Что такое тектонические структуры земной коры?

Что происходит на границах литосферных плит. Теории дрейфа материков и литосферных плит

Согласно современной теории литосферных плит вся литосфера узкими и активными зонами — глубинными разломами — разделена на отдельные блоки, перемещающиеся в пластичном слое верхней мантии относительно друг друга со скоростью 2-3 см в год. Эти блоки называются литосферными плитами.

Особенность литосферных плит — их жесткость и способность при отсутствии внешних воздействий длительное время сохранять неизменными форму и строение.

Литосферные плиты подвижны. Их перемещение по поверхности астеносферы происходит под влиянием конвективных течений в мантии. Отдельные литосферные плиты могут расходиться, сближаться или скользить друг относительно друга. В первом случае между плитами возникают зоны растяжения с трещинами вдоль границ плит, во втором — зоны сжатия, сопровождаемые надвиганием одной плиты на другую (надвигание — обдукция; поддвигание — субдукция), в третьем — сдвиговые зоны — разломы, вдоль которых происходит скольжение соседних плит.

В местах схождения континентальных плит происходит их столкновение, образуются горные пояса. Так возникла, например, на границе Евразийской и Индо-Австралийской плиты горная система Гималаи (рис. 1).

Рис. 1. Столкновение континентальных литосферных плит

При взаимодействии континентальной и океанической плит, плита с океанической земной корой пододвигается под плиту с континентальной земной корой (рис. 2).

Рис. 2. Столкновение континентальной и океанической литосферных плит

В результате столкновения континентальной и океанической литосферных плит образуются глубоководные желоба и островные дуги.

Расхождение литосферных плит и образование в результате этого земной коры океанического типа показано на рис. 3.

Для осевых зон срединно-океанических хребтов характерны рифты (от англ. rift — расщелина, трещина, разлом) — крупная линейная тектоническая структура земной коры протяженностью в сотни, тысячи, шириной в десятки, а иногда и сотни километров, образовавшаяся главным образом при горизонтальном растяжении коры (рис. 4). Очень крупные рифты называются рифтовыми поясами, зонами или системами.

Так как литосферная плита представляет собой единую пластину, то каждый ее разлом — это источник сейсмической активности и вулканизма. Эти источники сосредоточены в пределах сравнительно узких зон, вдоль которых происходят взаимные перемещения и трения смежных плит. Эти зоны получили название сейсмических поясов. Рифы, срединно-океанические хребты и глубоководные желоба являются подвижными областями Земли и располагаются на границах литосферных плит. Это свидетельствует о том, что процесс формирования земной коры в этих зонах в настоящее время происходит очень интенсивно.

Рис. 3. Расхождение литосферных плит в зоне среди нно-океанического хребта

Рис. 4. Схема образования рифта

Больше всего разломов литосферных плит на дне океанов, где земная кора тоньше, однако встречаются они и на суше. Наиболее крупный разлом на суше располагается на востоке Африки. Он протянулся на 4000 км. Ширина этого разлома — 80-120 км.

Чем дальше от границ подвижных участков к центру литосферной плиты, тем более устойчивыми становятся участки земной коры.

В настоящее время можно выделить семь наиболее крупных плит (рис. 5). Из них самая большая по площади — Тихоокеанская, которая целиком состоит из океанической литосферы. Как правило, к крупным относят и плиту Наска, которая в несколько раз меньше по размерам, чем каждая из семи самых крупных. При этом ученые предполагают, что на самом деле плита Наска гораздо большего размера, чем мы видим ее на карте (см. рис. 5), так как значительная часть ее ушла под соседние плиты. Эта плита также состоит только из океанической литосферы.

Рис. 5. Литосферные плиты Земли

Примером плиты, которая включает как материковую, так и океаническую литосферу, может служить, например, Индо-Авст- ралийская литосферная плита. Почти целиком состоит из материковой литосферы Аравийская плита.

