Вопрос №67.

1) Древние платформы (Кратоны) представляют собой ядра материков и занимают обширные части их площади (миллионы квадратных километров). Они сложены типичной континентальной корой мощностью 35—45 км.

Литосфера в их пределах достигает мощности 150—200 км, а по некоторым данным — до 400 км. Они обладают изометричной, полигональной формой.

Значительные площади в пределах платформ занимает неметаморфизованный осадочный чехол толщиной 3—5 км, в наиболее глубоких впадинах достигающий 10—12 км, а в исключительных случаях (Прикаспийская низменность) до 20—25 км. В состав чехла помимо осадочных формаций могут входить покровы траппов. Древние платформы, имеющие раннедокембрийский метаморфический фундамент, составляют древнейшие и центральные части материков и занимают около 40 % их площади; термин «кратон» применяют только к ним.

Подразделение древних платформ

Древние платформы делятся на 3 типа:

• Лавразийский — Северо-Американская (Лавренция), Восточно-Европейская, Сибирская (Ангарида)

• Гондванский — Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая

• Переходный — Сино-Корейская (Хуанхэ), Южно-Китайская (Янцзы)

Существует гипотеза, что в районе Северного полюса находилась древняя платформа Гиперборея.

Есть малые древние платформы — Тибет, Тарим (Даян), Индокитай (Меконг).

В палеозойской эре существовали суперматерики Лавразия в Северном полушарии, в Южном — Гондвана; между ними переходные платформы относились и к Гондване, и к Лавразии. Соответственно этому, типы делятся на лавразийский, гондванский и переходный.

Антарктическая платформа до палеозойской эры была разделена на Западную и Восточную платформу. В палезойской эре объединилась в единую платформу.

Африканская платформа в архее была разделена на части — протоплатформы Конго (Заир), Калахари (Южно-Африканская), Сомали (Восточно-Африканская), Мадагаскар, Аравия, Судан, Сахара. После Пангеи-0 они полностью объединились, кроме Аравийской и Мадагаскарской платформ. Уже в палеозойской эре Африканская платформа превратилась в Африкано-Аравийскую платформу в составе Гондваны. В этой платформе имеются многочисленные выходы на поверхность кристаллического фундамента (щиты и массивы): на западе — Регибатский, Ахаггарский и Эбюрнейский; вокруг Красного моря — Аравийский, Нубийский и Эфиопский; на экваторе — Центрально-Африканский, Касаи и Танганьикский; на юге — Зимбабве, Мозамбикский, Трансваальский, Бангвелулу и Тоггарский; на острове Мадагаскар — Мадагаскарский.

Южно-Китайская и Сино-корейская платформы разделены герцинскими поясом Циньлинь. Южно-Китайскую платформу китайские геологи называют Янцзы по названию реки, протекающей по всей территории платформы.

Внутреннее строение фундамента древних платформ

Важнейшая роль в строении фундамента древних платформ принадлежит архейским и нижнепротерозойским образованиям, имеющим крупноблоковое строение. Так, в структуре Балтийского щита различают пять главных блоков, в пределах Украинского щита — также пять, Канадского щита — шесть и т. д. В архейских комплексах распространены особые структурные элементы, характерные для ранних этапов истории Земли.

На всех щитах древних платформ выделяются три комплекса пород этого возраста:

• Зеленокаменные пояса представляют собой мощные толщи закономерно перемежающихся пород от ультраосновных и основных вулканитов (от базальтов и андезитов к дацитам и риолитам) к гранитам. Эти пояса имеют протяженность до 1000 км при ширине до 200 км.

• Комплексы орто- и парагнейсов образуют в сочетании с гранитными массивами поля гранитогнейсов. Гнейсы отвечают по составу гранитам и обладают гнейсовидной текстурой.

• Гранулитовые (гранулито-гнейсовые) пояса, под которыми понимаются метаморфические породы, сформировавшиеся в условиях средних давлений и высоких температур (750—1000 °C) и содержащие кварц, полевой шпат и гранат.

Наряду с ареалами «серых гнейсов» раннего архея, три перечисленных выше типа архейских образований слагают преобладающую часть щитов древних платформ.

Структурные элементы поверхности фундамента и осадочного чехла платформ

Платформы подразделяются на участки выходов на поверхность пород фундамента — щиты и на не менее крупные участки, покрытые чехлом — плиты.

