razvoju geosinklinale postoje dvije faze.

Prva razina(pravilno geosinklinalno) karakterizira prevladavanje slijeganja. Velika kiša u geosinklinali je rezultat rastezanja zemljine kore i njezino savijanje. NA prva polovica prvogfaze obično se akumuliraju pjeskovito-glinoviti i glinasti sedimenti (kao rezultat metamorfizma, zatim tvore crne glinovite škriljevce, oslobođene u škriljevca formacija) i vapnenci. Slijeganje može biti popraćeno pukotinama duž kojih se mafična magma uzdiže i izbija u podmorskim uvjetima. Nastale stijene nakon metamorfizma zajedno s popratnim subvulkanskim tvorevinama daju spilit-keratophyric formiranje. Istovremeno s njim obično nastaju silikatne stijene i jaspis.

oceanski

Riža. 6.5. Shema strukture geosink-

linjanje u shematskom presjeku kroz Sunda Arc u Indoneziji (Structural Geology and Plate Tectonics, 1991). Simboli: 1 - sedimenti i sedimentne stijene; 2 - vulkan-

ničke pasmine; 3 - podrumske kontimetamorfne stijene

Navedene formacije akumulirati u isto vrijeme, ali u različitim područjima. Akumulacija spilito-keratofiričan formacije obično nastaju u unutrašnjosti geosinklinale – u eugeosinklinale. Za eugeo-sinklinale karakteristično je stvaranje debelih vulkanskih sekvenci, obično bazičnih, te intruzija gabra, dijabaza i ultrabazičnih stijena. U rubnom dijelu geosinklinale, uz njezinu granicu s platformom, obično se nalaze miogeosinklinale. Ovdje se akumuliraju uglavnom terigeni i karbonatni slojevi; vulkanske stijene su odsutne, intruzije nisu tipične.

U prvoj polovici prve etape veći dio geosinklinale je more sa značajnimdubina. Dokaz je fina zrnatost sedimenata i rijetkost faunističkih nalaza (uglavnom nektona i planktona).

Do sredini prve etape zbog različitih brzina tonjenja u različitim dijelovima geosinklinale nastaju presjeci relativno uzdizanje(intrageoantic-linali) i relativno slijeganje(intrageosinklinala-da li). U to vrijeme mogu se pojaviti male intruzije plagiogranita.

U druga polovica prve etape kao posljedica pojave unutarnjih uzdignuća more postaje pliće u geosinklinali. sada ovo arhipelag razdvojeni tjesnacima. Zbog plićanja more nadire na susjedne platforme. Vapnenci se nakupljaju u geosinklinali, debelim pjeskovito-glinastim ritmički izgrađenim slojevima, tvoreći fliš za-216

macija; dolazi do izlijevanja lava srednjeg sastava, sastavljanje porfiritičan formiranje.

Do kraj prve etape intrageosinklinale nestaju, intrageoantiklinale se spajaju u jedno središnje uzvišenje. Ovo je uobičajena inverzija; poklapa se glavna faza preklapanja u geosinklinali. Nabiranje je obično popraćeno prodorom velikih sinorogenih (istodobno s naboranjem) granitnih intruzija. Dolazi do drobljenja stijena u nabore, često kompliciranih porivima. Sve to uzrokuje regionalni metamorfizam. Na mjestu intrageosinklinala, sinklinorija- složene strukture sinklinalnog tipa, a na mjestu intrageoantiklinala - antiklinorija. Geosinklinala se "zatvara", pretvarajući se u naborano područje.

U građi i razvoju geosinklinale vrlo važnu ulogu ima duboki rasjedi - dugovječne rupture koje presijecaju čitavu zemljinu koru i idu u gornji plašt. Dubinski rasjedi određuju konture geosinklinala, njihov magmatizam, podjelu geosinklinale na strukturno-facijesne zone koje se razlikuju po sastavu sedimenata, njihovoj debljini, magmatizmu i prirodi struktura. Ponekad se razlikuju unutarnje geosinklinale srednji nizovi, ograničen dubokim rasjedima. To su blokovi starijeg nabiranja, sastavljeni od stijena podloge na kojoj je položena geosinklinala. Po sastavu i debljini sedimenta srednji masivi su bliski platformama, ali se odlikuju jakim magmatizmom i naboranjem stijena, uglavnom duž rubova masiva.

Drugi stupanj razvoja geosinklinale nazvao orogeni a karakterizira ga prevladavanje uzdignuća. Taloženje se događa u ograničenim područjima duž periferije središnjeg uzvišenja - u ugibi rubova, nastaju duž granice geosinklinale i platforme i djelomično preklapaju platformu, kao iu međuplaninskim koritima, ponekad formiranim unutar središnjeg uzvišenja. Izvor padalina je razaranje središnje uzvisine koja se stalno diže. U prvom poluvremenudruga faza ovo uzvišenje vjerojatno ima brežuljkasti reljef; kada se uništi, morski, ponekad lagunski sedimenti se nakupljaju, stvarajući donja melasa formiranje. Ovisno o klimatskim uvjetima, to može biti ugljenonosni paralitik ili fiziološka otopina debeo. Istodobno se obično događa prodor velikih granitnih intruzija – batolita.

U drugoj polovici pozornice brzina izdizanja središnjeg uzvišenja naglo se povećava, što je popraćeno njegovim rascjepima i kolapsom pojedinih dijelova. Ovaj se fenomen objašnjava činjenicom da zbog nabiranja, metamorfizma i intruzija, naborano područje (više nije geosinklinala!) postaje kruto i reagira rascjepima na tekuće izdizanje. More napušta ovaj teritorij. Kao rezultat razaranja središnje uzvisine, koja je u to vrijeme bila planinska zemlja, akumuliraju se kontinentalni grubi klastični slojevi, tvoreći gornja melasa formiranje. Rascjep vrha uzvišenja popraćen je kopnenim vulkanizmom; obično su to felzične lave, koje zajedno sa

subvulkanske tvorevine daju porfir formiranje. S njom su povezane alkalne pukotine i male kisele intruzije. Dakle, kao rezultat razvoja geosinklinale, povećava se debljina kontinentalne kore.

Do kraja druge faze, naborano planinsko područje koje je nastalo na mjestu geosinklinale se urušava, teritorij se postupno izravnava i postaje platforma. Geosinklinala prelazi iz područja akumulacije sedimenata u područje destrukcije, iz mobilnog teritorija u neaktivni kruti izravnati teritorij. Stoga je raspon kretanja na platformi mali. Obično more, čak i plitko, ovdje pokriva velika područja. Ovo područje više ne doživljava tako snažno slijeganje kao prije, stoga je debljina padalina znatno manja (u prosjeku 2-3 km). Slijeganje se više puta prekida, pa su česti prekidi u sedimentaciji; tada mogu nastati kore trošenja. Također nema snažnog izdizanja popraćenog savijanjem. Stoga novonastali tanki, obično plitki sedimenti na platformi nisu metamorfizirani i leže vodoravno ili blago ukošeno. Magmatske stijene su rijetke i obično su predstavljene kopnenim izljevima bazaltne lave.

