Найголовніші структури земної кори на материках

Геологическая наука не только говорит о том, как об­разовались руды металлов, уголь, нефть, но также объяс­няет закономерности их размещения в земной коре. Для этого необходимо прежде всего знать основные черты строения и развития материков.

Любуясь равнинами нашей страны или горными цепя­ми Кавказа, Средней Азии, вероятно большинство людей не подозревает, что разный внешний облик земной поверх­ности полностью отражает особенности внутреннего строения земной коры. С особой наглядностью это выяв­ляется при изучении осадочных горных пород.

Что же представляют собой осадочные горные поро­ды? Обнажающиеся на дневной поверхности породы подвергаются воздействию солнечного нагрева и мороза, атмосферных осадков, ветра и различных живых орга­низмов. Под влиянием этих факторов они разрыхляются и разрушаются. Освобождающиеся частицы переносятся ветром и водой. Струи воды вместе с частицами пород по­степенно сливаются в более мощные потоки и образуют реки. В воде морей и озер материал, выносимый реками или образуемый волнами прибоя, постепенно осаждается, крупные частицы раньше, ближе к устью реки или к бе­регу, мелкие и легкие — позже, дальше от берега. Части­ца за частицей оседают на дно, день за днем, столетия, тысячелетия наслаиваясь друг на друга.

Материал, осевший недавно, является еще полужид­ким, он весь пропитан водой и носит название ила. Но со временем перекрываемые все новыми и новыми отложе­ниями слои твердеют, так как частицы начинают плотно прилегать одна к другой. Под давлением вышележащих слоев и при помощи проникающей в глубь воды, содер­жащей в растворе разные соли, отдельные частицы по­роды связываются друг с другом или цементируются. Так постепенно образуются твердые осадочные по­роды.

Однако они слагаются не только обломочками ранее существовавших пород или минералов. В их строении мо­гут участвовать скелеты различных организмов. В морях живут мельчайшие свободно плавающие растения, назы­ваемые диатомеями, оболочка которых состоит из кремне­зема, извлекаемого из воды. Живут в морях также мель­чайшие животные радиолярии со скелетами из кремне­зема, фораминиферы, раковины которых состоят из извести. Эти животные обитают в морях в огромном ко­личестве, образуя вместе с разными инфузориями так называемый планктон — сообщества существ, плаваю­щих в воде. Скелеты и оболочки этих существ, падая на дно морей, примешиваются к неорганическому материалу (обломкам горных пород суши), а в более глубоких об­ластях моря, куда этот материал не попадает ввиду от­даленности от берегов, эти скелеты и оболочки образуют отложения своеобразного ила — преимущественно крем­неземистого (диатомового и радиоляриевого) или извест­кового (фораминиферового), который со временем так­же превращается в твердые породы.

Все породы, образовавшиеся из неорганического или органического материала, осевшего на дне озер и морей или на суше, называются осадочными.

К осадочным породам принадлежат также слои гип­са — сернокислого кальция и каменной соли (хлористого натрия), а также других солей, которые осаждаются из рассолов на дне морских заливов и лагун и в соляных озерах при испарении воды.

Осаждение материала в воде происходит периодиче­ски, с небольшими интервалами, а в связи с этим меняет­ся также качество или крупность материала. Во время половодья, когда течение более быстрое, реки выносят в моря и озера более грубый материал. В малую воду при­нос материала или совсем прекращается или поступает только мелкий. Вот почему частицы, слагающие осадочные породы, всегда откладываются на дне бассейна от­дельными слоями то более толстыми, то более тонкими, которые отличаются один от другого по составу или по цвету. Каждый слой представляет собой результат не­прерывного отложения одного и того же материала в те­чение известного промежутка времени и отделен от слоев выше и нижележащего ровной поверхностью, соответст­вующей перерыву в образовании осадков. Эта поверх­ность называется плоскостью наслоения или напластова­ния.