Теория литосферных плит имеет важное значение. Прежде всего, она может объяснить, почему в одних местах Земли расположены горы, а в других — равнины

С помощью теории литосферных плит можно объяснить и спрогнозировать катастрофические явления, происходящие на границах плит.

Рельеф и геологическое строение[править | править код]

Южная граница Западной Сибири: вид на равнину с отрогов Алтайских гор (гора Церковка в Белокурихе)

Граница Западно-Сибирской равнины и Казахского мелкосопочника

Приобское плато

Поверхность Западно-Сибирской низменности равнинная с довольно незначительным перепадом высот. Тем не менее, рельеф равнины достаточно разнообразен. Самые пониженные участки равнины (50-100 м) располагаются преимущественно в центральной (Кондинская и Среднеобская низменности) и северной (Нижнеобская, Надымская и Пурская низменности) её частях. Вдоль западной, южной и восточной окраин протягиваются невысокие (до 200—250 м) возвышенности: Северо-Сосьвинская и Туринская, Ишимская равнина, Приобское и Чулымо-Енисейское плато, Кетско-Тымская, Верхнетазовская и Нижнеенисейская возвышенности. Отчетливо выраженную полосу возвышенностей образуют во внутренней части равнины Сибирские Увалы (средняя высота — 140—150 м), простирающиеся с запада от Оби на восток до Енисея, и параллельная им Васюганская равнина.

Рельеф равнины во многом обусловлен её геологическим строением, а в основании Западно-Сибирской равнины лежит эпигерцинская Западно-Сибирская плита, фундамент которой сложен интенсивно дислоцированными палеозойскими отложениями. Образование Западносибирской плиты началось в верхней юре, когда в результате обламывания, разрушения и перерождения огромная территория между Уралом и Сибирской платформой опустилась, и возник огромный седиментационный бассейн. В ходе своего развития Западносибирская плита не раз захватывалась морскими трансгрессиями. В конце нижнего олигоцена море покинуло Западно-Сибирскую плиту, и она превратилась в огромную озерно-аллювиальную равнину. В среднем и позднем олигоцене и неогене северная часть плиты испытала поднятие, которое в четвертичное время сменилось опусканием. Общий ход развития плиты с опусканием колоссальных пространств напоминает не дошедший до конца процесс океанизации. Эта особенность плиты подчеркивается феноменальным развитием заболоченности.

Фундамент Западно-Сибирской плиты покрыт чехлом рыхлых морских и континентальных мезозойско-кайнозойских пород (глин, песчаников, мергелей и тому подобных) общей мощностью свыше 1000 м (во впадинах фундамента до 3000—4000 м). Самые молодые, антропогеновые, отложения на юге — аллювиальные и озёрные, нередко прикрытые лёссами и лёссовидными суглинками; на севере — ледниковые, морские и ледниково-морские (мощность местами до 200 м). В северной части Западно-Сибирской плиты (самой погруженной) находятся Надым-Тазовская и Ямало-Гыданская синеклизы, разделённые узким субширотным Мессояхским мегавалом. В центральной части Западно-Сибирской плиты находится несколько удлинённых в долготном направлении антеклиз, синеклиз и узких глубоких жёлобов: Ханты-Мансийская синеклиза, Хантейская антеклиза (с Сургутским и Нижневартовским сводами), Пурский жёлоб (над южной частью Колтогорско-Уренгойского рифта), Кеть-Вахская антеклиза и Худосейский жёлоб с Чулымской синеклизой. К югу от Кеть-Вахской и Хантейской антеклиз находятся субширотно вытянутая Среднеиртышская и Кулундинская синеклизы.

Отдельные геологические структуры, несмотря на мощный слой отложений находят отражение в рельефе равнины: так, пологим антиклинальным поднятиям отвечают, например, возвышенности Верхнетазовская и Люлимвор, а Барабинская и Кондинская низменности приурочены к синеклизам фундамента плиты. Однако в Западной Сибири нередки и несогласные (инверсионные) морфоструктуры. К ним относятся, например, Васюганская равнина, сформировавшаяся на месте пологой синеклизы, и Чулымо-Енисейское плато, располагающееся в зоне прогиба фундамента.

