Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Эволюция толщ мерлых пород в истории Земли




2. История развития и распространения на планете многолетнемерзлых горных пород

 

Эволюция Земли насчитывает почти 5 млрд лет. В ее исто­рии выделяются три крупных этапа, определивших по суще­ству современный облик литосферы. Это - начальный или ар­хеозойский (2*109 лет), протерозойский (порядка 2*109 лет) и новейший или исторический (0,6*109 лет) этапы развития геосфер и литогенеза. На археозойском этапе развития Земли господствующим типом литогенеза был вулканогенно-осадочный. В конце археозоя, оче­видно, начинается дифференциация типов литогенеза, на протерозойско-рифейском этапе и при­ведшая к развитию гумидного, аридного, вулканогенно-осадочного и ледового или криогенного типов осадочного породообразования. Расширение пло­щади суши привело не только к оледенениям и образованию специфических отложений криогенного типа, но и к резкому-увеличению сноса в океаны обломочного и растворенного мате­риала (особенно карбонатов) и преобладанию в целом экзоген­ного характера литогенеза над вулканогенно-осадочным.

Поскольку изученность криогенного типа литогенеза пока чрезвычайно слаба (исключая собственно ледниковые отложения и синкриогенные толщи пород), на сегодняшний день существует еще мало данных, подтверждающих распространение в древние эпохи толщ мерзлых пород. Доказательством служат в основном обнаружение древних материковых оледенении по моренным отложениям и установление явлений механического отрыва пород ложа ледника, переноса и обработки обломочногоматериала и отложения его после таяния льда. Уплотненные и сцементированные древние морены, плотность которых близка к породам типа песчаников, названы тиллитами. Обнару­жение таких образований докембрийского, ордовикского, силу­рийского, пермского и каменноугольного возраста в разных районах земного шара однозначно указывает на неоднократное возникновение, существование и исчезновение ледниковых по­кровов, а следовательно, и многолетнемерзлых горных пород.

Соотношения между площадями развития ледникового покро­ва и многолетнемерзлых пород могут быть весьма различными и определяться типом, размерами и мощностью ледника, суровостью и континентальностью климата, влажностью атмосферы и количеством выпадающих твердых осадков.

Поэтому крупные ледниковые покровы характеризуются, как правило, достаточно-широкими, прилегающими к ним перигляциальными зонами, в пределах которых существуют низкотемпературные мерзлые толщи. Вместе с тем под ледниковыми покровами большой мощ­ности вследствие давления ледяной толщи или повышенных теп­ловых потоков из недр многолетнемерзлые породы могут отсут­ствовать. В любом случае под ледниками мощность мерзлых толщ, по-видимому, должна быть меньше, чем на участках, не занятых льдом. В соответствии с этим можно полагать, что при наступании ледников под ними наблюдается деградация мерз­лоты или уменьшение ее мощности, при их отступании - ужес­точение мерзлотных условий на освободившихся из-подо льда территориях. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что развитие ледниковых покровов и мерзлых толщ может проис­ходить асинхронно, т. е. максимальное развитие по площади оледенении и криолитозоны может не совпадать по фазе. Одна­ко в любом случае при этом наличие крупных ледниковых по­кровов свидетельствует о существовании и развитии мерзлых толщ, которые по площади должны были занимать значительно большие территории, чем сами ледниковые покровы.

В геологической истории Земли можно выделить пять временных интервалов (периодов). Это-ранний протерозой (2,4-2,1 млрд.лет), поздний (рифейский) протерозой (1-0,6 млрд. лет), ран­ний палеозой (460-420 млн. лет), поздний палеозой (330- 230 млн. лет) и поздний кайнозой (25-0 млн. лет). Места об­наружения тиллитов, а следовательно, и районов развития лед­никовых отложений и мерзлых толщ в эти периоды характери­зуются большой разбросанностью и удалением друг от друга.

Так, например, следы карбоново-пермских оледенений обнаруживаются одновременно в Центральной и Южной Африке, в Австралии, Антарктиде и на Аравийском полуострове, в горных районах Индии и Южной Америке. Все это объяснимо, если учитывать дрейф материков и их взаиморасположение в древние эпохи.

