Geologia Regionalna.doc

GEOLOGIA REGIONALNA ŚWIATA

TOM I: EUROPA

WYKŁAD 1.

WSTĘP:

Cele geologii regionalnej:

► przedstawienie zapisu skalnego z którego zbudowana jest dana jednostka

► interpretacja genezy tej jednostki

Geologiczna jednostka (= jednostka strukturalna= tektoniczna)- jest to obiekt geologiczny (trójwymiarowy) różniący się od sąsiednich jednostek zapisem litostratygraficznym, genezą (zapisem następstw procesów geologicznych) i budową strukturalną.

Granice jednostek mają z reguły charakter tektoniczny bądź są wytaczane na sposób konwencjonalny (zatem umownie, w oparciu o różne inne kryteria).

BUDOWA ZIEMI:

(krótkie repetytorium)

■ Ziemia charakteryzuje się warstwową budową wewnętrzną

■ jej zewnętrzna warstwa to litosfera (zbudowana ze skorupy oceanicznej i kontynentalnej)

■ podzielona jest ona na wiele płyt które poruszają się względem siebie (wzajemnie ze sobą kolidują)

■ siłą napędową ruchu płyt są strumienie ciepła pochodzące z wnętrza Ziemi

■ niektóre płyty litosfery mają tylko skorupę oceaniczną, inne zawierają natomiast dwa rodzaje skorupy- oceaniczną i kontynentalną

■ płyty litosferyczne ze skorupą oceaniczną mają grubość ok. 70km, a ze skorupą kontynentalną powyżej 150km (max. ok. 200km)

■ największa jest płyta eurazjatycka, natomiast najszybciej porusza się obecnie płyta Nazca

GŁÓWNE PŁYTY LITOSFERY:

EURAZJATYCKA

PÓŁNOCNOAMERYKAŃSKA

POŁUDNIOWOAMERYKAŃSKA

PACYFICZNA

AFRYKAŃSKA

AUSTRALIJSKA

INDYJSKA

ARABSKA

ANTARKTYCZNA

SKOTII

NAZCA

FILIPIŃSKA

KARAIBSKA

WYSP KOKOSOWYCH

JUAN DE FUCA

+ OK. 40 MNIEJSZYCH...

RODZAJE (TYPY) GRANIC MIĘDZY PŁYTAMI:

▬ GRANICE ROZBIEŻNE (DYWERGENTNE)

/generowana jest tutaj nowa skorupa/

Np. granica płyty północnoamerykańskiej i eurazjatyckiej

▬ GRANICE ZBIEŻNE (KONWERGENTNE)

              /w miejscu gdzie jedna płyta podsuwa się pod drugą, a zatem w strefach subdukcji/

Np. wokół północnej części płyty pacyficznej

▬ PRZESUWCZE (TRANSFORMUJĄCE)

UWAGA: Poza tymi rodzajami mamy również często do czynienia z trudnymi w wyznaczeniu szerokimi strefami granicznymi (szeroki obszar którego granice trudno wytyczyć cechujący się wysokim stopniem deformacji, jak: Alpy, ryft Afryki Wschodniej itd.)

SKORUPA KONTYNENTALNA- granitowa

■ jest górną częścią litosfery

■ budują ją zróżnicowane skały o składzie granitu

■ współczesny zasięg to ok. 7mld km2

■ najstarsze skały- ACASTA GNEJS (gnejsy formacji Acasta datowane na 4.01Ga)

■ generalnie najstarsze skały skorupy kontynentalnej budują kratony (stanowiące jądra kontynentów)

■ grubość skorupy kontynentalnej jest zmienna: największa pod wielkimi łańcuchami górskimi (max. ok. 70km- pod Tybetem, pod Andami), w najstarszych częściach skorupy kontynentalnej ok. 45- 50km (średnie wartości), natomiast najcieńsza jest oczywiście przy współczesnych krawędziach kontynentów

SKORUPA OCEANICZNA- bazaltowa

■ jest częścią litosfery stanowiącą dno basenów oceanicznych

■ zbudowana ze skał maficznych (= sima)

■ cieńsza wyraźnie od skorupy kontynentalnej, jej średnia grubość to ok. 6- 12km

■ prosty zapis skalny (znacznie mniej złożony od kontynentalnej)

■ wydziela się w jej obrębie zasadnicze trzy warstwy: (w sekwencji od dołu do góry)

