книги / Общая геология

Говоря об указанных высотах, мы не принимаем во внимание процессы денудации, ведущие к понижению земной поверхности. Как правило, денудация тем больше, чем выше горное сооружение. Высота горного сооружения, естественно, равна алгебраической сумме амплитуды общего эпейрогенического воздымания и общего денудационного сноса за тот же геологический отрезок времени.

Итак, отдельные элементарные участки земной коры, а отсюда отдельные ее участки могут претерпевать эпейрогенические дви­ жения или с тенденцией к погружению, или с тенденцией к воздыманию. В первом случае на отдельных интенсивно погружающихся участках земной коры накапливаются мощные толщи осадочных пород, во втором — на отдельных интенсивно воздымающихся участках возникают горные сооружения.

П р и м е ч а н и е . Когда мы говорим о тенденций того или другого участка земной коры к погружению, не нужно это выражение понимать так, что каждое последующее погружение обязательно имеет амплитуду большую, чем амплитуда предыдущего поднятия, а при тенденции к воздыманию наоборот. Конечно, при общей тенденции к погружению могут быть отдельные отрезки времени, в течение которых амплитуда последующего погружения была меньше амплитуды предыдущего поднятия, а при общей тенденции к воздыманию наоборот.

Как уже упоминалось, о существовании эпейрогенических движений мы судим по результатам анализа фаций. Особо ярким доказательством таких движений является чередование в одном и том же геологическом разрезе морских, лагунных и континентальных фаций.

Если снизу вверх морские фации сменяются лагунными и еще выше континентальными, можно утверждать,-что участок земной коры, имеющий такой геологический разрез, поднимался. Обрат­ ная снизу вверх последовательность фаций свидетельствует об опускании данного участка земной коры.

О поднятиях и погружениях того или другого участка зем­ ной коры при отсутствии чередования морских, лагунных и континентальных фаций можно судить по их изменению в вер­ тикальном направлении от грубозернистых к тонкозернистым, от терригенных к органогенным и наоборот.

Об амплитуде опусканий можно судить по мощности осадочнйх пород, образовавшихся за соответствующий отрезок геоло­ гического времени. Для суждения об амплитудах поднятий за прошлые геологические эпохи в нашем распоряжении прямых данных не имеется. О высоте поднятий мы можем судить лишь косвенно, например по скорости и интенсивности накопления осадков за эти же отрезки времени в соседних опускавшихся участках земной коры.

Анализируя фации и мощности осадков, образовавшихся в тех или других местах земной поверхности за длительные от­ резки геологического времени (геологические периоды или эпохи),

Вертикальные движения земной коры, геосинклинали и платформы 313

констатируем, что'одни участки имели тенденцию к значитель­ ному погружению и на них накапливались в общей сложности колоссальные толщи осадочных горных пород. Зти участки наи­ более подвижны и характеризуются интенсивными тектоническими движениями и магматическими явлениями. На других участках в то же время, наоборот, происходили сравнительно слабые эпейрогенические движения небольших амплитуд и формирова­ лись толщи осадочных пород малой мощности. Эти участки ха­ рактеризуются малой интенсивностью тектонических движений и магматических явлений.

Первые участки называются г е о с и н к л и н а л я м и , вто­ рые — п л а т ф о р м а м и .

В эпохи преобладания поднятий в пределах геосинклиналей возникали горные сооружения. На основании анализа фаций установлено кроме того, что геосинклинальные области земной коры с течением времени переходят в области горообразования, а затем в области платформ.

Рассмотрим теперь те явления, которые происходят на любом участке земной коры, переживающем геосинклинальную стадию развития.

Все элементарные участки земной коры, переживающие эту стадию, колеблясь вверх и вниз, в конечном счете погружаются на все большие и большие глубины. На них накапливаются по­ следующие слои осадков. Вышележащие осадки давят на ниже­ лежащие. С течением времени слои осадков, отложившихся на по­ верхности суши или на дне моря, попадают на такие глубины, где давление становится значительным и температура — очень высокой.

