Как называется прогиб фундамента платформы

Геология

о теории и практике

Платформы

Платформы. Платформы обычно противопоставляют геосинклиналям как области меньшей подвижности земной коры и выделяют два их типа: материковые платформы, или эпейрократоны, и океанические платформы, или талассо-кратоны (от греч. epeiros — суша, thalassa — море, нем. Kraton — платформа), между которыми нет ничего общего, кроме сходства режимов колебательных движений.

Материковые платформы всегда возникают на месте геосинклиналей, утративших тектоническую активность и превратившихся в складчатые области. Поэтому характерной структурной особенностью материковых платформ является двухъярусное строение. Нижний ярус любой материковой платформы — ее фундамент — представлен эродированной складчатой областью, несогласно перекрытой полого залегающими и лишь местами слабо дислоцированными породами верхнего яруса — платформенного чехла. Платформенный чехол на некоторых участках платформ может быть уничтожен эрозией и на поверхность могут выходить породы фундамента. По предложению А. Д. Архангельского крупные участки платформ, лишенные платформенного чехла, называются щитами, а участки, на которых чехол сохранился, плитами.

Н. С. Шатский предложил называть платформы по возрасту их складчатого фундамента с приставкой «эпи» (над) или «после», т. е. по времени появления платформы как таковой. Например, Русскую и Сибирскую платформы он назвал эпипротерозойскими, Скифскую — эпигерцинской и т. д.

Тектонические структуры платформенного чехла резко отличаются от структур складчатых областей по отсутствию линейных складок и пологому залеганию осадочных и вулканогенных пород, лишь в некоторых, относительно небольших районах нарушенному проявлениями конседиментационной (прерывистой) складчатости. Разрывные нарушения проявлены широко, но основная их масса сосредоточена в фундаменте платформ.

К числу крупных платформенных структур относятся сложные грабены, отграниченные от смежных с ними участков плит системами глубинных разломов, названные в 1961 г. акад. Н. С. Шатским авлакогенами. Размеры крупных авлакогенов около 1000 км в длину и 100—200 км в поперечнике (рис. 191).

Авлакогены — одна из основных особенностей платформ, их значение в формировании платформенных структур очень велико. Уже в протерозое они разбили древние щиты на отдельные массивы, фиксировали участки чрезвычайно длительного устойчивого прогибания и накопления осадков, выделенные еще в 1903 г. акад. А. П. Павловым под названием синеклиз ,(см. с. 450).

А. А. Богданов назвал верхнепротерозойские авлакогены ранними, а заложенные в фанерозое — поздними. Авлакогены выполнены континентальными и прибрежно-морскими терригенно-доломитовыми и вулканогенными породами, почти не метаморфизованными и слабо дислоцированными, отложенными при очень быстром прогибании поверхности. Эти породы ложатся с резким угловым несогласием на протерозойские и архейские у породы кристаллического фундамента платформ. По разломам, ограничивающим грабены авлакогенов, внедрялись штоки и дайки основных пород и проникали эффузивы и пирокласты габбро-диабазового состава. Мощность пород, выполняющих авлакогены, от сотен до первых тысяч метров.

Прогибание земной коры, вначале приуроченное к собственно авлакогену, в дальнейшем охватывало огромные пространства синеклиз, имеющие сотни километров в поперечнике и распространяющиеся на многие десятки тысяч квадратных километров. Это очень пологие прогибы. Наклон слоев на крыльях синеклиз измеряется долями градуса, или немногими метрами на километр. При этом характерно несколько более крутое падение «глубоко залегающих слоев и относительно пологое верхних. Мощности слоев больше в центральных частях синеклиз и уменьшаются на их крыльях.

Синеклизы ограничены крупными поднятиями — антеклизами, в сводах которых не только резко снижается мощность слоев, выполняющих смежные синеклизы, но может отсутствовать и весь осадочный чехол (на поверхность выходит кристаллический фундамент).

Синеклизы и антеклизы — крупнейшие структурные формы платформ очень древнего заложения, сложного и длительного развития. Очень важно подчеркнуть изумительную устойчивость областей прогибания и седиментации, которая сохраняется в течение сотен миллионов лет так же, как и существование устойчивых областей воздымания — антеклиз.

