Байкальский рифт
История исследований Байкальской горной системы и самого озера Байкал. Физико-географическая характеристика данного региона. Изучение процессов рифтообразования и происхождение байкальской впадины. Эволюция глубинного термального режима литосферы.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.06.2011 |
| Размер файла | 654,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
4
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Иркутский государственный технический университет
Кафедра геофизики и геоинформатики
БАЙКАЛЬСКИЙ РИФТ
Курсовая работа по «Основам геологии»
Выполнил: студент группы ГИС-09-1
Просекин С.Н.
Проверил: доцент кафедры геммологии
Ромазина А.А.
ИРКУТСК 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГИОНА
ОЗЕРО БАЙКАЛ
ПРОИСХОЖДЕНИЕ БАЙКАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ
ОНИ БЫЛИ ПЕРВЫМИ
СТРУКТУРА БАЙКАЛЬСКОГО РИФТА
ВОЗРАСТ ОСАДОЧНЫХ ТОЛЩ
СОВРЕМЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ БЛОКОВ
ЭВОЛЮЦИЯ ГЛУБИННОГО ТЕРМАЛЬНОГО РЕЖИМА ЛИТОСФЕРЫ
ВУЛКАНИЗМ
КОРРЕЛЯЦИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ
БАЙКАЛЬСКИЙ РИФТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
В истории изучения, как Байкальской горной системы, так и самого озера Байкал было много исследователей и ученых, которые придерживались различных позиций в своих взглядах. Вопрос о происхождении впадины озера Байкала (да и всего региона) был сутью многолетнего горячего спора, начатого еще в прошлом столетии. Например, П.А. Кропоткин считал, что образование впадины связано с расколами земной коры. И.Д. Черский, в свою очередь, считал генезис Байкала как прогиб земной коры (в силуре). В настоящее время получило широкое распространение теория (гипотеза) «рифта». По этой гипотезе, в результате сжатия земной коры образуется огромное сводовое поднятие, а растяжение, сменяющее впоследствии сжатие, вызывает проседание верхней части свода по оси.
Байкальская впадина относится к определенному региону, называемому Байкальским. В рамках данной работы название «Байкальский регион» синонимично более точному термину (хоть и более специализированному) «Байкальская горная система».
Термин Байкальская горная система введен в литературу Е.В. Павловским, отдавшего много сил и труда изучению Восточной Сибири. В настоящем времени этот термин используется очень широко. В состав Байкальской горной системы входят следующие географические районы: Западное, Восточное, Южное Прибайкалье, Северо-Байкальское нагорье, Патомское нагорье, Витимское плоскогорье, Олекмо-Витимская горная страна. В аспекте данной работы будут рассматриваться в основном районы, прилежащие непосредственно к озерной ванне Байкала. В пределах данной системы также выделяют следующие основные геоморфологические районы (самые крупные) - Байкальский горный пояс, Витимское плоскогорье, Чайско-Патомская горная страна.
Физико-географическая характеристика региона
Территория региона характеризуется значительной приподнятостью над уровнем моря и преимущественно горным рельефом. В плане разреза (через весь регион) будет наблюдаться общее понижение с востока на запад. Самой низкой отметкой является уровень озера Байкал (456 м), самой высокой- вершина г. Мунку-Сардык (3491 м). Практически на всей территории преобладают сильно расчлененные средневысотные горы (сопки). Большинство хребтов региона имеет сравнительно мягкие очертания и плоские, выровненные процессами длительной денудации вершины. Равнинные поверхности встречаются лишь в тектонических впадинах и долинах больших рек. На геологическое строение (особенно в районе Байкальского рифта) большое влияние оказали разрывные нарушения земной коры, имеющие преимущественно северо-восточное направление. Обращает на себя внимание большая современная тектоническая активность Байкальской горной системы с точки зрения общепланетарной активности. Вообще, Байкальская горная система относится к молодым сейсмически активным областям. Тектоническая активность проявляется в виде медленных опусканий и поднятий берегов Байкала, а также интенсивных землетрясений, достигающих 8-10 баллов (Рис.1).
рифтообразование байкальский впадина
Рис.1
В районе Байкальской горной системы довольно широко развита многолетняя мерзлота горных пород, с которой связаны многие мерзлотные процессы и явления: термокарст, бугры пучения, солифлюкция, наледи, трещинно-полигональные формы рельефа и т.д.
Климат по типу резко континентальный (малоснежные безветренные морозные зимы, жаркое короткое лето), т.е. имеются очень большие годовые и суточные колебания температур воздуха и неравномерное распределение атмосферных осадков по сезонам года. Зимой регион находится в мощном северо-восточном отроге Сибирского антициклона, летом здесь преобладает полярная воздушная масса. Поэтому в течение года наблюдается большое количество солнечных дней (более 310).
