Геотектоника и геодинамика

В. С. Дубинин, 2012

Данное учебное пособие является основой дисциплины «Геотектоника и геодинамика», составлено с учетом современных представлений о строении земной коры, процессах, протекающих в ее недрах, о строении и составе подкоровых областей – литосферы, астеносферы и более глубинных частей верхней мантии. Учебное пособие содержит материал, который структурирован по темам от простого к сложному, от теории к практике, изложен доступным языком.

5 Классические представления о геосинклиналях, их истории и развитии [10]

Наиболее полное определение понятия о геосинклинали трактует, что геосинклиналь — это зона высокой подвижности, значительной расчлененности и повышенной проницаемости литосферы. Для этих зон на ранних этапах их развития характерно преобладание погружений земной коры, а на заключительных — интенсивных поднятий, сопровождаемых складчато-надвиговыми деформациями. Для геосинклиналей характерна линейность, большой размах и контрастность тектонических движений, огромная мощность накопленных осадков, специфический набор формаций, активный магматизм, региональный метаморфизм, резко аномальные геофизические поля, повышенный тепловой поток, высокая сейсмичность. Геосинклиналь — это арена максимального проявления внутренней энергии Земли на ее поверхности.

5.1 Внутреннее строение геосинклиналей

Различают следующие геосинклинальные структуры: геосинклинальные пояса, в том числе простые и сложные. Первые характеризуются одновозрастным завершением интенсивного прогибания, инверсией тектонического режима и горообразованием. Простые пояса объединяются параллельностью простирания и тесным прилеганием друг к другу с образованием полициклических геосинклинальных поясов. В.Е.Хаин и А.Е.Михайлов выделяли два типа геосинклинальных поясов: окраинноконтинентальный и межконтинентальный. Первый — это ЗападноТихоокеанский тип с его окраинными морями, островными дугами и глубоководными желобами. Второй — Средиземноморский пояс, протянувшийся между Восточно — Европейской и Китайско — Корейской древними платформами на севере, Африканской и Индостанской на юге. Иначе видит это В.В.Белоусов:

Г е о с и н к л и н а л ь н ы е о б л а с т и — это части геосинклинальных поясов, которые выделяются по их строению и имеют значительные черты современного строения и развития. Это выражается в основном во времени проявления основной фазы складчатости. Границами геосинклинальных областей являются глубинные разломы.

Г е о с и н к л и н а л ь н ы е с и с т е м ы отражают разнообразие геосинклинальных поясов и областей в поперечном сечении. В поперечном сечении геосинклинальный пояс или область состоит из нескольких систем, разделенных срединными массивами.

С р е д и н н ы е м а с с и в ы — это малоподвижные структуры литосферы, по тектонической активности сходные с платформами. Срединные массивы разделяют пояса и области на геосинклинальные системы. На орогенной стадии развития геосинклиналей срединные массивы выражены межгорными впадинами и прогибами или глыбовыми поднятиями с утолщенной континентальной корой.

Ч а с т н ы е г е о с и н к л и н а л и и г е о а н т и к л и н а л и — это составные элементы геосинклинальных систем. По М.М.Тетяеву и В.В.Белоусову это « интрагеосинклинали и интрагеоантиклинали».

Э в г е о с и н к л и н а л и и м и о г е о с и н к л и н а л и отражают поперечное строение геосинклинальных систем, их поперечную зональность. Внешние геосинклинальные прогибы, примыкающие к платформе, со слабым магматизмом Г. Штилле назвал миогеосинклиналями (полугеосинклиналями ). Эти прогибы заполнены сланцевой, флишевой или известняковой формациями. Магматизм проявлен в виде покровов основных эффузивов. Степень метаморфизма слабая.

Эвгеосинклинали — это внутренние прогибы геосинклинальных систем, примыкающих к срединным массивам. Характерна высокая магматическая активность в эффузивной и интрузивной форме. К ним приурочены пояса гипербазитовых интрузий, батолиты гранитоидов. Метаморфизм региональный активный. Эвгеосинклинали созревают раньше миогеосинклиналей, в них раньше наступает эпоха складчатости и горообразования.

5.2 Развитие геосинклиналей

На протяжении тектонического цикла происходит превращение областей активного прогибания земной коры с накоплением мощных осадочновулканогенных толщ в горноскладчатую область интенсивного поднятия. В классическом учении о геосинклиналях предусматриваются следующие основные стадии их развития: начального прогибания, зрелая, или предорогенная, раннеорогенная, собственно орогенная и посторогенная (тафрогенная). Первые две стадии объединяются в собственногеосинклинальный этап ( доинверсионный ), три последующие стадии — в орогеннай, или инверсионный этап.

