Методы изучения колебательных движений

Федеральное государственно  бюджетное  образовательное  учреждение 

высшего профессионального образования  «Новосибирский государственный педагогический университет»

Отделение заочного обучения

Институт естественных и социально-экономических  наук.

 

 

 

Контрольная работа

по  курсу

«Геология»

 

 

 

 

Выполнил: Студент II курса

         Сафонова Елена Юрьевна

Проверил: Порошина И.А.

 

 

 

2014 г.

 

1.Методы изучения колебательных движений.

Колебательными движениями называют медленные вертикальные колебания  земной коры, проявляющиеся в опусканиях и поднятиях.

По времени проявления колебательные движения классифицируются:

• Современные
• Неотектонические
• Древние

К современным движения м относятся колебательные движения, происходящие на памяти человечества.

Неотектонические движения происходили в неогене - четвертичное время.

К древним движениям относятся движения донеогенового возраста.

 

При изучении современных или неотектонических движений используются в основном геоморфологические и геологические методы, т. к. именно новейшие движения формируют современный рельеф земной поверхности. 
 
            Метод водомерных наблюдений используется при изучении колебаний уровня Мирового океана. Пункты водомерных наблюдений установлены на побережьях морей, особенно там, где наблюдаются наводнения. Применяются точные геодезические измерения для оценки скорости подъема горных сооружений и опускания дна морей.                             Установлено, что территория Малого Кавказа поднимается со скоростью от 8 до 13,5 мм/год. Восточных Карпат – от 1,5 до 1,7 мм/год. Черноморского побережья Кавказа погружается со скоростью 12 мм/год, берег западнее г. Одесса – 4,3 мм/год.

Геоморфологический  метод. На берегах морей исследуют морские террасы, прибойные ниши, береговые валы, характер устьевых частей рек, коралловые постройки. При нормальных условиях высота коралловых рифов не превышает 50–60 м. Однако в отдельных местах мощность коралловых известняков достигает 500 м. Это указывает на постепенное понижение дна моря. По ископаемой фауне и флоре в отложениях можно установить время образования террас и валов, а зная высоту их положения над уровнем моря в данный момент, определить скорость положительного движения земной коры. 
 
         Вдали от морских берегов характер неотектонических движений можно определить, изучая древние денудационные уровни (степень их наклона, абсолютные и относительные их отметки, мощность и т. п.), поперечные и продольные профили речных долин, а также осадочные толщи (мощность, площадь распространения, фациальные особенности четвертичных отложений и т. д.).

 Древние колебательные движения изучаются геологическим методом.  Для анализа древних колебательных движений используется метод анализа залеганий осадочных горных пород в разрезе. Осадочные породы изучаются с точки зрения их фациальных особенностей, мощностей и характера контактов между отдельными свитами толщи. Изучая облик (фации) осадочных пород (морские, лагунные, континентальные), перерывы в их накоплении, число и характер этих перерывов, можно восстановить историю геологического развития определенного участка земной коры. Исследование мощности накопившихся (размытых) толщ позволит установить скорости колебательных движений, если учесть, что прогибание земной коры компенсируется накоплением осадков, а поднятие – размывом пород.  
      Колебательные движения нисходящего характера, связанные с трансгрессией моря, приводят к накоплению горизонтально залегающих толщ осадочных пород в зоне опускания, поэтому горизонтальная линия залегания (согласное залегание) и отсутствие временного перерыва между слоями будут свидетельствовать о колебательном опускании земной коры.

Колебательные поднятия сопровождаются интенсификацией экзогенных процессов, разрушающих и смывающих накопленные  во время опускания толщи осадочных  пород. В результате образуется неровная поверхность рельефа, которая называется поверхностью несогласия. Это название показывает, что ее направление не согласуется с линиями слоистости осадочной толщи. Присутствие линии несогласия на разрезе свидетельствует о колебательном поднятии земной коры и активизации экзогенных процессов на территории, формирования поверхности суши.

Несогласное прилегание без  нарушения горизонтальной слоистости, но с временным перерывом в  в осадконакоплении, также свидетельствует о поднятии земной коры.

Анализируя состав осадочной  толщи, можно выявить глубину  опускания земной коры, характер опускания  и поднятия – плавный (с медленной  скоростью) или резкий.