Среди крупных прогибов платформ особое место занимает глубочайшая в мире Прикаспийская впадина, расположенная в юго-восточной части Русской платформы, от которой она отделена крупными разломами фундамента, выраженными в платформенном чехле флексурами и сбросами. От Урала и кряжа Карпинского (с востока и юга) Прикаспийская]впадина также отделена разломами. По данным глубинного сейсмического зондирования мощность платформенного чехла в центральной части впадины достигает 18—25 км. По амплитуде прогиба земной коры Прикаспийская впадина сравнима с котловинами Черного и Каспийского морей, с которыми она сопряжена.

Крупнейшие структуры платформ — авлакогены и связанные с ними синеклизы, антеклизы, а также глубочайшие депрессии типа Прикаспийской впадины — отражены не только в структурах платформенного чехла и фундамента, но и в строении всей земной фры. Например, в Днепровско-Донецком авлакогене, ограниченном с боков глубинными разломами, заложенными в девоне — раннем карбоне, отмечается подъем поверхности Мохоровичича (т. е. вспучивание мантии) за счет уменьшения мощности базальтового и гранитного слоев земной коры. Еще более значительные изменения строения земной коры обнаружены под Причерноморской впадиной. Оказалось, что в центральной части впадины поверхность фундамента Русской платформы погружается местами до 18—25 км. На этих глубинах «гранитный слой» отсутствует и платформенный чехол лежит непосредственно на «базальтовом слое». Поверхность Мохоровичича, как и в Днепровско-Донецком авлакогене, воздымается к центру Прикаспийской впадины от 35—38 до 30 км, т. е. раздел Мохоровичича поднимается на 5—8 км, а мощность коры снижается местами до 5 км. Изменения состава и мощности земной коры объясняют по-разному. Одни исследователи связывают это с растяжением коры, другие — с эрозией (предполагается, что прэгибанию предшествовало интенсивное поднятие и эрозия уничтожила «гранитный слой»), третьи — с базификацией «гранитного слоя» (погруженная кора была интенсивно инъецирована железо-магнезиальными магматическими расплавами и приобрела физические свойства «базальтового слоя»).

Все структуры — от крупнейших до мелких — взаимосвязаны: авлакогены разбивают древние щиты на отдельные массивы, а их формирование завершается образованием синеклиз; валы, как правило, осложняют си-неклизы, а сами осложнены брахиантиклиналями и куполами. Н. Н. Форш (1953 г.) подметил, что валы на Русской платформе всегда резко асимметричны: с одним пологим, иногда еле заметным крылом, а с другим крутым, флексурообразным (углы падения слоев до 20°). При этом валы обычно вытянуты параллельно крыльям антеклиз и крутое крыло обращено в сторону соседней синеклизы. Н. Н. Форш пришел к выводу, что валы отражают ступенчатые разломы, осложняющие крылья синеклиз. К аналогичным выводам пришел и В. В. Белоусов, подметивший, что валы расположены параллельно изопахитам (линиям, соединяющим точки с одинаковыми мощностями осадков), т. е. параллельно границам антеклиз и синеклиз.

Источник

Как называется прогиб фундамента платформы

Платформы — это относительно устойчивые участки земной коры. Возникают они на месте существовавших ранее складчатых сооружений высокой подвижности, образующихся при замыкании геосинклинальных систем, путём последовательного их превращения в тектонически стабильные участки.

Характерной чертой строения всех литосферных платформ Земли является их строение из двух ярусов или этажей.

Нижний структурный этаж называется также фундаментом. Сложен фундамент из сильно дислоцированных метаморфизованных и гранитизированных пород, пронизанных интрузиями и тектоническими разломами.

По времени образования фундамента платформы делятся на древние и молодые.

Древние платформы, составляющие к тому же ядра современных материков и называемые кратонами, имеют докембрийский возраст и сформировались в основном к началу позднего протерозоя. Древние платформы разделяются на 3 типа: лавразийский, гондванский и переходный.

К первому типу относятся Северо-Американская (Лавренция), Восточно-Европейская и Сибирская (Ангарида) платформы, образованные в результате распада суперконтинента Лавразия, который в свою очередь образовался после распада протоконтинента Пангея.

