Складчатые пояса Земли: внутреннее строение и развитие
Широкие складчатые пояса начали свое формирование около 10 миллиардов лет назад в поздний период протерозойской эры. Они обрамляют и разделяют основные древние платформы, имеющие докембрийский фундамент. Эта структура охватывает большую ширину и протяженность - более чем тысячи километров.
Научное определение
Складчатые (подвижные) пояса - это тектонические структуры литосферы, которые разделяют древние платформы друг от друга. Подвижным поясам характерна высокая тектоническая активность, формирование осадочных и магматических скоплений. Другое их название – геосинклинальные пояса.
Основные подвижные пояса планеты
Выделяют пять глобальных складчатых поясов:
- Тихоокеанский или круглотихоокеанский. Обрамляет впадину Тихого океана, объединяя плиты Австралии, обеих Америк, Азии, Антарктиды. Сравнительно самый молодой пояс, отличается повышенной сейсмической и вулканической активностью.
- Урало–монгольский складчатый пояс. Протягивается от Урала до Тихого океана через Центральную Азию. Занимает положение внутри континента. Он еще именуется Урало–Охотским.
- Североатлантический пояс. Разделяет платформы Северо-Американскую и Восточно–Европейскую. Разделяется Атлантическим океаном и занимает восточную часть Северной Америки и Северо-Западную часть Европы.
- Арктический складчатый пояс.
- Средиземноморский - один из основных подвижных поясов. Начинаясь в Карибском море, как и Североатлантический, разделен Атлантикой и продолжает свое продвижение через южные и средиземноморские страны Европы, Северо-Западную Африку, Малую Азию и Кавказ. По имени горных систем, входящих в него, известен как Альпийско–Гималайский складчатый пояс.
Помимо глобальных геосинклиналей, имеются два малых подвижных пояса, которые закончили свое формирование в байкальскую эпоху протерозоя. Один из них захватывает Аравию и Восточную Африку, другой – запад Африки и восток Южной Америки. Их контуры размыты и не определены основательно.
История формирования
Общее в истории возникновения этих областей то, что образовались они на местах, где ранее находились древние океанские бассейны. Подтверждение тому – неоднократные выходы на поверхность реликтов океанской литосферы, или офиолитов. Заложение и развитие подвижных поясов - это длительный и сложный период. С периода позднего протерозоя зарождались океанские бассейны, возникали вулканические и невулканические дуги островов, сталкивались между собой континентальные плиты.
Основные геологические процессы формирования горных пород проходили в байкальскую эпоху конца докембрийского периода, каледонскую эпоху в конце силура, герцин в палеозойской эре, киммерийскую в конце юрского периода - начале мелового, альпийскую эпоху в олигоценском периоде. Все складчатые пояса пережили в своем развитии не один полный цикл от возникновения океана и до завершения.
Стадии развития
Цикл развития включает в себя несколько стадий развития: заложение, начальная стадия, зрелость, основная стадия – создание горных массивов или орогенез. В заключительной стадии развития происходит расползание, срезание горных вершин, снижение сейсмической и вулканической активности. Высокие пики сменяются более спокойным платформенным режимом.
Важнейшие изменения в основных складчатых поясах Земли происходят по длине их расположения.
История развития геосинклинальных поясов и областей от образования, рифтогенеза и до заключительной и реликтовой стадии, была систематизирована и разделена на 6 циклов ученым–географом Вилсоном. Схема, включающая шесть основных стадий, названа в его честь - «циклом Вилсона».
Молодые и древние складчатые пояса
Для Арктического пояса развитие и преобразование закончилось киммерийской эрой. Североатлантический завершил свое развитие в каледонскую эпоху, большая часть Урало-Монгольского складчатого пояса – в герцинскую.
Тихоокеанская и Средиземноморская геосинклинали являются молодыми подвижными поясами, процессы развития в них проходят и по нынешнее время. Для этих структур характерно наличие гор с высокими и острыми пиками, горных хребтов вдоль складок местности, значительная раздробленность рельефа, много сейсмически активных районов.
Типы подвижных поясов
Тихоокеанский складчатый пояс - единственный из всех, который относится к виду окраинно–континентальных структур. Его возникновение связано с поддвиганием литосферных плит океанической коры под континенты. Этот процесс не завершен, поэтому этот пояс еще называется субдукционным.
Четыре остальных геосинклинали относятся к межконтинентальным поясам, возникшим вместо вторичных океанов, которые были образованы на месте разрушения громадного континента Пангеи. Когда происходит столкновение (коллизия) континентов, ограничивающих подвижные пояса, и полное поглощение океанической коры, межконтинентальные структуры прекращают свое развитие. Их поэтому называют коллизионными.
