Структурная эволюция литосферы
При построении геотектонических гипотез и теорий сложилось множество направлений, которые в той или иной степени касаются структурной эволюции литосферы. Большая часть этих направлений рассмотрена в первой и шестой главах этой работы.
Пять основных направлений структурообразования в литосфере выделены Ю.А. Косыгиным (1983). В зависимости от представлений о начальном состоянии земной коры пластичном (геосинклинальном) или консолидированном (платформенном) определилось две концепции направленного развития земной коры. В первой концепций разрастания платформ на месте существовавших геосинклиналей устанавливается определенное направление развития земной коры от геосинклиналей к платформам на протяжении всей истории ее развития. Другая концепция связана с представлением о распаде «панплатформы» и образовании геосинклиналей как ведущей тенденции развития земной коры. Важным достижением в теории развития земной коры рассмотренных концепций явилось представление о том, что процесс раздробления платформ и их восстановления геосинклинальным процессом могут меняться местами в пространстве и времени.
Третье направление структурной эволюции земной коры предполагает, что геосинклинальный процесс перерабатывает земную кору океанического типа в земную кору континентального типа. Этот процесс, по мнению Ю.А. Косыгина, не подтверждается фактическим материалом. Он считает, «весьма вероятным, что архейско-протерозойский цоколь, состоящий в своей основе из измененных осадочных пород, распространялся на всю площадь континентов, за возможным исключением некоторых узких окраинных геосинклинальных зон» (Косыгин, 1983, с. 379).
Четвертое направление - процесс океанизации континентальной коры, предполагающий насыщение ее основной магмой, метаморфизацию осадочных пород и погружение отдельных блоков коры в мантию, также остается на уровне предположений.
Представление о «континентализации» и «океанизации» как о сочетающихся тенденциях в развитии земной коры может раскрыть процессы взаимодействия континентов и океанических впадин как парагенетической системы литосферы.
Пятый вариант структурной эволюции земной коры связан с признанием широкого развития процессов спрединга, который формирует новую земную кору в зонах срединно-океанических хребтов. Возникающий избыток коры поглощается в зонах суб- дукции и ассимилируется мантией. В этом варианте рассматривается не столько эволюция земной коры, сколько функционирование коры океанического типа, практически не создающее никаких структур.
Таким образом, структурная эволюция литосферы, как проблема геотектоники, остается нерешенной, так как существующие представления не выходят за рамки предположений. Подход к решению проблемы структурной эволюции земной коры лежит, на наш взгляд, на пути четкого разграничения понятий «функционирование» и «развитие».
В настоящее время выделяется много типов развития, но основной из них, линейный тип развития, при котором система не находится в равновесном состоянии со средой и необратимо изменяется по какому-либо закону. Второй тип развития по циклоиде, при котором система также развивается необратимо, но при этом находится в определенном динамическом равновесии со средой, при котором возможно функционирование в виде круговорота вещества и энергии, параметры которого сохраняются неопределенно долгое время, определяя устойчивость системы.
В своем развитии земная кора проходила ряд этапов. Под этапами мы понимаем крупный отрезок времени, в пределах которого функционирование геологической системы идет без изменения структуры, принятой за основу выделения этапа.
Крупнейшие этапы развития земли названы мегахронами, которые отмечают координальные изменения структуры земной коры. Иногда мегахрон рассматривается как синоним понятия «мегацикл», что неверно, так как при выделении мега- хронов фиксируются не циклические (повторяющиеся) изменения, а направленные, необратимые изменения земной коры. В развитии Земли достаточно четко выделяются три мегахро- на: протогей, мезогей и неогей. По современным данным, протогей характеризуется преобладанием кольцевых структур земной коры. Мезогей - период перехода кольцевых структур в линейные, а неогей - период господства линейных (платформенно-геосинклинальных структур).
Важнейшими этапами земной коры, в соответствие с работами Г. Штилле, В.Е. Хайна, Н.А. Штрейса (1967), А.А. Богданова (1969), Л.И. Салопа (1980), О.А. Богатикова и др., М.З. Глуховского(1990) и др., являются лунный (догеологический), нуклеарный (пермобильный), карельский (кратонный), рифейский, байкальский и фанерозойский этапы (табл. 70).
Большая часть информации о двух первых этапах развития земной коры утрачена. На основании имеющегося материала можно предположить, что на протяжении нуклеарного и кра- тонного этапов развития земная кора еще не достигала равновесного состояния в своем взаимодействии с мантией и географической оболочкой, отличалась большим запасом энергии и поэтому преобладал направленный, необратимый тип развития.