Древнейший - раннепротерозойский - леднико­вый период (2,4-2,1 млрд. лет) в истории Земли связывается обычно с обнаружением мощных толщ осадочных пород (до не­скольких сотен метров), которым приписывается ледниковое происхождение. Это район оз. Гурон в Канаде, восточная часть Южной Африки и северо-западная часть Австралии. Такие тол­щи пород проявляют большое сходство с моренами и состоят из обломков различной формы и размеров и мелкозернистого за­полнителя, т. е. могут характеризоваться как типичные тиллиты. В гуронских отложениях при этом обнаружены скальные поверхности и обломки с ледниковой штриховкой. Указанные три района развития раннепротерозойских оледенении находят­ся в настоящее время на значительном расстоянии друг от друга. Согласно существующим реконструкциям положения материков в прошлом можно предполагать существование в то время гигантского «протерозойского суперконтинента» с двумя главными центрами оледенения: в Северной Америке и в Южной Африке - Западной Австралии. Возможно, что именно к этим двум районам в раннем протерозое и были приурочены обширные области развития многолетнемерзлых горных пород.

Позднепротерозойский ледниковый период (0,95-0,6 млрд. лет), по-видимому, как и раннепротерозойский, включал три (а возможно и серию) самостоятельных ледниковых этапа: около 600, 750 и 950-900 млн. лет назад. Формирование ледниковых покровов происходило при этом на фоне раскола «протерозойского суперконтинента». Ряд американских исследователей считают, что, это время было периодом самого обширного оледенения в истории Земли, поскольку ледниковые покровы могли тогда формироваться в высоких, умеренных и даже тропических широтах. материках. Радрезы ледниковых отложений в Шотландии, где тиллитовая формация характеризуется мощностью до 870 м вмещает более четырех десятков «микститовых» горизонтов неясного генезиса. Микститы- осадочные породы, состоящие из смеси тонких частиц, гальки и более крупных обломков,-обычно переслаиваются с песчаниками, алевролитами и другими слоистыми и осадочными породами, что указывает на их формирование в обстановке мелководного шельфа. Вообще для позднепротерозойских тиллитовых формаций характерна ледниково-морская цикличность. В кровле некоторых микститовых горизонтов встречены крупные полигональные трещины, заполненные песчаниками и конгломератами, что позволяет интерпретировать их как трещинно-полигональные образования (песчаные, земляные жилы, а возможно и псевдоморфозы по ледяным жилам), характерные для области развития современной мерзлоты и перигляциалъных райоиов.

Раннепалеозойский (позднеордовикский) ледниковый период (460-430 млн. лет) Особенностью ордовикских ледниковых отложений яв­ляется их песчаный состав. Высокопористые песчаники являют­ся нефтеносными коллекторами. Тиллитовые формации при этом нередко содержат гигантские валуны, а также валуны и гальку, рассеянные в песча­никах или реже - в алевролитах.

К позднеордовикскому времени (по сравнению с позднепротерозойским) произошло существенное изменение в расположе­нии материковых плит .На западе находились обособленные друг от друга древние аналоги Северной Америки и Европы, а на юго-востоке существовал суперконтинент, име­нуемый Гондваной, объединяющий современную Южную Аме­рику, Африку, Антарктиду и Австралию. Южный полюс в это время находился на месте теперешней Сахары, поэтому позднеордовикские ледниковые отложения и многолетнемерзлые поро­ды были развиты одновременно на территориях современной Африки, Саудовской Аравии и Южной Америки. Существуют также отрывочные данные о выходах верхнеордовикских валунных горизонтов в Шотландии, Испании и Франции.

На обширной и, по-видимому, сравнительно плоской терри­тории Гондванского суперконтинента могли иметь место не­сколько различных ледниковых покровов, которые соединялись только во время главных стадий оледенении. Между этими лед­никовыми покровами, вероятно, существовали обширные про­странства с резкоконтинентальным климатом и низкими отри­цательными температурами, что обеспечивало формирование мощных толщ мерзлых пород. Следы предполагаемых силурий­ских и девонских ледниковых формаций были обнаружены в ряде районов на востоке Южной Америки и на западном по­бережье Южной Африки. Скорее всего это следы гор­ных ледников, сохранившихся в благоприятных условиях после того, как растаяли крупные материковые ледниковые покровы на равнинах.

Позднепалеозойский (великий пермско-каменно-угольный) ледниковый период характеризовался общей продол­жительностью около 50 млн. лет (310-260 млн. лет назад.). В этот период широко распространились ледниковые покровы, вечная мерзлота, шельфовые ледники и плавучие льды. Это было время крупного суперконтинента – Пангея. В пермско-каменноугольное время интенсивно проявились тектоника плит и горообразовательные процессы. При столкно­вении краев плит формировались новые горные хребты (Ураль­ские горы, герцинские горы Европы и др.). Образование круп­ных горных цепей сопровождалось широким проявлением вдоль краев плит вулканических извержений, излияний лав и тепло­вых выбросов в атмосферу, что могло уменьшать прозрачность атмосферы и снижать поступление солнечной радиации к по­верхности Земли. Позднепалеозойское оледенение, распространенное в Южном полу­шарии, было континентальным. Центр оледенения, по-видимому, располагался в Восточной Антарктиде - Южной Африке, от­куда двигались ледники в направлении Австралии, Индостана и Южной Америки. В Северном же полушарии, которое было в большей мере океаническим, следы оледенения обнаружены только в ограниченных районах северо-востока Сибири.

