Лекція 4 регіональнА тектонікА континентів. РОЗВИТОК Геосинклінальних ОБЛАСТЕЙ та КОНТИНЕНТАЛЬНИХ ПЛАТФОРМ. ЇХ БУДОВА ТА РОЗВИТОК. ТЕКТОНІЧНІ ПОРУШЕННЯ

Загальною особливістю регіональної тектоніки континентів є те, що вони пройшли довгу історію геологічного розвитку і сформувались за рахунок послідовного об’єднання різновікових складчастих поясів. В результаті цього сучасні континенти в своїх центральних областях мають великі за площею масиви давніх платформ, які послідовно обрамлені більш молодими складчастими поясами. Деякі із них занурені і перекриті осадовим чохлом, а інші являють собою сучасні гірськоскладчасті області з яскраво вираженим гірським рельєфом і спорадично розвинутим осадовим чохлом.

Найбільш великими і найбільш давніми блоками континентів є давні або епікарельські платформи, які зберегли свою цілісність і відносну стійкість з пізнього протерозою. Їх фундамент складено кристалічними сланцями, гнейсами, гранітоїдами та іншими метаморфічними і магматичними породами. Вік цих порід не менше 1 млрд. років (рис. 4.1).

Давні платформи (кратони) групуються у дві групи - північну і південну. До північної (Лавразійської) групи відносяться Північноамериканська, Східноєвропейська і Сибірська платформи. До південної (Гондванської) групи відносяться Південноамериканська, Африкано-Аравійська, Індостанська, Австралійська і Східноантарктична платформи. Проміжне положення займає Китайська платформа, яку іноді поділяють на північну(Корейсько-Китайську) і південну (Південнокитайську платформи), відносячи їх відповідно до Лавразійської і Гондванської груп. В якості малих платформ іноді виділяють Індосинійську, Таримську і Тібетську платформи.

Рисунок 4.1 Давні платформи (1) і рухомі пояси (2). За М.В. Муратовим

Вивчення давніх платформ показало надзвичайну різноманітність їх фундаменту і тривалість його формування. (від 3,5-4 млрд. р.). Процес утворення фундаменту давніх платформ, а відповідно, становлення континентів проходив стадійно, окремими островами, а склад їх “гранітного” шару відповідає андезито-вулканічним породам молодих острівних дуг. Вважають, що на початку архейської ери (3,3 млрд. р.) вже існували гранулітові ядра ізометричної овальної форми до декількох сотень км в поперечному перерізі.

Товщина континентальної кори в їх межах досягала 30-35 км. В подальшому на ці континентальні ядра насувались островодужні системи з корою океанічного і проміжного типів, що привело до утворення специфічних зеленокам’яних поясів, які надзвичайно характерні для архею. Зеленокам’яні породи зазнали відносно слабого метаморфізму, сильно дислоковані і складають вузькі, слабозбудовані синклінорії, які затиснуті між масивами гранітоїдів віком 2,7-2,3 млрд.р.

Накопичення зеленокам’яних порід завершилось їх метаморфізмом, гранітизацією і складчастістю, що привело до утворення перших гірськоскладчастих споруд. В результаті цих процесів в кінці архею виникла перша континентальна кора в деяких місцях земної кулі нормальної товщини. На початку протерозою вона зазнала деструкції та подрібнення, що привело до розкриття нових океанів, розділених стійкими континентальними глибами.

Подальший ріст континентів припадає на кінець раннього протерозою. Багато із первинних океанів замкнулись, а розділені ними глиби архейської континентальної кори знову об’єднались в єдині величезні континентальні масиви. Так виникли давні платформи. Фундамент давніх платформ зазнав стабілізації і зміцнення. В результаті в кінці раннього протерозою цілковито сформувались величезні континентальні маси, які повністю складались із давніх платформ.

Допускають, що в початкові етапи свого розвитку континенти були об’єднані в єдиний суперконтинент – Мегагею (за Г.Штілле), Пангеюю (за А.Вегенером), панплатформу (за А.В.Пейве). Наступний розвиток континентів – це періодичний процес їх деструкції, подрібнення і нового об’єднання. Однак, наступні фази складчастості, особливо байкальської, знову об’єднали континенти в єдиний суперконтинент – Мегагею. На початку палеозою існувало два суперконтиненти – Лавразія і Гондвана, які об’єднали докембрійські платформи північної і південної півкуль.