Щиты легко выделяются в платформах северного ряда, где они со всех сторон окружены чехлом, но значительно труднее в платформах южного ряда, особенно Африканской и Индостанской, на большей части которых фундамент обнажается на поверхности, а чехол распространён более ограниченно, в пределах замкнутых впадин. Молодые платформы почти целиком представляют собой плиты, а щиты и массивы здесь встречаются в виде исключения. Таким образом, плиты — преобладающий элемент древних и собственно молодых платформ. В пределах плит различают структурные элементы подчинённого (второго) порядка: антеклизы, синеклизы, авлокогены, своды, впадины, валы и депрессии.

2) Складчатый (подвижный) пояс — глобальная тектоническая единица, характеризующаяся в течение всей её эволюции высокой тектонической активностью, формированием магматических и осадочных комплексов. Протяжённость складчатых поясов составляет многие тысячи километров, ширина превышает тысячу километров. Главными складчатыми поясами планеты являются следующие:

1. Тихоокеанский пояс, обрамляющий впадину Тихого океана и отделяющий её от древних платформ (кратонов): Гиперборейской на севере, Сибирской, Китайско-Корейской, Южно-Китайской, Австралийской на западе, Антарктической на юге и Северо- и Южно-Американской на востоке. Этот пояс нередко делится на два — Западно- и Восточно-Тихоокеанский; последний называется ещё Кордильерско-Андский, а австралийскую часть называют Восточно-Австралийскую, а антарктической части называют Западно-Антарктический.

2. Урало-Монгольский пояс, простирающийся от Баренцева и Карского до Охотского и Японского морей и отделяющий Восточно-Европейскую и Сибирскую древние платформы от Таримской и Китайско-Корейской. Имеет дугообразную форму с выпуклостью к юго-западу. Северная часть пояса простирается субмеридионально и именуется Урало-Сибирским поясом, южная простирается субширотно и называется Центрально-Азиатским поясом. На севере сочленяется с Северо-Атлантическим и Арктическим поясами, на востоке — с Западно-Тихоокеанским. Урало-Монгольский пояс также называют Центрально-Евроазиатским, или Урало-Охотским.

В Урало-Монгольском поясе наблюдаются эпохи складчатости:

• Байкальские — вокруг озера Байкал, Тимано-Печорская область, Северный Таймыр, Енисейский кряж

• Каледонские — центральная часть Казахстана и по реке Иртыш

• Герцинские — Урал с Новой Землей, Южный Тянь-Шань (Согдиана), от озера Балхаш до Северо-Западного Китай

• Салаирские — восточная часть Алтае-Саянской обл., Сев. Монголия

В Урало-Монгольском поясе имеются эпигерцинские плиты:

• Западно-Сибирская

• Туранская (Северная и центральная часть)

• Таймырская (Северо-Сибирская)

3. Средиземноморский пояс пересекает земной шар в широтном направлении от Карибского до Южно-Китайского моря, отделяя южную группу древних платформ, до середины юры составлявшую суперконтинент Гондвану, от северной группы: Северо-Американской, Восточно-Европейской, Таримской, Китайско-Корейской. На западе сочленяется с Восточно-Тихоокеанским (Кордильерским), на востоке — с Западно-Тихоокеанским поясами. После полного раскрытия в середине мела Атлантического океана пояс замкнулся на западе, упираясь в последний. Иногда называют Альпийско-Гималайский, а в Центральной Америке называют Карибским.

4. Атлантический пояс отделяет Северо-Американский кратон от Восточно-Европейского и на юге сочленяется со Средиземноморским поясом и Урало-Монгольским на востоке. Иногда в Норвегии называют Феннмаркский, а в Шотландии и Ирландии называют Грампианский, а американскую часть называют Ньюфаундленд о-Аппалачский.

Атлантическом поясе делается по складчатости имеется:

• Каледонские — Норвегия, Шотландия, Ирландия, восточная часть Гренландии, Северные Аппалачи и Ньюфауленд

• Герцинские — Южные Аппалачи

• Альпийские — Исландия

5. Арктический пояс протягивается от Канадского Арктического Архипелага до северо-восточной Гренландии вдоль современных северных окраин Азии и Северной Америки, отделяя Сибирский и Северо-Американский кратоны от Гиперборейского (Арктиды). На западе он сочленяется с Урало-Монгольским поясом, на востоке — с Северо-Атлантическим. Иногда Арктический пояс называют Инуитский.

Арктическом поясе делается по складчатости имеется:

• Каледонские — Инуитские острова и Северная часть Гренландии

Внутреннее строение складчатых поясов

Внутреннее строение складчатых поясов отличается большой сложностью, ибо любой такой пояс представляет собой своего рода коллаж разнородных структурных элементов — обломков континентов, островных дуг, фрагментов ложа океанов и их окраинных морей, внутриокеанических поднятий.

