Строение фундамента древних платформ

Древние платформы (кратоны) — платформы с фундаментом докембрийского возраста. Представляют собой ядра материков и занимают обширные части их площади (миллионы квадратных километров). Они сложены типичной континентальной корой мощностью 35—45 км.

Литосфера в их пределах достигает мощности 150—200 км, а по некоторым данным — до 400 км. Они обладают изометричной, полигональной формой.

Значительные площади в пределах платформ занимает неметаморфизованный осадочный чехол толщиной 3—5 км, в наиболее глубоких впадинах достигающий 10—12 км, а в исключительных случаях (Прикаспийская низменность) до 20—25 км. В состав чехла помимо осадочных формаций могут входить покровы траппов. Древние платформы, имеющие раннедокембрийский метаморфический фундамент, составляют древнейшие и центральные части материков и занимают около 40 % их площади; термин «кратон» применяют только к ним.

Древние платформы делятся на 3 типа:

1. Лавразийский — Северо-Американская (Лавренция), Восточно-Европейская, Сибирская (Ангарида)

2. Гондванский — Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская, Антарктическая

3. Переходный — Сино-Корейская (Хуанхэ), Южно-Китайская (Янцзы)

Важнейшая роль в строении фундамента древних платформ принадлежит архейским и нижнепротерозойским образованиям, имеющим крупноблоковое строение. Так, в структуреБалтийского щита различают пять главных блоков, в пределах Украинского щита — также пять, Канадского щита — шесть и т. д. В архейских комплексах распространены особые структурные элементы, характерные для ранних этапов истории Земли.

На всех щитах древних платформ выделяются три комплекса пород этого возраста:

1. Зеленокаменные пояса представляют собой мощные толщи закономерно перемежающихся пород от ультраосновных и основных вулканитов (от базальтов и андезитов к дацитам и риолитам) к гранитам. Эти пояса имеют протяженность до 1000 км при ширине до 200 км.

2. Комплексы орто- и парагнейсов образуют в сочетании с гранитными массивами поля гранитогнейсов. Гнейсы отвечают по составугранитам и обладают гнейсовидной текстурой.

3. Гранулитовые (гранулито-гнейсовые) пояса, под которыми понимаются метаморфические породы, сформировавшиеся в условиях средних давлений и высоких температур (750—1000 °C) и содержащие кварц, полевой шпат и гранат.

Наряду с ареалами «серых гнейсов» раннего архея, три перечисленных выше типа архейских образований слагают преобладающую часть щитов древних платформ.

Платформы подразделяются на участки выходов на поверхность пород фундамента — щиты и на не менее крупные участки, покрытые чехлом — плиты.

Щиты легко выделяются в платформах северного ряда, где они со всех сторон окружены чехлом, но значительно труднее в платформах южного ряда, особенно Африканской иИндостанской, на большей части которых фундамент обнажается на поверхности, а чехол распространён более ограниченно, в пределах замкнутых впадин. Молодые платформы почти целиком представляют собой плиты, а щиты и массивы здесь встречаются в виде исключения. Таким образом, плиты — преобладающий элемент древних и собственно молодых платформ. В пределах плит различают структурные элементы подчинённого (второго) порядка: антеклизы, синеклизы, авлакогены, своды, впадины, валы и депрессии.

Астеносфера и литосфера

Астеносфера.

В 1914 г. геофизик Баррел предложил, что область жидкого размягченного материала, обеспечивающего изостатическое плавание, - это некая неустойчивая глубинная оболочка, названная астеносферой. Ее достоверно удалось обнаружить в конце 60-х годов:

-Астеносфера - сейсмической волновод, или слой пониженных скоростей сейсмических волн. Он работает по эффекту полного внутреннего отражения. Кроме того, наблюдалось нарастание V_p/V_s в этом слое, т.е. в большей степени подавляются поперечные волны, которые не проходят через жидкость, следовательно, материал астеносферы размягчен.

-По данным МТЗ (магнито-теллурического зондирования): в этом слое обнаружена аномально глубокая для этих глубин электрическая проводимость.

Залегает астеносфера внутри верхней мантии, на ней плавает надастеносферная часть мантии и земная кора - литосфера.

Толщина астеносферного слоя очень резко меняется. Верхняя граница астеносферы в пределах океанов: в зона СОХ она подходит совсем к поверхности, рядом с осью рифта (глубина - первые км), при приближении к континенту глубина кровли астеносферы достигает 80 км. Под континентами кровля астеносферы залегает на глубине от 100 до 300 км. Глубина подошвы более или менее равномерна - 300 - 600 км

Литосфера.

Плотность литосфера не везде одинакова: под древними кратонами земная кора утолщается и уплотняется, тоже самое происходит и с мантийной литосферой.

Кроме главного астеносферного слоя, есть и другие ослабленные горизонты внутри толстой континентальной литосферы:

-На глубине 10-20 км под древними платформами

-4,5 - 7 км - слои, насыщенные флюидами (в разрезе Кольской сверхглубокой скважины)

На графике зависимости эффективной прочности от глубины прочность увеличивается с глубиной, резко уменьшаясь на границе К (10-20 км) и Мохо (зоны механического срыва).