Возраст и происхождение океанов

Современные океаны представляют собой реликты первичного океана, некогда
покрывавшего всю поверхность Земли. Отдельные участки этих океанов испытали сжатие,
складчатость, региональный метаморфизм и превратились в континенты.

В настоящее время благодаря глубоководному бурению и картированию линейных
магнитных аномалий возраст океанов считается надёжно установленным. В
Атлантическом и Тихом океанах наиболее древняя кора имеет батт-келловейский возраст
(юра) (160-175 млн. л.), в Индийском океане - оксфордский (J3) (165 млн. л.), в
Арктическом - среднемеловой (около 100 млн.л.).

Для всех океанов, кроме Тихого, этот возраст означает время начала взламывания
коры суперконтинента Пангея и начало спрединга. Возраст Тихого океана более древний,
об этом свидетельствует широкое распространение по периферии океана офеолитов, т.е.
древних реликтов океанической коры. Возраст офеолитов увеличивается от океана вглубь
континента (от ордовика до кембрия и рифея). По возрасту древних офеолитов можно
утверждать, что начало формирования Тихого океана относится к рифею. Таким образом,
современная молодая кора Тихого океана является лишь обновленной.

Палеогеографические и палеотектонические факторы подтверждают
существование древних океанов:

1)Япетус (существовал до начала D, занимал место в Сев. Атлантике);

2)Палеоазиатский (Урало-Охотский) (существовал до конца PZ, отделял Восточно-
Европейский материк от Сибирского, а Сибирский от Китайско-Корейского);

3) Тетис (существовал в течение MZ, а отдельные его реликты продолжают
развиваться сейчас (Средиземное море), отделял материки сев. полушария от материков
юж. полушария).

В основе современных представлений о происхождении и развитии океанов лежит
концепция литосферных плит. Сущность ее в том, что в недрах земного шара существует
термогравитационная конвекция мантийного вещества. Она возникает за счет процессов
гравитационной дифференциации, происходящей на границе мантия-ядро. Конвективное
движение расчленяет литосферу на разномасштабные плиты, которые испытывают
взаимное перемещение. Там, где плиты расходятся (раскрываются), возникают океанские
впадины. Причем заложение и развитие океанских впадин включает в себя 6 основных фаз:

- начальная деструкция литосферы,

- континентальный рифт,

- морской рифт,

- спрединг,

- частичная субдукция,

- полная субдукция.

Первые 4 фазы соответствуют раскрытию океанских впадин, а две последние - их
закрытию. В результате на месте океанского бассейна возникает горно-складчатая система.
Заложение и развитие океанских впадин можно отождествлять с тектоно-магматическими
эпохами, выделяемыми в геологической истории Земли - возникали новые океаны и
возникали существовавшие. В среднем, за счет спрединга каждые 200 млн.л. формируется
новое ложе океана.

53. Классификация осадочных пород. Псеффиты. Псаммиты и алевролиты. Ассоциации терригенных минералов как индикаторы обстановок областей сноса. Террригенно-минералогические провинции.

Классификации осадочных пород:

I. По Лучицкому: (главная)

1. Обломочные.

2. Химические.

3. Органогенные (биогенные).

4. Глины.

5. Пирокластовые.

II. По В.П. Батурину (исходя из энергии образования и физического состояния исходных продуктов в момент осаждения):

III. Классификация М.С. Швецова (основные генетические классы пород):

1. Продукты вулканической деятельности, породы пирокластические, осадочно-пирокластические и пирокластообломочные (туфы): синхронные и несинхронные извержения.

2. Продукты механического разрушения (обломочные породы, аргиллиты): остаточные или элювиальные и переотложенные (перенесенные).

3. Продукты механического разложения с примесью продуктов тонкого раздробления (глины): остаточные и переотложенные.

4. Продукты химического выпадения из растворов (хемогенные породы, бокситы): остаточные (элювиальные) и перенесенные.

5. Продукты жизнедеятельности организмов (органогенные породы): оставшиеся на месте и перенесенные.

IV. Классификация Н.М. Страхова:

V. Классификация Фролова (классы пород по минералогическому и химическому составу):

1. Аквалит (лед).