Uz geosinklinalni model postoji i model tektonike litosfernih ploča.

Tektonski model litosferne ploče

Tektonika ploča(Structural Geology and Plate Tectonics, 1991.) je model koji je stvoren da objasni promatrani obrazac distribucije deformacija i seizmičnosti u vanjskoj ovojnici Zemlje. Temelji se na opsežnim geofizičkim podacima dobivenim 1950-ih i 1960-ih. Teorijske osnove tektonike ploča temelje se na dvije premise.

Najudaljeniji omotač zemlje, tzv litosfera, leži neposredno na sloju tzv astenosfera, koja je manje izdržljiva od litosfere.

Litosfera je podijeljena na više krutih segmenata, ili ploča (Sl. 6.6), koje se neprestano pomiču jedna u odnosu na drugu i čija se površina također stalno mijenja. Većina tektonskih procesa s intenzivnom izmjenom energije odvija se na granicama između ploča.

Iako se debljina litosfere ne može izmjeriti s velikom preciznošću, istraživači se slažu da unutar ploča ona varira od 70-80 km ispod oceana do maksimalno preko 200 km ispod nekih dijelova kontinenata, s prosječnom vrijednošću od oko 100 km. Astenosfera koja leži ispod litosfere proteže se do dubine od oko 700 km (najveća dubina širenja izvora potresa dubokog žarišta). Njegova snaga raste s dubinom, a neki seizmolozi smatraju da je njezina donja granica

pojedinačne linije - transformacijski rasjedi (pomaci); Pjegasta područja kontinentalne kore koja su podvrgnuta aktivnom rasjedanju (Structural Geology and Plate Tectonics, 1991.)

Nalazi se na dubini od 400 km i podudara se s malom promjenom fizičkih parametara.

Granice između ploča dijele se u tri vrste:

odvojit;

konvergentan;

transformirati (s pomacima uzduž).

Na divergentnim granicama ploča, predstavljenim uglavnom pukotinama, dolazi do novog formiranja litosfere, što dovodi do širenja oceanskog dna (širenja). Na granicama konvergentnih ploča litosfera tone u astenosferu, tj. apsorbira se. Na granicama transformacije dvije litosferne ploče klize jedna u odnosu na drugu, a tvar litosfere se na njima niti stvara niti uništava. .

Sve litosferne ploče neprestano se kreću jedna u odnosu na drugu. Pretpostavlja se da ukupna površina svih ploča ostaje nepromijenjena značajno vrijeme. Na dovoljnoj udaljenosti od rubova ploča, horizontalne deformacije unutar njih su beznačajne, što omogućuje da se ploče smatraju krutim. Budući da se pomaci duž transformacijskih rasjeda događaju duž njihova pružanja, kretanje ploča mora biti paralelno s modernim transformacijskim rasjedima. Budući da se sve to događa na površini sfere, onda, u skladu s Eulerovim teoremom, svaki dio ploče opisuje putanju ekvivalentnu rotaciji na sfernoj površini Zemlje. Za relativno kretanje svakog para ploča u bilo kojem trenutku možete odrediti os, odnosno pol rotacije. Kako se udaljavate od ovog pola (do kutnog

udaljenost od 90°) stope širenja prirodno rastu, ali je kutna brzina za bilo koji dani par ploča oko njihovog pola rotacije konstantna. Također napominjemo da su geometrijski polovi rotacije jedinstveni za svaki par ploča i ni na koji način nisu povezani s polom rotacije Zemlje kao planeta.

Tektonika ploča učinkovit je model procesa koji se odvijaju u kori, jer se dobro slaže s poznatim podacima promatranja, pruža elegantno objašnjenje za prethodno nepovezane pojave i otvara mogućnosti predviđanja.

Wilsonov ciklus(Strukturna geologija i tektonika ploča, 1991.). Godine 1966. profesor Wilson sa Sveučilišta u Torontu objavio je rad u kojem je tvrdio da se pomicanje kontinenata dogodilo ne samo nakon ranog mezozojskog odvajanja Pangee, već također iu pretpangeanskim vremenima. Sada se naziva ciklus otvaranja i zatvaranja oceana u odnosu na susjedne kontinentalne rubove Wilsonov ciklus.

Na sl. 6.7 prikazuje shematsko objašnjenje osnovnog koncepta Wilsonovog ciklusa u okviru ideja o evoluciji litosfernih ploča.

Riža. 6.7a predstavlja početak Wilsonovog ciklusa– početna faza raspada kontinenta i formiranje akrecijskog ruba ploče. poznat kao tvrd

Riža. 6.7. Shema Wilsonovog ciklusa razvoja oceana u okviru evolucije litosfernih ploča (Structural geology and plate tektonics, 1991.)

litosfera pokriva slabiju, djelomično rastaljenu zonu astenosfere - takozvani sloj niske brzine (slika 6.7, b) . Kako se razdvajanje kontinenata nastavlja, razvija se rascjepna dolina (Sl. 6.7, 6) i mali ocean (Sl. 6.7, c). Ovo su faze ranog otvaranja oceana u Wilsonovom ciklusu.. Prikladni primjeri su Afrički rascjep i Crveno more. Kako se pomicanje odvojenih kontinenata nastavlja, popraćeno simetričnim nakupljanjem nove litosfere na rubovima ploča, sedimenti polica nakupljaju se na granici kontinenta i oceana zbog erozije kontinenta. potpuno formiran ocean(Sl. 6.7, d) s srednjim grebenom na granici ploče i razvijenim kontinentalnim pojasom naziva se Ocean atlantskog tipa.

