ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Эволюция толщ мерлых пород в истории Земли2. 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.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|