2. Оксиды:

а) железные руды (ферритолиты),

б) марганцевые руды (манганотолиты),

в) алюминиевые руды (бокситы).

3. Эвапориты (соли).

4. Каустобиолиты.

5. Глины.

6. Обломочные породы.

7. Фосфориты.

Псеффиты – грубообломочные породы от 10 м до 2 мм. Более 10 м –скальные обломки, неокатанные, угловатые – глыбы и угловато-окатанные, окатанные – валуны (10-5 м – крупные, 5-1 – средние, 1 м – 200 мм – мелкие), неокатанные, угловатые – щебень, угловато-окатанные, окатанные – галька (крупные – 200-100 мм, средние – 100-50 мм, мелкие – 50-10 мм), неокатанные, угловатые – дресва, угловато-окатанные, окатанные – гравий (крупные – 10-5 мм, мелкие – 5-2 мм). Данная порода состоит из обломков горной породы. Псаммиты – среднеобломочные породы. Сцементированные неокатанные и угловатые – брекчия, сцементированные угловато-окатанные и окатанные – конгломераты. Грубозернистые – 2-1 мм, крупнозернистые – 1-0,5 мм, среднезернистые – 0,5-0,25 мм, мелкозернистые – 0,25-0,1 мм, тонкозернистые – 0,1-0,05 мм. По мере уменьшения размера увеличивается глинистость минерала и уменьшается количества неустойчивого материала, увеличивается сортировка материала размерности. Алевриты – сцементированный песчаник. Крупнозернистый – 0,05-0,01 мм, мелкозернистый – 0,01-0,005 мм.

Составные части осадочных пород:

1. Космогенные компоненты. Составляют малую часть осадочных пород, но в ложе океана они есть (скорость осадконакопления мала). Это черные магнитные шарики диаметром 0,2 мм и меньше, состоят из железного метеорита, покрытого оболочкой; бурые шарики диаметром 0,5-1 мм, по составу отвечающие каменным метеоритам – хондритам; могут быть примеси анортозита, оливина, иногда могут быть остатки несколько мм метеоритного вещества.

2. Вулканогенные компоненты. Образуется этафогенный материал. В результате большого охлаждения при взаимодействии с водой базальтовый расплав охлаждается с образованием твердой поверхностной пленки вулканического стекла, которая растрескивается. Материал растрескивания называется гиалокластитом. Выделяют 2 вида вулканического стекла:

а) тахелитовые – непрозрачные и забитые рудной пылью, очень устойчивые,

б) сидеромелановые – прозрачные или полупрозрачные без рудной пыли, железо – в легко растворимой форме. Далее стекло гидротируется и переходит в палагонит (вулканическая нераскристаллизованная пленочка), а палагонит переходит в смектит (монтмориллонит).

По структуре выделяют 2 типа:

а) фрагмент стекла, с неправильной формой, оскольчатый, образуется при резком охлаждении расплава, часто эти продукты заполняют промежутки в подушечных базальтовых лавах (пиллоу-лавах);

б) везикумерные геокластиты – пузырчатые стекла, наблюдаются мелкие фенокресты и микролисты в стекла.

3. Аллотигенные (алохтонные) компоненты. Терригенные – суша, тафогенные – дно океана.

4. Автогенные (аутигенные) компоненты. Автогенные – минералы, возникшие в коре выветривания, образованные на месте, выделяются новообразованные гипергенные компоненты:

а) на коре выветривания (суша) – глина,

б) море (гальмиролиз) – смектит.

К автогенным относят седиментогенные компоненты (осаждение соли из воды и др.), диагенные компоненты, катагенетические и метагенетические компоненты.

5. Биогенные компоненты. Возникли в результате жизнедеятельности животных или растений. Растения образуют угли, карбонатные накопления, диатомовые водоросли – в озерах (в условиях холодного климата). Мореногенные – бентос, планктон:

а) автомореногенные – коралловые рифы,

б) алломореногенные – детритовые известняки (за счет переработки первичных раковин).

6. Техногенные (антропогенные) компоненты.