Соответственно типу климата развит и животный, растительный мир региона. Большое разнообразие и особый характер распределения почвенно-растительного покрова, животного мира обуславливается положением региона на стыке двух различных природных зон - Восточно-Сибирской горно-таёжной и Центрально-Азиатской степной зон.
озеро байкал
Байкал - глубочайшее проточное озеро с уникальным биорежимом. Для сравнения: объем Байкала превышает объем Балтийского моря. Площадь территории водостока для Байкала составляет более 588 тыс. км2. Некоторые географические данные по Байкалу (морфометрические показатели): объем воды составляет 23 тыс. км3, площадь поверхности (зеркала) - 31 500 тыс. км2 , средняя глубина порядка 730 м, максимальная глубина равна 1620 м, наибольшая ширина - 95 км, наибольшая длина - 650 км.
Выделяют глубинную и поверхностную области вод Байкала. В глубинной области процессы циркуляции практически не задействованы, т.е. можно утверждать, что воды глубинной области Байкала не участвуют в сезонных циркуляциях. Мощность поверхностной области составляет 200-250 м. В годовом цикле теплообмена и осенне-весенних циркуляциях участвуют по большей части воды верхней области. Этим же слоем ограничена сезонная смена прямой и обратной температурной стратификации, а также сезонные изменения химического состава и биологических факторов. Здесь же сосредоточена основная биомасса Байкала.
Наиболее характерной чертой байкальской ванны следует считать слабое развитие мелководий, с чем связана большая средняя глубина озера и резкие борта. Характерен также неровный рельеф дна, который, однако, еще далеко не полностью изучен. До глубины 100-200 м преобладают скальный грунты, камни, валуны, галька, пески (причем область песков с глубиной расширяется). Затем до наибольших глубин дно выстлано илом, в составе которого много створок диатомовых водорослей.
Байкал - мощный регулятор стока и гигантское естественное водохранилище. Тем не менее, изменения соотношений элементов баланса вызывают колебания уровня озера. Внутригодовые отклонения составляют в среднем за многолетний период около 82 см. В этом плане в последнее время важен учет антропогенного фактора, как например, строительство Иркутской ГЭС. Ее строительство вызвало повышение уровня на 1,2 м, что, естественно, повлекло за собой удручающие последствия (Рис.2).
Рис.2
По-видимому, главную роль в возникновении впадин байкальского типа играют изгибовые деформации земной коры, сопровождающиеся разломами, причем перемещение блоков по разломам приобретает основное рельефообразующее значение. Наличие ступенчатых террас по бортам ванны Байкала отчасти подтверждает это (хотя необходима оговорка - число и происхождение террас дискуссионно).
происхождение байкальской впадины
Байкальская впадина обычно рассматривается как центральное, крупнейшее и древнейшее звено Байкальской рифтовой зоны, возникшей и развивающейся одновременно с мировой рифтовой системой. Под впадиной Байкала и, по-видимому, под всей рифтовой зоной происходит аномальный разогрев недр, причина которого пока неясна. Легкое разогретое вещество, всплывая, приподняло над собой земную кору, местами взломав ее на всю толщу и образовав основу современных хребтов, окружающих Байкал. Одновременно разогретое вещество растекалось под корой в стороны, что создало горизонтальные силы растяжения. Растяжение коры вызвало раскрытие древних и образование новых разломов, опускание по ним отдельных блоков и оформление межгорных впадин, рифтовых долин во главе с гигантской впадиной Байкала.
Современные очертания Байкал приобрел сравнительно недавно, может быть, несколько миллионов лет назад. Время начала образования байкальской котловины, чаще всего упоминающееся учеными - 20-25 млн. лет назад. Но, по мнению некоторых геологов, начало формирования котловины произошло в конце мезозойского периода (63-69 млн. лет назад), во время которого происходило формирование основных контуров современных материков и горообразование на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов; разделение суши. Достоверных данных о возрасте Байкала пока нет. Однако по мощности рыхлых отложений есть основание считать, что разные байкальские котловины окончательно сформировались в разное время. Но начали формироваться котловины, вероятно, в одном геологическом периоде.
Корни тектонических нарушений под котловиной Байкала уходят в глубину до верхней мантии Земли (Об этом свидетельствуют глубокофокусные землетрясения в зоне Байкальского рифта). Протяженность сейсмически активной зоны, которую называют Байкало-Хубсугульской, более 2,5 тыс. км. Кроме того, к этой же зоне относятся прилежащие области к востоку и западу от основного разлома с множеством почти параллельно расположенных котловин байкальского типа. Поэтому тектоника в районе Байкала может быть отнесена к глобальной.
Возможно, раньше на Байкале действовали вулканы. Изверженные вулканические породы (вулканические туфы, бомбы и др.) встречаются не только на побережье Байкала, но и на Ушканьих островах. Следы вулканической деятельности и сами потухшие вулканы есть и сейчас доступны исследованиям. Такие потухшие вулканы - горные вершины Байкальского хребта в районе Кедровых мысов. Их возраст предположительно мезозойский. Изверженные вулканические породы есть на хребте Хамар-Дабан, у верховья р. Слюдянки.