Iz opažanja oceanskih rovova, njihove povezanosti sa seizmičnošću i rekonstrukcije iz uzorka oceanskih magnetskih anomalija oko rovova, poznato je da je oceanska litosfera rasječena i uronjena u mezosferu. Na sl. 6.7, d prikazano ocean s tanjurom, koji ima jednostavne granice prirasta i apsorpcije litosfere, - ovo je početna faza zatvaranja oceana u Wilsonov ciklus. Podjela litosfere u blizini kontinentalnog ruba dovodi do transformacije potonjeg u orogenski andski tip kao rezultat tektonskih i vulkanskih procesa koji se odvijaju na granici apsorbirajuće ploče. Ako se ta podjela dogodi na znatnoj udaljenosti od ruba kontinenta prema oceanu, tada nastaje otočni luk tipa japanskih otoka. upijanje oceanalitosfera dovodi do promjene geometrije ploča i na kraju

završava na potpuni nestanak akrecijskog ruba ploče(Slika 6.7, e). Tijekom tog vremena, suprotni kontinentalni pojas može se nastaviti širiti, pretvarajući se u poluocean atlantskog tipa. Kako se ocean smanjuje, suprotni kontinentalni rub na kraju je uključen u režim apsorpcije ploča i sudjeluje u razvoju akrecijski orogen andskog tipa. Ovo je rana faza sudara dvaju kontinenata (sudari) . U sljedećoj fazi, zbog uzgona kontinentalne litosfere, apsorpcija ploče prestaje. Litosferna ploča se odvaja ispod, ispod rastućeg orogena himalajskog tipa, i dolazi završni orogeni stupanjWilsonov ciklussa zrelim planinskim pojasom, koji je šav između novospojenih kontinenata. antipod Akrecijski orogen andskog tipa je Himalajski tip kolizijskog orogena.

Unutarnja struktura Zemlje

Trenutno velika većina geologa, geokemičara, geofizičara i planetarnih znanstvenika prihvaća da Zemlja ima konvencionalnu sferičnu strukturu s nejasnim granicama razdvajanja (ili prijelaza), a da su sfere konvencionalno mozaički blokovi. Glavne sfere su zemljina kora, troslojni omotač i dvoslojna jezgra Zemlje.

Zemljina kora

Zemljina kora čini najgornji omotač čvrste Zemlje. Njegova debljina kreće se od 0 u nekim dijelovima srednjooceanskih grebena i oceanskih rasjeda do 70-75 km ispod planinskih struktura Anda, Himalaja i Tibeta. Zemljina kora ima lateralna heterogenost , tj. sastav i struktura zemljine kore različiti su pod oceanima i kontinentima. Na temelju toga razlikuju se dva glavna tipa kore - oceanska i kontinentalna, te jedan tip srednje kore.

● oceanska kora zauzima oko 56% zemljine površine na Zemlji. Njegova debljina obično ne prelazi 5-6 km i najveća je u podnožju kontinenata. U svojoj strukturi ima tri sloja.

Prvi sloj predstavljena sedimentnim stijenama. To su uglavnom glinoviti, silikatni i karbonatni dubokomorski pelagički sedimenti, pri čemu karbonati nestaju s određene dubine zbog otapanja. Bliže kontinentu pojavljuje se primjesa detritalnog materijala uklonjenog s kopna (kontinenta). Debljina padalina kreće se od nule u zonama širenja do 10-15 km u blizini kontinentalnih podnožja (u perioceanskim koritima).

Drugi sloj oceanska kora na vrhu(2A) sastoji se od bazalta s rijetkim i tankim slojevima pelagičnih sedimenata. Bazalti su često jastučastog oblika (pillow lavas), ali postoje i pokrovi od masivnih bazalta. U donjem dijelu drugog sloja (2B), bazalti sadrže paralelne doleritne nasipe. Ukupna debljina drugog sloja je oko 1,5-2 km. Struktura prvog i drugog sloja oceanske kore dobro je proučena uz pomoć podvodnih vozila, jaružanja i bušenja.

treći sloj oceanska kora sastoji se od punokristalnih magmatskih stijena bazičnog i ultrabazičnog sastava. U gornjem dijelu razvijene su stijene tipa gabra, a donji dio je sastavljen od "trakastog kompleksa" koji se sastoji od naizmjeničnog gabra i ultramafita. Debljina 3. sloja je oko 5 km. Proučavano je na temelju jaružanja i promatranja iz podvodnih vozila.

Starost oceanske kore ne prelazi 180 milijuna godina.

Pri proučavanju presavijenih pojaseva kontinenata u njima su otkriveni fragmenti asocijacija stijena sličnih oceanskim. G. Shteiman predložio je početkom 20. stoljeća da ih nazovu ofiolitnih kompleksa(ili ofioliti) i smatraju "trijadu" stijena, koja se sastoji od serpentiniziranih ultramafičnih stijena, gabra, bazalta i radiolarita, kao relikte oceanske kore. Potvrda za to dobivena je tek 60-ih godina XX. stoljeća, nakon objavljivanja članka o ovoj temi od strane A.V. Peive.

● kontinentalna kora raspoređeni ne samo unutar kontinenata, već i unutar pojasa kontinentalnih rubova i mikrokontinenata koji se nalaze unutar oceanskih bazena. ukupna površinačini oko 41% zemljine površine. Prosječna debljina je 35-40 km. Na štitovima i platformama kontinenata varira od 25 do 65 km, a ispod planinskih struktura doseže 70-75 km.

Kontinentalna kora ima troslojnu strukturu:

Prvi sloj- sedimentni, obično se naziva sedimentni pokrov. Njegova debljina kreće se od nule na štitovima, podrumskim uzvišenjima i u aksijalnim zonama naboranih struktura do 10-20 km u egzogonalnim depresijama platformskih ploča, prednjih ponora i međuplaninskih korita. Sastoji se uglavnom od sedimentnih stijena kontinentalnog ili plitkomorskog, rjeđe batijskog (u dubokovodnim depresijama) podrijetla. U ovom sedimentnom sloju mogući su pokrovi i sile magmatskih stijena koje tvore trap polja (trap formacije). Raspon starosti stijena sedimentnog pokrova je od kenozoika do 1,7 milijardi godina. Brzina longitudinalnih valova je 2,0-5,0 km/s.

Drugi sloj kontinentalna kora ili gornji sloj konsolidirane kore izlazi na površinu na štitovima, masivima ili izbočinama platformi i u aksijalnim dijelovima naboranih struktura. Otkriven je na baltičkom (fenoskandijskom) štitu do dubine veće od 12 km superdubokom bušotinom Kola i na manjoj dubini u Švedskoj, na ruskoj ploči u bušotini Saatly Ural, na ploči u SAD-u, u rudnicima Indije i Južne Afrike. Sastavljen je od kristalnih škriljaca, gnajsa, amfibolita, granita i granitnih gnajsa, a naziva se granitni gnajs odn. granitno-metamorfni sloj. Debljina ovog sloja kore doseže 15-20 km na platformama i 25-30 km u planinskim strukturama. Brzina longitudinalnih valova je 5,5-6,5 km/s.

treći sloj ili je donji sloj konsolidirane kore izoliran kao granulit-mafic sloj. Prethodno se pretpostavljalo da postoji jasna seizmička granica između drugog i trećeg sloja, nazvanog po svom otkriću. Konradova granica (K) . Kasnije, tijekom seizmičkih istraživanja, počele su se razlikovati i do 2-3 granice Do . Osim toga, podaci bušenja iz Kola SG-3 nisu potvrdili razliku u sastavu stijena na prijelazu Konradove granice. Stoga danas većina geologa i geofizičara razlikuje gornju i donju koru prema njihovim različitim reološkim svojstvima: gornja je kora kruća i lomljivija, dok je donja duktilnija. Međutim, na temelju sastava ksenolita iz eksplozivnih cijevi, može se pretpostaviti da "granulitsko-mafični" sloj sadrži felzične i bazične granulite i mafične stijene. Na mnogim seizmičkim profilima donju koru karakterizira prisutnost brojnih reflektirajućih područja, koja se vjerojatno mogu smatrati i prisutnošću slojevitih intruzija magmatskih stijena (nešto slično trap poljima). Brzina longitudinalnih valova u donjoj kori je 6,4-7,7 km/s.