Наступний етап подрібнення континентів і закладення нових океанів припав на палеозойську еру. За період її існування проявилось багато складчастих процесів, які приводили до змикання і розмикання континентів. В кінці палеозою проходило нове повсюдне змикання континентів, в центральних частинах яких знаходились давні платформи, які обрамлялись більш молодими складчастими поясами.

Новий етап подрібнення та фрагментації континентів розпочався в кінці палеозою – на початку мезозою, що привело до розкриття Атлантичного, Індійського і Північно-Льодовитого океанів. Мезозой і кайнозой являються періодами інтенсивного океаноутворення, що сприяло подальшому роз’єднанню і віддаленню один від одного континентальних масивів. Поряд з цим, на протязі мезозойської і кайнозойської епох проявилось декілька стадій складчастості, які привели до нарощування континентів. Найбільш важливі із них припадають на період ранньої і пізньої крейди (невадська епоха), крейди і палеогену (ларамійська епоха), палеогену і неогену (альпійська епоха).В результаті перших двох епох складчастості утворились мезозоїди (Верхояно-Колимські, Далекосхідні, Індо-Китайські, Кордильєрські), які наростили континентальну територію на окраїні Тихого океану. В кайнозої процес росту континентальних мас продовжувався, в результаті чого виникла найбільша гірськоскладчаста область земної кулі – Альпійсько-Гімалайський гірськоскладчастий пояс.

Розгляд основних історико-геологічних періодів становлення континентів дозволяє зробити два основних висновки:

1 Сучасні материки – це асоціації давніх платформ, обрамлених більш молодими складчастими системами. Частина цих систем консолідувалась, втягувалась у занурення і перекрилась досить потужним осадовим чохлом, утворивши нові платформи.

2 Континентальні масиви на протязі історії свого розвитку неодноразово зазнавали об’єднання у величезні за площею суперматерики, які не мають аналогів на сучасному етапі розвитку Землі. Процеси деструкції кожен раз приводили до розпаду цих суперматериків на окремі фрагменти (материки) і їх роз’єднання. Об’єднання континентів проходило не менше трьох разів – в кінці раннього та пізнього протерозою, в кінці палеозою. При цьому кожен раз континенти концентрувались в якій-небудь одній півкулі, тоді як інша півкуля була повністю океанічною.

Розвиток і становлення континентів як тектонічних структур тектоносфери ще раз підтверджує їх принципову відмінність від океанів. Вона полягає в тому, що континенти пройшли геосинклінальну стадію розвитку, зазнавши активних складчастих процесів, які їх сформували за рахунок скупчення осадово-вулканогенних мас, їх регіонального метаморфізму і гранітоїдного магматизму.

Найбільш великим за площею і найбільш складнопобудований є Євразійський континент. В його межах виділяють п’ять основних давніх платформ і три малі платформи. Крім цього, виділяють декілька серединних масивів - ще більш дрібних за розмірами давніх платформ.

Основними платформами є: Східноєвропейська, Сибірська, Китайсько-Корейська, Південнокитайська та Індостанська. Малі платформи - Таримська, Тібетська, Індосинійська. Великі та малі серединні масиви розділені складчастими областями або поясами, найбільшими з яких є Урало-Монгольський і Середземноморський. На сході континенту знаходиться північно-західна частина Тихоокеанського поясу.

Певну роль в тектонічній будові Євроазіатського континенту відіграють структури, що утворилися після завершення геосинклінальних процесів і формування континентів. До них відносяться області епіплатформової активізації (Тянь-Шань, Алтай, Монгольський Алтай, Східні Саяни, Прибайкалля ); рифти (Рейнський, Саарський, Зирянський, Усть-Ленський, Байкальський та ін.); глибоководні западини внутрішніх морів (Каспійського, Чорного, Середземного).

Північноамериканський континент має більш просту будову. Основу континенту складає Північноамериканська давня платформа, в склад якої входять також Гренландія, Баффінова Земля і ряд прилеглих островів. В центральній частині платформи розташований Канадський щит –величезний вихід на денну поверхню кристалічних порід архею і раннього протерозою. З півночі, сходу і заходу платформа оточена складчастими поясами – Іннуїтським, Аппалацьким і Кордильєрським.