По данным геофизиков, берега Байкала расходятся, а котловина расширяется со скоростью 2 см. в год, т. е. с такой же скоростью, с какой расходятся материки Африки и Америки, берега Средиземного и Красного морей, Калифорнийского и Персидского заливов и др. Примерно одинаковые скорости движения больших массивов земной коры дают основание думать об одинаковости причин, их вызывающих.
По мнению некоторых геофизиков, Байкал можно считать зарождающимся океаном, ибо наряду с активными движениями земной коры в его районе отмечены значительные магнитные аномалии вдоль его оси. Эти аномалии по масштабам сравнимы с такими же аномалиями в районе срединно-атлантического разлома. Но эта точка зрения разделяется не всеми учеными. Как у сторонников, так и у противников таких утверждений не хватает доказательств. Необходимы дополнительные исследования.
По геофизическим исследованиям (глубинному сейсмическому зондированию), Земная кора в районе Байкала раздроблена глубинными разломами, которые достигают десятков километров и своими корнями уходят в верхнюю мантию. На глубине от 10 до 17 км обнаружен слой земной коры, в котором скорость распространения сейсмических волн в 2 - 3 раза замедляется.
Они были первыми
Первые геологические описания Байкала были проведены еще в ХVIII веке. Так, в 1772 году российский академик, немец по происхождению, Петр Симон Паллас писал: «Байкал кажется свидетелем большой катастрофы; он местами неизмеримо глубок, имеет несколько утесов, подобных столбам, как вымурованным из глубины. Но в горах не находят, кроме несчастных и слабых землетрясений никаких других разрушений… ни разломов, ни следов вулканов, лав». Разломы и вулканы были обнаружены позднее, в следующем столетии (их детальное изучение позволило отнести Байкал к рифтовым структурам). Однако всерьез рифтовой тематикой заинтересовались только в середине ХХ века. Значительный вклад в изучение Байкальского рифта внесли сотрудники Института земной коры СО РАН, образовавшие научную школу по изучению континентального рифтогенеза.
В начале 70-х годов ХХ века широко развернулась дискуссия о причинах рифтогенеза. Этот спор коснулся и Байкальского рифта. Известные исследователи, американец Питер Молнар и француз Пол Таппонье, обратили внимание на связь столкновения Азиатской и Индийской плит с деформацией во внутренней части Азии. Они предположили, что этот механизм мог привести к «пассивному» растяжению в зоне Байкальского рифта. Такая точка зрения получила большую популярность за рубежом. Вера Александровна Рогожина и Владимир Михайлович Кожевников из Института земной коры по сейсмическим данным зафиксировали под Байкальским рифтом аномальное разуплотнение на подлитосферных глубинах, в так называемой верхней мантии Земли. Поэтому, российская сторона отстаивала точку зрения о главенствующей роли глубинных термальных процессов - то есть «активном» рифтогенезе. Эта многолетняя проблема о «пассивном» и «активном» механизме растяжения Байкальского рифта по-прежнему остается актуальной. Хотя в последнее время все больше и больше исследователей приходят к мысли об одновременном действии обоих механизмов. Автором не навязывается какое-либо определенное мнение о механизмах образования Байкальского рифта. Вместо этого приводятся новые наиболее важные данные о тектонике, вулканизме, осадконакоплении и глубинном строении. Интерпретация этих данных зачастую остается неоднозначной.
Структура байкальского рифта
Байкальская рифтовоя система расположена во внутренней части континента и отделяет северную стабильную часть Евразиатской плиты от другого крупного стабильного блока, называемого Амурской микроплитой. Рифтовая система состоит из серии впадин (крупнейшая из них - Байкальская) и разделяющих их поднятий, протягивающихся более чем на 1500 км, также включает в себя поля познекайнозойского вулканизма, расположенные на некотором удалении от впадин и их горного обрамления.
Байкальская котловина состоит из двух самостоятельных впадин - Южнобайкальской и северобайкальской, отделенных друг от друга Академическим подводным хребтом.
Рис.3 (Схема Байкальского рифта)
возраст осадочных толщ
Количество рыхлых осадков в Байкальской котловине оценивается в 75 тыс. км., что составляет примерно 70 % осадочных отложений впадин всей рифтовой системы. Южнобайкальская впадина считается наиболее древней. В 1970-х Николай Алексеевич Логачев и Николай Александрович Флоренсов предположили, что ее образование началось в позднем эоцене - раннем олигоцене, примерно 30-35 млн. лет назад. С тех пор традиционно это значение фигурирует в большинстве публикаций о Байкальском рифте. В последние годы Николай Алексеевич Логачев отмечал, что на самом деле впадина может быть гораздо древнее.
