» » Геологическая история России

Геологическая история России

Трудно найти пространства суши, которые были бы так разнообразны по рельефу и геологическому строению, как территория России. Обширные равнины и плоскогорья охватывают Европейскую часть нашей страны, Западную и Восточную Сибирь. Им противостоят горные цепи, вытягивающиеся протяженными складчатыми поясами, и среди них наиболее крупные — Урал, Тянь-Шань, Алтай, Саяны, Кавказ, Памир, горы Забайкалья, Верхоянский хребет и хребет Черского на северо-востоке, вулканические дуги Камчатки и Курильских о-вов. Разделение континентов на равнины и горные хребты, конечно, было подмечено очень и очень давно. Установлено, что равнины не подвергались каким-либо значительным катаклизмам, их фундамент сложен древнейшими кристаллическими породами Земли, деформированными и метаморфизованными еще в раннем докембрии (2900—1500 млн лет назад), а более молодые позднедо-кембрийские и фанерозойские слои слабо изменены и местами лежат на фундаменте горизонтально. С геологической точки зрения равнины представляют собой устойчивые области — платформы. На территории России находятся две крупные древние платформы: Восточно-Европейская и Сибирская. В хребтах, напротив, слои горных пород подвергались интенсивным деформациям, разбиты разломами, а отдельные блоки надвинуты друг на друга и перемещены по горизонтали на десятки и сотни километров. Горные хребты относят к подвижным поясам Земли. Долгое время считали, что платформы и подвижные пояса на протяжении всей многомиллионной геологической истории находились на том же месте, где мы их видим сейчас; во всяком случае, Восточно-Европейская платформа всегда была невдалеке от Сибирской платформы и постоянно отделялась от нее подвижным поясом. Такое представление полностью соответствовало господствовавшей ранее идее о постоянстве континентов и океанов, о фиксированности их положения на земной сфере, т. е. так называемой фиксистской концепции. Мы используем в наших построениях мобилистскую концепцию, суть которой в том, что внешняя твердая оболочка Земли, или литосфера, толщиной от 50 до 200 км разбита на крупные плиты, которые движутся в горизонтальном направлении друг относительно друга1. Границы литосферных плит прекрасно маркированы сейсмическими поясами, где происходит не менее 95 % землетрясений. Там, где плиты расходятся в стороны, из глубин мантии поднимается базальтовый расплав и, застывая, заполняет возникающую брешь, тем самым наращивая новую океаническую кору. Данный процесс называется спредингом океанического дна. Там, где плиты сближаются, одна плита ныряет под другую (обычно океаническая под континентальную), и именно здесь происходят катастрофические землетрясения и возникают вулканические дуги, составившие, например, знаменитое огненное кольцо вокруг Тихого океана. Этот процесс поглощения плит получил название субдукции. Когда сближаются две континентальные плиты, которые из-за своей легкости не могут уйти вниз в земную мантию, происходит столкновение континентов и возникают горные хребты, как сейчас в районе Гималаев, где идет столкновение Евразии с Индийским субконтинентом.