В манжете рыхлых отложений заключены горизонты подземных вод — пресных и минерализованных (в том числе рассола), встречаются также горячие (до 100—150°С) воды. Есть промышленные месторождения нефти и природного газа (Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн). В районе Ханты-Мансийской синеклизы, Красносельского, Салымского и Сургутского районов, в пластах баженовской свиты на глубине 2 км имеются крупнейшие в России запасы сланцевой нефти.

Тектоническое районирование

Тектоническое районирование – это выделение естественных участков земной коры на основе их историко-геологического развития, особенностей морфологии и комплексного изучения.

Территория России в основном лежит в пределах крупнейшей Евразиатской плиты. Плита делится на более мелкие части.

В основании России лежат две древние платформы:

1. Восточно-Европейская, возраст которой допозднепротерозойский;
2. Сибирская платформа дораннепротерозойского возраста.

Восточно-Европейская платформа достаточно хорошо изучена, на платформе пробурены тысячи скважин, проведены детальные геофизические исследования, в результате которых была выявлена внутренняя структура фундамента. Сибирская платформа менее изучена. Между докембрийскими платформами расположился Урало-Монгольский складчатый пояс, который на юге ограничивают древние Таримская и Китайская платформы. Меридиональная часть складчатого пояса, имеющего дугообразную форму, иногда называется Урало-Сибирской, а широтная – Центрально-Азиатской частью. В позднем протерозое произошло раздробление суперконтинента Родиния, что привело к возникновению Урало-Сибирского пояса. В составе суперконтинента находились все современные докембрийские платформы, но их местонахождение было другим. Разрушение привело к резкому срезанию структур фундамента Восточно-Европейской и Сибирской платформ и образованию складчатых областей. Складчатые области возникали и при замыкании бассейнов с корой океанического типа, которые разделялись континентальными блоками. В Урало-Сибирском поясе были созданы складчатые области и системы, в пределах которых появились ещё более мелкие структуры. К ним можно отнести торрейны или структурно-фациальные зоны. Складчатые структуры Урало-Сибирского пояса относятся к байкальскому, салаирскому, каледонскому, герцинскому, киммерийскому и альпийскому возрасту. В северо-западной европейской части России находится эпибайкальская Тимано-Печорская плита.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

К юго-западному краю Сибирской платформы примыкает область байкальской складчатости. Дальше идет обширная область Алтайско-Саянской палеозойской складчатости – салаирский, каледонский, герцинский возраст. В эту зону попадает северная небольшая часть Средиземноморского складчатого пояса, а в районе Кавказского пересечения встречаются его внутренние части. В составе пояса находятся Скифская и южная часть Туранской плит. Попадают сюда и глубоководные впадины Черного и южная часть Каспийского морей.

Восточная часть России лежит в пределах северо-западной части Тихоокеанского складчатого подвижного пояса. Развитие этого пояса продолжается. К востоку от Сибирской платформы расположилась мезозойская Верхояно-Чукотская складчатость. Она делится на Верхоянский пояс и северо-восточную Новосибирско-Чукотскую систему. Позднемеловой Охотско-Чукотский вулкано-плутонический пояс находится между Верхояно-Чукотской и Корякско-Камчатской областями. Он тянется вдоль побережья Охотского моря на 3 тыс. км. Акваторию Охотского моря с востока ограничивает Восточно-Камчатско-Курильская складчатая система позднего кайнозоя. В юго-западной её части расположилась кайнозойская Сахалинская складчатая область.

Территория России, таким образом, имеет сложное геологическое строение, в составе которого есть древние докембрийские платформы, плиты более молодого возраста, складчатые области, системы и пояса.