● Prijelazna kora je vrsta kore između dva krajnja tipa zemljine kore (oceanske i kontinentalne) i može biti dva tipa - suboceanska i subkontinentalna. Suboceanska kora razvijen duž kontinentalnih padina i podnožja i vjerojatno se nalazi ispod dna bazena ne baš dubokih i širokih rubnih i unutrašnja mora. Njegova debljina ne prelazi 15-20 km. Izrešetan je nasipima i silama bazičnih magmatskih stijena. Suboceanska kora je otkrivena bušotinom na ulazu u Meksički zaljev i otkrivena na obali Crvenog mora. subkontinentalna kora Nastaje kada oceanska kora u enzimatskim vulkanskim lukovima prijeđe u kontinentalnu, ali još nije dosegla "zrelost". Ima smanjenu (manje od 25 km) debljinu i manji stupanj konsolidacije. Brzina uzdužnih valova u kori prijelaznog tipa nije veća od 5,0-5,5 km/s.

● Mohorovičev sastav površine i plašta. Granica između kore i plašta prilično je jasno definirana naglim skokom brzina longitudinalnih valova od 7,5-7,7 do 7,9-8,2 km/s, a poznata je kao Mohorovichic površina (Moho ili M) prema nazivu hrvatskog geofizičara koji ga je izdvojio .

U oceanima odgovara granici između trakastog kompleksa 3. sloja i serpentiniziranih mafičko-ultramafskih stijena. Na kontinentima se nalazi na dubini od 25-65 km i do 75 km u naboranim područjima. U nizu struktura razlikuju se do tri Moho površine, udaljenosti između kojih mogu doseći nekoliko kilometara.

Prema rezultatima istraživanja ksenolita iz lava i kimberlita iz eksplozivnih cijevi, pretpostavlja se da su ispod kontinenata u gornjem plaštu, osim peridotita, prisutni i eklogiti (kao ostaci oceanske kore koji su završili u plaštu tijekom subdukcije?).

Gornji dio plašta je "osiromašeni" ("osiromašeni") plašt. Osiromašen je silicijevim dioksidom, alkalijama, uranom, torijem, rijetkim zemljama i drugim nekoherentnim elementima zbog taljenja bazaltnih stijena zemljine kore iz njega. Pokriva gotovo cijeli njezin litosferski dio. Dublje, zamijenjen je "neosiromašenim" plaštem. Prosječni primarni sastav plašta blizak je spinel lherzolitu ili hipotetskoj mješavini peridotita i bazalta u omjeru 3:1, koju je nazvao A.E. Ringwood pirolit.

Sloj golitsina ili srednji plašt(mezosfera) - prijelazna zona između gornjeg i donjeg plašta. Proteže se od dubine od 410 km, gdje dolazi do naglog porasta brzina uzdužnih valova, do dubine od 670 km. Povećanje brzina objašnjava se povećanjem gustoće tvari plašta za oko 10%, zbog prijelaza mineralnih vrsta u druge vrste s gušćim pakiranjem: na primjer, olivina u wadsleyite, a zatim wadsleyita u ringwoodit sa spinelom. struktura; piroksen do granat.

donji plašt počinje s dubine od oko 670 km i proteže se do dubine od 2900 km sa slojem D u bazi (2650-2900 km), tj. do jezgre Zemlje. Na temelju eksperimentalnih podataka pretpostavlja se da bi trebao biti sastavljen uglavnom od perovskita (MgSiO 3) i magnezijevustita (Fe,Mg)O, proizvoda daljnjih promjena u supstanci donjeg plašta s općim povećanjem omjera Fe/Mg. .

Prema posljednjim podacima seizmičke tomografije, otkrivena je značajna nehomogenost plašta, kao i prisutnost većeg broja seizmičkih granica (globalne razine - 410, 520, 670, 900, 1700, 2200 km i srednje razine - 100 km). , 300, 1000, 2000 km), zbog granica mineralnih transformacija u plaštima (Pavlenkova, 2002; Pushcharovsky, 1999, 2001, 2005; itd.).

Prema D.Yu. Pushcharovsky (2005) prikazuje strukturu plašta nešto drugačije od gornjih podataka prema tradicionalnom modelu (Khain i Lomize, 1995):

Gornji plašt sastoji se od dva dijela: gornji dio do 410 km, donji dio 410-850 km. Odsjek I razlikuje se između gornjeg i srednjeg plašta - 850-900 km.

Srednji plašt: 900-1700 km. Dionica II - 1700-2200 km.

donji plašt: 2200-2900 km.

● Zemljina jezgra prema seizmologiji sastoji se od vanjskog tekućeg dijela (2900-5146 km) i unutrašnjeg čvrstog dijela (5146-6371 km). Sastav jezgre većina prihvaća kao željezo s primjesom nikla, sumpora ili kisika ili silicija. Konvekcija u vanjskoj jezgri stvara glavno Zemljino magnetsko polje. Pretpostavlja se da na granici jezgre i donjeg plašta, perjanice , koji se zatim uzdižu u obliku toka energije ili visokoenergetske tvari, tvoreći magmatske stijene u zemljinoj kori ili na njezinoj površini.

plašt perjanice – uski uzlazni tok materijala krute faze plašta promjera oko 100 km, koji nastaje u vrućem graničnom sloju niske gustoće koji se nalazi ili iznad seizmičke granice na dubini od 660 km, ili blizu granice jezgre i plašta na dubina od 2900 km (A.W. Hofmann, 1997). Prema A.F. Grachev (2000), plaštni oblak je manifestacija magmatske aktivnosti unutar ploče uzrokovane procesima u donjem plaštu, čiji izvor može biti na bilo kojoj dubini u donjem plaštu, do granice jezgre i plašta (sloj "D") . (Za razliku od vruća točka, gdje je manifestacija magmatske aktivnosti unutar ploče posljedica procesa u gornjem plaštu.) Plaštni perjanici karakteristični su za divergentne geodinamičke režime. Prema J. Morganu (1971.), plumni procesi nastaju ispod kontinenata u početnoj fazi riftinga (rifting). Manifestacija plaštnog oblaka povezana je s formiranjem velikih kupolastih uzdignuća (do 2000 km u promjeru), u kojima su intenzivne pukotinske erupcije bazalta tipa Fe-Ti s komatiitskim trendom, umjereno obogaćene lakim REE, s kiselim diferencijatima. , koji ne čine više od 5% ukupnog volumena lave. Omjeri izotopa 3 He/ 4 He(10 -6)>20; 143Nd/ 144Nd – 0,5126-0/5128; 87 Sr/ 86 Sr - 0,7042-0,7052. Formiranje debelih (od 3-5 km do 15-18 km) sekvenci lave arhejskih pojaseva zelenog kamenja i kasnijih riftogenih struktura povezano je s oblakom plašta.