Определение времени начала впадинообразования затруднено. Для того чтобы получить ответ на этот вопрос, нужно добраться до пород, погребенных под многокилометровой осадочной толщей. В рамках международного проекта «Байкал-бурение» в байкальских осадках было пробурено несколько скважин в зимние периоды 1996 - 1998 гг. с вмороженных в лед барж. Наиболее длинная возрастная летопись была получена при бурении осадков на Академическом хребте, поскольку этот участок дна Байкала удален от всех береговых источников сноса вещества и поэтому характеризуется наименьшей скоростью осадконакопления. Было определено, что возраст осадков в основании выбуренного осадочного керна длиной 585 м. составляет примерно 8,3 млн. лет. Это минимальный доказанный возраст озера Байкал.
Согласно последним данным скорость осадконакопления в последние 4,5 млн. лет на Академическом хребте составляла в среднем около 0,04 мм в год, тогда как раньше она была в среднем около 0,1 мм в год (там же). То есть скорость осадконакопления уменьшилась более чем в два раза! Это неожиданный результат, так как традиционно по данным изучения изменчивости осадочного разреза суходольных впадин Байкальского рифта выделялись стадии «медленного» олигоцен-миоценового и «быстрого» плиоцен-четвертичного рифтогенеза.
Иными словами, зафиксированная смена скорости осадконакопления является прямо противоположной ожидаемой. Единственным объяснением этого факта может быть существенное вздымание Академического подводного хребта на рубеж 5-4 млн. лет назад, что привело к его изоляции от терригенного материала, привносимого, главным образом, реками Селенга, Баргузин и Верхняя Ангара.
современное перемещение блоков
Скорость расширения Байкальской котловины оставалась до недавнего времени предметом серьезного спора. Вопрос оказался решенным благодаря использованию спутниковых систем навигации - GPS. По десятилетним наблюдениям с помощью постоянных и временных GPS пунктов удалось узнать, что скорость раздвижения стабильных блоков Сибирской платформы и Амурской микроплиты составляет 4 мм в год. При этом все деформации локализуются вдоль осевой части Байкальского рифта.
Эволюция глубинного термального режима литосферы
Частичные выплавки из мантии щелочных базальтоидов по пути к поверхности иногда захватывают фрагменты окружающих пород. Находки таких пород, называемых ксенолитами, являются весьма ценными для познания вещественного состава и условий «жизни» земных глубин. В Байкальском рифте наибольший «урожай» мантийных ксенолитов был собран в восточной части Витимского вулканического поля Игорем Викторовичем Ащепковым и его коллегами из Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН.
Оказалось, что мантийные ксенолиты из миоценовых лав Витимского поля указывают на большой диапазон давлений, а произошли они из больших глубин, из молодых четвертичных лав - меньшим диапазоном. Это указывает на большую толщину литосферы в миоцене под Витимским полем, в сравнении с четвертичным временем. По расчетам, утонение литосферы за 13 млн. лет составило примерно 15 км. При этом граница между уровнями образования минералов-индикаторов, гранатов и шпинелей углубилась примерно на 8 км, что согласно экспериментальным данным указывает на повышение температуры.
Отметим еще одну интересную особенность. Несмотря на значительное утонение литосферы под Витимским полем, сколь либо существенного растяжения коры не происходило. Согласно данным бурения, заполненные осадками впадины под лавами не превышают в ширину первые десятки километров, а в глубину - первые сотни метров.
вулканизм
При определении возраста вулканических пород Байкальского рифта была установлена сложная миграция вулканизма в Восточном Саяне и на Удоканском хребте. В обоих районах вулканизм со временем смещался по замысловатым траекториям с преобладающим западным трендом, т.е. практически в противоположную сторону от общего движения Евразиатской литосферной плиты. Это, вероятно, указывает на тектонический контроль подъема магм в области сочленения структур сжатия и растяжения, при этом общее смещение вулканизма в западном направлении согласуется с существованием в астеносфере относительно неподвижного горячего источника магм.
Для того чтобы в мантии появился частичный расплав необходимо либо поднять ее температуру, либо снизить давление, или же насытить мантию летучими компонентами. При пассивном рифтогенезе со скоростью 5 мм в год, а также при такой толщине литосферы и коры, как в Байкальском рифте, давление в мантии никогда не снизится настолько, чтобы мантийные породы начали плавиться при отсутствии летучих компонентов. Однако если в мантии имеются легкоплавкие участки с водосодержащими минералами или карбонатами, то такие участки даже при незначительных перепадах температуры и давления будут переходить в расплав.
Характерно, что распределение вулканических полей не тяготеет ни к рифтовым впадинам, ни к гравитационным минимумам - областям потенциального повышения тепла. Особо показателен пример с вулканическим плато Дариганга в Монголии. По-видимому, это указывает на то, что плавление мантии Байкальского рифта и с определенных территорий контролируется, в первую очередь, ее составом.
