Лекция 9-10 Основные морфоструктуры Земли

1. Лекция 9-10Основные морфоструктуры Земли Платформы: строение, географическое распространение. Геосинклинали: строение, эволюция, географическое распространение. Современные тектонические проявления: вулканизм, землетрясения. Географическое распространение и причины. Мегарельеф Земли. Гипсографическая кривая. Средняя высота суши. Закономерности размещения горных систем, нагорий, плато, равнин, низменностей. Строение дна океана. Экзогенные процессы в литосфере. Деятельность поверхностных и подземных вод, ледников, ветра, волн, выветривания.

2. 1 Платформы: строение, географическое распространение Платформы – обширные, наиболее устойчивые, преимущественно равнинные блоки земной коры. Они имеют неправильную многогранную форму, обусловленную крупными разломами. Платформы имеют двухъярусное строение. Нижний их ярус называется фундаментом. Он состоит из смятых в складки метаморфических пород, пронизанных гранитными интрузиями. Фундамент платформ является наследием тех консолидированных складчатых сооружений, которые остались от орогенов. Фундамент разбит разломами на блоки.

3. Верхний ярус – платформенный чехолсложен преимущественно осадочными морскими, частично континентальными породами, покрывающими более древний складчатый фундамент. В некоторых районах наряду с осадочными породами распространены вулканиты. В целом же магматические породы играют на чехле платформ подчиненную роль и представлены преимущественно покровами базальтов. Осадочные породы чехла залегают более или менее горизонтально или в виде очень пологих вогнутых складок – синеклиз и выпуклых – антеклиз.

4. Участки платформ, где фундамент погружен на глубину под осадочный чехол, называют плитами. Они занимают основную площадь на платформах. Места выхода кристаллического фундамента на поверхность называют щитами. Различают древние и молодые платформы. Они отличаются прежде всего возрастом нижнего этажа – складчатого фундамента: • у древних платформ он образовался в докембрии, в дорифейское время – более 1,5 млрд.. лет тому назад, • у молодых – в палеозое. Осадочный чехол древних платформ может состоять из пород рифея, палеозоя, мезозоя и кайнозоя, а на молодых эпипалеозойских платформах он сложен породами мезозойского и кайнозойского возраста.

7. 2 Геосинклинали: строение, эволюция, географическое распространение Геосинклинали – обширные, линейно вытянутые, подвижные, сильно расчлененные участки земной коры, с разнообразными по интенсивности и направленности тектоническими движениями, с интрузивным и эффузивным магматизмом и сильными землетрясениями. В истории развития Земли, начиная с конца докембрия и в течение фанерозоя, геосинклинали неоднократно возникали, развивались и замыкались (отмирали). На их месте поднимались складчатые горные сооружения, которые присоединялись к материковым платформам, увеличивая их площадь, и постепенно разрушались.

9. В развитии геосинклиналей различают два крупных этапа • Первый этап (основной по продолжительности) характеризуется растяжением и прогибанием земной коры и морским режимом (собственно геосинклинальная стадия). При этом в морских бассейнах накапливается мощная (до 15-20 км) толща осадочных и вулканических горных пород. Излияния лав, а также внедрение магмы и застывание ее на разных глубинах наиболее характерно для внутренних частей геосинклиналей (эвгеосинклиналей). Здесь же энергичнее проявляется метаморфизм, а впоследствии складчатость. В окраинных частях геосинклиналей (миогеосинклиналях) накапливаются преимущественно осадочные толщи, магматизм ослаблен или даже отсутствует.

10. Второй этап развития геосинклиналей (меньший по продолжительности) характеризуется интенсивными восходящими движениями. Новейшие тектонические гипотезы связывают их со сближением и столкновением литосферных плит. Из-за бокового давления происходит энергичное смятие пород в складки. При этом первичная тонкая океаническая кора, благодаря различным деформациям горных пород, магматизму, метаморфизму, гранитизации и другим процессам, превращается в более сложную по составу и строению, мощную и жесткую континентальную (материковую) земную кору. В результате поднятия территории море отступает, сначала образуются архипелаги островов, а потом сложная эпигеосинклинальная (греч. epi – после) складчатая горная страна (орогенная стадия).