Таким образом, изучение разрезов осадочных толщ позволяют выявит согласное и несогласное залегание и время опускания и поднятия земной коры.

 

2. Виды разломов

 

• Сброс – висячий блок движется вниз.
• Взброс – висячий блок движется вверх.
• Сдвиг – один или оба блока движутся только горизонтально.
• Надвиг – пологий взброс с наклоном сместителя от горизонта 1-5 градусов, образует покровы древних пород на молодые.
• Поднятый блок – горст, опущенный – грабен.
• Висячий (над сместителем) и лежачий (под сместителем) блоки.
• Движение  одного блока или встречное двух блоков; горизонтальное, вертикальное или наклонное к горизонту.

 

 

Рис. 1

Надвиги — разрывные дислокации типа взброса, висячее, крыло которых надвинуто на лежачее по пологому (менее 60°) сместителю (рис. 1). Пологие надвиги большой горизонтальной амплитуды при малом угле наклона сместителя называются шарьяжами, или тектоническими покровами. Горизонтальная амплитуда их может достигать 30—40 км.

 

Система трансформных разломов в океанах

• Трансформные разломы – сдвиги, по которым блоки океанской коры движутся горизонтально
• Разломы глубиной до 2 км и более, шириной до 1 км, длина разломов 1-2 тыс. км
• Трансформные разломы пересекают океанский пояс растяжения, разделяют отдельные рифты.

Образование рифта  на океанской коре (рис.2).

Рис.2

 

 

 

3. Гипотезы: фиксизм и мобилизм

Научное течение  фиксизма

В первой половине  XX века в геотектонике возникает ряд  геотоектонических гипотез, пытающихся объяснить строение и образование земной коры контонентов и океанов. В это время четко формируются два научных направления – фиксизм и мобилизм.

 

Фиксизм (от лат. fixus - твёрдый, неизменный, закрепленный) - геологическая гипотеза, исходящая из представлений о незыблемости (фиксированности) положений континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры.

Главной гипотезой научного течения фиксизма оставалась гипотеза геосинклиналей. Так, немецкий ученый Г. Штилле считал колебательные движения постоянными, а складчатые – кратковременными, осуществляемыми в орогеническую фазу.

Гипотеза контракций была отвергнута после открытия радиоактивности  в недрах земной коры. Ученые стали  считать, что Земля должна не охладится, а разогреется от выделения радиоактивной энергии. Следствием радиоактивного разогрева являются вертикальные перемещения вещества и процессы магматизма. Поэтому гипотеза геосинклиналей получила новое обоснование и стала развиваться.   

 Российские ученые  А.П.Карпинский и А.Д. Архангельский (работы 1905-1941гг.) дополнили теорию геосинклинали учением о развитии платформ, т.е. образование устойчивых участков земной коры на месте геосинклинали и горно – складчатой области (оргена).  Эти ученые развили учение о формациях – комплексах пород, образующихся в определенные стадии развития геосинклинали и платформы,  выделили геосинклинальные и платформенные формации (осадочные и магматические).

 

Положительные черты  гипотезы геосинклиналей:

1.Подробно объясняет строение земной коры континентов с учетом данных геологической карты и разрезов различных геоструктур.

2. Устанавливает причины слоистого строения земной коры и образования гранитного слоя.

3.С ее помощью можно восстановить геологическую исторю континентов, историю формирования рельефа на материках.

4.Выявляет цикличность развития земной коры.

5.Показывает закономерности образования и размещения полезных ископаемых.

Недостатки гипотезы геосинклиналей:

1.Не может объяснить геологическое строение океанического дна (присутствие серединно-океанических хребтов и их рифтовое строение), рельеф хребтов, молодость современных океанов.

2.Не объясняет присутствие тектонопар (глубоководных желобов, порпллельных островным дугам) и механизм их образования.

3.Не может объяснить горизонтальные смещения континентов, замеренные из космоса.

Научное течение  мобилизма.

Научное течение мобилизма появилось почти одновременно  с течением фиксизма. Мобилисты причиной тектонических процессов считают горизонтальные движения литосферы.