Ко второму: Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая. Антарктическая платформа до палеозойской эры была разделена на Западную и Восточную платформу, которые объединились лишь в палезойской эре. Африканская платформа в архее была разделена на протоплатформы Конго (Заир), Калахари (Южно-Африканская), Сомали (Восточно-Африканская), Мадагаскар, Аравия, Судан, Сахара. После распада суперконтинента Пангея африканские протоплатформы, за исключением Аравийской и Мадагаскарской, объединились. Окончательное объединение произошло в палеозойскую эру, когда Африканская платформа превратилась в Африкано-Аравийскую платформу в составе Гондваны.

К третьему промежуточному типу относятся платформы небольшого размера: Сино-Корейская (Хуанхэ) и Южно-Китайская (Янцзы), которые в разное время являлись как частью Лавразии, так и частью Гондваны.

В фундаменте древних платформ участвуют архейские и раннепротерозойские образования. В пределах Южно-Американской и Африканской платформ часть образований относится к верхнепротерозойскому времени. Образования глубокометаморфизованы (амфиболитовая и гранулитовая фации метаморфизма); главную роль среди них играют гнейсы и кристаллические сланцы, широко распространены граниты. Поэтому такой фундамент называют гранитогнейсовым или кристаллическим.

Молодые платформы сформировались в палеозойское или позднекембрийское время, они окаймляют древние платформы. Их площадь лишь 5% от всей площади континентов. Фундамент платформ сложен фанерозойскими осадочно-вулканическими породами, испытавшими слабый (зеленосланцевая фация) или даже только начальный метаморфизм. Встречаются блоки более глубокометаморфизованных древних, докембрийских, пород. Граниты и другие интрузивные образования, среди которых следует отметить офиолитовые пояса, играют подчиненную роль в составе. В отличие от фундамента древних платформ фундамент молодых именуется складчатым.

В зависимости от времени завершения деформаций фундамента разделение молодых платформ на эпибайкальские (наиболее древние), эпикаледонские и эпигерцинские.

К первому типу относятся Тимано-Печорская и Мизийская платформы Европейской России.

Ко второму типу относятся Западно-Сибирская и Восточно-Австралийская платформы.

К третьему: Урало-Сибирская, Среднеазиатская и Предкавказская платформы.

Между фундаментом и осадочным чехлом молодых платформ часто выделяется промежуточный слой, к которому относятся образования двух типов: осадочное, молассовое или молассово-вулканическое выполнение межгорных впадин последнего орогенного этапа развития подвижного пояса, предшествовавшего образованию платформы; обломочное и обломочно-вулканогенное выполнение грабенов, образованных на стадии перехода от орогенного этапа к раннеплатформенному

Верхний структурный этаж или платформенный чехол сложен неметаморфизованными осадочными породами: карбонатными и мелководными песчано-глинистыми в платформенных морях; озёрными, аллювиальными и болотными в условиях гумидного климата на месте бывших морей; эоловыми и лагунными в условиях аридного климата. Породы залегают горизонтально с размывами и несогласием в основании. Мощность осадочного чехла обычно 2-4 км.

В ряде мест осадочный слой в результате поднятия или размыва отсутствует и фундамент выходит на поверхность. Такие участки платформ называют щитами. На территории России известны Балтийский, Алданский и Анабарский щиты. В пределах щитов древних платформ выделяют три комплекса пород архейского и нижнепротерозойского возраста:

Зеленокаменные пояса, представленные мощными толщами закономерно перемежающихся пород от ультраосновных и основных вулканитов (от базальтов и андезитов к дацитам и риолитам) к гранитам. Их протяжённость до 1000 км при ширине до 200 км.

Комплексы орто- и пара- гнейсов, образующие 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.

Участки где фундамент перекрыт всюду мощным осадочным чехлом называют плитами. Большинство молодых платформ по этой причине называют иногда просто плитами.

Наиболее крупными элементами платформ являются синеклизы: обширные впадины или прогибы с углами наклона всего в несколько минут, что соотвествуют первым метрам на километр движения. В качестве примера синеклиз можно назвать Московскую с центром вблизи одноименного города и Прикаспийскую в пределах Прикаспийской низменности. В противоположность синеклизам крупные поднятия платформ называются антеклизами. На Европейской территории России известны Белорусская, Воронежская и Волго-Уральская антеклизы.