Под влиянием повышающегося давления слои осадков уто­ няются, раздвигаются в стороны; в них возникает явление те­ чения вещества. Под влиянием повышенных температур, веще­ ство слоев увеличивается в объеме. Раздвижение слоев и увели­ чение их объема, а также течение вещества приводят к тому, что слои горных пород сминаются в складки. Интенсивность смя­ тия с глубиной увеличивается. С увеличением глубины начи­ нают проявляться и процессы метаморфизма горных пород. Квар­ цевые песчаники превращаются в кварциты, известняки — в мраморизованные известняки, глины — в глинистые сланцы и еще глубже — в хлоритовые, тальковые или слюдистые сланцы. На еще больших глубинах образуются яшмы, мраморы, кристал­ лические сланцы и, наконец, гнейсы.

На еще больших глубинах возможны расплавление метаморфизованных пород и превращение их в жидко-пластичную магму, которая впоследствии, внедряясь в горные породы земной коры, может давать интрузивные тела типа батолитов, штоков, лак­ колитов, жил и т. д. В эту стадию развития геосинклинали при преимущественном движении масс в горизонтальном направле­

По мере опускания (прогибания) участков земной коры слои горных пород становятся все более и более смятыми, более метаморфизованными и, наконец, прорезанными различными интру­ зиями. На внешние усилия эти участки земной коры все чаще и чаще начинают реагировать не прогибанием, а раздроблением, так как они становятся жесткими и хрупкими. В них возникают расколы. В эти расколы внедряется магма. Интрузии усиливаются и становятся более частыми. Тенденция к опусканию (прогиба­ нию), наконец, сходит на-нет, и участки земной коры, ранее находившиеся в геосинклинальной стадии развития, по трещи­ нам расколов начинают движения с тенденцией к воздыманию. Так, на местах былых геосинклиналей возникают горы. Высота гор постепенно увеличивается.

Параллельно с этим усиливаются процессы денудации горных сооружений (деятельность атмосферы, рек, подземных вод, лед­ ников, организмов, озер и т. д.). Наконец, скорость поднятия горных сооружений компенсируется скоростью их денудации.

В дальнейшем тенденция к воздыманию уменьшается и горное сооружение, постепенно разрушаясь, превращается в пенеплен. Последний, как и любой участок земной коры, подвержен эпейрогеническим поднятиям и опусканиям. Вследствие этих поднятий и опусканий область пенеплена может временами быть сушей, временами — дном моря. Подобные области земной коры, больше не погружающиеся на глубины геосинклинального масштаба (десятки километров) и не поднимающиеся до высот горных сооружений, становятся платформами.

Участок земной коры в геосинклинальной стадии не обяза­ тельно должен быть покрыт морем. Он может временами пред­ ставлять собой и сушу. Основным признаком геосинклинальной стадии развития участка земной коры является его тенденция к погружению, а потому на нем в эту стадию накапливаются мощные толщи осадочных горных пород (за[ геологический период накапливаются осадки мощностью в несколько километров или даже десятков километров).

Участок земной коры в стадии горообразования постепенно освобождается от моря, если до этого он был им покрыт, и затем становится все выше и выше. Процессами денудации в нем вскры­ ваются все более и более древние горизонты бывшей на этом месте геосинклинали.

После разрушения горных сооружений участок земной коры может превратиться в платформу. Платформа, подвергаясь эпейрогеническим опусканиям и поднятиям, может временами и места­ ми покрываться морем или представлять собой сушу. И там и здесь на платформах могут накапливаться осадки, из которых в дальней­ шем возникают толщи осадочных горных пород. Однако толщи

этих пород здесь никогда не достигают колоссальных мощностей {десятков километров). Здесь уже не образуется сложных скла­ док. Здесь могут местами возникнуть очень спокойные платфор­ менные структуры в виде а н т е к л и з и с и н е к л и з , напо­ минающих собой громадные по величине антиклинальные и син­ клинальные складки с широкими сводами и седлами и углами наклонов крыльев, измеряемыми минутами или долями градуса. Осадочные горные породы здесь не подвергаются процессам мета­ морфизма.