11. Формирование складчатых зон юго-западной Японии в результате последовательного столкновения активной континентальной окраины с микроконтинентами Хонсю (на рубеже перми и триаса) и Куросегава (в конце юры - начале мела). По М. Фору, Ж. Шарве и др., 1987: 1 - континентальная кора; 2 - океанская кора; 3 - литосферная мантия; 4 - осадки; 5 - гранитоидные плутоны.

12. 3. Современные тектонические проявления: вулканизм, землетрясения Интрузивные тела Интрузивные тела бывают разные по форме и величине. Крупные интрузии, особенно батолиты, имеющие удлиненную форму, протягиваются на сотни километров, достигают ширины до 100 км и мощности до 10 км. Чилийский батолит в Андах имеет длину свыше 1300 км, батолит в Кордильерах Канады – более 2000 км. Батолиты вызывают нарушения в залегании перекрывающих их пород. Эти нарушения могут носить как складчатый, так и разрывной характер. Батолиты, сложенные обычно гранитами, образуют центральные поднятия многих горно-складчатых областей. В результате последующей денудации они нередко оказываются на поверхности, слагая массивные, труднодоступные осевые хребты гор (Сьерра-Невада, Береговой хребет в Канаде).

13. Интрузии в виде лакколитов куполовидной или караваеобразной формы придают такую же форму перекрывающим их породам и образуют группы или одиночные горы, такие, как, например, горы Железная, Машук, Бештау и другие в районе Пятигорска на Северном Кавказе, гора Аю-Даг в Крыму. Обнажившимися интрузиями являются Хибинский и соседние с ним массивы высотой более 1000 м. Пластовые интрузии выражаются в рельефе в виде ступеней. Отпрепарированные (полуглубинные) интрузии и базальтовые эффузивы в виде огромных покровов (траппов) широко распространены на плато и плоскогорьях в пределах древних платформ (например, на Среднесибирском плоскогорье).

14. гора Железная лакколит гора Машук батолит

15. Трапп р. Снейк Путорана

16. Своеобразный рельеф создает эффузивный магматизм, или вулканизм. В зависимости от характера выводных отверстий различают • площадные, • линейные • центральные извержения. Площадные и линейные извержения преобладали в геологическом прошлом. Они образовали ложе океанов, обширные лавовые плато и нагорья (Колумбийское плато, плато Фрейзер, Мексиканское и Эфиопское нагорья и др.). В историческое время значительные излияния лав происходили в Исландии, на Гавайских островах, весьма характерны они и для срединно-океанических хребтов. В современную геологическую эпоху на континентах наиболее распространены извержения центрального типа, когда магма поднимается по узкому каналу, возникающему обычно на пересечении разломов. При этом образуются конусовидные или щитовидные горы – вулканы с воронкообразным расширением наверху, называемым кратером. Форма вулканов зависит от состава магмы, вязкости и быстроты ее застывания. Многие вулканы состоят из рыхлых продуктов извержений, переслаивающихся с застывшей лавой. Это Ключевская Сопка, Фудзияма, Эльбрус, Арарат, Везувий, Кракатау, Чимбарасо и другие вулканы.

