Геотектоника

Авторы курса -
академик РАН, профессор Хаин Виктор Ефимович
професор Ломизе Михаил Григорьевич

Курс читается в 7 семестре для студентов специальности "Геология" (специализация "Геологическая съемка и поиски месторождений полезных ископаемых").
Объем курса - 84 часа: лекции - 56 часов, лабораторные занятия - 28 часов.
Формы контроля: прием выполненных заданий на лабораторных занятиях; курс завершается экзаменом.

Основные учебные пособия и материалы для заданий:

Хаин В.Е.  Ломизе М.Г.
Геотектоника с основами геодинамики
Книжный дом Университет. 2005 г. 560 стр.
 
Поинтервальные таблицы для работы по методу фаций и мощностей. В архиве оба варианта: Прикаспий и Керчь-Тамань, а также файл-индекс.  
Тектоническая карта мира 1:45 000 000  

Папка-хранилище дополнительных материалов и презентаций к лекциям по "Геотектонике" (Веселовский Р.В.)  

Аннотация.

Курс дает представление о строении, движениях, деформациях литосферы и ее развитии. Вслед за вводными разделами, подробно рассматриваются современные тектонические процессы на границах литосферных плит и во внутриплитных обстановках. Это создает основу для последующих разделов, где строение, происхождение и развитие главных структурных единиц литосферы обсуждаются на основе актуализма. Специальный раздел посвящен складчатости и разрывным нарушениям.

Курс готовит студентов к составлению и использованию тектонических карт, к проведению региональных тектонических исследований.

Содержание курса.

1. Общие представления о тектоносфере.

Тектоносфера и ее границы. Источники сведений о составе и строении тектоносферы. Сверхглубокое бурение на континентах, глубоководное бурение в океанах. Выходы глубинных пород на поверхность, значение офиолитов. Изучение магматических образований и ксенолитов разной глубинности. Геофизические методы и их новые возможности.

Земная кора континентальная и океаническая, их строение и способы сочленения на пассивных и активных континентальных окраинах. Природа поверхности Мохоровичича. Верхняя и нижняя мантия, данные сейсмической томографии об их вертикальных и горизонтальных неоднородностях, а также о рельефе поверхности ядра. Литосфера и астеносфера, их взаимодействие и его значение для геотектоники. Слои пониженных сейсмических скоростей и высокой электропроводности в литосфере, представление об ее тектонической расслоенности.

Вероятные глубинные и внешние источники энергии тектонических процессов. Конвекция в мантии Земли: основные модели и прямые данные сейсмической томографии.

2. Современные тектонические процессы.

Современные тектонические движения, вертикальные и горизонтальные. Методы их изучения, в том числе лазерная геодезия, метод лазерных отражателей на спутниках, радиоинтерферометрия, GPS. Изучение современного напряженного состояния земной коры, сейсмогенные движения и решение фокальных механизмов землетрясений. Относительные и «абсолютные» движения литосферных плит.

Неравномерность распределения современной тектонической активности, фрактальность литосферы, ее деление на плиты и микроплиты. Границы литосферных плит: дивергентные (рифтогенные) и конвергентные (субдукционные, коллизионные), границы по трансформным разломам. Тройные сочленения границ, их виды. Главные геодинамические обстановки на границах литосферных плит, внутриплитные обстановки континентов и океанов.

Рифтогенез. Рифты как структурная и геодинамическая категория. Единая глобальная система континентальных и океанических рифтовых зон, а также рифты, развивающиеся вне этой системы. Характерный рельеф, тектоническая структура, магматизм, вертикальные и горизонтальные движения, сейсмичность. Распределение теплового потока. Глубинные корни рифтов по геофизическим данным. Главные механизмы рифтогенеза, их соотношение и роль в развитии континентальных и океанических рифтов. Деструкция континентальной коры и спрединг океанической коры в ходе рифтогенеза. Сегментация зон спрединга и трансформные разломы. Продольное разрастание и перескоки осей спрединга. Линейные магнитные аномалии и определение скорости спрединга, сопоставление низко- и высокоскоростных зон спрединга. Эволюционный ряд рифтогенных структур. Активный и пассивный рифтогенез.

Субдукция. Закономерности глобального размещения зон судукции океанической литосферы, их тектонические типы. Проявление в рельефе: системы глубоководных желобов, островных дуг и задуговых бассейнов, а также системы глубоководных желобов и активных континентальных окраин. Геофизическое выражение зон субдукции по данным сейсмических методов, гравиметрии, магнитометрии, МТЗ, геотермии. Сейсмофокальные зоны Беньофа, их строение, напряжения в очагах; параметры, определяющие глубинность, угол наклона и профиль зон Беньофа. Магматизм зон субдукции, вулкано-плутонические пояса, закономерности их строения и размещения. Кинематика и основные тектонические режимы субдукции: аккреционный и эрозионный. Случаи субдукции континентальной коры, ее метаморфические преобразования и эксгумация. Обдукция океанической литосферы на континентальные окраины. Вероятные причины и недавние проявления обдукции.

Коллизия. Условия, ведущие к коллизии континентальных единиц литосферы. Рельеф, структура, движения, вулканизм, глубинная характеристика зон коллизии, основные примеры. Проявление тектонической расслоенности литосферы при формировании коллизионных горных сооружений.