В антеклизах, как правило, мощности слагающих их осадоч­ ных пород сокращаются к вершинам — сводам антеклиз; у си­ неклиз — наоборот.

Горные сооружения, возникающие-на участках земной коры, переживающих геосинклинальную стадию своего развития, на­ зываются с к л а д ч а т ы м и ( с к л а д ч а т ы м и г о р а м и ) .

Горы возникают и в пределах участков земной коры, находя­ щихся уже в стадии платформенного развития. Платформенные участки земной коры могут быть затронуты глубокими разло­ мами. По этим разломам платформа расчленяется на отдельные глыбы, которые приходят в движение относительно друг друга.

глыбовые горы в дальнейшем подвергаются денудации, а про­ дукты дунудации откладываются в соседних впадинах. В каче­ стве примера современных глыбовых гор можно указать на Алтай, Тянь-Шань и др. В качестве примера современных впадин можно указать на Байкал, оз. Зайсан и др.

Геологический разрез известных нам платформ состоит не ме­ нее чем из двух этажей отложений: нижнего и верхнего. Нижний этаж представлен обычно смятыми в складки осадочными поро­ дами, имеющими очень большую мощность (многие километры и даже десятки километров). Эти породы откладывались в геосинклинальную стадию развития данного участка земной коры.

Если нижний этаж платформы сложен кристаллическими по­

в складки, но не метаморфизованными осадочными горными по­

ными породами, в подавляющем большинстве случаев залегаю­ щими горизонтально. Эти породы имеют сравнительно неболь­ шую мощность и никогда не бывают метаморфизованными. Ме­ стами породы верхнего этажа могут быть смятыми в складки, однако складки эти не такие сложные, как в нижнем этаже. Они очень пологие и крупные. Углы падения крыльев у них измеря­ ются долями градуса (антеклизы и синеклизы).

формы всегда наблюдается резкое несогласие в залегании, возни­ кающее в результате денудации складчатых горных сооружений, существовавших на данном участке земной коры после конца геосинклинальной стадии его развития, и последующего на пене­ плене отложения верхнего платформенного чехла осадочных гор­ ных пород.

В зависимости от того, какой геологический возраст имеют самые молодые породы нижнего этажа платформ (кристалличе­ ского фундамента или складчатого основания), последние назы­ ваются протерозойскими (докембрийскими), нижнепалеозойскими

ляются породы протерозойской или архейской эры (докембрия). Это обычно кристаллические сланцы и гнейсы, прорезанные гра­ нитами и другими интрузивными горными породами. Иными словами, нижний этаж здесь представляет собой кристаллический фундамент.

Верхний этаж этих платформ, или их платформенный чехол, сложен осадочными горными породами различного возраста (в зависимости от места на платформах), начиная от кебрия до четвертичного периода включительно. Эти породы, как правило, имеют сравнительно небольшую мощность, максимум 2—5 км, а в большинстве случаев менее 1 км. Породы осадочного чехла залегают почти горизонтально.

В н и ж н е п а л е о з о й с к и х ( э п и к а л е д о н с к и х ) п л а т ф о р м а х самыми молодыми отложениями нижнего этажа являются горные породы нижнего палеозоя, т. е. породы кембрия, ордовика и силура. Таким образом, в этих платформах складчатое основание сложено породами до силура включительно (силур, ордовик, кембрий, протерозой). Эти породы имеют мно­ гокилометровую (до десятков километров) мощность. Они смяты

всложные складки. Породы метаморфизованы, прорезаны интру­ зиями магматических пород. Степень метаморфизма пород ниж­ него этажа нижнепалеозойских платформ, как правило, не та­ кая сильная, какая наблюдается у пород кристаллического фун­ дамента протерозойских (докембрийских) платформ.

Чехол нижнепалеозойских платформ сложен осадочными по­ родами более молодого возраста, начиная от девона до четвер­ тичного периода включительно. Эти породы имеют сравнительно небольшую общую мощность. Залегают они почти горизонтально и если смяты, то в очень пологие складки. Эти породы не несут

всебе следов метаморфизма, и в них не встречаются крупные интрузивные тела.