U sjeveroistočnom dijelu Baltičkog štita, a posebno na poluotoku Kola, pretpostavlja se da su perjanice plašta uzrokovale stvaranje kasnoarhejskih toleit-bazaltnih i komatiitnih vulkanskih stijena zelenokamenih pojaseva, kasnoarhejskog alkalnog granita i anortozitnog magmatizma, složenog ranoproterozojskih slojevitih intruzija i paleozojskih alkalno-ultrabazičnih intruzija (Mitrofanov , 2003).

plume tektonika – mantle jet tektonika srodna tektonici ploča. Ovaj odnos se izražava u činjenici da subducirana hladna litosfera ponire do granice gornjeg i donjeg plašta (670 km), tamo se akumulira, djelomično gura prema dolje, a zatim nakon 300-400 milijuna godina prodire u donji plašt, dosežući svoj granica s jezgrom (2900 km). To uzrokuje promjenu u prirodi konvekcije u vanjskoj jezgri i njezinoj interakciji s unutarnjom jezgrom (granica između njih je na dubini od oko 4200 km) i, kako bi se kompenzirao dotok materijala odozgo, formiranje uzlaznih superplumova na granici jezgra/plašt. Potonji se dižu do dna litosfere, djelomično doživljavajući kašnjenje na granici donjeg i gornjeg plašta, au tektonosferi se dijele na manje oblake, s kojima je povezan magmatizam unutar ploče. Oni također očito potiču konvekciju u astenosferi, koja je odgovorna za kretanje litosfernih ploča. Za razliku od tektonike ploča i oblaka, procese koji se odvijaju u jezgri japanski autori nazivaju tektonikom rasta, što znači rast unutarnje, čiste jezgre željezo-nikal na račun vanjske jezgre, nadopunjene silikatom kora-plašt materijal.

Pojava plaštnih perjanica, koja dovodi do stvaranja golemih provincija plato-bazalta, prethodi riftingu unutar kontinentalne litosfere. Daljnji razvoj može slijediti potpuni evolucijski slijed, uključujući pokretanje trostrukih spojeva kontinentalnih rascjepa, naknadno stanjivanje, pucanje kontinentalne kore i početak širenja. Međutim, razvoj jedne perjanice ne može dovesti do pucanja kontinentalne kore. Do puknuća dolazi kada se na nekom kontinentu formira sustav perjanica, a zatim se proces cijepanja odvija po principu širenja pukotine od jedne perjanice do druge.

Litosfera i astenosfera

Litosfera sastoji se od zemljine kore i dijela gornjeg plašta. Ovaj koncept je čisto reološki, za razliku od kore i plašta. Čvršći je i lomljiviji od oslabljenije i duktilnije donje ljuske plašta, koja je identificirana kao astenosfera. Debljina litosfere je od 3-4 km u aksijalnim dijelovima srednjooceanskih grebena do 80-100 km na periferiji oceana i 150-200 km ili više (do 400 km?) ispod štitova drevne platforme. Duboke granice (150-200 km ili više) između litosfere i astenosfere određuju se vrlo teško ili se uopće ne otkrivaju, što je vjerojatno zbog visoke izostatičke ravnoteže i smanjenja kontrasta između litosfere i astenosfere na granici. zoni zbog visokog geotermalnog gradijenta, smanjenja količine taline u astenosferi itd.

tektonosfera

Izvori tektonskih pokreta i deformacija ne leže u samoj litosferi, već u dubljim slojevima Zemlje. Zahvaćaju cijeli plašt do graničnog sloja s tekućom jezgrom. Zbog činjenice da se izvori kretanja također očituju u plastičnijem sloju gornjeg plašta koji se nalazi izravno ispod litosfere - astenosfere, litosfera i astenosfera često se spajaju u jedan pojam - tektonosfera kao područja manifestacije tektonskih procesa. U geološkom smislu (prema materijalnom sastavu) tektonosfera se do dubine od oko 400 km dijeli na zemljinu koru i gornji plašt, a u reološkom smislu na litosferu i astenosferu. Granice između ovih odjela u pravilu se ne podudaraju, a litosfera obično uključuje, osim kore, i dio gornjeg plašta.

Najnoviji materijali

• Glavne zakonitosti statičkih deformacija tla

  Tijekom proteklih 15...20 godina, kao rezultat brojnih eksperimentalnih studija korištenjem gore navedenih shema ispitivanja, dobiveni su opsežni podaci o ponašanju tla u složenom stanju naprezanja. Jer trenutno u…

• Elastično-plastično deformiranje medija i površine opterećenja

  Deformacije elastoplastičnih materijala, uključujući i tla, sastoje se od elastičnih (reverzibilnih) i zaostalih (plastičnih). Za izradu najopćenitijih ideja o ponašanju tla pod proizvoljnim opterećenjem potrebno je zasebno proučiti obrasce ...

• Opis shema i rezultata ispitivanja tla pomoću invarijanti stanja naprezanja i deformacija

  U proučavanju tla, kao i građevinski materijali, u teoriji plastičnosti uobičajeno je razlikovati opterećenje i rasterećenje. Opterećenje je proces u kojem dolazi do povećanja plastičnih (zaostalih) deformacija, te proces praćen promjenom (smanjenjem) ...

• Invarijante napregnutog i deformiranog stanja tlačnog medija

  Primjena invarijanti naprezanja i deformacija u mehanici tla započela je s pojavom i razvojem istraživanja tla u uređajima koji omogućuju dvoosno i troosno deformiranje uzoraka u uvjetima složenog stanja naprezanja…

• O koeficijentima stabilnosti i usporedbi s eksperimentalnim rezultatima

  Budući da se u svim problemima razmatranim u ovom poglavlju smatra da je tlo u krajnjem napregnutom stanju, tada svi rezultati proračuna odgovaraju slučaju kada je faktor stabilnosti k3 = 1. Za ...

• Pritisak tla na konstrukcije

  Metode teorije granične ravnoteže posebno su učinkovite u problemima određivanja pritiska tla na konstrukcije, posebice potporne zidove. U ovom slučaju obično se uzima određeno opterećenje na površini tla, na primjer, normalan pritisak p(x), i...