ДРЕЙФ И СТОЛКНОВЕНИЕ КОНТИНЕНТОВ
Если говорить о современных движениях литосферных плит в пределах России, то надо сказать о четырех сейсмических поясах, установленных на территории нашей страны. Один пояс тянется из центра Северного Ледовитого океана к молодым впадинам, рассекающим хребет Черского на северо-востоке России. Этот пояс является границей Евразиатской плиты и блока Чукотка — Аляска, относящегося к Северо-Американской плите; они расходятся со скоростью около 1 см/год. Второй пояс проходит по глубоководным желобам, обрамляющим Камчатскую и Курильскую вулканические дуги со стороны Тихого океана. Здесь Тихоокеанская океаническая плита сближается со скоростью 8 см/год с Евразиатской континентальной плитой и поддвигается под нее. Третий сейсмический пояс совпадает с впадиной озера Байкал. Это замечательное озеро возникло потому, что здесь от Евразии была отколота малая Амурская плита, которая отодвигается от Евразии с очень небольшой скоростью (1—2 мм/год), но вполне достаточной, чтобы за последние 30 млн лет в зазоре между раздвигающимися плитами возникла глубокая щель. Наконец, четвертый сейсмический пояс протягивается вдоль южных границ нашей страны от Кавказа до Памира. Высочайшие горные хребты образовались здесь и продолжают расти благодаря столкновению Евразии с южными континентами, Африкой и Индией. Сближение континентов происходит здесь со скоростью от 2 до 4 см/год. С точки зрения тектоники литосферных плит можно по-новому представить историю платформ и подвижных (складчатых) поясов. Восточно-Европейская и Сибирская платформы, равно как и некоторые другие более мелкие платформенные массивы, представляют собой древние континенты. Конечно, они не столь велики, как современная Евразия или Африка, но вполне соизмеримы, например, с Австралией. И Восточная Европа, и Сибирь за последние 500 млн лет проделали путь в 7000— 8000 км, передвигаясь со скоростью 1—2 см/год (в отдельные периоды до 4 см/год). Это доказывается данными, поступающими по меньшей мере из двух независимых источников. Многие горные породы имеют магнитную память: остатки той намагниченности, которую они приобрели во время своего образования. Изучая намагниченность, можно определить направление на палеомагнитный полюс и установить, на какой широте возникла данная горная порода. В соответствии с палео-магнитными данными Восточная Европа и Сибирь 500 млн лет назад находились между 10° и 30° ю. ш. Еще через 100 млн лет Сибирь переместилась в умеренные широты Северного полушария, а Восточная Европа тем временем задержалась на экваторе; расстояние между двумя этими континентами было в то время не менее чем на 3000 км больше современного. К концу палеозоя, 250 млн лет назад, оба континента сблизились, но Евразиатский континент в то время был вытянут не по широте, как сейчас, а в меридиональном направлении: Восточная Европа находилась на 30°—40° с. ш., тогда как районы Восточной Сибири были вблизи Северного полюса. Дрейф континентальных блоков, составивших остов Евразии, подтверждается и распространением пород, характерных только для определенного климатического пояса. Известно, например, что известняковые рифы растут только в тропическом поясе. Если мы находим прежние ледниковые отложения, то они свидетельствуют о том, что континент располагался в высоких широтах. Действительно, на Сибирской платформе широко развиты рифовые известняки кембрийского возраста (550 млн лет назад), а в Восточной Европе — девонского возраста (400 млн лет назад), т. е. в данные отрезки времени эти континенты были вблизи экватора. Это полностью соответствует палеомагнитным данным. Залежи каменных солей пермского возраста (250 млн лет) в районе западного Приуралья маркируют позицию Восточной Европы в аридной зоне пустынь, что также совпадает с палеомагнитными определениями. Само складчатое основание и Восточно-Европейской, и Сибирской древних платформ возникло, как выясняется сейчас, в результате сближения, столкновения и спаивания более мелких континентальных блоков. Следы таких столкновений зафиксированы в узких зонах, в которых слои пород сильно сжаты и перемещены на большие расстояния. На поверхности здесь появляются «тяжелые» основные породы (с малым количеством кремнезема) — остатки ложа прежних, возможно, океанических бассейнов, разделяющих эти древние континентальные блоки. В пределах Восточно-Европейской платформы на Балтийском щите выделяются, например, Беломорский, Карельский, Свекофеннский блоки, которые спаялись между собой 1700—1500 млн лет назад. Западно- и Восточно-Карельская зоны покровно-складчатых деформаций, равно как и зона Имандра-Варзуга на Кольском п-ове, являются местами столкновения древних блоков континентальной коры. Чешуйчато-покровное строение таких зон блестяще демонстрирует разрез Кольской сверхглубокой скважины. Такие же спаянные блоки существуют на Украинском щите. В одном из мест спайки блоков заключены железные руды Кривого рога и Курской магнитной аномалии.