Платформы и их строение

Платформа — это крупный, относительно устойчивый и тектонически спокойный участок земной коры, имеющий двухъярусное строение. Нижний ярус платформы — кристаллический фундамент, верхний — осадочный чехол (рис. 5). Кристаллический фундамент — древнее основание платформы, сложенное магматическими и метаморфическими породами. Осадочный чехол — верхний ярус платформы, сложен обычно более молодыми осадочными горными породами. Средняя мощность чехла на платформе составляет 5—6 км, максимальная достигает более 10 км (Прикаспийская низменность).

Платформы — это основные элементы тектонической структуры материков. Платформы характеризуются равнинным рельефом. Для них характерны отсутствие или редкие проявления вулканической деятельности, очень слабая сейсмичность.

В пределах платформ выделяют плиты и щиты. Платформенные плиты — крупные (сотни и даже тысячи километров в поперечнике) части платформы, перекрытые осадочным чехлом. Плиты занимают основную площадь древних и молодых платформ, для них характерен мощный сформировавшийся чехол (например, Северо-Американская и Восточно-Европейская плиты). В рельефе платформенным плитам соответствуют равнины.

Щиты — это участки платформ, на которых кристаллический фундамент выходит на поверхность Земли, обнажается. Это части древних платформ, которые в течение длительного геологического времени поднимались, подвергаясь разрушению. Примерами таких образований являются Балтийский (равнины Скандинавии), Украинский (Подольская возвышенность) щиты в пределах Восточно-Европейской платформы, Канадский щит (Лаврентийская возвышенность) на Северо-Американской платформе.

В пределах щитов выявлены крупные месторождения рудных полезных ископаемых: золота, марганцевых, урановых и железных руд, алмазов. С осадочным чехлом в пределах плит связаны месторождения осадочных полезных ископаемых: нефти, природного газа, каменного угля, калийных солей и др.

По времени образования кристаллического фундамента платформы делятся на древние и молодые. Древние платформы занимают до 40 % площади материков.

Древние платформы подразделяются на 3 типа: лавразийский, гондванский и переходный. К первому типу относятся Северо-Американская, Восточно-Европейская и Сибирская платформы, образованные в результате распада суперконтинента Лавразия. Они преимущественно погружаются, и для них характерны шельфовые моря. Ко второму типу относятся Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индийская, Австралийская и Антарктическая платформы, бывшие в составе Гондваны. В них поднятия преобладают над погружениями, в результате чего осадочный чехол еще не сформировался и распространен ограниченно. К третьему переходному типу относится Китайская платформа, разделенная на отдельные блоки и отличающаяся молодостью, неустойчивостью и повышенной сейсмичностью.

К древним платформам примыкают молодые: Западно-Сибирская, Патагонская, Туранская платформы. Фундамент их образован на более поздних стадиях развития земной коры и имеет складчатое строение. Он сложен в основном осадочно-вулканическими породами. Молодые платформы занимают лишь 5 % всей площади континентов. (Покажите на карте «Строение земной коры» расположение платформ на Земле.)

Литосферные плиты и их движение. Океаническая и континентальная кора Земли

Взаимодействие плит также приводит к формированию двух различных типов земной коры — океанической и континентальной. Поскольку в океанах, как правило, находятся стыки различных литосферных плит, их кора постоянно изменяется — разламывается или поглощается другими плитами. На месте разломов возникает непосредственный контакт с мантией, откуда поднимается раскаленная магма. Остывая под воздействием воды, она создает тонкий слой из базальтов — основной вулканической породы. Таким образом, океаническая кора полностью обновляется раз в 100 миллионов лет — самые старые участки, которые находятся в Тихом океане, достигают максимального возраста в 156–160 млн лет.

Важно! Океаническая кора — это не вся та земная кора, что находится под водой, а лишь ее молодые участки на стыке материков. Часть континентальной коры находится под водой, в зоне стабильных литосферных плит

Возраст океанической коры (красный соответствует молодой коре, синий — старой).