В слоях или пластах осадочных пород нередко можно заметить остатки животных или растений, принимавших участие в образовании этих пород или попавших в них случайно, во время отложения ила. Эти остатки пред­ставляют собой твердые части организмов — раковин моллюсков, панцири ракообразных, иногда кости позво­ночных, стволы и сучья деревьев. Кроме того, встречают­ся также и отпечатки мягких частей на горной породе — листьев, стеблей, крыльев насекомых и других. Как уже указывалось выше, такие остатки называются окамене­лостями и имеют большое значение для определения от­носительного возраста горных пород.

Однако не только состав, но и последовательность на­пластований, а также условия залегания пластов дают геологу весомые доказательства ряда событий далекого прошлого. Так, если глубоководные осадки сменяются мелководными, это значит, что происходит подъем дна бассейна. И, наоборот, смена прибрежных осадков глубоководными говорит или о погружении бере­га, или о наступлении моря на сушу. Мы видели, что не­давно образовавшиеся отложения обыкновенно носят ха­рактер горизонтально залегающих пластов. Однако в природе нередко можно наблюдать наклонное положение пластов или даже пласты, согнутые в складки. Это зна­чит, что некогда образовавшийся пласт подвергся боко­вому давлению, которое его изогнуло и придало ту или иную форму; следовательно, после спокойного отложения пласта имели место горообразовательные движения. Но нередко изогнутые пласты размыты, что говорит о воз­действии на них явлений размывания и выветривания, господствующих на суше. А затем на них вновь налегают горизонтально лежащие пласты, показывающие, что раз­мытые складки погрузились и оказались на дне водоема. Такое налегание пластов с угловым несогласием получи­ло у геологов название «несогласного залегания», говоря­щего о существенном изменении геологических условий в данном районе.

Несогласное залегание речных конгломератов…

Наблюдения подобного рода помогают геологам ра­зобраться в смене явлений, имевших место в тех или иных участках земной коры в прошлом. Анализ осадоч­ных отложений, их состава, содержащихся в них окаме­нелых остатков, условий залегания пластов и явлений не­согласного налегания на одну группу пластов других привел геологов к мысли о большей подвижности одних участков земной коры по сравнению с другими, где такие явления или вовсе не наблюдались, или были крайне ред­кими.

А изучение захороненных в пластах фауны и флоры позволяют геологам устанавливать относительный воз­раст этих пластов и вместе с тем тех явлений, которые они испытали. Именно путем изучения осадочных пород и условий их залегания были установлены существенные различия в строении разных участков земной коры, кото­рые можно отнести или к «подвижным», иначе говоря, геосинклинальным, областям, или значительно более спо­койным «платформенным».

В горах, глубоко прорезанных реками, горные породы обнажены значительно лучше, чем в равнинных районах. Это позволяет изучать сравнительно глубокие разрезы земной коры и выяснять историю образования гор. В рав­нинных областях естественных разрезов мало, они неглу­боки. Поэтому породы, подстилающие равнины, исследу­ются главным образом при помощи буровых скважин.

Сравнивая разрезы горных пород в горах и на равни­нах, в большинстве случаев действительно можно видеть резкую разницу в их составе, мощностях и условиях за­легания.

Первым, обратившим на это внимание, был американ­ский геолог Д. Холл. Изучая Аппалачские горы, он в 1859 г. пришел к выводу, что мощность отдельных гори­зонтов в Аппалачах значительно больше, чем мощность одновозрастных горизонтов на равнине. Отсюда он за­ключил, что горные хребты возникли на месте некогда существовавших крупных прогибов земной коры, запол­нявшихся осадками. В 1873 г. Д. Дэна, уточняя выводы Д. Холла, предложил для таких прогибов название геосинклиналей. Позднее, в 1900 г., французский геолог Э. Ог развил эти представления и в своем труде «Основы геологии» (1908—1911), применил их для анализа строе­ния земной коры. Согласно взглядам Э. Ога, вся земная кора континентов состоит из относительно более жестких, устойчивых обширных платформенных участков и раз­деляющих их подвижных геосинклиналей — корытооб­разных, линейно вытянутых впадин. На начальной стадии морские осадки, накапливающиеся в геосинклиналях, вызывали медленное прогибание их дна, а затем, в связи с движением обратного направления, происходило как бы вспучивание и смятие осадков, с образованием склад­чатой горной страны.