Столкновение блоков не было одновременным. Уже после того, как сформировалась большая часть Восточно-Европейской платформы, к ней 1 млрд лет назад присоединился еще один блок — Свеконорвежский, который, как выясняется теперь, являлся осколком Северо-Американского континента. Палеомагнитные измерения, проведенные на Восточно-Европейской платформе, показывают, что перемещение континентальных блоков в докембрии было не меньшим, а, возможно, даже более значительным, чем в фанерозое. Платформы, соединившись из отдельных блоков, также раскалывались. Следы этого процесса сохранились в виде длинных и глубоких щелеобразных прогибов,так называемых авлакогенов (или рифтов), значение которых было распознано Н. С. Шатским еще 40 лет назад. При образовании прогибов континентальная кора в результате растяжения становилась тоньше и в дальнейшем погружалась, а над авлакогенами, как это хорошо видно, например, на Восточно-Европейской платформе, возникали крупные осадочные бассейны, синеклизы — вместилища нефти и газа. Края платформ при этом откалывались, а между континентальными блоками возникали океанические бассейны. Тонкие окраинные части платформ также сильно прогибались, на них накапливались мощные толщи осадков. В результате сформировались структуры, именуемые пассивными континентальными окраинами. Современным примером таких структур являются приатлантические окраины Северной Америки и Африки. Поскольку Восточно-Европейский и Сибирский континенты (равно как и другие континенты) перемещались друг относительно друга, не могли оставаться на месте и подвижные пояса, которые сейчас их разделяют и обрамляют. Они возникали на месте прежних океанов, занимавших пространство между континентами. Одна из поразительных находок, которыми отмечены последние 20 лет в науках о Земле, состоит в том, что внутри поясов были обнаружены прямые свидетели существования океанов в геологическом прошлом — горные породы, слагающие земную кору современных океанов: базальты, габбро и ультраосновные породы. Тщательные исследования палеозойской океанической коры, выполненные нами на Урале, показали, что океаны в том далеком прошлом формировались при таком же раздви-жении блоков, которое происходит и сегодня, и примерно с такой же скоростью раздвижения — несколько сантиметров в год. Кроме того, в складчатых поясах широко распространены продукты древних вулканических извержений, неотличимые от тех, которые накапливаются сегодня в вулканических дугах огненного кольца Тихого океана. Следовательно, и в прошлом были вулканические дуги, и в прошлом под ними поглощалась океаническая кора и, значит, сокращались океаны. Древние океаны в конечном счете исчезали в ходе сближения и столкновения обрамлявших их континентов. Таким образом, история подвижных складчатых поясов предстает как история раскрытия и закрытия древних океанов.
ИСТОРИЯ ДРЕВНИХ ОКЕАНОВ
Целенаправленное изучение складчатых поясов и переосмысление прежних данных позволили реконструировать положение океанов, существовавших на территории нашей страны. В палеозойскую эру их было три. В период с 700 до 450 млн лет назад между Сибирским и Китайским континентами располагался Палеоазиатский океан. В процессе его закрытия сформировались складчатые цепи Алтая, Саян, Северной Монголии. Палео-уральский океан находился между Восточно-Европейским, Сибирским и Центрально-Казахстанским континентами. Он начал раскрываться около 500 млн лет назад и был полностью закрыт под натиском вулканических дуг примерно 300 млн лет назад. Продолжительность жизни третьего палеозойского океана — Палеотетиса — охватывала интервал времени от 450 до 250 млн лет назад. Складчатые цепи Тянь-Шаня, Джунгарии, Рудного Алтая, Южной Монголии возникли из этого позднепалеозоиского океана. В пределах палеозойских складчатых поясов всегда присутствуют три комплекса пород, крайне важных для выяснения геологической истории. Это, во-первых, офиолиты, которые оконтуривают древнее океаническое ложе, во-вторых, комплексы островных дуг, или, лучше сказать, субдукционные комплексы (вулканические и сопровождающие их обломочные серии), в-третьих, массивы древних докембрийских пород, столкновение которых с платформами, с островными дугами и между собой и привело к закрытию океанов и складчатости. Одна из главных задач состоит в том, чтобы установить последовательность, хронологию всех этих событий. В кембрийский и ордовикский периоды в Палеоазиатском океане существовала система островных дуг, протягивающаяся вдоль края Сибирского континента, к которой последовательно прибывали континентальные массивы, отколотые от каких-то других континентов (скорее всего, от Гондваны). Такими осколками могли быть Тувино-Мон-гольский, Кокчетавский, Балхашский, Томский и другие массивы. Они прибывали в зону субдукции, сталкивались с островными дугами, а