В в е р х и е-п а л е о з о й с к и х ( э п и г е р ц и н е к и х ) п л а т ф о р м а х самыми молодыми отложениями нижнего этажа являются горные породы верхнего палеозоя (карбона и перми). В этих платформах складчатое основание сложено породами до кар­ бона, а иногда до перми включительно. Чаще всего это породы карбона, девона, реже силура и кембрия, а еще реже протерозоя. Породы складчатого основания имеют мощность до нескольких десятков километров. Они смяты в интенсивные складки. Эти породы в какой-то степени метаморфизованы и прорезаны много­ численными интрузиями. Степень метаморфизма пород, встречаю­ щихся в нижнем этаже верхнепалеозойскнх платформ, меньше, чем степень метаморфизма пород нижнего этажа нижнепалеозой­ ских платформ.

Платформенный чехол верхнепалеозойских платформ сложен осадочными породами от триасового до четвертичного возраста. Породы платформенного чехла верхнепалеозойских платформ имеют также сравнительно небольшую общую мощность, залегают почти горизонтально и не несут в себе следов сильного метамор­

отложениями нижнего этажа являются породы мезозоя (до верх­ него мела включительно). В этих платформах складчатое основа­ ние сложено породами мезозоя и верхнего палеозоя, а иногда и нижнего палеозоя. Мощность пород складчатого основания ме­ зозойских платформ составляет несколько десятков километров. Эти породы смяты в сложные складки. Однако онп не несут в себе проявлений сильного метаморфизма. В них наблюдается наличие интрузий.

Верхний этаж мезозойских платформ сложен горизонтально наслоенными сравнительно небольшой мощности кайнозойскими осадочными горными породами (палеоген, неоген, четвертичные) без всяких следов метаморфизма и крупных интрузий.

Во всех платформах (протерозойских, нижнепалеозойских, верхнепалеозойских и мезозойских) наблюдается резкое несо­ гласие между горными породами нижнего и верхнего этажей.

Это несогласие приурочивается к тому моменту геологиче­ ского времени, когда горные сооружения, возникшие на соот­ ветствующем участке земной поверхности после геосинклинальной стадии его существования, были превращены в пенеплен и когда возникшая область пенеплена затем продолжала уже платформенную стадию своего развития.

Продолжительность существования горных сооружений, как было указано выше, по сравнению с продолжительностью суще­ ствования геосинклинали небольшая (по абсолютному времени она продолжается от 1 до 5 млн. лет). Продолжительность геосинклинальной стадии измеряется обычно десятками миллионов лет.

318 Ф изическая, и л и динам ическая, геология

Горные сооружения, возникшие в нижнем палеозое, главным образом в силуре, в пределах будущих нижнепалеозойских плат­ форм, получили наименование к а л е д о н и д . Последние в даль­ нейшем были превращены в пенеплен. Во многих местах это произошло уже к началу девона. Геосинклинали, существовав­ шие в пределах будущих иижнепалеозойских платформ, назы­ ваются к а л е д о н с к и м и г е о с и н к л и н а л я м и . Они существовали в течение длительного времени, до нижнего па­ леозоя включительно.

Горные сооружения, возникшие в верхнем палеозое, главным образом в карбоне и перми, в пределах будущих верхнепалео­ зойских платформ, получили наименование г е р ц и н и д или в а р и с ц и д . Герциниды (варисциды) были в дальнейшем раз­ рушены и превращены в пенеплен. Во многих местах это прои­ зошло к началу мезозойской эры. Геосинклинали, существовав­ шие в пределах будущих верхнепалеозойских платформ, назы­

в течение длительного времени (до верхнего палеозоя включи­ тельно).

Горные сооружения, возникшие в мезозое (в некоторых ме­ стах в юре, а в других местах и чаще в нижнем и верхнем мелу), называются м е з о з о и д а м и. Последние к началу палеогена в ряде мест были превращены в пенеплен. Геосинклинали, су­ ществовавшие в течение мезозоя на месте будущих мезозойских

чение длительного времени (до мезозоя включительно).