Кора Земли разделена разломами на литосферные плиты, представляющие собой огромные цельные блоки, достигающие верхних слоев мантии. Они являются крупными стабильными частями земной коры и находятся в непрерывном движении, скользя по поверхности Земли. Литосферные плиты состоят либо из материковой, либо из океанической коры, а в некоторых континентальный массив сочетается с океаническим. Выделяют 7 наиболее крупных литосферных плит, которые занимают 90% поверхности нашей планеты: Антарктическая, Евразийская, Африканская, Тихоокеанская, Индо-Австралийская, Южноамериканская, Североамериканская. Кроме них существуют десятки плит средних размеров и много мелких. Между средними и крупными плитами находятся пояса в виде мозаик из мелких плит коры.

Теория тектоники литосферных плит

Теория литосферных плит изучает их движение и процессы, связанные с этим движением. Данная теория гласит о том, что причиной глобальных тектонических изменений является горизонтальное перемещение блоков литосферы — плит. Тектоника литосферных плит рассматривает взаимодействие и движение блоков земной коры.

Теория Вагнера

О том, что литосферные плиты горизонтально перемещаются, впервые высказал предположение в 1920-х годах Альфред Вагнер. Он выдвинул гипотезу о «дрейфе континентов», но она в то время не была признана достоверной. Позже, в 1960-х годах, проводились исследования океанического дна, в результате которых подтвердились догадки Вагнера о горизонтальном движении плит, а также выявлено наличие процессов расширения океанов, причиной которых является формирование океанической коры (спрединг). Основные положения теории в 1967-68 годах сформулировали американские геофизики Дж. Айзекс, К. Ле Пишон, Л. Сайкс, Дж. Оливер, У. Дж. Морган. Согласно этой теории границы плит находятся в зонах тектонической, сейсмической и вулканической активности. Границы бывают дивергентными, трансформными и конвергентными.

Движение литосферных плит

Литосферные плиты приходят в движение вследствие перемещения вещества, находящегося в верхней мантии. В зонах рифтов это вещество прорывает кору, расталкивая плиты. Большая часть рифтов располагается на океаническом дне, так как там земная кора гораздо тоньше. Наиболее крупные рифты, которые существуют на суше, находятся возле озера Байкал и Великих Африканских озер. Движение литосферных плит происходит со скоростью 1-6 см за год. Когда они между собой сталкиваются, на их границах возникают горные системы при наличии материковой коры, а в случае, когда одна из плит имеет кору океанического происхождения, образуются глубоководные желоба.

Основные положения тектоники плит сводятся к нескольким пунктам

1. В верхней каменной части Земли существуют две оболочки, которые значительно отличаются по геологическим характеристикам. Этими оболочками являются жесткая и хрупкая литосфера и находящаяся под ней подвижная астеносфера. Подошва литосферы представляет собой раскаленную изотерму температурой 1300°С.
2. Литосфера состоит из непрерывно движущихся по поверхности астеносферы плит земной коры.

Литосферные плиты Земли представляют собой огромные глыбы. Их фундамент образован сильно смятыми в складки гранитными метаморфизированными магматическими породами. Названия литосферных плит будут приведены в статье ниже. Сверху они прикрыты трех-четырехкилометровым «чехлом». Он сформирован из осадочных пород. Платформа имеет рельеф, состоящий из отдельных горных хребтов и обширных равнин. Далее будет рассмотрена теория движения литосферных плит.

Строение земной коры

Почти вся территория нашей страны расположена в пределах Еврази- атской литосферной плиты. Границы этой плиты находятся далеко от рубежей России (рис. 28). Всё это определяет геологическую стабильность на большей части территории страны. Только на самом востоке к Евразийской плите примыкают несколько как крупных плит (Северо-Американская и Тихоокеанская), так и относительно небольших (Охотоморская и Амурская). На границах литосферных плит идут сложные и разнообразные процессы, связанные со столкновением и раздвижением литосферных блоков. Но бо́льшая часть территории страны в геологическом отношении спокойна.

Однако были периоды, когда на территории России происходили значительные геологические события.