Значение аллотигенных компонентов как ПИ: терригенные минералы выступают в качестве акцессорных – россыпи ПИ (титаноциркониевые, титаномагнетитовые, ильменитовые, шеелитовые).

Палеогеографическое значение аллотигенных минералов: по степени устойчивости выделяют 5 групп минералов (в профиле зрелой коры выветривания):

Зоны коры выветривания	Группа устойчивости	Минералогические ассоциации
IV+III Латерит и каолинит	V	Рутил, анортозит, брусит, циркон, турмалин, кварц, ильменит, лейкоксен, корунд, касситерит, монацит
II и III Гидрослюда и каолинит	IV	Дистен, ставролит, силлиманит, альмандин, микроклин + минералы V группы
III и II Каолинит + гидрослюда	III	Мусковит, сфен, эпидот, цоизит, пенин, глинохром, тремолит, актинолит, ортоклаз, кислый Pl, эгирин, апатит? + минералы IV-V гр.
II Гидрослюда	II	Роговая обманка, Mgt, железистые хлориты, вулканическое стекло, апатит, Bt, средний и основной Pl, Prx, нефелин, глауконит + минералы III-V гр.
I Дезинтегрированная зона (начальное выветривание)	I	Сульфиды железа, органическое вещество, слабо окисленный Bt, Prx, глауконит + минералы II-V гр.

 

Терригенно-минералогическая провинция – области осадконакопления геологического прошлого, охарактеризованные одним комплексом легких и тяжелых минералов.

Питающая провинция – это площадь, территория области сноса, которая питает, создает данную терригенно-минералогическую провинцию.

Минералогические ассоциации терригенных минералов как индикаторов обстановок областей сноса:

Пример 1. Геологический разрез сложен мономинеральными кварцевыми породами с прослоями каолинитовых глин. Цемент в песчаниках глинистый (каолинитовый). Акцессорные минералы: циркон, сфен, апатит, мусковит.

Вывод: в областях сноса разрушались коры выветривания гранитов, гранито-гнейсов и гнейсов.

Пример 2. Осадочная толща состоит из переслаивания обломочных и карбонатных пород. Обломочные породы состоят из Q, кислого Pl, ортоклаза, микроклина, мусковита. Акцессорные минералы: Zr, сфен, апатит, монацит, Bt, Prx, Amf.

Вывод: в областях сноса разрушались гранитоидные породы.

Пример 3. Разрез сложен терригенными породами, резко преобладают граувакки, сложенные основным Pl, обломками эффузивных пород среднего состава. Акцессорные: Prx, Amf, эпидот.

Вывод: в областях сноса разрушались породы островодужной формации.

Пример 4. Разрез примерно как в пр.3, преобладание граувакков, но наблюдается обилие Mgt, Ti-Mgt, сфена, основного Pl, Amf.

Вывод: разрушались основные породы.

Пример 5. Разрез сложен обломочными, песчаными и глинистыми породами. В обломках основной плагиоклаз. Акцессорные: Prx, рутил, ильменит, пикатит (MgAl₂O₄), хромит.

Вывод: разрушались породы у/о состава.

Пример 6. Разрез сложен терригенными породами кварцевого состава, встречаются обломки осадочных пород. Акцессорные: цирконий, турмалин, рутил, гранат.

Вывод: разрушались осадочные породы.

Пример 7. Разрез сложен терригенными породами песчаниками – кварц с волнистым и блочным погасанием, встречается кислый и средний плагиоклаз. Акцессорные: дистен, ставролит, силлиманит, гранат.

Вывод: разрушались сланцы, гнейсы.

3 случая терригенных и глинистых пород:

1) концентрация устойчивых и неустойчивых минералов в песч. и глин. породах одинакова, а новообразованных минералов нет. Вывод: в областях сноса разрушаются молодые породы.

2) концентрация неустойчивых минералов наблюдается в песчаниках, а устойчивых – в глинах. Вывод: в процессе осадконакопления была сортировка минералов.

3) концентрация неустойчивых минералов наблюдается в глинах, а устойчивых – в песчаниках. Вывод: в песчаных породах многие неустойчивые минералы разложились во время бытия осадочной породы, а в глинистых – защищены от внешних воздействий