Гипотеза  горизонтального перемещения материков , в которой учитель Е.В. Быханов объяснял  происхождение материков Африки и Южной Америки. На основании сходства очертаний атлантических побережий материков Е.В. Быханов сделал  предположение о расколе одиного древнего континента на две части и отделении материка Южной Америки от Африки. Учитель опередил на 50 лет высказывания А. Вегенера  немецкого геофизика, о том, что в начале мезозойской эры все материки составляли единый суперконтинент Пангею,  который в юрский период был расколот разрывными движениями и произошло раздвижение его частей в противоположные стороны. Поэтому материки Африка и Южная Америка имеют близкие очертания берегов и одинаковое геологическое строение, сходство наземных фауны и флоры позднепалеозойского и частично мезозойского времени.

Недостатком гипотезы явилось  отсутствие ее физико-математического  обоснования, все доказательства носили качественный характер.

В начале века существовала гипотеза подкоровых течений австрийского тектониста О. Ампферера.  Он утверждал, что складчатые горы возникаютпри  пододвигании жестких глыб коры под геосинклинали, отложения которых в этом случае будут деформироваться. Движени блоков вызываются течениями в пластичных слоях под земной корой, возникающими под влиянием энергии радиоактивного распада. Гипотеза О.Ампефера соединяет в себе черты мобилизма и фиксизма, так же, как гипотеза Джоли.

Гипотезу  подкоровых течений разработал американский ученый А. Холмс , который в 1929г.  предположил различное накопление тепла под континентами и океанами. Последнее вызывает медленные конвективные  потоки в мантии. Восходящие тпотоки приводят к разрыву коры, раздвиганию блоков и образованию молодого океанического дна.  В районах нисходящих потоков блоки земной коры сталкиваются, сминаются с образованием системы надвигов, покровов. Глубинные слои коры вовлекаются в мантию, переходя в глубинные аналоги базальтов – эклогиты.

           В 1961-1962гг. американские ученые  Гарри Хесс и Роберт Дитц выдвинули мобилистскую гипотезу новой глобальной тектоники.   Они утверждали, что океаническая земная кора наращивается в осевой части рифта за счет проникающей из астеносферы магмы, утолщается базальтовый слой. Массы базальтовой лавы, твердея, постепенно раздвигают в противоположные стороны блоки литосферы, осуществляя процесс спрединга, т.е. расширения, разрастания океанического ложа. Начало этому процессу могут дать текже континентальные рифты.

Гипотеза движения литосферных плит изложена В.Д. морганом, К.Ле Пишоном в конце 60-х годов XX века. Ими на поверхность земного шара выделены семь крупных и семь мелких литосферных плит, установлены особенности их передвижения. Границы литосферных плит являются сейсмо-вулканические подвижные пояса. Взаимоотношения между плитами зависит от направления их горизонтального смещения. В рифтовых зонах происходит спрединг литосферы (ее растяжение и разрастание), а в районах глубоководных желобов – столкновение литосферных плит, также как и в надвиговых зонах на континентах. Так происходит отодвигание материков Южной Америки от Африки, Северной  Америки от Евразии в зоне рифта Северо –Атлантического хребта, материка Австралии от Африки и Антарктиды в зоне  рифтов  Индийского океана.

Достоинство гипотезы литосферных  плит несомненны . Она объясняет структуры и рельеф дна океанов, их строение.

Но эта гипотеза имеет  также некоторые недостатки.

Тем не менее, гипотеза движения литосферных плит остается наиболее распространенной гипотезой, объясняющей образование большинства форм рельефа и геоструктур земной коры.

Положительные черты  мобилизма ( теория литосферных плит):

1.Объясняет строение и  образование океанов, рельеф океанов,островов, морей, глубоководных желобов.

2.Объясняет образование  гранитного слоя и существование  океонической коры.

3.Объясняет образование  промежуточных типов земной коры, а также рифтогенного строения земной коры.

Недостатки:

1.Так, тектоника плит  детально не рассматривает механизм  формирования древних платформ  и щитов, история формирования  ядер материков недостаточно  разработана.

2.Движение Антарктиды  не разработано.

 

4. Формации.