Крупными отрицательными элементом платформ являются также грабены или авлакогены: узкие протяжённые участки, линейно ориентированные и ограниченные глубинными разломами. Бывают простыми и сложными. В последнем случае наряду с прогибами в их состав входят поднятия — горсты. Вдоль авлакогенов развит эффузивный и интрузивный магматизм с которым связано формирование вулканических покровов и трубок взрыва. Все магматические породы в пределах платформ называются траппами.

Более мелкими элементами являются валы, купола и т.д.

Литосферные платформы испытывают вертикальные колебательные движения: поднимаются или опускаются. С подобными движениями связывают неоднократно происходившие в течении всей геологической истории Земли трансгрессии и регрессии моря.

В Центральной Азии с новейшими тектоническими движениями платформ связывают образование горных поясов Центральной Азии: Тянь-Шаня, Алтая, Саян и т.д. Подобные горы называют возрожденными (эпиплатформы или эпиплатформенные орогенные пояса или вторичные орогены). Они формируются в эпохи оррогенеза в районах примыкающих к геосинклинальным поясам.

Источник

Литология. Структурная геология

Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций

Литология. Структурная геология

Р. А. Щеколдин. Конспекты лекций

Платформы и складчатые области.
Структуры платформ

Глубинными тектоническими структурами, структурными элементами первого порядка являются континенты и океаны. Оставляя в стороне структуры океанического дна, обратимся к континентам. В пределах континентов наиболее крупными тектоническими элементами – структурными элементами второго порядка – являются подвижные пояса и устойчивые глыбы (платформы). Различия подвижных поясов и платформ впервые обратили на себя внимание в середине XIX века. Было установлено, что первые характеризуются на начальных стадиях своего развития значительным погружением, отраженным в больших мощностях осадков. На заключительных стадиях это погружение сменяется поднятием – горообразованием и складкообразованием, в результате чего на месте подвижных поясов образуются орогенные пояса. Платформы, напротив, отличаются малой амплитудой погружений и поднятий, малыми мощностями осадков, слабым проявлением складкообразования и плоским рельефом. Впоследствии эта характеристика складчатых областей и платформ была существенно уточнена, кроме того, было установлено существование особого типа подвижных орогенных поясов, которые возникли на месте территорий, довольно долго перед этим развивавшихся в платформенном режиме (эпиплатформенные орогенные пояса). Для платформ характерен плоский рельеф, со средним уровнем порядка +0,5 км. Подвижные пояса, наоборот, характеризуются своей линейностью; они тесно связаны с чрезвычайно протяженными глубинными разломами того же направления, что и общее простирание пояса. На платформах разломы проявляются менее отчетливо, особенно в осадочном чехле; разломы различных направлений примерно равноправны. Рельеф подвижных поясов обнаруживает резкие отклонения от приведенного выше платформенного уровня – до +9 км.

Складчатые области, их очертания и положение по отношению к платформам

В пределах складчатых поясов выделяют складчатые системы (например, Большой Кавказ, Малый Кавказ, Южный Тянь-Шань, Сихотэ-Алинь, Восточный Саян) и срединные массивы (например, Закавказский, Колымский), а в орогенных поясах – соответственно складчатые системы, межгорные и передовые (краевые) прогибы. Складчатые системы состоят из антиклинориев и синклинориев. Платформы составляют основной элемент структуры материков. По всем своим особенностям платформы – относительно устойчивые, стабильные, консолидированные складчатостью, метаморфизмом и интрузиями крупные (многие тысячи километров в поперечнике) глыбы литосферы – противоположны подвижным поясам, в результате отмирания которых они возникали.