В межах Північноамериканського континенту виділяють область епіплатформового орогенезу - Скалисті гори, де активні тектонічні рухи проявлялись в кінці палеогену і в неогені. По розломах проходило вторгнення малих інтрузій гранодіоритів і гранітів, а також проявлення ефузивного магматизму.

Південноамериканський континент складений однойменною давньою платформою, оточеною на заході і на півдні відповідно Патагонським і Андським поясами. Платформа характеризується широким розвитком на поверхні виходів давнього кристалічного фундаменту, який розділяється великими областями прогинання, що мають рифтову природу. Будову давньої платформи ускладнює Бразильський складчастий пояс байкальського віку, що займає внутрішнє положення в структурі платформи.

В складі Південноамериканського континенту знаходиться область епіплатформового орогенезу, яка охоплює значну частину передгір’я Анд в Аргентині (район Кордови).

Африкано-Аравійський континент складається із Африканського материка та Аравійського півострова. Останній в географічному відношенні відноситься до Азії, але за геологічною будовою пов’язаний з тектонічними елементами Африки.

Африкано-Аравійська давня платформа характеризується широким розвитком на денній поверхні кристалічного фундаменту, який утворює ряд щитів, масивів і виступів. Всі вони розділені між собою широкими областями прогинання, серед яких найбільшими є Сахарська, Лівійська та Аравійська області, що розташовані на півночі континенту. В центральній і південній частинах платформи знаходяться великі синеклізи - Конго, Окованго, Калахарі. Внутрішні райони ускладнені малими складчастими поясами байкальського віку - Катангським і Червономорським.

Велике значення в сучасній будові континенту має унікальна Східноафриканська рифтова система, яка прослідковується від границь Туреччини і Сирії до нижньої течії ріки Замбезі на відстані майже 8000км.

Австралійський континент поділяється на дві частини: західну, яка представлена Австралійською давньою платформою, і східну, яка разом з прилеглими островами (Нова Гвінея, Нова Зеландія, Нова Каледонія та ін.) відноситься до величезного Тихоокеанського поясу.

Австралійська давня платформа складається із трьох щитів - Калгурі-Йоркського, Центрально-Австралійського і Кіберлі-Дарвінського, розділених областями прогинання з осадовим чохлом.

Східно-Австралійська частина складається із трьох різновікових областей - байкальської, каледонської і герцинської. Із сходу до цього поясу прилягає кайнозойський Новозеландський складчастий пояс, який характеризується незавершеністю тектонічної активності, гірським рельєфом і відсутністю осадового чохла в регіональному плані.

Антарктида – найменш вивчений континент. В центральній і східній частинах є давньою платформою. Вздовж західного краю платформи протягується складчастий пояс Росса, переважно байкальського віку. Ще західніше прослідковується герцинська частина цього поясу. Узбережжя материка займає кайнозойський пояс, який є продовженням Анд, разом з якими він входить до складу єдиного Тихоокеанського поясу.

Аналіз регіональної тектоніки континентів ще раз доказує, що ці структури тектоносфери формувались послідовно по мірі завершення все нових епох складчастості, прогресивно збільшуючи свої розміри. Основним результатом складчастих процесів є оформлення стабільної континентальної кори з досить вираженим гранітно-метаморфічним шаром. Основу сучасних континентів складають давні платформи, що мають найбільш товсту і найбільш давню літосферу. Давні платформи оточені складчастими поясами і виступають на їх фоні у вигляді своєрідних островів.

Геосинкліналі (за В.В. Бєлоусовим) - зони найбільш енергійного проявлення ендогенних процесів і, відповідно, зони найбільш складних перетворень будови і складу земної кори. Основою циклу розвитку геосинкліналі є одне велике коливання земної кори - спочатку вниз, а потім вверх. Воно ускладнюється коливаннями другого, третього і наступних порядків.