Формация – ассоциация горных пород, объединяющихся по их совместному нахождению (парагенезу) в крупные геологические тела и характеризующихся структурой и закономерным сочетанием горных пород(по определению Ю.А.Косыгина).

Формация	Горные породы	Руды
Осадочные формации
Кремнисто-вулканогенная  формация	Темные  кремнистые породы, породы с силами базальтов и андезитов  базальтов.  В докембрийских породах эта формация содержит джеспилиты – кремнисто-железистые породы, состоящие из прослоев халцедона и железистого хлорита, гематита и магнетита.	Месторождения осадочных  железных и марганцевых руд.
Аспидная или сланцевато-граувакковая.	Темные глины и сланцы с подчиненными прослоями песчаников и граувакки (туфогенные и вулканогенные песчаники и гравелиты темного цвета, содержащие обломки вулканических пород среднего и основного состава).	-
Известковая и флишевая формация.	Состоит из слоистых массивных  хемогенных или коралловых известняков. Аргиллиты, мергели, известковые песчаники, грубообломочные породы.	-
Нижняя молассовая формация	В гумидных условиях образуются мергели, глины и мелкозернистые песчаники, алевролиты, окрашенные в серые и зеленоватые и розовые тона. Характерны прослои нефте- и газосодержащих пород. На заболоченных приморских равнинах формируются угленосные отложения.  В аридных условиях с нижней молассой связанны лагунные соленосные отложения с месторождениями галита, сильвина, ангидрида, гипса, в которых соли переслаиваются с доломитами, магнезитами, известняками, песчаниками, глинами.  Для сухого континентального климата характерны красноцветная алеврито-песчаная формация.	-
Верхняя молассовая формация.	Состоящая из пестроцветных грубообломочных континентальных отложений.	-
Формации  платформенного цикла
Стадия разрушения складчатой области (выравнивания) характеризуется  верхней малассовой формацией.	Состоящая из пестроцветных грубообломочных, конгломератов, песчаников. В гумидных условиях к ней приурочены озерные угли,  в аридных условиях красноцветные грубообломочные отложения.	-
Морская терригеновая формация.	Состоящая из набора  мелководных морских фаций. В основном  биогенными и битуминозными известняками и мелоподобными мергелями,  меловыми породами. Есть прослои битуминозных и горючих сланцев.  В условиях аридного климата образуются в мелком море гипсо-доломитовые отложения и рифовые известняки.	-
Морская сероцветная  терригеновая формация.	Отложения характеризуются  глинясто песчаным составом с накоплением глауконитовых песков и конкреционных фосфоритов биогенного происхождения.	-
Песчано-глинистая формация	Мелководно-морские глины  и прибрежные пески иногда  угольными  прослоями в гумидном климате.	-
Углисто-боксито-железистая формация	Песчано-глинистые породы, к которым приурочены элювиальные  месторождения бокситов, бурых железняков и углей.	-
Терригенная пестроцветная глубокообломочная молассаю	Бурый железняк, бокситы,нефть, газ, уголь, соли, фосфориты.	Осадичные марганцевые руды.
Магматические формации.
Гипербазитовая  магматическая  формация.	Перидотит,  пироксенит, дунит, габбро ,лабрадотит, анортрозит.	Руды черных металлов –  магнетит, хромит, титаномагнетит, ильменит, халькопирит, пенталанит, и других минералов никеля и кобальта.
Порфиритовая магматическая  формация.	Базальтовые андезитовые  порфириты, риолит – порфиры, диороты, грандиориты.	Полиметаллические руды- меди, цинка и свинца
Гранитоодная формация.	Формируются месторождения  молибдена, вольфрама и олова.	Руды цветных металлов – меди, свинца, цинка, серебра, самородного  золота, никеля, кобальта,  висмута, сурьмы, ртути.  Пегматитовые жилы содержат руды редких металлов  - лития, рубидия, цезия, бора, бериллия, циркония,
Щелочногранитная формация.	Сиениты, щелочные граниты, аляскиты, липариты.	Месторождения редких металлов – ниобия, тантала, циркония, урана, тория.
Щелочно- основная магматическая формация.	Щелочные базальты, щелочное габбро, нефелиновые сиениты, перидотиты. Кимберлиты и скопления алмазов, граната, апатиты.	-