Таблица 71
Этапы развития земной коры
Мега- хроны и типы тектоники | Этапы | Дли- тель- ность, млн. лет | Тектонические циклы Европы (по Богданову, 1969) | Длительность, млн. лет | Продолжительность циклов, млн. лет |
Неогей | Фанерозойский | | Альпийский | 210 | 210 |
(линей- | (платформенно- | | Герцинский | 395 | 185 |
ный) | гсосинклинальный) | 570 | Каледонский | 570 | 175 |
| | | |||
| Байкальский | | Байкальский | | |
| (платформенно- | | | 900 | 330 |
| геосинклинальный) | | Дальсланд- | | |
| | 1200 | ский | 1200 | 300 |
| | | |||
| Рифейский | | Готский | | |
| (платформснно- | | | 1350 | 150 |
| геосинк л инал ьный ) | | Лансфорд- | | |
| | 1650 | ский | 1650 | 300 |
Мезогей | Карельский (кра- | Позднека- | |||
(субли | тонный) | | рсльский | 2000 | 350 |
нейный) | | | | | |
| | | Раннекарель | | |
| | 2600 | ский | 2600 | 600 |
| | | |||
Проте- | Нуклеарный | | Беломорский | | |
рогей | ( пермоби л ьный ) | | | | |
(вихре | | | Саамский | | |
воколь | | | | | |
цевой) | | 3800 | | | |
| | | | | |
| Лунный | | | | |
На начальном, нуклеарном этапе развития земной коры, шло, по данным М.З.
Кратонный этап развития земной коры (2,-1,6 млрд, лет т.н.) заменяет собой начало перехода от нелинейной тектоники к сублинейной, обусловленной деструкцией нуклеарных структур, их расколами вдоль дуговых и отчасти радиальных лине- аментов нуклеаров.
На этом этапе были сформированы раннепротерозойские щелевые рифты за счет сдвигов вдоль криволинейных дуговых разломов, а также в результате растяжений над зонами поднимающихся мантийных диапиров. Это определило формирование мобильных прогибов-трогов и зеленокаменных поясов на их месте. В конце этапа произошла гранитизация коры, охватившая большие пространства фундамента докембрийских платформ. В связи с ней шли возрождение и рост новых гранито- идных куполов. Межнуклеарные области, в отличие от нуклеаров, представляли собой участки земной коры, в пределах которых интенсивность эндогенных процессов в раннем докембрии была очень низкой. Именно к этим структурам в фа- нерозое приурочены крупные трапповые излияния базальтовых магм.
На границе нижнего и верхнего протерозоя (1,6 млрд, лет т. н.) кроме отмеченных ранее событий (изменение типов магматизма, крупнейшая гранитизация и др.) завершилось формирование платформенных структур континентов, и земная кора достигла равновесного состояния во взаимодействии с географической оболочкой и мантией. С этого момента начинается развитие земной коры по циклоиде.
Выделяют три этапа развития земной коры (рифейский, байкальский и фанерозойский), отмечающие ее направленные необратимые изменения. Эти этапы одновременно являются и циклами функционирования продолжительностью 500600 млн. лет. Каждый цикл охватывает три-четыре тектоно-маг- матических цикла обмена веществом и энергией коры с мантией и один цикл обмена веществом и энергией с географической оболочкой, его можно назвать тектоно-географическим циклом.
Тектоно-географический цикл начинается раздроблением единой платформы материков и формированием на ее месте системы геосинклинальных структур, а заканчивается закрытием большинства геосинклинальных структур и формированием единой платформы материка. Исключения составляют геосинклинальные области, расположенные на границе Тихого океана и континентов, которые возможно существуют на протяжении ряда тектоно-географических циклов.
Из трех тектоно-географических циклов лучше всего изучен фанерозойский, подробное описание которого дано в многочисленных монографиях и учебных пособиях (Киркинский, 1987; Добрецов, 1981; Тектоносфера, 1978; Страхов, 1960, 1962, Бондарчук, 1978 и др.).
Фактический материал о строении и развитии коры океанов крайне недостаточен для выявления каких-либо этапов ее развития и циклов функционирования. Ю.А. Косыгин высказал три предложения относительно строения и развития земной коры океанического типа.