Для изучения состава плавящейся мантии изучаются изотопные отношения элементов. Отношение изотопов неодима и стронция, измеренные в лавах юго-западной части Байкальского рифта, в сопоставлении с составами лав хребта Хангай показали, что область плавления мантии можно разделить на три части (произвольно обозначенных как компоненты А, В и С). Компонент А относится к области подлитосферной мантии (астеносфере), а два других компонента характеризуют неоднородную литосферную мантию. Причем, компонент В может относиться к более глубоким частям гранат-содержащей мантии, а компонент С - к шпинель-содержащей мантии или области кора-мантийного перехода.
Существует две крайние модели растяжения литосферы во внутриконтинентальных областях, называемые моделями «активного» и «пассивного» рифтогенеза. Движущей силой «активного» рифтогенеза является источник тепла восходящего мантийного потока, обычно называемого плюмом.
При этом допускается, что область зарождения таких плюмов может находиться на разделе верхней и нижней мантии на глубине 650 км или даже на границе с ядром на глубине 2700 км.
Основными характеристиками «активного» рифтогенеза считают формирование тектонических впадин на фоне крупного регионального поднятия, повышенный тепловой поток и широко распространенный вулканизм. Последний должен предшествовать и формированию регионального поднятия, и впадинообразованию.
Преобладающий состав вулканических пород «активного» рифта должен проявляться на большой территории и не зависеть от состава и возраста литосферы.
В модели «пассивного» рифтогенеза основной причиной растяжения считают тектонические напряжения, возникающие на границах литосферных плит на значительном удалении от области растяжения.
Фиксируемое воздымание подлитосферной мантии пассивно следует утонение литосферы.
Характеристикой «пассивных» рифтов считают приуроченность всех рифтовых структур древним границам между литосферными блоками разного возраста и слабо проявленный вулканизм.
При этом растяжение предшествует вулканизму, а вулканические породы отражают неоднородный состав литосферы.
корреляция тектонических событий
Только лишь коровые напряжения от зоны Индо-Азиатской коллизии или местные источники тепла в мантии не могли привести образованию Байкальского рифта. В последние годы также стала обсуждаться идея о важной роли взаимодействия литосферных плит на восточной окраине Евразии.
Обращает на себя внимание, что эпизоды сжатия и растяжения в зонах столкновения Индо-Азиатских и Тихоокеано-Азиатских плит смещены относительно друг друга по времени. Если сжатие воздействовало на южную окраину Центральной Азии, то в это время на ее восточной окраине существовал режим растяжения. И, наоборот, существенного сжатия, возникавшего на восточной окраине, южная окраина испытывала эпизод релаксации.
Такая динамика сжатия и растяжения могла «раскачивать» внутренние части Центральной Азии, приводить к смещению блоков, что при их геометрии формировало зоны сжатия и растяжения на границах этих блоков. При таком механизме следует ожидать, что импульсы основных тектонических событий в Центральной Азии (например, импульсы вращения Амурской микроплиты) будут совпадать по времени со сменой тектонического режима на границах литосферных плит. К сожалению, датирование таких импульсов по-прежнему остается сложной задачей.
Для Байкальского рифта периоды воздымания могут быть оценены по данным изучения положения датированных лав в рельефе. Всего было выявлено 4 таких эпизода: 21-19, 16-15, 5-4 и около 0,8 млн. лет назад. Интересно, что смена скорости осадконакопления на подводном Академическом хребте, произошедшая 5-4 млн. лет назад, совпала с одним из таких эпизодов воздымания. Как отмечалось раньше, это событие может маркировать начало стадии «быстрого» рифтогенеза. В это время во фронте Индо-Азиатской коллизии существовал режим растяжения, а сжатие на восточной окраине Центральной Азии началось чуть раньше этого эпизода. Таким образом, стадия «быстрого» рифтогенеза не может быть генетически связана с удаленными тектоническими событиями во фронте Индо-Азиатской коллизии. Она связана либо с тектоническими событиями на восточной границе Азии, либо с термальным и/или химическим воздействием на литосферу за счет местных мантийных источников тепла.
байкальский рифт
Рифты как глобальные геотектонические элементы - это характерная структура растяжения земной коры. Под понятие рифтов подходят также узкие формы рельефа - борозды (“грабены”), еще не скомпенсированные осадками и отложениями; крупные и широкие впадины с достаточно взаимоудаленными бортами; куполовидные, или протянувшиеся в виде хребтов, системы поднятий, осложненные осевым грабеном.
Считается, что все это есть лишь различные временные стадии формирования рифтовых структур, которые обнаружены в настоящее время в океанах и на континентах.
Возраст определяется по отложениям и осадкам.