Внутренняя структура
Складчатые пояса в своем внутреннем составе – это мозаика из обломков самых разнообразных пород, континентов и морского дна. Наличие в масштабах данной структуры глыб протяженностью на многие километры, состоящих из частей Пангеи или из континентальных обломков древней докембрийской коры, дает основание для выделения отдельных складчатых массивов, областей гор или целых континентов. Такими складчатыми массивами, к примеру, являются горные системы Урала, Тянь-Шаня, Большого Кавказа. Иногда исторический или рельефный признак служит основанием для объединения массивов в целые складчатые области. Примеры таких областей в Альпийско–Гималайском складчатом поясе - Карпато-Балканская, в Уральско-Охотничьем - Восточно-Казахстанская.
Краевые прогибы
В процессе формирования тектонических складчатых структур на границе платформ и подвижных областей образуются передовые или предгорные прогибы (Предуральский, Предкавказский, Предкарпатский краевые прогибы). Прогибы не всегда соседствуют с подвижными поясами. Случается, что подвижная структура непосредственно натянута на многие километры вглубь платформы, примером тому служат Северные Апачи. Иногда отсутствие предгорного прогиба может быть связано с тем, что фундамент прилегающей платформы имеет поперечное поднятие (Минераловодское на Кавказе). В зависимости от способа соединения платформ с подвижными поясами выделяют два вида сочленения: вдоль передовых прогибов и вдоль швов или щитов. Заполняются впадины толщей морских, лагунных и континентальных пород. В зависимости от структуры наполнения в предгорных впадинах формируются определенные полезные ископаемые:
- Морские континентальные терригенные породы.
- Угленосные слои (уголь, песчаники, аргиллиты).
- Галогенные формации (соли).
- Барьерные рифы (нефть, газ, известняк).
Миогеосинклинальные зоны
Характеризуются расположением по краю континентальных платформ. Кора платформ ступенчатым образом погружается под основной комплекс внешней зоны. По своему составу и рельефу внешние зоны однообразны. Осадочный комплекс миогеосинклинальной зоны приобретает сходящую чешуйчатую структуру, с отдельными надвигами, местами, достигающими нескольких километров. Помимо основных, встречаются отдельные надвиги встречного направления в виде треугольных складок. На глубине такие складки выявляются срезанными надвигами. Комплекс внешних зон обычно сорван с основы и перемещен до десятка километров в направлении основной платформы. Структура миогеосинклинальной зоны – это песчано-глинистые, глинисто-карбонатные или отложения морских пород, которые образовываются на ранних стадиях горных образований.
Эвгеосинклинальные зоны
Это внутренние зоны горно-складчатых сооружений, которые, в отличие от внешних зон, характеризуются резкими перепадами с максимальными отметками. Специфика этих зон – тектонические офиолитовые покровы, которые могут располагаться на осадочных породах внешних зон или же напрямую на их фундаменте в случае надвигания тектонических пластин. Кроме офеолитов, внутренние зоны составляют фрагменты преддуговых, тыльно-дуговых, междуговых впадин, испытавших на себе метаморфозы под действием высоких температур и давления. Нередки элементы рифовых строений.
Как возникают горы?
Горные ландшафты напрямую связаны со складчатыми поясами. Такие горные системы, как Памир, Гималаи, Кавказ, которые являются частью Средиземноморского подвижного пояса, продолжают свое формирование и в нынешнее время. Сложные тектонические процессы сопровождаются в этих областях рядом сейсмических явлений. Формирование гор начинается со столкновения платформ, в результате которых образуются прогибы земной коры. Выходящая через тектонические разломы магма образует вулканы и выходы лавы на поверхность. Постепенно прогибы заполняет морская вода, в которой живут и отмирают различные организмы, оседая на дно и образуя осадочные породы. Второй этап начинается, когда погруженные прогибом породы под действием выталкивающей силы начинают подниматься вверх, образуя горные хребты и впадины. Процессы прогибов и возрастаний очень медленные и занимают миллионы лет.
Молодые, сравнительно недавно образованные горы также называют складчатыми. Сложены они из смятых в складки горных пород. Современные складчатые горы – это все высочайшие пики планеты. Массивы, которые подошли к стадии разрушения, сглаживания вершин, имеют пологие склоны, относятся к складчато–глыбовым.
Полезные ископаемые
Именно подвижные структуры являются основными кладезями полезных ископаемых. Высокая сейсмическая активность, выбросы магмы, высокие температуры и перепады давления ведут к образованию пород магматического или метаморфического происхождения: железных, алюминиевых, медных, марганцевых руд. В геосинклиналях находятся залежи драгоценных металлов, горючих субстанций.