Присутствие в пределах складчатого пояса микроконтинентов (выделявшихся прежде под названием срединных массивов) служит основанием для подразделения складчатого пояса на отдельные складчатые системы (примеры: Уральская, Южно— и Северо-Тяньшаньские, Большой Кавказ и др.).

Передовой (краевой) прогиб — прогиб, расположенный в зоне сочленения платформ со складчатой областью, превращающейся в орогенный пояс.

Внешняя зона периферической складчатой системы — зона, образующаяся путём роста и амальгамации многочисленных островных дуг, аккреционных призм, отмерших дуг, подводных хребтов и океанических плато.

Внутренняя зона орогена — зона, образующаяся путём столкновения двух или более крупных континентальных блоков и характеризующаяся сильным сокращением поперечника путём покровообразования и метаморфической переработки при весьма малом приросте коры.

Развитие складчатых поясов

Все перечисленные складчатые пояса возникли в своей основной части в пределах древних океанских бассейнов или на их периферии (Тихий океан). Предшественником Урало-Монгольского пояса был Палеоазиатский океан, Средиземноморского пояса — океан Тетис, Северо-Атлантического пояса — океан Япетус, Арктического пояса — Бореальный океан.

Свидетельством океанского происхождения складчатых поясов является присутствие в них многочисленных выходов офиолитов — реликтов океанской коры и литосферы. Все названные океаны, кроме Тихого, были вторичными, образованными в результате раздробления и деструкции суперконтинента Пангея 1, объединявшего в среднем протерозое все современные древние платформы.

Доказательством такого их происхождения является присутствие в них многочисленных обломков раннедокембрийской континентальной коры — микроконтинентов и несогласное срезание контурами поясов элементов внутренней структуры древних платформ; примером последнего могут служить восточные и южные ограничения Восточно-Европейской платформы.

Со времени заложения в позднем протерозое складчатые пояса прошли сложную и длительную историю развития.

Эта история включала заложение в их пределах новых глубоководных морских бассейнов с корой океанского и переходного типа, возникновение среди них вулканических и невулканических островных дуг, замыкание этих и ранее существовавших бассейнов в результате столкновение ограничивающих их континентальных блоков или островных дуг.

Эти процессы протекали разновременно в разных частях одного и того же пояса. Тем не менее, в глобальном масштабе статистически намечаются определённые эпохи заложения бассейнов с океанской корой и окончания их развития с новообразованием континентальной коры — эпохи орогенеза.

Главными эпохами орогенеза являлись Байкальская в конце докембрия, каледонская в конце силура — начале девона, герцинская в позднем палеозое, киммерийская в конце юры — начале мела, альпийская в олигоцене — квартере. Они завершают циклы продолжительностью 150—200 млн лет, впервые выделенные французским геологом М. Бертраном и поэтому названные циклы Бертрана. Каледонская эпоха явилась завершающей для Северо-Атлантического складчатого пояса, герцинская — для большей части Урало-Монгольского пояса, киммерийской эпохой завершилось развитие Арктического пояса.

Тихоокеанский и средиземноморский пояса сохранили свою высокую подвижность до наших дней. Все эти складчатые пояса пережили более одного цикла Бертрана, и продолжительность их активного развития охватывает многие сотни миллионов лет. Полный цикл эволюции складчатого пояса, от возникновения до закрытия океана, получил название цикла Уилсона, в честь канадского геофизика, одного из основоположников тектоники плит.

Циклы Уилсона проявляются в масштабе всего пояса, в то время как составляющие их циклы Бертрана и завершающие их эпохи орогенеза затрагивают лишь отдельные его части.

Существует два главных типа складчатых поясов. Первый из них составляют межконтинентальные (или коллизионные) пояса, возникшие на месте вторичных океанов, образовавшихся в свою очередь в результате деструкции среднепротерозойского суперконтинента — Пангеи 1. К этому типу принадлежат все перечисленные выше складчатые пояса, кроме тихоокеанских.

Последние, составляют второй тип складчатых поясов — окраинно-континентальный (или субдукционный), образовавшийся на границе Пангеи 1 и её фрагментов с Панталассой — предшественницей Тихого океана. Межконтинентальные пояса заканчивают свое развитие полным поглощением океанской коры и столкновением — коллизией — ограничивающих их континентов.

Окраинно-континентальные пояса ещё не закончили свое развитие, и кора Тихого океана продолжает субдуцироваться под эти пояса.