Строение платформ

По своим очертаниям платформы представляют неправильные многоугольники, стороны которых образованы краевыми разломами (краевыми швами) смежных складчатых поясов. Таким образом, площади платформ – это по существу площади, не затронутые раздроблением, с которым было связано заложение и развитие окружающих подвижных поясов. Очертания платформ и подвижных поясов определяются заново в начале каждого очередного тектонического цикла в результате их активного взаимодействия. Системы тесно расположенных параллельных глубинных разломов порождают окружающие платформы подвижные пояса, но отдельные из этих разломов проникают глубоко в тело платформы, нередко пересекая ее целиком. Вдоль таких разломов могут возникать внутриплатформенные зоны повышенной подвижности, получившие название «авлакогенов». Они будут рассмотрены несколько позднее. Другие разломы определяют границы крупных положительных и отрицательных структур платформы. Разломы, пересекающие тело платформы, параллельны господствующим системам разломов смежных подвижных поясов, а в целом образуют сетку пересекающихся линий нескольких направлений, чем и определяется отсутствие у внутриплатформенных структур какой-либо ориентировки. Несмотря на то, что в своей основе контуры платформ определяются глубинными разломами, переход от платформ к смежным складчатым поясам на некоторых участках может быть довольно постепенным. Объясняется это тем, что платформы нередко окаймляются не одиночными разломами, а зонами параллельных разломов, вдоль которых происходит ступенчатое погружение фундамента. Кроме того, в разные эпохи то одни, то другие разломы играют роль главных краевых разломов платформы.

Все платформы возникли на месте более древних подвижных поясов. Породы, образовавшиеся в течение складчатой предыстории платформ, составляют фундамент, или складчатое основание (цоколь). Как правило, они интенсивно складчаты и более или менее метаморфизованы; значительное участие в их строении принимают магматические образования, как эффузивные, так и интрузивные (особенно характерны граниты). В случае преобладания в фундаменте гранитов и высокометаморфизованных пород – гнейсов, кристаллических сланцев – фундамент называют кристаллическим. Фундамент перекрывается неметаморфизованными и, как правило, очень слабо нарушенными, на значительных пространствах залегающими практически горизонтально, осадочными и местами вулканическими породами. Эти породы составляют осадочный чехол платформ, отвечающий платформенному этапу развития данной территории. Обычно осадочный чехол отделяется от фундамента резко выраженным региональным несогласием – структурным несогласием. Окончание образования пород фундамента отделено от начала накопления осадочного чехла значительным интервалом времени – десятками или даже сотнями миллионов лет. Однако это относится в полной мере лишь к древним платформам с докембрийским фундаментом. Возраст платформы определяется по возрастным соотношениям фундамента и осадочного чехла, указывающим на время окончания складчатого развития и установления платформенного режима. Платформы, по предложению Н.С. Шатского, называют с приставкой «эпи» («после» – греч.), добавляемой к названию складчатости, сформировавшей фундамент. Платформы, сложившиеся уже к середине протерозоя (эпикарельские) называют древними. Эпибайкальские и более поздние – молодыми.

Структурное расчленение платформ.

В качестве наиболее крупных структурных элементов платформ выделяются щиты и плиты.

Щитами называются обширные части платформ, лишенные осадочного чехла, где на поверхности обнажаются породы фундамента. Щиты длительное время испытывали преобладающее поднятие, вследствие чего являлись областями размыва. В поперечнике они достигают 1000-1500 км. Таковы Балтийский щит Восточно-Европейской платформы, Алданский щит Сибирской платформы, Канадский щит Северо-Американской платформы и другие.

Плиты представляют собой те обширные области платформ, где фундамент повсеместно или почти повсеместно скрыт под осадочным чехлом. В пределах плит складчатый фундамент иногда обнажен на отдельных поднятиях при достаточной глубине современного эрозионного среза. Такие ограниченные участки выходов на поверхность, или неглубокого (десятки и первые сотни метров от поверхности) залегания фундамента называются массивами (кристаллическими массивами) и выступами. Примерами могут служить Воронежский выступ Восточно-Европейской платформы, Анабарский массив Сибирской платформы. В противоположность щитам, плиты являются областями относительного опускания с накоплением и сохранением на них осадочного чехла. Осадочные толщи плит около щитов и массивов в направлении к ним фациально изменяют свой состав, уменьшаются в мощности и выклиниваются. Примером плит может служить Русская плита Восточно-Европейской платформы.

Плиты осложняются подчиненными им изгибами различных очертаний (платформенными структурами второго порядка) – синеклизами и антеклизами (рис. 1).

Источник