в конечном счете с Сибирским континентом, последовательно наращивая его окраину и формируя Центрально-Азиатский складчатый пояс. В конце палеозоя, 250 млн лет назад, столкнулись главные континентальные массы: Восточно-Европейская и Сибирская платформы. Между ними образовался Уральский складчатый пояс. Прежние континенты и присоединившиеся к ним мелкие континентальные массы собрались в это время в единый континент Северная Евразия, а вместе с ней вошли в состав Лавразии и суперконтинента Пангеи в целом. В мезозойскую эру главным был океан Тетис, который отделял материки Северного полушария (Лавразию) от южных материков (Гондваны). Для реконструкции этого океана кроме палеомагнитных, палео-климатических и других методов, используемых для реконструкции палеозойских океанов, применяют еще один очень эффективный метод — изучение движения литосферных плит на земной сфере. Используя целый ряд данных (полосовые магнитные аномалии, простирание трансформных разломов, сейсмичность и т. д.), удается с большой точностью (порядка всего нескольких десятков километров при перемещениях в тысячи километров) восстановить прежние положения литосферных плит и включенных в них континентов. Еще во времена А. Вегенера выяснилось, что если «придвигать» к Северной Америке независимо друг от друга Евразию и Африку, то между двумя последними континентами возникает большое зияние, отвечающее мезозойскому океану Тетис. А чтобы понять историю океана Тетис, нам, следовательно, необходимо знать историю раскрытия Атлантического океана. Другими словами, чтобы выяснить, что происходит в районе Кавказа, мы должны обратиться к событиям в районе Азорских о-вов. Такой анализ показывает, что ширина океана Тетис в поздней юре (160 млн лет назад) в районе Кавказа была 2500 км, она сократилась до 1800 км на границе раннего и позднего мела (100 млн лет назад), а закрылся этот океан примерно 40 млн лет назад, когда началось столкновение континентов Аравии и Африки с Евразией. На самых последних реконструкциях океана Тетис, выполненных по совместному советско-французскому проекту «Тетис», на южной окраине Евразии на месте Кавказа изображают систему активных островных вулканических дуг, которая существовала на протяжении последних 190 млн лет. Под этой системой дуг поглощалось ложе океана Тетис, к ней постепенно приближалась окраина Аравии и Африки. При закрытии океана Тетис и последовавшего столкновения континентов возник Альпийско-Гималайский складчатый пояс. По-другому развивались события на восточной окраине территории нашей страны. Здесь начиная с середины мелового периода (110—100 млн лет назад) и по сей день океанические литосферные плиты со стороны Тихого океана погружаются под континентальную окраину. Потому-то на протяжении всего этого времени здесь были активными вулканические дуги, подобные современной Камчатке и Курильским о-вам. Дуги последовательно сменяли одна другую и постепенно присоединялись к континенту, наращивая его окраину. Более того, со стороны Тихого океана к краю Евразии прибивались отдельные массивы пород разного происхождения, которые до этого вместе с плитами Тихого океана проделали путь около 10 000 км. Одни из таких чужеродных массивов (например, слагающий Олюторский п-ов на севере Камчатской области) образовались в виде вулканических островов в центре Тихого океана, другие (как некоторые блоки Корякского нагорья) были оторваны от других континентов, возможно даже от Антарктиды, и пересекли весь Тихий океан, пока не столкнулись с окраиной Евразии. Геологическая история территории предстает, таким образом, совсем в новом свете по сравнению с тем, что признавалось всего 15—20 лет назад. Континентальное основание на территории, как и в пределах всей Евразии, является составным. Оно образовано из отдельных мелких континентальных блоков, до этого дрейфовавших по Земле независимо друг от друга. В конечном счете эти более мелкие континенты столкнулись и соединились друг с другом в единый Евразиатский континент. В этом отношении геологическая история Евразии отлична от развития южного суперконтинента Гондвана, который в мезозое и кайнозое раскололся на шесть меньших континентов. Что касается подвижных, или складчатых, поясов, то их развитие представляется как история раскрытия океанов, поглощения их коры под вулканическими дугами и их закрытия за счет сближения и столкновения континентов. Естественно, что совершенно новые воззрения на ' геологическую историю территории Советского Союза открывают новые перспективы для прогноза и поисков месторождений полезных ископаемых, таких как нефть, газ и уголь или таких как залежи черных и цветных металлов.

На правах реклами пропонуємо дізнатись де купити вишиванку. Вишиванку в Києві треба купляти тільки на нашому сайті.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.