• Nosivost temelja

  Najtipičniji problem granične ravnoteže medija tla je određivanje nosivost temelji pod normalnim ili kosim opterećenjem. Na primjer, u slučaju vertikalna opterećenja na temelju zadatka svodi se na...

• Proces odvajanja konstrukcije od temelja

  Zadatak procjene uvjeta odvajanja i određivanja sile potrebne za to javlja se prilikom podizanja plovila, izračunavanja sile držanja "mrtvih" sidara, uklanjanja nosača za gravitacijsko bušenje na moru s tla tijekom njihovog preuređivanja i ...

• Rješenja problema ravninske i prostorne konsolidacije i njihove primjene

  Postoji vrlo ograničen broj rješenja ravnih, a još više prostornih problema komasacije u obliku jednostavnih ovisnosti, tablica ili grafikona. Postoje rješenja za slučaj primjene koncentrirane sile na površinu dvofaznog tla (B…

Najveći strukturni elementi zemljine kore su kontinenata i oceani, karakteriziran drugačijom građom zemljine kore. Prema tome, ove strukturne elemente treba shvatiti u geološkom, odnosno čak iu geofizičkom smislu, budući da je samo seizmičkim metodama moguće odrediti vrstu strukture zemljine kore. Iz ovoga je jasno da sav prostor koji zauzimaju vode oceana nije, u geofizičkom smislu, oceanska struktura, budući da golema područja šelfova, na primjer, u sjevernom Arktički ocean, imaju kontinentalnu koru. Razlike između ova dva glavna strukturna elementa nisu ograničene samo na vrstu zemljine kore, već se mogu pratiti i dublje, u gornjem sloju plašta, koji je drugačije građen ispod kontinenata nego ispod oceana, a te razlike pokrivaju cijelu litosferu. , a ponegdje i tektonosfera, tj. prati do dubine od oko 700 km.

Unutar oceana i kontinenata razlikuju se manji strukturni elementi, prvo, to su stabilne strukture - platforme, koje mogu biti i u oceanima i na kontinentima. Karakterizira ih, u pravilu, izravnati, mirni reljef, koji odgovara istom položaju površine u dubini, samo je ispod kontinentalnih platformi na dubini od 30-50 km, a ispod oceana 5-8 km. km, jer je oceanska kora mnogo tanja od kontinentalne.

U oceanima se kao strukturni elementi razlikuju srednjeoceanski pokretni pojasevi, predstavljen srednjooceanskim grebenima s rascjepnim zonama u svom aksijalnom dijelu, iskrižanim transform faults i trenutno su zone širenje, oni. širenje oceanskog dna i stvaranje novostvorene oceanske kore. Posljedično, stabilne platforme (ploče) i pokretni srednjooceanski pojasevi ističu se kao strukture u oceanima.

Na kontinentima, kao strukturnim elementima najvišeg ranga, razlikuju se stabilna područja - platforme i epiplatformni orogeni pojasevi, nastale u neogensko-kvartarnom vremenu u stabilnim strukturnim elementima zemljine kore nakon razdoblja razvoja platforme. Ovi pojasevi uključuju moderne planinske strukture Tien Shana, Altaja, Sayana, zapadne i istočne Transbaikalije, istočne Afrike itd. također u neogen-kvartarnom vremenu, čine epigeosinklinalni orogeni pojasevi, kao što su Alpe, Karpati, Dinaridi, Kavkaz, Kopetdag, Kamčatka itd.

Na području nekih kontinenata, u prijelaznoj zoni kontinent-ocean (u geofizičkom smislu), postoje rubni kontinentalni, prema terminologiji V.E. Khaina, pokretni geosinklinalni pojasevi, predstavlja složenu kombinaciju rubnih mora, otočnih lukova i dubokomorskih rovova. To su pojasevi visoke moderne tektonske aktivnosti, kontrasta kretanja, seizmičnosti i vulkanizma. U geološkoj prošlosti djelovali su i interkontinentalni geosinklinalni pojasevi, na primjer, Uralsko-Ohotski pojas, povezan s drevnim paleoazijskim oceanskim bazenom itd.

Doktrina o geosinklinale 1973. proslavila stotu obljetnicu otkako je američki geolog D. Dan uveo ovaj pojam u geologiju, a još prije, 1857., Amerikanac J. Hall također je formulirao ovaj pojam u cjelini, pokazujući da su planinske naborane strukture nastale na mjestu korita. koji su prethodno bili ispunjeni raznim morskim sedimentima. Zbog činjenice da je opći oblik ovih dolina bio sinklinalan, a mjerila dolina vrlo velika, nazvane su geosinklinalama.

Tijekom prošlog stoljeća doktrina geosinklinala je jačala, razvijala se, detaljizirala i zahvaljujući naporima velike armije geologa iz raznih zemalja oblikovala se u koherentan koncept, koji je empirijska generalizacija ogromnog količinu činjeničnog materijala, ali je imao jedan značajan nedostatak: nije, kako V.E. s pravom vjeruje, . Khain, geodinamička interpretacija uočenih specifičnih obrazaca razvoja pojedinih geosinklinala. Koncept je trenutno sposoban eliminirati ovaj nedostatak. tektonika litosfernih ploča, pojavila se prije samo 25 godina, ali je brzo postala vodeća geotektonska teorija. Sa stajališta ove teorije, geosinklinalni pojasevi nastaju na granicama međudjelovanja različitih litosfernih ploča. Razmotrite detaljnije glavne strukturne elemente zemljine kore.

drevne platforme su stabilni blokovi zemljine kore, nastali u kasnom arheju ili ranom proterozoiku. Ih Posebnost- Zgrada na dvije etaže. niži kat, ili temelj sastoji se od nabranih, duboko metamorfoziranih slojeva stijena, prorezanih granitnim intruzijama, sa širokim razvojem gnajsa i granitno-gnajs kupola ili ovala - specifičnog oblika metamorfogenog boranja (sl. 16.1). Temelji platformi formirani su tijekom dugog vremenskog razdoblja u arheju i ranom proterozoiku, a nakon toga su doživjeli vrlo jaku eroziju i denudaciju, uslijed čega su stijene koje su se prethodno nalazile na velikim dubinama bile izložene. Područje drevnih platformi na kontinentima približava se 40% i karakteriziraju ih kutni obrisi s produženim pravocrtnim granicama - posljedica rubnih šavova (dubokih rasjeda). Naborana područja i sustavi su ili navučeni preko platformi ili graniče s njima kroz prednje tokove, koji su, pak, navučeni naboranim orogenima. Granice drevnih platformi oštro neusklađeno sijeku njihove unutarnje strukture, što ukazuje na njihovu sekundarnu prirodu kao rezultat rascjepa superkontinenta Pangea-1 koji je nastao na kraju ranog proterozoika.