Внутриплитная активность. Современная внутриплитная тектоно-магматическая активность на континентах и в океанах, роль мантийных плюмов. Внутриконтинентальный орогенез. Глубинные разломы, планетарная трещиноватость, линеаменты, кольцевые структуры.

3. Строение и развитие главных структурных единиц литосферы.

Принципы восстановления тектонических обстановок прошлого на основе актуализма, палинспастические реконструкции. Методы палеотектоники: анализ фаций и мощностей, объемный метод, анализ формаций, изучение стратиграфических перерывов и несогласий, палеомагнитные методы, трековая термохронология. Структурно-геоморфологические методы как основа изучения движений новейшего этапа (неотектонический анализ).

Главные структурные единицы литосферы, их размещение и сочленение в пределах современных литосферных плит.

Внутренние области океанов. Срединно-океанические хребты и абиссальные равнины, закономерное нарастание мощности и средней плотности океанической литосферы, ее охлаждение и изостатическое погружение с увеличением возраста. Изменение мощности и стратиграфического объема первого (осадочного) слоя коры по мере удаления от оси спрединга. Главные системы трансформных разломов. Внутриплитные возвышенности и хребты, формирование структур, связанных с активностью мантийных плюмов. Микроконтиненты. Происхождение больших и малых бассейнов океанического типа.

Области перехода континент — океан. Пассивные континентальные окраины, их строение, характерные осадочные и магматические формации. Заложение будущих пассивных окраин в условиях континентального рифтогенеза и их развитие на борту бассейнов океанического типа. Активные континентальные окраины и островные дуги как выражение зон субдукции, свойственные им формации и структуры. Задуговые бассейны (краевые или окраинные моря) и разные геодинамические условия их формирования. Междуговые бассейны и их происхождение.

Складчатые пояса континентов. Размещение и возраст складчатых поясов. История представлений об их происхождении, геосинклинальная концепция стадийно-цикличного развития. Актуалистическая трактовка, основанная на выделении комплексов, формировавшихся в разных геодинамических обстановках, а впоследствии включенных в складчатое сооружение. Концепция террейнов. Офиолиты как реликты древней океанической литосферы, строение и генетические типы офиолитовых комплексов. Геодинамические комплексы островных дуг и окраинных морей, комплексы активных и пассивных континентальных окраин и древние микроконтиненты в структуре складчатых областей.

Межконтинентальные и окраинно-материковые складчатые горные пояса (орогены), их сравнение. Моно- и дивергентная складчатая структура, зональность. Антиклинории и синклинории, тектонические покровы, и их деформация, антиформы и синформы. Межгорные и передовые прогибы, их осадочные формации. Магматизм и региональный метаморфизм коллизионных орогенов.

Структурный план и структурный рисунок складчатых поясов. Скучивания (синтаксисы) и виргации, складчатые дуги (ороклинали) и сигмоиды. Региональные сдвиги и их структурное выражение. Эшелонированные системы складок.

Континентальные платформы (кратоны). Фундамент и чехол, их соотношение. Главные структурные элементы: щиты, плиты, перикратонные прогибы, антеклизы, синеклизы, авлакогены, валы. Осадочные формации чехла и магматизм. Обособление современных платформ в ходе распада Пангеи и ее частей, отражение этих событий в строении и составе чехла. Происхождение и развитие континенатльной коры, суперконтинентальные циклы.

4. Складчатость и соскладчатые разрывы.

Морфологические и кинематические типы складчатости. Геологические обстановки формирования складчатости общего сжатия. Складки присдвиговые, присбросовые и надразломные. Гравитационная складчатость. Соляные и глиняные диапиры. Вулкано-тектонические структуры. Гранито-гнейсовые купола. Соскладчатые разрывы. Тектониты, тектонические меланжи. Развитие складчато-разрывной структуры во времени. Фазы и эпохи складчатости. Миграция складкообразования. Наложение складчатостей разного плана.

5. Принципы тектонического районирования и тектонические карты.

Районирование по возрасту главной складчатости, по типам развития, по геодинамическим обстановкам. Выделение структурных этажей, структурно-формационных зон и террейнов. Формации как индикаторы геодинамических обстановок. Обзорные и региональные тектонические карты. Палеотектонические карты, их типы. Карты современных и новейших движений сейсмологические и другие специальные тектонические карты.

6. Лабораторные занятия.

Составление карт фаций и мощностей с последующим их анализом. Определение горизонтальных смещений в условиях покровно-складчатой структуры и при региональных сдвигах. Палинспастические реконструкции, в том числе с использованием палеомагнитных данных. Восстановление полей напряжений.

Литература

  • Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики.М.: КДУ,2005.
  • Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики.М.: МГУ,1995.
  • Дубинин Е.П., Ушаков С.А. Океанический рифтогенез. М.: ГЕОС, 2001.
  • Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Палеогеодинамика.М.: Наука,1993.
  • Миясиро А., Аки К., Шенгер А. Орогенез. М.: Мир, 1985.
  • Структурная геология и тектоника плит. В 3-х томах. М.: Мир, 1990-1991.
  • Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов. М.: Научный мир, 2001.
  • Хаин В.Е., Короновский Н.В. Планета Земля от ядра до ионосферы. М.: КДУ, 2007.