Рис.4 (Строение Байкальской системы рифтов)
Первое место среди планетарных рифтовых систем занимает образовавшаяся в течение кайнозоя и развивающаяся по настоящее время Мировая система рифтов (МСР), обнаруженная в 1957 году, которая протягивается на длину свыше 60 тыс. км под водами Мирового океана, и заходящая рядом своих ответвлений также на континент. МСР представляет собой широкие (до тысячи километров и более) поднятия, возвышающиеся над дном на 3,5 - 4 километра и протягивающиеся на тысячи километров. К осевым частям хребтов приурочены активные рифтовые зоны, состоящие из системы узких грабенов (рифтовых ущелий типа Байкала), обрамленных рифтовыми горными грядами типа Байкальского, Баргузинского и других хребтов, окружающих Байкал.
К другим рифтовым (планетарного масштаба) относятся рифты, приуроченные к континентам (кроме оговоренных выше) - например, Рейнский грабен (длина около 600 км) или рассматриваемый в работе регион - Байкальская рифтовая зона (длина более 2,5 тыс. км). Современные рифтовые зоны континентов имеют много общего с рифтами срединноокеанических хребтов, принадлежащих МСР. Их возникновение также связано с процессами подъема глубинного вещества, сводового поднятия, горизонтального растяжения земной коры под его напором, утонением коры и подъемом поверхности Мохоровича.
Континентальные рифтовые системы (КСР) также образуют ветвящиеся в плане протяженные системы (подобно МСР), но гораздо менее выраженные в рельефе, поэтому некоторые их звенья кажутся изолированными.
На первый взгляд трудно назвать аналогом Байкала рифтовое ущелье, погребенное под толщей воды в 3 - 3,5 километра. Но происхождение Байкальской и океанических рифтовых зон одинаково по своей сути.
Родным "братом" Байкала называют расположенное в Монголии озеро Хубсугул, вытянутое в виде серпа на 130 километров. Максимальная его глубина достигает 238 метров. Хубсугульская и Байкальская впадины входят в Байкальскую рифтовую зону. В Хубсугул, как и в Байкал, впадает много (около 70) рек, а вытекает тоже единственная - Эгингол.
Обычно ширина континентальных рифтов составляет около 45-50 км, при вертикальной амплитуде погружения фундамента рифта (грабена) от 1 до 7 км. Обычно опускание дна рифтовых прогибов в значительной степени компенсировано процессами осадконакопления, однако значительная их часть представлена депрессиями, занятыми водами морей, озер и долинами рек.
Большинство КСР имеют кайнозойский возраст образования. Байкальский рифт образовался в конце палеогена.
В поперечном сечении рифтовая зона представляет собой систему ступенчато погружающихся к осевой части скошенных под различными углами блоков. Поверхности раздела обычно являются крутопадающими сбросами.
Земная кора континентальных рифтов характеризуется заметным утонением до 20-30км, подъемом поверхности Мохоровича и увеличением мощности осадочного слоя, поэтому в разрезе земная кора имеет форму двояковыгнутой линзы.
Континентальные рифты также выделяет наличие повышенного теплового потока и отрицательных аномалий магнитного поля. Характер смещений в очагах землетрясений свидетельствует о горизонтальном растяжении земной коры. Для Рейнского грабена это составляет около 5 км, для Байкальского же - на порядок выше.
Наиболее существенным различием между современными океанскими зонами рифтов (ОЗР) и континентальными зонами рифтов (КЗР) при наличии многих черт сходства между ними является то, что относительно более толстая и прочная континентальная кора, хотя и утончается при растяжке (и кое-где разрывается), давая выход базальтовому вулканизму, все же сохраняет свою целостность. В отличие от разверзающихся недр ОСР, из которых на поверхность твердой коры поступают породы верхних слоев мантии, или, по крайней мере, расплавленная смесь этих пород с породами разрушений и ассимилирований старой коры, в КЗР не происходит новообразований земной коры. Быть может, это означает, что современные КЗР есть лишь первая стадия образования МСР и что в эпоху рождения, например, Атлантического океана дело также начиналось с образования в теле Лавразии звеньев КЗР, подобных на более ранней стадии Байкальской зоне, а затем (на последующей временной стадии) Восточно-Африканскому рифту. Таким образом, с некоторой оговоркой Байкал можно называть зародышем будущего океана. По теории рифта на земном шаре существовали и более молодые аналоги Байкала. Считается, что один из них расположен на месте нынешнего Красного моря, вдоль которого проходит Красноморская рифтовая зона. В геологическом масштабе времени относительно недавно на месте Красного моря существовал обширный пресноводный глубоководный бассейн, сопоставимый по площади, а то и в несколько раз превосходящий Байкал. В этом случае сработал как бы противоположный вариант.