Gornji pod platforme predstavio slučaj, ili pokrov, koji blago leži s oštrim kutnim neskladom na podlozi nemetamorfoziranih naslaga - morskih, kontinentalnih i vulkanogenih. Površina između pokrova i baze odražava najvažniju strukturnu neusklađenost unutar platformi. Pokazalo se da je struktura pokrova platforme složena, a grabeni, korita poput grabena pojavljuju se na mnogim platformama u ranim fazama njihovog formiranja. aulakogenima(od grčkog "avlos" - brazda, jarak; "gene" - rođen, tj. rođen uz jarak), kako ih je prvi nazvao N.S. Shatsky. Aulakogeni su najčešće nastali u kasnom proterozoiku (rifeju) i formirali su proširene sustave u temeljnom tijelu. Debljina kontinentalnih i, rjeđe, morskih naslaga u aulakogenima doseže 5-7 km, a duboki rasjedi koji su vezali aulakogene pridonijeli su manifestaciji alkalnog, bazičnog i ultrabazičnog magmatizma, kao i platformski specifičnog trap magmatizma s kontinentalnim toleitskim bazaltima , pragovi i nasipi. Taj niži strukturni stupanj platformskog pokrova, koji odgovara aulakogenom stupnju razvoja, zamjenjuje se kontinuiranim pokrovom platformskih naslaga, najčešće počevši od vendskog vremena.

Među najvećim konstruktivnim elementima platformi ističu se štitovi i ploče. Štit - radi se o izbočini na površini temelja platforme, koja je tijekom cijele faze razvoja platforme imala tendenciju izdizanja. Tanjur - dio platforme prekriven sedimentnim pokrovom i sklon padanju. Unutar ploča izdvajaju se manji strukturni elementi. Prije svega, to su sineklize - prostrana ravna udubljenja, pod kojima je temelj povijen, i anteklize - blagi svodovi s uzdignutom osnovom i relativno stanjenim pokrovom.

Uz rubove platformi, gdje graniče s naboranim pojasevima, često se formiraju duboka udubljenja tzv. perikratski(tj. na rubu kratona ili platforme). Često su anteklize i sineklize komplicirane manjim sekundarnim strukturama: lukovi, udubljenja, bedemi. Potonji nastaju iznad zona dubokih rasjeda, čija krila doživljavaju višesmjerna kretanja, au pokrovu platforme izražena su uskim izdancima drevnih naslaga pokrova ispod mlađih. Kutovi nagiba krila osovine ne prelaze prve stupnjeve. Često se nalazi savijanja - savijanja pokrovnih slojeva bez prekidanja njihovog kontinuiteta i zadržavanja paralelizma krila, koja nastaju iznad rasjednih zona u temelju tijekom kretanja njegovih blokova. Sve strukture platformi su vrlo blage iu većini slučajeva nije moguće izravno izmjeriti njihove nagibe krila.

Sastav naslaga pokrova platforme je raznolik, ali najčešće prevladavaju sedimentne stijene - morske i kontinentalne, koje tvore postojane slojeve i slojeve na velikom području. Vrlo su karakteristične karbonatne tvorevine, primjerice bijela kreda za pisanje, organogeni vapnenci tipični za vlažnu klimu i dolomiti sa sulfatnim sedimentima nastali u sušnim klimatskim uvjetima. Kontinentalne detritske formacije su široko razvijene, obično ograničene na podnožje velikih kompleksa koji odgovaraju određenim fazama u razvoju pokrova platforme. Često su zamijenjeni evaporitnim ili ugljenonosnim paralitičkim tvorevinama i terigenim - pjeskovitim s fosforitima, glinasto-pjeskovitim, ponekad šarolikim. Karbonatne formacije obično označavaju "zenit" razvoja kompleksa, a zatim možete promatrati promjenu formacija obrnutim redoslijedom. Naslage ledenih ploča tipične su za mnoge platforme.

Pokrov platforme u procesu formiranja opetovano je prolazio kroz strukturno restrukturiranje, tempirano da se podudara s granicama glavnih geotektonskih ciklusa: bajkalski, kaledonski, hercinski, alpski i dr. Dijelovi platforme koji su doživjeli najveće slijeganje, u pravilu, graniče s pokretnim područjem ili sustavom koji graniči s platformom, koji se u to vrijeme aktivno razvijao.

Platforme karakterizira i specifičan magmatizam koji se očituje u trenucima njihove tektonomagmatske aktivacije. Najtipičniji formiranje zamke, objedinjujući vulkanske produkte - lave i tufove te intruzije, sastavljene od toleitskih bazalta kontinentalnog tipa s nešto povećanim sadržajem kalijevog oksida u odnosu na oceanski sadržaj kalijevog oksida, ali ipak ne većim od 1-1,5%. Volumen proizvoda formiranja zamke može doseći 1-2 milijuna km 3, kao, na primjer, na Sibirskoj platformi. Visoko važnost ima alkalno-ultrabazičnu (kimberlit) formacija koja sadrži dijamante u produktima eksplozijskih cijevi (Sibirska platforma, Južna Afrika).

Osim drevnih platformi, razlikuju se i mlade, iako se češće nazivaju pločama formiranim bilo na bajkalskom, kaledonskom ili hercinskom dnu, koje se razlikuju po većoj dislokaciji pokrova, nižem stupnju metamorfizma temelja. stijena, te značajno nasljeđe pokrovnih struktura od podrumskih struktura. Primjeri takvih platformi (ploča) su: epibajkalska timansko-pečorska, epihercinska skitska, epipaleozojska zapadnosibirska itd.

Pokretni geosinklinalni pojasevi izuzetno su važan strukturni element zemljine kore, obično se nalaze u prijelaznoj zoni iz kontinenta u ocean i u procesu evolucije tvore moćnu kontinentalnu koru. Smisao evolucije geosinklinale leži u formiranju korita u zemljinoj kori u uvjetima tektonskog proširenja. Taj je proces popraćen podvodnim vulkanskim erupcijama i nakupljanjem dubokomorskih terigenih i silikatnih naslaga. Tada nastaju djelomična uzdignuća, usložnjava se struktura korita i erozijom uzdignuća sastavljenih od bazičnih vulkanskih stijena nastaju gravakski pješčenjaci. Raspored facijesa postaje hirovitiji, pojavljuju se grebenske strukture i karbonatni slojevi, a vulkanizam postaje diferenciraniji. Konačno, uzdignuća rastu, dolazi do svojevrsne inverzije dolina, uvode se granitne intruzije, a sve se naslage drobe u nabore. Na mjestu geosinklinale nastaje planinsko uzvišenje, ispred kojeg rastu prednja korita, ispunjena melasa. - grubo-klastični proizvodi razaranja planina, au potonjem se razvija kopneni vulkanizam, opskrbljujući produktima srednjeg i kiselog sastava - andeziti, daciti, rioliti. Naknadno, planinsko-naborana struktura je erodirana, kako se brzina izdizanja smanjuje, a orogen se pretvara u peneplainiziranu ravnicu. Takova Generalna ideja geosinklinalni ciklus razvoja.

