13. Главные структурные элементы литосферы
Под термином “структурный элемент” (или тектоническая структура) понимается обособленный участок литосферы (земной коры), отличающийся от сопредельных участков определенным сочетанием состава, условий залегания и геофизических параметров слагающих его пород. Отличительные черты определяются спецификой проявления тектонических движений, процессов магматизма, метаморфизма и осадконакопления, т.е. тем или иным тектоническим (геодинамическим) режимом, проявлявшимся в период формирования или на отдельных этапах развития данного участка [1, 2].
Во вводной части упоминалось (см. Предмет геотектоники), что структурные элементы весьма разнообразны. Крупнейшими же структурами литосферы (или структурами первого порядка) являются литосферные плиты, океаны и континенты, при этом океаны и континенты выделяются по геолого-структурному признаку, а литосферные плиты – геодинамическому [6, 7].
Характеристика литосферных плит была приведена ранее (см. подглаву 4.1, Рис. 13.1).
Рис. 13.1. Литосферные плиты современной Земли.
Океаны и континенты понимаются в геолого-геофизическом, а не географическом смысле. Граница между ними проходит не по береговой линии, а по зоне выклинивания континентальной коры, т.е. в подножии континентального склона (см. рис. 2.17). В связи с этим, на континенты, при их геологическом рассмотрении, приходится ~40 % земной поверхности, тогда как в географическом плане они занимают лишь ~30 % земной поверхности (рис. 13.2).
Рис. 13.2. Океаны и континенты Земли.
Океаны и континенты различаются по следующим основным признакам:
- типу коры (рис. 13.3);
Рис. 13.3. Особенности строения и состава коры океанов и континентов.
- строению верхней мантии (под океанами астеносфера залегает ближе к поверхности и является более мощной и менее вязкой, соответственно, континенты характеризуются более мощной литосферой);
- составу магматических проявлений (в океанах проявлен магматизм исключительно основного состава, в пределах континентов он может иметь любой состав);
- возрасту коры (возраст пород коры современных океанов нигде не превышает 170 млн лет, тогда как возраст континентальных образований может достигать 4,0 млрд лет);
- океанам и континентам отвечают основные ступени рельефа земной поверхности, разделенные перепадом ~5 км (Рис. 13.4).
Рис. 13.4. Основные ступени современного рельефа Земли.
Структуры первого порядка в зависимости от типа коры и строения литосферы, а также характера тектонического режима подразделяются на структурные элементы второго порядка – подвижные пояса и устойчивые площади [6]. Первые отличаются активным проявлением тектоно-магматических процессов, преобладающей линейной формой, аномальными мощностями коры (которая либо увеличена, либо уменьшена относительно средних значений), близким к поверхности залеганием кровли астеносферы. В отличие от подвижных поясов для устойчивых площадей характерны – отсутствие или слабое проявление активных тектоно-магматических процессов, преобладающая изометричная форма, средние значения мощности коры и теплового потока, более глубокое залегание кровли астеносферы и менее контрастные геофизические поля, в связи с изостатически равновесным состоянием устойчивых площадей.
В пределах океанов подвижные пояса представлены срединно-океанскими хребтами (рис. 13.5), а устойчивые площади – абиссальными равнинами (рис. 13.6).
Рис. 13.5. Расположение срединно-океанских хребтов.
Рис. 13.6. Расположение абиссальных равнин.
В пределах континентов соответствующими структурами являются – складчатые пояса (орогены) (рис. 13.7) и платформы (рис. 13.8).
Рис. 13.7. Расположение складчатых поясов (орогенов).
Рис. 13.8. Расположение платформ.
Пограничное положение между океанами и континентами занимают континентальные окраины, обладающие специфическим выражением в рельефе и особенностями строения коры (основной объем коры переходного типа приходится именно на эти структуры) (рис. 13.9). В зависимости от активности проявления тектоно-магматических процессов различают пассивные- (рис. 13.10) и активные континентальные окраины (рис. 13.11).
Рис. 13.9. Структурные элементы океанов и континентальных окраин.
Рис. 13.10. Расположение пассивных континентальных окраин.
Рис. 13.11. Расположение активных континентальных окраин.
Активные окраины представляют собой подвижные пояса, в противоположность которым пассивные окраины можно отнести к устойчивым площадям (структурам). Как следует из тектоники плит (см. главы 4 и 11), пассивные окраины по мере своего развития могут перейти в активные, а последние по завершении развития войдут в состав складчатых поясов (орогенов) будущего [6].
Складчатые пояса континентов и активные континентальные окраины до появления теории тектоники плит назывались геосинклинальными, складчатыми геосинклинальными или геосинклинально-орогенными поясами (рис. 13.12).
Рис. 13.12. Основные структурные элементы земной коры (литосферы) по геосинклинальной концепции
До 1980 – 1990-х гг. геосинклинальная терминология в геологической отрасли России (СССР) являлась господствующей. В настоящее время термин “геосинклиналь” (геосинклинальные структуры), используется все реже и реже за счет своей нестрогой определенности и многозначности (в вышеприведенной гиперссылковой характеристике дается одно из классических определений). Так в справочнике по тектонической терминологии 1970 г. [4] фигурирует более 60 различных типов геосинклиналей. В связи с этим, от термина “геосинклиналь” и его производных предложено вообще отказаться [3] и многочисленные более ранние работы О. Г. Сорохтина и других исследователей].
Таким образом, в литосфере выделяется целый ряд крупных структурных элементов, отличительные черты которых в основном определяются особенностями строения коры и характером тектонического режима (рис. 13.13).
Рис. 13.13. Главные структурные элементы литосферы.
Более простыми по строению являются океанские структуры, процессы их субдукционного взаимодействия могут привести к формированию континентальной коры и, соответственно, континентальных структур, наиболее древними из которых являются платформы. С одной стороны платформы являются верхом (“шедевром”) тектонической эволюции Земли, учитывая значительную длительность формирования большей их части и возникновение на месте пенепленизированных складчатых поясов (орогенов). С другой стороны при активизации тектоно-магматических процессов на месте платформ (или их определенной части) могут возникнуть вторичные (или эпиплатформенные орогены) , представляющие собой одну из категорий (разновидностей) складчатых поясов, или рифты, которые по мере развития из континентальных (внутриконтинентальных типа Байкальского) могут перейти в межконтинентальные (типа Красноморского), а далее в океанские, где непосредственно рифтовая зона будет находиться в осевой части срединно-океанских хребтов (рис. 13.14).
Рис. 13.14. Рифтогенез (зарождение и развитие континентального рифта).
Расположение основных структурных элементов литосферы и земной коры по В. Е. Хаину [5] показано на рисунке 13.15, а их отражение в рельефе – на рисунке 13.16.
Рис. 13.15. Основные структурные элементы земной коры и литосферы.
Рис. 13.16. Основные черты рельефа поверхности Земли.
В последующих главах будет приведено более полное описание отмеченных структур литосферы второго порядка.