Во-первых, она может представлять погруженный блок континентальной коры, измененный за счет глубинных процессов океанизации, что мы и наблюдаем в Индийском, Северном Ледовитом и Атлантическом океанах.
Во-вторых, образование океанической коры может быть связано с особо сложным и длительным осадочным процессом, который развивался иначе, чем в пределах континентов. Решающая роль в этом процессе принадлежит вулканогенным процессам. Под их влиянием сформировалась мощная осадочная толща, в которой осадочные породы имеют подчиненное значение. В этом случае земная кора океанического типа не представляет собой весьма тонкого слоя, соответствующего слою сейсмологов, а уходит своими корнями, как было показано раньше, на глубину 30-35 км. Эта кора имеет достаточную мощность, чтобы уравновесить кору континентов в изостатической системе.
В-третьих, океаническая кора могла начать формироваться в разные моменты геологической истории на новообразованном глубинном субстрате в соответствии с концепцией спре- динга.
Можно думать, что в океане могут существовать все три типа коры, которые будут эволюционировать в соответствии со складывающейся термодинамической средой.
• ВЫВОДЫ Континентальные и океанические структуры - одни из начальных структурных образований на поверхности Земли, возникших в процессе эволюции ее поверхностных сфер. Континентальная и океаническая кора по своему происхождению одновозрастные, их вещественней состав в процессе функционирования беспрерывно обновляется, и поэтому нельзя судить о возрасте коры по возрасту, слагающих ее пород. Континентальная и океаническая кора располагаются не одна над другой, а одна подле другой и находятся по отношению друг к другу в динамическом равновесии. Земная кора представляет собой открытую неравновесную систему, которая в своем развитии стремится к установлению равновесия с термодинамической средой. Земная кора является частью Земли как целого, которое определяет как структуру, так и эволюцию своих частей, в том числе и земной коры. Континентальная и океаническая кора не являются синонимами суши и океана. Соответственно суша может иметь и океаническую кору, а дно океанов - континентальную. Понятие континент или океаническая впадина не отождествляются с каким-либо одним типом коры. Это сложные тела, сложенные корой разного типа. При изучении структурной эволюции земной коры следует различать этапы направленного необратимого развития и циклы функционирования земной коры, которые связаны с круговоротом вещества и энергии между земной корой, географической оболочкой и мантией. В функционировании земной коры выделяются два типа
циклов: тектоно-магматический (150-200 млн. лет), определяющий обмен веществом и энергией между земной корой и мантией, и тектоно-географический (500-600 млн. лет), который фиксирует обмен веществом и энергией земной коры с географической оболочкой. .
Вопросы для контроля Установление начального состояния геологической системы как основы познания ее эволюции. Возможные состояния геологической системы на начальном этапе ее развития.
Основные направления в изучении эволюции литосферы. Принцип актуализма и его применение при познании начальных этапов развития литосферы. Роль температурного режима в эволюции литосферы. Связь эволюции географической оболочки с эволюцией атмосферы. Особенности эволюции магматизма. Основные направления при изучении эволюции осадочной оболочки. Основные этапы эволюции осадочной оболочки. Современные представления о структурной эволюции литосферы. Этапы и циклы в развитии и функционировании литосферы. Тектономагматические циклы фанерозоя, их общность и различие.
Еще по теме Структурная эволюция литосферы:
- Гришанков Г. Е.. Литосфера: структура, функционирование, эволюция., 2008
- Литосфера
- § 78. РАЗРУШЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ
- Воздействие на литосферу
- 5.1. Литосфера
- Антропогенное воздействие на почву и литосферу
- ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ. РОЛЬ ЧЕЛОВЕКА В ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ. НООСФЕРА. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О НООСФЕРЕ.
- Структурный функционализм.
- Структурный и клиентский капитал
- Структурное обеспечение обучения
- Структурная интерпретация
- Глава 12 Структурные сдвиги в мировой капиталистической экономике
- 2.5. Структурная модель современного информационного центра
-
Педагогика -
Cоциология -
БЖД -
Биология -
Горно-геологическая отрасль -
Гуманитарные науки -
Искусство и искусствоведение -
История -
Культурология -
Медицина -
Наноматериалы и нанотехнологии -
Науки о Земле -
Политология -
Право -
Психология -
Публицистика -
Религиоведение -
Учебный процесс -
Физика -
Философия -
Эзотерика -
Экология -
Экономика -
Языки и языкознание -