В протерозойское время территория нынешнего Среднесибирского плоскогорья была разбита системой глубоких трещин, по которым к поверхности Земли устремилось вещество мантии. Многие миллионы лет на огромной площади продолжались почти непрерывные вулканические извержения!

В каменноугольном периоде пришли в столкновение две литосферные плиты, которые образовали нынешнюю — Евразиатскую. В результате на их границе образовался огромный горный хребет, по высоте почти равный современным Гималаям. Где он сейчас? Стоит на том же месте, где и возник. Только силы выветривания полностью изменили его облик. На месте поднимавшихся к самым облакам заснеженных вершин теперь невысокие, сильно разрушенные горы — Уральские.

А в мезозое обширный участок суши, лежащий к востоку от Урала, опустился на 2-3 км, и на месте нынешней Западно-Сибирской равнины было огромное море.

Для характеристики истории формирования и строения земной коры используют тектонические карты. В основу этих карт положен возраст формирования тектонических структур (платформ и складчатых областей).

Складчатые области

В складчатых областях разного возраста образовались горные сооружения. Процессы складкообразования проходили на территории всей России, только в одних местах этот процесс закончился ещё в архее или протерозое, а в других местах складкообразование закончилось значительно позже. В третьих местах процесс складкообразования продолжается и сегодня. Согласно геосинклинальной теории развития земной коры, эти области получили название геосинклиналей.

Определение 3

Геосинклиналь – это подвижный участок земной коры. Для неё характерны большие амплитуды скорости движений, сильная магматическая активность и преобладание погружений.

Развитие всех материков проходило через стадию геосинклинали, не исключение и территория России. Развитие геосинклинали заканчивается складкообразованием, сопровождающееся вертикальными поднятиями, внедрением интрузий, проявлением вулканической деятельности. Эти процессы происходят при столкновении литосферных плит.

Известны такие складчатости:

1. Байкальская складчатость;
2. Каледонская складчатость;
3. Герцинская складчатость;
4. Мезозойская складчатость;
5. Кайнозойская складчатость.

Байкальская складчатость относится к самой древней, это время нижнего кембрия протерозойской эры. Область этой складчатости относят к метаплатформенным областям. Структуры, которые она создала частично входят в состав фундамента платформ, и примыкают к окраинам древних платформ.

В пределах Урало-Монгольского пояса в позднем протерозое началось прогибание, а в нижнем палеозое в его пределах начинает проявляться каледонская складчатость. С каледонской складчатостью связано образование горных сооружений в Западном Саяне, Кузнецком Алатау, Салаире, на востоке Алтая и Тувы, в Забайкалье, на юге Западной Сибири. Отложения нижнего палеозоя на этих территориях смяты в складки и метаморфизованы.

Герцинская складчатость проявляется в верхнем палеозое в Уральско-Новоземельской области, на западе Алтая, в Томь-Колыванской зоне. Её проявление есть и в Монголо-Охотской зоне. На просторах Западной Сибири герцинская складчатость является завершающей.

Мезозойская складчатость характерна для северо-востока Сибири, Восточного Забайкалья и Южной части Дальнего Востока. Территорию, расположенную в бассейне Амура рассматривают отдельно как Амурскую складчатость.

Кайнозойская складчатость. В ней выделяют Средиземноморско-Гималайский пояс и Тихоокеанский пояс. Области кайнозойской складчатости вытянуты по южной окраине СНГ в широтном направлении. К Средиземноморско-Гималайскому поясу относятся Карпаты, горный Крым, Кавказ, Копет-Даг, памиро-Алай. Тихоокеанский пояс представляет собой складчатые дуги Восточной Азии. На территории России образовались хорошо выраженные ветви – Курило-Камчатско-Корякская и Хоккайдо-Сахалинская – это Корякский хребет, полуостров Камчатка, Курильские острова, остров Сахалин, внешняя зона хребта Сихотэ-Алинь.

Замечание 3

Эпохи складчатости заканчивались в истории Земли возникновением на месте геосинклиналей крупных складчатых областей.