С т а д и я н а ч а л ь н о г о п о г р у ж е н и я характеризуется интенсивным прогибанием земной коры в узких, но протяженных зонах деструкции коры, в них происходит накопление мощных толщ морских песчано-глинистых осадков, которые в последствии преобразуются в сланцево-граувакковую и аспидную формации мощностью от 10 до 12 км. Процессы прогибания приводят к растяжению коры и образованию трещин растяжения, по которым происходит излияние базальтовых лав. Этот процесс называется инициальным вулканизмом по Г. Штилле. в связи с подводными условиями излияния этих магматитов, они подвергаются быстрому метаморфизму на стадии « зеленых сланцев», хлоритизации и альбитизации пород. Образуется спилит — кератофировая формация. С ней тесно связаны кремнистые формации — яшмовая и радиоляритовая, что обусловлено выносом из недр большого количества кремнекислоты через подводные гидротермы ( девон Урала, протерозой Казахстана ).

К концу первой стадии в эвгеосинклиналях по тектоническим разломам происходит внедрение гипербазитов. Отсутствие контактовых изменений, обилие зеркал скольжения говорят о холодном внедрении гипербазитов, в виде протрузий по разрывным нарушениям.

Окончание первой стадии развития геосинклинали знаменуется частной инверсией, которая сопровождается складкообразованием и внедрением первых гранитоидных интрузий плагиогранитного или сиенитового состава. Такие интрузии называют с и н т е к т о н и ч е с к и м и или с и н о р о г е н н ы м и.

Итак, первая стадия завершается образованием внутренних поднятий, расчленением геосинклинальной системы, складчатостью, внедрением первых интрузий.

З р е л а я, и л и п р е д о р о г е н н а я с т а д и я характеризуется продолжением прогибания геосинклинали, но его скорость снижается при расширении площади прогибов. В условиях островного моря накапливается типичная флишевая формация. Флиш накапливается в узких глубоких флишевых прогибах с активными придонными течениями и мутьевыми потоками, стекающими с континентальных склонов. Эти турбидитные осадки приносят огромное количество обломочного материала. Кроме того для зрелой стадии характерно развитие известняковой формации, развитой в пределах затопленных срединных массивов, миогеосинклиналях и интрагеоантиклиналях. На зрелой стадии образуется порфиритовая андезитовая формация. Трещинный вулканизм сменялся вулканизмом центрального типа, создавались островные дуги. Завершение второй стадии развития геосинклинали знаменуется образованием синорогенных батолитовых интрузий гранитоидной формации, представленной гранодиоритами, нормальными калиевыми гранитами, плагиогранитами и кварцевыми диоритами. Наступает режим перестройки геосинклинали, ее перехода в эпоху общей инверсии..

Р а н н е о р о г е н н а я с т а д и я — это эпоха инверсии тектонического режима: прогибание сменяется общим поднятием, центральные поднятия приводят к обмелению морских бассейнов, появляются многочисленные острова, архипелаги. Осадконакопление исключительно терригенное. Частные прогибы и впадины заполняются нижней молассой, сложенной относительно тонкими морскими осадками — глинами, алевролитами, песчаниками. В лагунах формируются угленосные или соленосные молассы в зависимости от климата. Внедряются гранитоидные интрузии. Вулканизм ослабевает, становится наземным. Формируются гравитационные складки, надвиги. Образуется низкая островная суша, где скорость денудации близка к скорости тектонического воздымания.

С о б с т в е н н о о р о г е н н а я с т а д и я отличается прежде всего преобладанием скорости воздымания над скоростью денудации. Растут поднятия, происходит горообразование, в зонах выше снеговой линии образуются ледники. Углубляются предгорные и межгорные прогибы, заполняемые верхней молассой — породами полностью континентального происхождения. Это конгломераты речного происхождения в переслаивании с песчаниками, алевролитами, аргиллитами. В аридном климате это красноцветные толщи. Горо — и складкообразование приводили к образованию глубинных разломов, вдоль которых образовывались вулканы центрального типа, извергающие андезит — липаритовую лаву, но в конце стадии вулканизм опять меняется на базальтовый ( конечный вулканизм по Г. Штилле ). Интрузивные формации — ультракислого и щелочного состава. В конце стадии завершается складкообразование, формируются пологие надвиги и покровы ( шарьяжи ).

П о с т о р о г е н н а я ( т а ф р о г е н н а я ) с т а д и я выделяется как наиболее поздняя стадия развития геосинклинали, или начальная стадия платформенного режима. Для нее характерны активная эрозия горных сооружений и денудация.