17. Колумбийское плато Мексиканское нагорье Плато Фрейзер Эфиопское нагорье

18. У некоторых потухших вулканов имеются крупные циркообразные впадины с крутыми стенками и ровным дном, называемые кальдерами. Они образуются из-за провала вершины вулкана вследствие быстрого опустошения вулканической камеры. Одной из самых больших является кальдера Нгоронгоро западнее горы Килиманджаро в Танзании. Она представляет собою огромную чашу, на дне которой расположены озеро и зеленый луг. Диаметр днища 22 км. Стенки кратера поднимаются на 600–700 м. Здесь находится уникальный заповедник с тысячами диких животных. Этот природный зоопарк называют «Африканский ковчег». Для мест затухания вулканической деятельности (например, Йеллоустонский национальный парк в США) характерны горячие источники, в том числе периодически фонтанирующие, – гейзеры, выбросы газов из кратеров и трещин, грязевые вулканы, которые свидетельствуют об активных процессах в глубине недр.

19. Ngorongoro

20. Долина гейзеров Исландия Новая Зеландия staryi-sluzhaka

21. 4. Мегарельеф рельеф Земли Крупнейшими планетарными формами рельефа на Земле являются материки, включая их подводные окраины до глубины 3,5–4,5 км (материковые выступы); океаны(океанические впадины) Они образуют две основные гипсометрические ступени на Земле.

22. Рис. 1. Гипсографическая кривая Земли (А) и обобщенный профиль дна Мирового океана (Б) (по Ф. Н. Милькову)

23. Равнины Равнины – обширные участки земной поверхности с малыми (до 200 м) колебаниями высот и незначительными уклонами. Равнины занимают 64% площади суши. В тектоническом отношении они соответствуют более или менее устойчивым платформам, не проявлявшим существенной активности в новейшее время, независимо от их возраста – древние они или молодые. Большинство равнин на суше расположено на древних платформах (42%).

24. Морфологические типы равнин По абсолютной высоте поверхности различают равнины • отрицательные – лежащие ниже уровня Мирового океана (Прикаспийская), • низменные – от 0 до 200 м высоты (Амазонская, Причерноморская, Индо-Гангская низменности), • возвышенные – от 200 до 500 м (Среднерусская, Валдайская, Приволжская возвышенности и др.). • кравнинам относят также плато (высокие равнины), которые, как правило, располагаются выше 500 м и отчленяются от прилегающих к ним равнин уступами (например, Великие равнины в США и др.).

25. Морфологические типы равнин От высоты равнин и плато зависит глубина и степень расчленения их речными долинами, балками и оврагами: чем выше равнины, тем интенсивнее они расчленены. По внешнему облику равнины могут быть • плоскими, • волнистыми, • холмистыми, • ступенчатыми, По общему уклону поверхности – • горизонтальными, • наклонными, • выпуклыми, • вогнутыми.

27. Генетические типы равнин Различный внешний вид равнин зависит от их происхождения и внутреннего строения, которые во многом зависят от направленности неотектонических движений. По этому признаку все равнины можно разделить на два типа • денудационные • аккумулятивные. В пределах первых преобладают процессы денудации рыхлого материала, в пределах вторых – его накопление. Совершенно очевидно, что денудационные поверхности большую часть своей истории испытывали восходящие тектонические движения. Именно благодаря им здесь преобладали процессы разрушения и сноса – денудации. Однако продолжительность денудации может быть разной, и это тоже отражается в морфологии таких поверхностей.

28. Пластовая равнина Аккумулятивная равнина Цокольная равнина

29. Плоскогорье Плато

30. Цокольные равнины При непрерывном или почти непрерывном медленном (эпейрогеническом) тектоническом поднятии, продолжающемся в течение всего времени существования территорий, на них не было условий для накопления осадков. Происходил только денудационный срез поверхности разнообразными экзогенными агентами, а если и накапливались кратковременно маломощные континентальные или морские осадки, то при последующих поднятиях они сносились за пределы территории. Поэтому в строении таких равнин на поверхность выходит древний цоколь – срезанные денудацией складки, лишь слегка прикрытые маломощным чехлом четвертичных отложений. Такие равнины носят название цокольных; нетрудно заметить, что цокольные равнины в тектоническом плане соответствуют щитам древних платформ и выступам складчатого фундамента молодых платформ.