1. plutoniczne skały (gabra, ultramafity)              ~5km

2. skały wulkaniczne                                                        ~1-2km

3. skały osadowe                                                        ~0.5km

■ wiek skorupy oceanicznej:

▬ najmłodsze fragmenty występują w strefach ryftu (gdzie skorupa oceaniczna jest generowana)

▬ najstarszy fragment datowany na ~180 Ma (dolna / środkowa jura)

Porównanie (zestawienie) właściwości skorupy kontynentalnej i oceanicznej:

Główne struktury skorupy kontynentalnej i oceanicznej:                                                                     

Kontynenty:

► KRATONY

► TARCZE

► PLATFORMY

► PASMA OROGENICZNE                                                                     

Oceany:

► GRZBIETY ŚRÓDOCEANICZNE I ROWY TEKTONICZNE W ICH OBRĘBIE

► ROWY OCEANICZNE

► ŁUKI WYSP

KRATON (niem. Kraton, gr. kratos- mocny, trwały, 1944)- jest to najstarsza (prekambryjska), stabilna część skorupy ziemskiej nie podlegająca ruchom fałdowym a jedynie ruchom uskokowym (i przemieszczająca się w ramach tektoniki płyt).

Kratony stanowią jądrowe części kontynentów.

PLATFORMA- jest to gruba pokrywa młodszych skał osadowych pokrywająca (przykrywająca) kraton.

▪ z reguły zawiera liczne luki sedymentacyjne i stratygraficzne

▪ najczęściej brak większych zafałdowań, obecne zaś liczne uskoki

▪ wyraźnie mniejsze miąższości w porównaniu z pasmami orogenicznymi

TARCZA- jest to wyniesiona część kratonu, pozbawiona pokrywy osadowej.

PASMO OROGENICZNE- jest to pasmo górskie na kontynentach, wg. teorii tektoniki płyt pasma orogeniczne powstają na konwergentnych (zbieżnych) granicach płyt.

▪ najpełniejsze zapisy cykli sedymentacyjno- diastroficznych są zachowane właśnie w pasmach orogenicznych 

▪ pasma orogeniczne to z reguły ciągłe sekwencje o długim zasięgu stratygraficznym (są pofałdowane i cechują się znacznymi miąższościami)

WYKŁAD 2.

BUDOWA GEOLOGICZNA EUROPY

GŁÓWNE JEDNOSTKI STRUKTURALNE:

1. KRATON WSCHODNIOEUROPEJSKI

2. PLATFORMA WSCHODNIOEUROPEJSKA

3. TARCZA SKANDYNAWSKA (= FENNOSKANDII= BAŁTYCKA)

4. TARCZA UKRAIŃSKA

5. KALEDONIDY EUROPEJSKIE

6. HERCYNIDY EUROPEJSKIE

7. BASENY PERMO- MEZOZOICZNE

8. ALPIDY EUROPEJSKIE

9. MŁODE BASENY

10. URAL

11. KAUKAZ

PLATFORMA WSCHODNIOEUROPEJSKA:

► zajmuje obszar ok. 5.5 mln km 2

► kraton wschodnio- europejski stanowi fundament platformy i można w jego obrębie wydzielić 3 krystaliczne fundamenty (= segmenty= regiony):

1. FENNOSKANDIA (= BALTIA)                                                                                    ~ na NW

2. SARMACJA                                                                                                                           ~ na S

3. WOŁGO- URALIA (= REGION WOŁŻAŃSKO- URALSKI)                            ~ na E

GRANICE:

I) PAS WULKANICZNY LIPETSK- ŁOSEW ~ 2.1 Ga- dolny proterozoik

Stanowi granicę pomiędzy Sarmacją a Wołgo- Uralią

II) PASMO WULKANICZNE OSNITSK- MIKASZEWICZI ~ 2.0- 1.95 Ga- dolny proterozoik

Wyznacza złącze Sarmacja- Fennoskandia

Orogeniczna i magmowa aktywność w obrębie kratonu zakończyła się prawdopodobnie w czasie wczesnego (dolnego) ryfeju (ok. 1650- 1300 Ma) !!!