В течение кайнозоя (палеогена, неогена и четвертичного пе­ риода) существовали, а кое-где продолжают еще существовать так называемые а л ь п и й с к и е г е о с и н к л и н а л и . В nix пределах в течение палеогена, неогена и местами четвертичного периода откладывались, а иногда продолжают откладываться мощные толщи осадочных пород. На глубинах альпийских гео­ синклиналей эти породы смяты в складки, а в некоторых местах и сейчас еще продолжают сминаться в складки. _

На больших пространствах альпийских геосинклиналей в те­ чение главным образом неогена и четвертичного периода воз­ никли в результате воздыманий высокие складчатые горные со­ оружения, получившие наименование а л ь п и д. К последним относится, например, северо-американские западные прибреж­ ные хребты, горы Малайского архипелага, Альпы, Аппенины, Кавказские горы и др. Эти горы в большинстве своем еще продол­ жают воздыматься. Особенно это можно сказать' об альпидах в пределах Малайского архипелага. Надо полагать, что в буду­ щем в пределах нынешнего Малайского архипелага будут прохо­ дить горные сооружения, которые свяжут Индокитай с Австралией.

Возникли они сравнительно недавно (в геологическом смысле слова). Пользуясь методом аналогии, можно сказать, что альпиды в будущем будут превращены в пенеплен и на их месте возникнут а л ь п и й с к и е п л а т ф о р м ы .

Итак, процессы складкообразования, как мы видели выше, происходят в геосинклинальную стадию развития участков зем­ ной коры. Складкообразование вместе с воздыманием участков

орогенез включает в себя ряд отдельных фаз. На отдельных участках земной коры, в пределах каледонских геосинклиналей, процессы складкообразования происходили в течение времени

складкообразования мы имеем и в герцинском, и в мезозойском, и в альпийском орогенезе.

Теперь перейдем к краткой истории развития на Земле гео­ синклиналей, горных сооружений и платформ, начиная с конца протерозойской эры (докембрия).

На рис. 129 показаны протерозойские платформы, сформиро­ вавшиеся к концу протерозойской эры. Такими платформами являются: 1) Канадская, или Северо-Американская, — в пре­ делах Северной Америки, островов Северо-Американского архи­ пелага и Гренландии; 2) платформа к юго-западу от Канадской — в пределах плато Колорадо в Северной Америке; 3) Бразиль­ ская — в пределах Южной Америки; 4) гипотетическая СевероАтлантическая платформа, в пределы которой входит Исландия; 5) Русская платформа — в пределах Европы; 6) Сибирская плат­ форма — между Енисеем и Леной; 7) Восточно-Китайская — в пределах Кореи, Ляодунского полуострова, Шань-Дунского полуострова и междуречья Хуанхе и Янцзы; 8) Ордосская плат­ форма — в пределах пустыни Ордос в Китае; 9) Таримская плат­ форма — в пределах бассейна р. Тарим, между Тянь-Шанем на северо-западе, пустыней Такла-Макаи и горами Куэнь-Луня; на юге, 10) Индийская платформа — в пределах Индостана; И) Австралийская платформа — в пределах Западной Австралии; 12) Африкано-Аравинско-Мадагаскарская платформа. Положение и границы указанных платформ видны из приведенной схема­ тической карты.

Все эти платформы в течение нижнего палеозоя были окру­ жены каледонскими геосинклиналями. Последние частично пре­ вратились в каледониды и затем в эпикаледонские (нижнепа-

Рис. 129. Схемати­ ческая тектониче­ ская карта мира (составлена по дан­ ным А. Д. Архан­ гельского, А. Бор­ на, Е. Кренкеля, Н. М. Страхова,

II.С. Шатского,

Ч.Шухерта идр.).

I — протерозойские (докем брийские)

платф ормы ; I I — к а ­ ледонские гео си н кли ­ нали; каледониды ; ниж непалеозойские (эпикаледонские)