31. Карелия Кольский п-в Лаврентийская возвышенность

32. Цокольные равнины на древних платформах имеют холмистый рельеф, чаще всего они возвышенные. Таковы, например, равнины Фенноскандии – Кольского полуострова и Карелии. Аналогичные равнины расположены и на севере Канады. Широко распространены цокольные возвышенности в Африке. Как правило, длительная денудация срезала все структурные неровности цоколя, поэтому подобные равнины являются аструктурными. Равнины на «щитах» молодых платформ обладают более «беспокойным» холмистым рельефом, с остаточными возвышениями типа сопок, образование которых связано либо с литологическими особенностями – более твердыми устойчивыми породами, либо со структурными условиями – бывшими выпуклыми складками, микрогорстами или обнажившимися интрузиями. Безусловно, все они являются структурно-обусловленными. Так выглядят, например, Казахский мелкосопочник, частично равнины Гоби.

33. Казахский мелкосопочник Гоби

34. Пластовые равнины Плиты древних и молодых платформ, испытывающие устойчивое поднятие только в неотектонический этап развития, сложены пластами осадочных пород большой мощности (сотни метров и первые километры) – известняков, доломитов, песчаников, алевролитов и др. За миллионы лет осадки затвердели, стали скальными и приобрели устойчивость к размыву. Эти породы залегают более или менее горизонтально, как когда-то откладывались. Поднятия территорий в неотектонический этап развития стимулировали денудацию на них, что не дало возможности отложиться там молодым рыхлым породам. Равнины на плитах древних и молодых платформ называются пластовыми. С поверхности они нередко прикрыты рыхлыми четвертичными континентальными отложениями небольшой мощности, которые практически не влияют на их высоту и орографические особенности, но определяют их внешний облик за счет морфоскульптуры (Восточно-Европейская, южная часть Западно-Сибирской и др.). Поскольку пластовые равнины приурочены к плитам платформ, они являются ярко выраженными структурными – их макро- и даже мезоформы рельефа обусловлены геологическими структурами чехла: характером напластования пород различной твердости, их наклоном и т. д.

35. Восточно-Европейская равнина Великие равнины Западно-Сибирская равнина

36. Аккумулятивные равнины При плиоцен-четвертичном опускании территорий, пусть даже относительном, на них стали накапливаться осадки, снесенные с окружающих мест. Они заполнили все прежние неровности поверхности. Так сформировались аккумулятивные равнины, сложенные рыхлыми, плиоцен-четвертичными отложениями. Обычно это низменные равнины, которые иногда лежат даже ниже уровня моря. По условиям .осадконакопления они делятся на морские и континентальные – аллювиальные, эоловые и др. Примером аккумулятивных равнин являются сложенные морскими отложениями Прикаспийская, Причерноморская, Колымская, Яно-Индигирская низменности, а также Припятская, Лено-Вилюйская, Ла-Платская и др. Аккумулятивные равнины, как правило, приурочены к синеклизам.

37. Прикаспийская низменность Джунгария

38. Аккумулятивные равнины В крупных котловинах среди гор и у их подножий аккумулятивные равнины имеют наклоненную от гор поверхность, прорезанную долинами многих стекающих с гор рек и осложненную конусами их выносов. Они сложены рыхлыми континентальными осадками: аллювием, пролювием, делювием, озерными отложениями. Например, Таримская равнина сложена песками и лёссами, Джунгарская равнина – мощными песчаными накоплениями, принесенными с соседних гор. Древнеаллювиальной равниной является пустыня Каракумы, сложенная песками, принесенными реками с южных гор в плювиальные эпохи плейстоцена.