Две соседние литосферные плиты Африканская и Индийская, сопряженные по зоне Красноморского рифта, начали медленно, со скоростью один-два сантиметра в год, удаляться друг от друга. Из-за этого расширения и площадь озерного бассейна увеличивалась, так как все новые участки суши уходили под воду. И вот однажды на месте нынешнего Баб-эль-Мандебского пролива последний участок суши, отделяющий палеоозеро от Индийского океана, ушел под воду. Океан через Аденский залив хлынул в палеоозеро.
Было это около девяти миллионов лет назад. Произошло смешение океанических и озерных вод и довольно быстрое осолонение последних. Это вызвало массовую гибель пресноводной озерной фауны и замену ее морской. Ныне Красное море имеет площадь 450 тысяч квадратных километров, а глубина его немногим превышает три километра. На земном шаре это одно из самых соленых морей (20-40 процентов). В пределах Байкальской рифтовой зоны, кроме самого Байкала, существует ряд крупных сухопутных впадин, выполненных четвертичными озерно-речными отложениями. В их числе Тункинская, Баргузинская, Нижне - и Верхне-Ангарские, Муйская, Чарская .
Одна из этих впадин - Муйская, или Муйско-Куандинская, - расположена на территории Бурятии и Читинской области. Вдоль ее бортов на высоте 850-860 метров над уровнем моря (на 300-350 метров выше поймы рек Муя и Витим), участками прослеживается четкая линия.
На этой высоте к склонам гор иногда прислонены террасовидные уступы, сложенные хорошо окатанными озерными гравийно-галечными и песчаными отложениями. Уровень озера испытывал периодические колебания. Иногда вода поднималась до высоты 1000-1100 метров над уровнем моря и, возможно, еще выше. В этом случае озеро вытягивалось на 260-265 километров при ширине до 50-55 километров. Глубина озера достигала, а, возможно, и превышала 500-1000 метров.
Сегодня Муйская впадина отделена невысокими перемычками от Чарской и Верхне-Токкской впадин. Временами вода, по-видимому, покрывала эти перемычки, и тогда возникал обширный водный бассейн, вытянутый в длину более чем на 500 километров. Со временем река Витим проложила себе новое русло через Южно- и Северо-Муйский хребты и палеоозеро было осушено. На его месте остались песчаные, а близ склонов горгравийно-галечные и валунно-галечные отложения, ныне перемываемые водами рек Муя, Витим и их притоками.
Таким образом, значительный отрезок Байкало-Амурской магистрали проложен по дну бывших крупных озер - древних аналогов Байкала.
А существовали эти озера относительно недавно - несколько десятков тысяч лет назад.
В изучении рифтовых структур многое еще не выяснено и не изучено. Является ли рифтообразование процессом, присущим только мезокайнозойским эрам? Возник ли этот процесс лишь в последующие 100-150 млн. лет жизни Земли, или на его долю следует отнести преобразование ее лика и в более ранние эпохи? На эти вопросы еще не даны ясные ответы.
Вообще, даже такие геообъекты, как Днепровско-Донецкая впадина, центральная часть Московской синеклизы считаются древними рифтовыми зонами (Гордасников, Троцкий, 1966) и т.д.
Процессы рифтообразования следует рассматривать как одну из характерных черт развития земной коры, имевшей место в течение всей истории ее жизни. Они обусловлены горизонтальным растяжением земной коры, приводящей к вертикальному опусканию. Блоков земной коры и поднятию на дневную поверхность вещества мантии.
В развитии рифтовых зон имеет место определенная стадийность. На первой стадии вследствие подтекания разуплотненного вещества мантии в земной коре образуется куполообразное или линейно-протяженное поднятие, затем за счет растяжения идет формирование грабеновых прогибов в наиболее приподнятых их частях. На последующих стадиях рифтовые зоны могут служить осевыми частями более крупных опусканий, или, в случае смены растяжения сжатием, перерождаются в складчатые приподнятые сооружения геосинклинального типа.
Распространение рифтовых зон не имеет строго линейного характера. Отдельные их части (элементы) взаимно смещаются в поперечном направлении по трансформным разломам.
Изучение современных и древних рифтовых зон в океане и на континентах позволит получить ясное представление о строении и геологической истории этих крупных геологических планетарных структур, а также о нефтегазоносности многокилометровых осадочных пород, заполняющих многие рифтовые впадины. Озеро Байкал как относительно молодая рифтовая зона при ее дальнейшем изучении способна предоставить еще более обширный материал для более глубокого понимания сущности геологических, магматических процессов в области рифтовых зон.
заключение
Так какой же все-таки Байкальский рифт - «активный» или «пассивный»?
Коровые деформации и растяжение, в основном, контролируются удаленными тектоническими событиями, происходящими на границах литосферных плит. Разогрев же, утончение и плавление литосферы осуществляются за счет глубинных источников тепла, или благодаря существованию в мантии легкоплавных областей. Это означает, что Байкальский рифт несет в себе черты как «активного», так и «пассивного» рифтогенеза.