В настоящее время точно установлено, что с протеро­зойской эры на Земле во все эпохи и века существовали платформы и геосинклинальные системы.

В пределах складчатых областей, возникших на мес­те геосинклинальных систем, слои горных пород всегда бывают выведены из своего первоначального горизон­тального положения, более или менее сильно изогнуты, раздроблены или, как говорят геологи, дислоцированы. Здесь преобладают складчатые формы, т. е. волнообраз­ные поднятия и опускания слоев, иногда мелкие, а иног­да очень крупные, измеряемые километрами в ширину и в высоту. Такие сложноскладчатые поднятия называ­ются антиклинориями, а сложноскладчатые погруже­ния — синклинориями. Однако в некоторых случаях складчатые формы слоев отходят на второй план, а главную роль приобретают вертикальные и горизонталь­ные перемещения по разломам.

Складчатые горы, возникшие на месте геосинклинали

Осадочные породы геосинклиналей прорваны разно­образными внедрениями огненно-жидких масс, впослед­ствии затвердевших. Они сильно изменены в местах соприкосновения с магматическими породами или мета­морфизированы. Нередко среди них встречаются лавовые потоки.

В противоположность этим образованиям осадочные породы, находящиеся в основании равнин, залегают спо­койно, почти горизонтально, они мало изменены после­дующими процессами метаморфизма. Эти осадки, сла­гающие платформенные области, накапливались на об­ширных пространствах, покрывавшихся периодически неглубоким морем.

К важнейшим платформенным структурам принадле­жат щиты и плиты. Щиты представляют собой выступы глубинного фундамента, являвшиеся областями поднятия и размыва в течение большей части времени развития платформы (Балтийский, Алданский). Плиты, наоборот, являются областями длительного погружения и накопле­ния значительных осадочных толщ. Щиты и плиты пред­ставляют собой структуры платформ.

Установлено, что, как правило, платформы отделяют­ся от обрамляющих их складчатых сооружений, возник­ших на месте геосинклиналей, зонами разломов глубоко­го залегания.

Разделение учеными континентальной части земной коры на подвижные, геосинклинальные области и более устойчивые, платформенные, является важнейшим зве­ном общей теории развития Земли.

Анализируя строения и историю развития геосинкли­нальных систем, можно выделить в них ряд структурных ярусов; каждый из них отвечает определенному этапу развития геосинклинальной области и слагается опреде­ленными группами горных пород. Кроме того, каждому такому структурному ярусу присущи свои особые метал­логенические черты, что надо учитывать в первую оче­редь при проведении геологопоисковых работ.

В процессе развития геосинклинальных систем они расчленяются крупными разломами на блоки с различ­ным характером геологического разреза: разным соста­вом и мощностями одновозрастных пород. Разломы, раз­деляющие блоки, часто служат путями подъема к по­верхности магмы. Вдоль них располагаются центры вул­канических извержений и внедряются застывающие на глубине массы магматических пород различного состава. Вдоль них же поднимаются разные рудообразующие растворы, в связи с чем зоны разломов внутри геосинкли­нальных систем являются местом сосредоточия место­рождений многих полезных ископаемых. Такие разломы, интенсивно развитые в Тянь-Шаньских горах, предопре­делили в значительной степени закономерности размеще­ния рудных месторождений.

В эпоху окончания геосинклинального развития опре­деленной зоны и конца складчатости накопившихся в ней осадочных и вулканогенных толщ происходит общее поднятие этой зоны. Оно проходит частью в виде сводового выгибания кверху всей складчатой системы, частью в виде подъема отдельных блоков по разломам, суще­ствовавшим ранее или возникающим в эту эпоху. Одно­временно происходит интенсивный размыв гор и их ниве­лировка с образованием поверхности выравнивания.

Когда движения масс горных пород в геосинклиналь­ных областях ослабевают, наступает конечный этап жизни геосинклинали и ее превращение в платформен­ную область. Время превращения геосинклинальных си­стем в платформы представляет собой естественный ру­беж в истории развития того или иного участка земной коры, эпоху резких качественных изменений характера его развития.

