Лекция 23. Платформы и их тектоно-магматическая активизация

План

1. Платформы, их строение (щиты и плиты, антеклизы и синеклизы).
2. Этапы развития платформ. Характеристика геосинклиналей в сравнении с платформами.
3. Тектоническая и магматическая активизация платформ. Эпиплатформенные орогенные пояса.
4. Понятие о тектогенезе. Главнейшие эпохи тектогенеза – беломорская, карельская, байкальская, каледонская, герцинская, киммерийская и альпийская.

Платформы представляют собой крупные, до нескольких тысяч км в поперечнике, относительно устойчивые глыбы земной коры, являющиеся ядрами современных континентов (исключение составляет Азия, в состав которой входят несколько платформ). Платформы в зарубежной и отчасти русской литературе часто именуются кратонами.

Платформы возникают на месте эродированной складчатой области в результате длительно развивающихся геодинамических процессов. Результатом этих процессов является двухъярусное строение платформ: в основании залегает интенсивно дислоцированный, метаморфизованный и гранитизированный фундамент, несогласно перекрываемый осадочным, местами с участием вулканических покровов, чехлом, залегающим обычно субгоризонтально.

Рис.. Современная тектоническая схема земной коры.

Платформы: а – докембрийские (I– Северо-Американская,II– Восточно-Европейская,III– Сибирская,IV– Бразильская,V– Африкано-Аравийская,VI– Индостанская,VII– Восточно-Китайская,VIII– Южно-Китайская,IX– Индо-Синийская,X– Австралийская,XI– Антарктическая), б – эпикаледонские, в – эпигерцинские, г – эпимезозойские; д – области альпийской складчатости; пунктирные линии – недостоверные границы (по В.С. Мильничуку, М.С. Арабаджи, 1989)

В строении платформ выделяют структуры разных порядков. К структурам первого порядка относят щиты и плиты. Щиты это такие участки платформ, где отсутствует осадочный чехол и на поверхность выходит кристаллический фундамент. На щитах можно наблюдать выходы самых древних пород земной коры. На территории России известны несколько достаточно крупных кристаллических щитов – Кольский, Анабарский, Алданский. Плиты это опущенные участки платформ, покрытые осадочным чехлом. Примером может служить Западно-Сибирская плита. От щитов плиты отделены уступом или флексурой, хотя и очень пологим, но ясно выраженным.

Рис.. Схема строения платформы: I– фундамент;II– чехол: 1 – щит, 2 – синеклиза, 3 – антеклиза, 4 – свод, 5 – впадина (по Н.В. Короновскому, 2002)

Структурами второго порядка являются синеклизы, антеклизы, глубинные разломы и авлакогены. Они осложняют структуры первого порядка и поэтому как бы подчинены им. Синеклизы и антеклизы являются структурами плит. Первые представляют чрезвычайно плоские прогибы, имеющие синклинальное строение с падением слоев на крыльях от долей метра до 2-4 м на км., что соответствует углам наклона в несколько минут. Мощность осадочного чехла в синеклизах может достигать 3-5 км. Крылья синеклиз одновременно являются крыльями антеклиз – пологих поднятий (сводов) в структуре плит. Примерами синеклиз являются – Московская на Русской (Восточно-Европейской) платформе и Тунгусская, а также Вилюйская на Сибирской платформе. Примером антеклиз могут быть Воронежская и Белорусская на Русской платформе.

Глубинные разломы широко распространены в структуре платформ. Они обычно располагаются по краям платформ, ограничивая их, но также встречаются внутри их. Глубинные разломы отличаются от других тем, что они имеют значительную протяженность – до нескольких тысяч километров, своими корнями уходят в верхнюю мантию и являются долгоживущими структурами с возрастом сотни и даже млрд. лет. По характеру перемещения они могут быть сдвиговыми, раздвиговыми (рифты), сбросовыми и взбросовыми.

Авлакогены (греч. «бороздой рожденный») это внутриплатформенные линейные подвижные зоны. Термин предложил Н.С. Шатский в 1960 г. Простые авлакогены представляют собой грабены, наиболее ярко выраженные в фундаменте платформ. Они могут иметь протяженность от сотен до тысяч километров при ширине от первых десятков до сотен километров. Сложные авлакогены представлены чередованием грабенов и горстов. Они могут быть сквозными, пересекающими всю платформу и замкнутыми, слепо заканчивающимися внутри них. Эти структуры можно рассматривать как зарождающие рифты в фундаменте платформ.

Структурами платформ третьего порядка являются отдельные складки, валы и разрывы. Платформенные складки часто имеют крупные размеры, с пологими крыльями и представлены куполами и флексурами. Складки обычно разобщены либо вытягиваются в цепочки. Часто встречаются диапировые либо конседиментационные складки. Они могут быть осложнены небольшими разрывами сбросового и взбросового характера.