Геосинкліналі, як структури літосфери, мають ряд ознак, відмінних від рівнозначних тектонічних структур - платформ, а саме: лінійність, великий розмах і контрастність тектонічних рухів, велика товщина накопичених осадів, специфічний набір формацій, активний магматизм, регіональний метаморфізм, характерна будова кори, різкі аномальні природні фізичні поля, підвищений тепловий потік, висока сейсмічність. Ці ознаки характеризують геосинкліналі, як області максимальної тектонічної і магматичної активності земної кори, в яких з’єднання земних надр з поверхнею проявляється найбільш інтенсивно.

В.Є. Хаїним запропоновано розрізняти наступні геосинклінальні структури літосфери - геосинклінальні пояси, геосинклінальні області, геосинклінальні системи, серединні масиви та ін.

Геосинклінальні пояси являють собою протяжні складно побудовані асоціації, серед яких розрізняють прості та складні пояси. Перші характеризуються приблизно одновіковим завершенням інтенсивного геосинклінального прогинання, інверсією тектонічного режиму і горотворенням. Прості пояси характеризуються паралельністю свого простягання і тісним приляганням один до одного, перетворюючись у складні геосинклінальні пояси. Основними геосинклінальними поясами пізньодокембрійської і фанерозойської історії Землі є Тихоокеанський, Середземноморський, Північноатлантичний, Урало-Охотський, Арктичний. Всі ці пояси виникли в пізньому докембрії. Три останніх завершили свій розвиток в кінці палеозою-початку мезозою: Тихоокеанський і Середземноморський пояси продовжують свій розвиток в сучасну епоху.

Геосинклінальні пояси розвиваються на протязі багатьох сотень мільйонів, іноді більше мільярда років. На протязі такої давньої історії свого розвитку вони почергово переживали періоди деякого розширення і посилення заглиблень, а в більш короткі періоди скорочувались, звужувались, завдяки складчастості, метаморфізму, гранітизації і підняттям, які перетворювали окремі частини поясу починаючи переважно з периферії, спочатку у складчасті гірські споруди, а потім в молоді континентальні платформи. Оскільки таке чергування занурень й піднять неодноразово повторювалось в історії кожного поясу, то відповідні етапи його розвитку називають тектонічними циклами.

Геосинклінальні пояси поділяють на геосинклінальні області. Це великі сегменти геосинклінальних поясів довжиною більше 1000 км, переважно розділені зонами поперечних глибинних розломів, які розрізняються між собою особливостями будови і розвитку. Кожна область складається в поперечному перерізі із декількох геосинклінальних систем і серединних масивів, їх розділяють.

Геосинклінальні системи відображують різноманітність геосинклінальних поясів і областей в поперечному відношенні. Це означає, що геосинклінальні пояси і області складаються із зон високої рухомості, розділених відносно більш стійкими глибами континентальної кори. Ці лінійні зони високої рухомості на початковій стадії розвитку характеризуються інтенсивним заглибленням, а на заключній - потужними складко- і горотворними процесами. В поперечному перерізі геосинклінальний пояс або область складаються із декількох систем, розділених серединними масивами.

Серединні масиви - це відносно малорухомі структури літосфери і по інтенсивності тектонічного режиму подібні до платформ. В будові геосинклінальних поясів і областей серединні масиви виконують роль розмежування їх на геосинклінальні системи. На орогенному етапі розвитку серединні масиви переважно виражені міжгірськими западинами і прогинами, рідше глибовими підняттями з потовщеною континентальною корою.

Ізольовані геосинкліналі і геоантикліналі - це складові елементи геосинклінальних систем. Ізольовані геосинкліналі являють собою внутрішньогеосинклінальні вузькі та витягнуті на сотні кілометрів прогини при ширині в десятки кілометрів. Ізольовані антикліналі - це лінійні підняття, які розділяють інтрагеосинклінальні прогини в межах геосинклінальних систем.

Евгеосинкліналі та міогеосинкліналі відображують поперечну зональність геосинклінальних систем. Зовнішні геосинклінальні прогини, звернуті до суміжної платформи і відмінні слабим проявленням магматизму, називаються міогеосинкліналями. Заповнені вони переважно сланцевою, флішовою або вапняковою формаціями.

Евгеосинкліналі - це внутрішні прогини геосинклінальних систем, що примикають до серединних масивів. Вони мають високу магматичну активність як в ефузивній формі, так і в інтрузивній. Відклади евгеосинкліналей зазнають регіонального метаморфізму, перетворюючись у кристалічні породи.