Riža. 16.2. Shematski presjek kroz srednjooceanski greben (prema T. Zhuteau, uz pojednostavljenje)

Napredak u proučavanju oceana doveo je 60-ih godina našeg stoljeća do stvaranja nove globalne geotektonske teorije - tektonika litosfernih ploča,što je omogućilo da se na aktualističkim osnovama rekreira povijest razvoja mobilnih geosinklinalnih područja i pomicanja kontinentalnih ploča. Bit ove teorije leži u identifikaciji velikih litosfernih ploča, čije su granice označene modernim seizmičkim pojasevima, te u međudjelovanju ploča kroz njihovo kretanje i rotaciju. U oceanima dolazi do povećanja, širenja oceanske kore kroz njezino novo formiranje u zonama rascjepa srednjooceanskih grebena (slika 16. 2). Kako se radijus Zemlje bitno ne mijenja, novonastala kora bi se trebala apsorbirati i otići ispod kontinentalne, tj. ide na nju subdukcija(uronjenje).

Ta su područja obilježena snažnom vulkanskom aktivnošću, seizmičnošću, prisutnošću otočnih lukova, rubnih mora i dubokovodnih rovova, kao, primjerice, na istočnoj periferiji Euroazije. Svi ti procesi obilježavaju aktivni kontinentalni rub oni. zona međudjelovanja oceanske i kontinentalne kore. Naprotiv, oni dijelovi kontinenata koji s dijelom oceana tvore jednu litosfernu ploču, kao što je, na primjer, uz zapadni i istočni rub Atlantika, nazivaju se pasivni kontinentalni rub i lišeni su svih gore navedenih značajki, ali karakterizirani su debelim slojem sedimentnih stijena iznad kontinentalne padine (sl. 16.3). Sličnosti između vulkanogenih i sedimentnih stijena rani stadiji razvoj geosinklinala, tzv asocijacija ofiolita, s dijelom oceanske kore sugeriralo je da su potonji položeni na oceansku koru, a daljnji razvoj oceanskog bazena doveo je najprije do njegova širenja, a potom do zatvaranja s formiranjem vulkanskih otočnih lukova, dubokomorskih rovova i stvaranje debele kontinentalne kore. To se vidi kao bit geosinklinalnog procesa.

Dakle, zahvaljujući novim tektonskim idejama, doktrina geosinklinala dobiva, takoreći, "drugi vjetar", koji omogućuje rekonstrukciju geodinamičke situacije njihove evolucije na temelju aktualističkih metoda. Na temelju rečenog, geosinklinalni pojas,(rubni ili interkontinentalni) shvaća se kao pokretni pojas dug tisućama kilometara, položen na granici litosfernih ploča, karakteriziran dugotrajnom manifestacijom različitih vulkanizama, aktivnom sedimentacijom i, u završnim fazama razvoja, pretvaranjem u planinsko-naborana struktura s debelom kontinentalnom korom. Primjer takvih globalnih pojaseva su: interkontinentalni - uralsko-ohotski paleozoik; mediteranska alpska; atlantski paleozoik; rubni kontinentalni – pacifički mezozoik-kenozoik i dr. Geosinklinalni pojasevi dijele se na geosinklinalna područja - veliki segmenti pojaseva koji se razlikuju u povijesti razvoja, strukturi i međusobno su odvojeni dubokim poprečnim rasjedima, klinovima itd. S druge strane, unutar regija se mogu razlikovati geosinklinalni sustavi, odvojeni krutim blokovima zemljine kore - srednji nizovi ili mikrokontinenata strukture koje su tijekom slijeganja okolnih područja ostale stabilne, relativno uzdignute i na kojima se nakupio tanki pokrov. U pravilu su ovi masivi fragmenti primarne drevne platforme, koja je zdrobljena tijekom formiranja mobilnog geosinklinalnog pojasa.

Krajem 30-ih godina našeg stoljeća G. Stille i M. Kay geosinklinale su podijelili na eu- i miogeosinklinale. Eugeosinklinalom (»potpuna, prava, geosinklinala«) nazivali su zonu mobilnog pojasa, koja je više unutarnja u odnosu na ocean, a odlikovala se posebno snažnim vulkanizmom, ranog (ili početnog) podvodnog, osnovnog sastava; prisutnost ultrabazičnih intruzivnih (po njihovom mišljenju) stijena; intenzivno nabiranje i snažan metamorfizam. U isto vrijeme, miogeosinklinala ("nije prava geosinklinala") karakterizirana je vanjskim položajem (u odnosu na ocean), kontaktom s platformom, bila je položena na kori kontinentalnog tipa, naslage u njoj bile su manje metamorfizirane, vulkanizam je također bio slabo razvijen ili potpuno odsutan, a nabiranje se dogodilo kasnije nego u eugeosinklinali. Takva podjela geosinklinalnih područja na eu- i miogeosinklinalne regije dobro je izražena na Uralu, Apalačima, Sjevernoameričkim Kordiljerima i drugim nabranim područjima.

Igrao važnu ulogu asocijacija ofiolitnih stijena, raširen u raznim eugeosinklinama. Donji dio presjeka takve asocijacije čine ultrabazične, često serpentinizirane stijene - harzburgiti, duniti; gore je takozvani slojeviti ili kumulativni kompleks gabroida i amfibolita; čak i više - kompleks paralelnih nasipa, zamijenjen jastučastim toleitskim bazaltima prekrivenim silikatnim škriljevcima (sl. 16.4). Ovaj niz je blizak presjeku oceanske kore. Važnost ove sličnosti ne može se precijeniti. Ofiolit u naboranim područjima, koji se obično pojavljuje u pokrovnim pločama, je relikt, tragovi nekadašnjeg morskog bazena (ne nužno oceana!) s oceanskom vrstom kore. Iz ovoga ne slijedi da se ocean identificira s geosinklinalnim pojasom. Kora oceanskog tipa mogla se nalaziti samo u središtu, a na periferiji jest složen sustav otočni lukovi, rubna mora, dubokomorski rovovi itd., a sama kora oceanskog tipa mogla bi biti u rubnim morima. Naknadno smanjenje oceanskog prostora dovelo je do sužavanja mobilnog pojasa za nekoliko puta. Oceanska kora u podnožju eugeosinklinalnih zona može biti i stara i novoformirana, nastala tijekom cijepanja i odvajanja kontinentalnih masa.