39. Кряжи К морфоструктурам равнин относятся обычно и кряжи. Это линейно вытянутые возвышенности с округлыми очертаниями вершин, высотой обычно не более 500 м. Они сложены дислоцированными породами разного возраста. Непременный признак кряжа – наличие линейной ориентировки, унаследованной от структуры той складчатой области, на месте которой возник кряж, например Тиманский, Донецкий, Енисейский. Следует заметить, что все перечисленные типы равнин (цокольные, пластовые, аккумулятивные), а также плоскогорья, плато и кряжи, по мнению И.П. Герасимова и Ю.А. Мещерякова, понятия не морфографические, а морфоструктурные, отражающие соотношения рельефа с геологической структурой.

40. Донецкий кряж Енисейский кряж

41. Равнины на суше образуют два широтных ряда, соответствующие платформам Лавразии и Гондваны. Северный ряд равнин образовался в пределах относительно устойчивых в новейшее время древних Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ и молодой эпипалеозойской Западно-Сибирской платформы – плиты, испытавшей даже незначительное погружение и выраженной в рельефе преимущественно низменной равниной. Среднесибирское плоскогорье, а в морфоструктурном понимании это высокие равнины – плато, образовалось на месте древней Сибирской платформы, активизированной в новейшее время за счет резонансных движений с востока, со стороны активного геосинклинального Западно-Тихоокеанского пояса. В состав так называемого Среднесибирского плоскогорья входят • вулканические плато (Путорана и Сыверма), • туфогенные плато (Центрально-тунгусское), • трапповые плато (Тунгусское, Вилюйское), • пластовые плато (Приангарское, Приленское).

42. Южный ряд равнин соответствует Гондванским платформам, испытавшим активизацию в новейшее время. Поэтому в его пределах преобладают возвышенности: пластовые (в Сахаре) и цокольные (на юге Африки), а также плато (Аравия, Индостан). В пределах унаследованных прогибов и синеклиз сформировались пластовые и аккумулятивные равнины (Амазонская и Ла-Платская низменности, впадина Конго, Центральная низменность Австралии). В целом наибольшие площади среди равнин на материках принадлежат пластовым равнинам, в пределах которых первично-равнинные поверхности образованы горизонтально залегающими пластами осадочных пород, а цокольные и аккумулятивные равнины имеют подчиненное значение.

43. Горы Горы (горные страны) – это обширные, высоко приподнятые над окружающей местностью, сильно и глубоко расчлененные участки земной коры со складчатой или складчато-глыбовой структурой. Длина гор – сотни и тысячи километров, высота – до нескольких километров, глубина расчленения – сотни и тысячи метров. Горные страны состоят из отдельных горных хребтов и разделяющих их межгорных долин и котловин. Горный хребет – линейно вытянутое поднятие с наклоненными в противоположные стороны склонами. Самая высокая часть хребта на пересечении склонов называется гребнем. Вдоль него располагаются повышения – вершины и понижения – седловины. Наиболее низкие и широкие, относительно доступные седловины используются как перевалы, по ним проложены дороги. Область пересечения двух или нескольких горных хребтов называется горным узлом. Они высоки и труднодоступны, например гора Хан-Тенгри, пик Победы в Тянь-Шане. Изолированные горы редки. Чаще всего это вулканы, реже купола над внедрившейся в осадочные породы и приподнявшей их застывшей магмой – горы-лакколиты или отпрепарированные интрузии (дайки, штоки и др.).

44. Классификация гор по высоте По абсолютной высоте, т. е. в морфографическом отношении, принято деление гор на три основные группы: • низкие – до 1000 м (Средний Урал и др.), • средневысотные – 1000–3000 м (Карпаты и др.), • высокие – более 3000 м (Кавказ и др.), среди которых иногда выделяют высочайшие – свыше 5000–5500 м (Тянь-Шань). Низкие горы обычно характеризуются округлыми вершинами, пологими склонами, их разделяют сравнительно широкие речные долины. Средневысотные горы обладают переходными внешними чертами. Для высоких и высочайших гор типичны остроконечные вершины, обычно покрытые снегами и ледниками, крутые склоны, между хребтами – узкие, глубокие речные долины. Самые высокие горы – Гималаи с вершиной Эверест (Джомолунгма) – 8848 м, Каракорум с тремя вершинами «восьмитысячниками», горная страна Памир.