Платформы всегда представляют собой образования, возникшие на месте ранее существовавших геосинкли­нальных областей. Поэтому одной из характерных черт строения платформы является наличие в их разрезе двух структурных этажей: складчатого фундамента и плат­форменного чехла. Нижний этаж (фундамент) сложен осадочными и вулканогенными формациями геосинкли­нального типа; он пронизан магматическими внедрения­ми; слагающие его породы испытали сильную складча­тость и явление метаморфизма. Верхний этаж (платфор­менный чехол) сложен сравнительно маломощными фор­мациями платформенного типа, среди которых резко преобладают осадочные породы; магматические образо­вания в его строении обычно играют весьма подчиненную роль, а если развиты, то представлены особыми типами пород, отличными от магматических пород геосинкли­нальных областей (щелочные интрузии, базальтовые из­лияния и т. д.). Породы осадочного чехла, как правило, лишены метаморфизма и нарушены слабыми дислока­циями платформенного типа. Платформенный чехол обычно отделяется от фундамента крупным региональ­ным несогласием.

Все указанные черты развития геосинклинали и ее переход в платформенную стадию прекрасно отражены в Тянь-Шане, где к платформенным образованиям отно­сятся угленосные бассейны и выше расположенные тол­щи меловых и третичных горных пород.

Однако, как это указывали еще В. А. Обручев и ряд его последователей, во многих районах Азиатского мате­рика наблюдаются явления «послеплатформенной активизации», которые выражаются в новом усилении волно­образных колебательных движений земной коры, там, где они в свое время уже успокоились с окончанием геосин­клинальных процессов.

В. А. Обручев отметил, что на востоке и северо-восто­ке Сибири горные хребты подняты более молодыми дви­жениями третичного и четвертичного времени, которые отразились также на всей площади Центральной Азии, но не складчатыми движениями, как он писал (См. В. А. Обручев. Мои путешествия по Сибири. Изд-во АН СССР, М., 1948, стр. 27), а преи­мущественно сбросовыми. Это произошло потому, что горные породы, однажды уже сильно смятые в складки, вторично подчиняются складкообразовательным силам с большим трудом. Они гораздо быстрее поднимаются и опускаются крупными клиньями по трещинам разломов, выгибаются вверх, реже прогибаются вниз. Выпуклости при этом также легко разбиваются трещинами на от­дельные полосы, которые перемещаются относительно друг друга. Исследования этих лет показали, что совре­менный рельеф Центральной Сибири в виде высоких гор Алтая, Саянов, Прибайкалья, Забайкалья не старый, а молодой, созданный движениями третичного и частью даже четвертичного времени. При этих движениях самые узкие и высокие клинья земной коры подверглись усиленному размыву, были разрезаны глубокими ущельями, расчленены и получили альпийские формы.

Разрез платформы…

Именно это расчленение обусловило выход на днев­ную поверхность различных рудных месторождений, об­разовавшихся на значительной глубине в земной коре.

Активизированная платформа…

Явление послеплатформенной активизации ярко вы­ражено в Тянь-Шане, а также на огромной территории Центральной и Восточной Азии, где имеет место особый характер развития земной коры. Так, здесь наблюдаются поднятия таких больших плато, как Тибетское и Памир­ское, на месте геосинклиналей разного возраста или, по соседству с геосинклиналями, сильно раздробленные бо­лее древние платформы с магматическими внедрениями. Более молодые внедрения магматических пород, проры­вая породы «чехла», обычно несут с собой то или иное оруденение. Но они могут также воздействовать на под­земные воды, подогревать их и таким образом «активизи­ровать» процессы растворения и переноса различных металлов, находящихся в породах «чехла». Существует предположение, что перечисленные явления свидетель­ствуют об особом, новом направлении развития земной коры, которое сменяет прежнее — геосинклинально-платформенное.

• ← Переходимо до розвідки
• Новий етап прогнозу та пошуків →