На большей части Гондваны (южная часть Пангеи) многие миллионы лет преобладали ледниковые и перигляциальные ус­ловия, а перед краем ледника расстилались полярные пустыни и обширные пространства, покрытые тундровой растительностью. Многолетнемерзлые породы в пермско - каменноугольный ледниковый период занимали, по-видимому, в истории Земли наибольшие по площади территории как в высо­ких, так и в умеренных широтах, которые неоднократно увели­чивались и сокращались. Наибольшее распространение льдов, по-видимому, имело место около 280 млн. лет назад. Пермско-каменноугольный ледниковый период, вероятно, характеризо­вался несколькими ледниковыми эпохами, которые не были синх­ронными на различных континентах. Во время, главных оледенении разрозненные мощные ледниковые покровы, вероятно, сливались, образуя единый гигантский покров, по площади более чем вдвое превышавший современную Ан­тарктиду. Характерно, что Гондванский ледниковый покров частично располагался в море, поскольку в районах развития пермско-каменноугольных ледниковых покровов обнаружены ледово-морские осадки. Аградация и деградация ледниковых покровов во время оледенении и межледниковий сопровождались колебаниями уровня моря на 150-200 м.

Наиболее яркие свидетельства пермско-каменноугольного оледенения обнаружены в южной части Южной Америки. В Ар­гентине и Бразилии сохранились ледниковые образования мощ­ностью до 1600 м. ледниковые отложения Южной Африки и Мадагаскара (мощностью до 1000 м) представлены в основ­ном тремя типами: неслоистыми тиллитами континентального происхождения, слоистыми тиллитами с морскими ископаемыми и ленточно-слоистыми образованиями со спорадическими вклю­чениями крупнообломочного материала. Свидетельства оледе­нении в Южном полушарии зафиксированы также в Южной Австралии, Антарктиде, Индии и Пакистане.

В Северном полушарии подтверждением пермско-каменно­угольного оледенения служат микститы (США,штат Массачусетс), которые скорее всего формировались в локальных ус­ловиях гор, а также гляциально-морские отложения северо­восточной части Сибири.

Кайнозойский ледниковый период (25-0 млн. лет). В Антарктиде, по-видимому, он начался более трех десятков миллионов лет назад, а около 8-12 млн. лет назад оледенению начали подвергаться высокие горные хребты Аляски. В течение кайнозоя, по С.А.Ушакову, происходило интенсивное раздвижение (дрейф) континентов в широтном направлении. В палео­цене от Евразии и Северо-Американского континента обособи­лась Гренландская плита, Австралия откололась от Восточной Антарктиды. В олигоценовую эпоху произошло столкновение и присоединение Индии к Евразии, что вызвало возникновение в Центральной Азии крупных горных сооружений. В миоцене очевидно, сформировалось положение материков на земном шаре, соответствующее современному. На протяжении кайно­зойской эры происходило направленное похолодание, развиваю­щееся неравномерно, поскольку в отдельные временные интер­валы зафиксировано чередование потеплении и похолодании-Предполагается, например, что в эоцене обобщенная средняя температура Земли была выше современной* на 9-10°С, а в конце олигоцена - на 4-0°С, причем понижение температу-ры более интенсивно протекало в Южном полушарии, что, очевидно, вызвано появлением льдов в приполярных районах.

В этот период, когда между Антарктидой и Австралией об­разовался глубокий пролив (середина олигоценовой эпохи) сформировалось Антарктическое циркумполярное течение, чтс привело к сокращению поступления теплых вод средних широт и усилению циклонической деятельности. С этими причинами связывается начало покровного оледенения в Антарктиде, мед­ленно перемещавшейся в район Южного полюса.

Первые свидетельства оледенения в Северном полушарии обнаружены в высоких горах Южной Аляски, где ледниковые отложения переслаиваются с лавами. По калий-аргоновым да­тировкам ледниковый покров существовал с середины миоцена (около 10 млн лет назад).

На континентах на фоне рит­мических изменений климата происходило прогрессирующее похолодание. В среднем и позднем плейстоцене насчитывается несколько крупных оледенений: окское, днепровское (самаровское), валдайское (в европейской части СССР), зырянское и сартанское (в Сибири). С этими ритмическими эпохами похо­лодании связано широкое развитие многолетнемерзлых пород.

 

vikidalka.ru - 2015-2017 год. Все права принадлежат их авторам!