45. Средний Урал Карпаты Гималаи

46. Классификации гор По геологическому возрасту, т. е. времени образования складчатой структуры гор различают: • дорифейской складчатости, • байкалиды, • каледониды, • герциниды, • мезозоиды, • альпиды.

47. Генетические типы гор По происхождению различают горы вулканические и тектонические. На дне океанов основными горами являются вулканические срединно-океанические хребты и изолированные вулканические горы. На суше наиболее распространены тектонические горы, образование которых связано со складчатыми и разрывными деформациями земной коры при поднятии территории. В связи с этим их делят по строению (тектонической структуре) на два основных типа: складчатые и глыбовые (сбросовые). Безусловно, различаются они и по рельефу.

48. Складчатые горы Складчатые горыпредставляют собой толщи горных пород, смятые в складки различной величины и крутизны и поднятые на разную высоту. Основные формы рельефа – горные хребты и долины между ними – определяются условиями залегания пород: хребты обычно соответствуют выпуклым складкам различной сложности, а межгорные долины – вогнутым, т. е. наблюдается полное соответствие внутренней структуры общей конфигурации рельефа. Разрывные нарушения играют подчиненную роль. Складчатые горы – молодые, они образовались геологически недавно, на заключительной (орогенной) стадии развития геосинклиналей альпийской складчатости при поднятии и смятии в складки пластичных морских осадочных слоев. Это первичные орогены, поэтому их называют после-геосинклинальными, иначе эпигеосинклинальными. Образование складчатых гор продолжается и сейчас по периферии Тихоокеанского геосинклинального пояса и в других местах, где складчатость еще не завершилась.

49. Глыбовые горы Большинство остальных гор на суше относят к вторичным, эпиплатформенным орогенам. Они образовались в основном в кайнозое, за счет новейших тектонических движений, главным образом в пределах складчатых поясов докембрийского, палеозойского и мезозойского возраста. Прежние горы к тому времени были полностью или частично разрушены внешними процессами. На древних и палеозойских структурах на месте бывших гор образовались пенеплены (лат. раепе – почти, англ, plain – равнина), на более молодых мезозойских – низкогорья. Их складчатый фундамент и вышележащие местами осадочные слои за миллионы лет литифицировались (затвердели), потеряли пластичность, повысив при этом хрупкость. Поэтому, когда в конце олигоцена началась активизация тектонических движений, разновозрастные структуры складчатых поясов и приближенные к ним края платформ, а также шовные зоны внутри них стали дробиться по разломам на множество отдельных блоков или глыб. В результате интенсивных восходящих движений эти блоки начали подниматься на разную высоту и значительные по площади выровненные территории вновь обрели характер горной страны.

50. По соотношению глыбовых и складчатых форм рельефа среди эпиплатформенных гор выделяют • глыбовые, • складчато-глыбовые • глыбово-складчатые горы. На месте древних дорифейских платформ и байкальских складчатых структур возникли глыбовые горы. В результате многократной активизации и денудации на протяжении длительной геологической истории их древняя складчатая структура оказалась срезанной на большую глубину и практически не выражена в современном рельефе. Эти горы возродились заново за счет поднятия блоков – пенепленов на различную высоту и называются возрожденными (термин предложен В.А. Обручевым). Это обычно средневысотные короткие хребты со сглаженными вершинами и крутыми склонами, обусловленными разломной тектоникой. Например, Западные и Восточные Гаты в Индии, горы Хиджаз на юге Аравийского полуострова, горы Макдоннелл в центре Австралии и другие возникли на щитах докембрийских платформ; Восточный Саян, горы Забайкалья образовались на байкалидах.