Возраст платформ принято указывать по возрасту фундамента с приставкой «эпи» (после). Русская и Сибирская платформы являются эпипротерозойскими. Примеры других подобных платформ – Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Индостанская, Африканско-Аравийская и т. д. Платформы с докембрийским фундаментом называются древними и рассматриваются многими учеными как обломки одной континентальной массы – Пангеи, образованной около 1700 млн. лет назад. Платформы с более молодым фундаментом – молодые платформы. Они расположены на периферии древних платформ или занимают промежутки между ними (Западно-Сибирская молодая платформа находится между Сибирской и Восточно-Европейской древними платформами). Платформы характеризуются небольшими скоростями вертикальных тектонических движений, в связи с чем обладают относительно выровненным рельефом. Для древних платформ очень характерным является магматизм - образование траппов и кимберлитовых трубок взрыва, с последними связаны месторождения алмазов.

Несмотря на ослабленное влияние эндогенных процессов, на платформах они все-таки существуют. Платформы непрерывно испытывают колебательные движения. Платформы, так же как и геосинклинали в своем развитии проходят через определенные стадии, в течение которых формируются их структуры и формируется рельеф. В.Е. Хаин в развитии платформ выделяет 4 стадии.

В первую стадию платформа представляет собой высокую сушу, на которой активно проявляются процессы денудации. Главную разрушительную и транспортную работу выполняют реки.

Вторая стадия начинается с колебательного движения отрицательного знака. Активно этот процесс протекает на участках, прилегающих к геосинклиналям. В обширных прогибах начинается ингрессия моря, переходящая во всеобщую трансгрессию. На обширной территории платформы накапливаются мелководные морские осадки

Третья стадия характеризуется поднятием отдельных участков. Начинается регрессия моря. На суше остаются лагуны, заливы, озера. В зависимости от климата аридного или гумидного формируются разные осадки, соответственно галогенные или торфяно-угленосные.

В четвертую стадию платформа занимает самое высокое положение. Море покидает ее полностью. В эту стадию в высоких широтах возможно начало материкового оледенения.

Сравнительная характеристика платформ и геосинклиналей еще раз подчеркивает различие этих крупных структур земной коры (табл.)

Сравнительные особенности платформ и геосинклиналей

Таблица

Спокойное и стабильное существование платформ может быть прервана их тектоно-магматической активизацией. После длительного периода, обычно в 150–200 млн. лет, платформенный режим нарушается резким усилением движением земной коры, ее дроблением и оживлением магматической деятельности. На месте платформы возникает горная страна. Впервые на такие горы обратил внимание В.А. Обручев, изучая высочайшие хребты Центральной Азии. Он назвал их возрожденными горами и обратил внимание на принципиальное отличие их от складчатых орогенов, таких как Альпы и Кавказ, возникших на месте геосинклиналей. В последствии В.В. Белоусов их называл активизированными платформами, а В.Е. Хаин и С.С. Шульц – эпиплатформенными орогенными поясами. Главная особенность орогенов этого типа глыбовый характер восходящего движения в сочетании с горизонтальными надвиговыми перемещениями с амплитудой в несколько, а иногда и несколько десятков километров. Для рельефа таких горных цепей характерно сохранение поверхностей выравнивания на вершинах гор, образованных в платформенный этап развития. Одним из критериев выделения активизированных гор на платформах В.Е.Хаин предложил размах колебательных движений:

200-500 м – характерно для устойчивых платформ;

200-1200 м – подвижные платформы;

до 7000м и более – эпиплатформенные орогенные пояса.

Ярким примером таких гор являются Гималаи, Памир, Тянь-Шань. Амплитуду поднятий эпиплатформенных гор современного Тянь-Шаня оценивается в 10-12 км. Такую же природу имеют горы Сибири – Алтай, Саяны, Кузнеций Алатау и т.п. В.Е. Хаин подсчитал, что в современную эпоху эпиплатформенные орогенические пояса занимают примерно 26% от площади материков, что составляет 90% общей площади горных хребтов с высотой более 1000 м. Эти цифры наглядно свидетельствуют о великой роли возрожденных гор в современном рельефе Земли.

В истории Земли выделяют несколько крупных, периодически повторяющихся, эпох тектоно-магматической активизации земной коры – циклов тектогенеза. С каждым из них связано формирование определенных структур земной коры. И циклы тектогенеза и соответствующие им структуры получили следующие названия: беломорский (структуры называют беломоридами) -AR; карельский –PR₁; байкальский –R-Є; каледонский –S-D; герцинский –C-P; киммерийский (мезозойский) –J-K; альпийский -KZ. Структуры первых двух тектонических циклов вскрываются обычно на кристаллических щитах. К байкалидам относят структуры Забайкалья Енисейского кряжа, Восточного Саяна, к каледонидам – структуры Западного Саяна, Кузнецкого Алатау, северные дуги Тянь-Шаня, к герцинидам – структуры Урала, Алтая, к мезозоидам – структуры Крыма, Дальнего Востока, к альпидам – структуры Кавказа, Карпат, Памира.