Пытаясь рассмотреть развитие Байкальского рифта исключительно с позиций изучения коровых деформаций или эволюции вулканизма, или глубинной геофизики, мы оказываемся в положении слепых мудрецов, изучающих слона на ощупь в известной притче. Только интеграция различных направлений исследований позволит нам дать ответ, какой из механизмов рифтогенеза преобладал, менялось ли их соотношение во времени, связаны ли процессы растяжения коры и магмообразования или это два независимых процесса. Необходимость объединения своих усилий сегодня осознается практически всеми исследователями, а это означает, что когда-нибудь, начиная статью о Байкальском рифте, можно будет сказать «мы знаем, как и почему он образовался».
Список использованой литературы
1. АН СССР. Институт географии Сибири и Дальнего Востока. Природные условия и естественные ресурсы СССР. Предбайкалье и Забайкалье. - М.: «Наука», 1965. -491с.
2. АН СССР. Сибирское отделение. Научный совет по тектонике Сибири. Тектоника Сибири. Том VII. Тектоника Забайкалья и некоторые общие вопросы геологических структур. - М.: «Наука», 1976. -264с.
3. Логачев Н.А. История и геодинамика Байкальского рифта // Геология и геофизика, 2003. - Т. 44. - № 5.
4. Салоп Л.И. Геология Байкальской горной системы. Том I. Стратиграфия. - М.: «Недра», 1964. -517с.
5. Салоп Л.И. Геология Байкальской горной системы. Том II. Магматизм, тектоника, история геологического развития. - М.: «Недра», 1967. -700с.
6. Хориучи К., Гольдберг Е.Л., Мацузаки Х., Кобаяши К., Шибата Я. Проверка магнитостратиграфических шкал миоценовых осадков озера Байкал // Геология и геофизика, 2004. - Т. 45. - № 3.
7. Шагжиев К.Ш., Ральдин Б.Л. и др. Бурятия: природные ресурсы. - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского государственного университета, 1997. -280с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Изучение представительных обнажений новейших отложений озёрно-ледникового, ледникового, делювиального и селевого генезиса Телецкого озера. Озёрно-ледниковые отложения на волнисто-западинной поверхности западного борта озера, деградация оледенения.
статья [1,1 M], добавлен 17.09.2011Физико-географическая характеристика и климат Астраханской области. Поверхностные и подземные воды области. Литолого-стратиграфическая характеристика и тектоника данного региона. Влияние геологического строения и истории развития на формирование рельефа.
курсовая работа [32,4 K], добавлен 11.03.2011Анализ геологического строения и закономерностей образования местных месторождений. Структурное положение Горной Шории, основные черты рельефа, тектоника региона. История образования и геологического развития, картосхема орографических районов региона.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 26.02.2013Физико-географическая характеристика, рельеф, геология, почвенный покров и растительность, гидрография и климат озера Ильмень. Метеорологические станции и гидрологические посты. Температура воды на поверхности. Ледовые явления на озере и его притоках.
курсовая работа [62,7 K], добавлен 12.05.2014Физико-географическая характеристика территории Республики Карелия, ее рельеф. История геологического развития района. Составление гипсометрической и тектонической карт, стратиграфической колонки и геохронологической шкалы района, полезные ископаемые.
курсовая работа [17,1 K], добавлен 24.11.2014Изучение проявлений эндогенных процессов, огромное их значение в истории развития и формирования земной коры. Географическое распространение вулканов. Этапы эволюции континентального рифта. Проявление вулканизма океанических и материковых рифтовых зон.
контрольная работа [23,1 K], добавлен 21.01.2015Основные черты региональной структуры, элементы поверхности фундамента Прикаспийской впадины, ее литолого-фациальные особенности и тектонические процессы. Характеристика основных нефтегазоносных комплексов впадины, структура нефти девонских залежей.
курсовая работа [52,5 K], добавлен 10.11.2010Разновидности воды в горной массе. Гигроскопичность - способность горной массы поглощать пары воды. Условия протекания процессов сушки. Тепло- и массообмен при сушке горной породы. Брикетирование горного сырья, процесс агломерации руды и обжига окатышей.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.12.2012Основні фізико-географічні характеристики найбільших озер світу - Байкал, Вікторія, Ейр, Верхнє, Маракайбо. Особливості озера, як водного об’єкту. Відмінні риси тектонічних, льодовикових, річкових, приморських, провальних та вулканічних озерних улоговин.
курсовая работа [44,9 K], добавлен 17.10.2010Cовременные рудоносные фации в зонах прибрежного океанского апвеллинга. Углеродистые осадки шельфов. Фосфориты, ассоциирующие с углеродистыми осадками зон прибрежного апвеллинга. Минералогия и геохимия железомарганцевых корок и конкреций озера Байкал.
реферат [2,0 M], добавлен 21.05.2015