TRANSKRATONICZNY SYSTEM RYFTOWY CENTRALNEJ ROSJI I PACZELMY:

Zawiera strefę szwu spajającego 3 zasadnicze segmenty kratonu:

► ryfejski (1650- 670 Ma): ryft centralnej Rosji znajduje się tu w osiowej części tego złączenia

► ryft ten był reaktywowany w czasie 1.3- 0.5 Ga (z różną intensywnością)

► pokrywa sedymentacyjna kratonu zawierająca osady epikontynentalne i lądowe z szerokiego przedziału czasu: neoproterozoik- kenozoik

GRANICE KRATONU WSCHODNIO- EUROPEJSKIEGO:

■ na W ograniczony szwem transeuropejskim (TESZ- Transeuropean Sulture Zone) dawniej zwanym linią T- T, ma ok. 2000km długości ciągnąc się od Morza Północnego po Dobrudżę

■ na E odgraniczony orogenem Uralsko- Nowej Ziemi- Tajmyrskim

■ po stronie NW na kraton są nasunięte kaledonidy (na nim tarcza bałtycka)  

■ na S graniczy (od SE ku SW) z Kaukazem, paleozoiczną platformą scytyjską i Karpatami 

STREFA TESZ (= TTZ= TT):

■ rozdziela dwie prowincje tektoniczne: prekambryjską platformę wschodnio- europejską i platformę paleozoiczną na zachodzie

■ stanowi szeroką na 50- 100km strefę wgłębnego rozłamu (do 55km głębokości) przebiegającą na kierunku NW- SE

■ strefa ta stanowi część większej strefy dyslokacyjnej: Dobrudża- Morze Północne                            (lub: Skania- Morze Czarne)

■ jej przebieg w Polsce: Koszalin- Grudziądz- okolice Warszawy- Zamość- Tomaszów Lubelski

ETAPY EWOLUCJI TEKTONICZNEJ FUNDAMENTU KRYSTALICZNEGO PLATFORMY WSCHODNIO- EUROPEJSKIEJ:

1. OD PÓŹNEGO WCZESNEGO PROTEROZOIKU DO WCZESNEGO RYFEJU

(1800- 1650 Ma)

►W tym czasie powstaje pokrywa protoplatformy

2. ŚRODKOWY RYFEJ (1400- 1100 Ma) ~ 1200 Ma

►Ma miejsce ryfting ale tylko przy krawędziach platformy

3. OD PÓŻNEGO ŚRODKOWEGO RYFEJU PO POCZĄTEK PÓŹNEGO RYFEJU

(1100- 900 Ma)

►Powstaje wówczas paleoplatformowa pokrywa

(przypuszczalna korelacja z czasem powstania Rodinii !?!?!?- jest to jednak niepewny wniosek)

4. OD PÓŻNEGO RYFEJU DO WCZESNEGO WENDU

(800- 600 Ma)

►Ma miejsce ryfting i powstaje aulakogen centralnej Rosji

(czas rozpadu Rodinii !?!?!?)

Podział archaiku i proterozoiku:

(w ujęciu rosyjskim)

WYKŁAD 3.

FENNOSKANDIA (= BALTIA)

► na NW zawiera tarczę bałtycką (fennoskandzką)

► ma zróżnicowaną akrecyjną archaiczno- wczesnoproterozoiczną skorupę o zróżnicowanej grubości 30- 60km

► w jej obrębie wydzielono 7 głównych kompleksów granitowych rapakiwi i ok. 15 podrzędnych kompleksów (przykład: Salmi batolit- od Rosji po centralną Szwecję)

► większość intruzji jest wieku 1.65- 1.77 Ga

Fazy orogeniczne prowadzące do akrecji tarczy:

(od N na S mamy coraz młodsze skały)

OROGENY:

(pasma powstałe podczas deformacji tarczy bałtyckiej)

SAMIJSKI (3.1- 2.9 Ga)

LOPIJSKI (2.9- 2.6 Ga)

SFEKOFEŃSKI (1.9- 1.75 Ga)

GOTYJSKI (1.75- 1.5 Ga)

SFEKONORWESKI (1.05- 0.9 Ga)

UWAGA: Po ustaniu tych głównych faz orogenicznych następuje długa przerwa i powstaje następne pasmo (dobudowane do poprzednich): pasmo kaledońskie (~440- 410 Ma)...

► tarcza bałtycka stanowi NW wydźwignięty fragment prekambryjskiego kratonu wschodnio- europejskiego

► obszar ten zaczął się wypiętrzać 1.5 Ga (i proces ten trwa nadal)

► w plejstocenie lądolód obniżył powierzchnię tarczy pozostawiając cienką warstwę osadów glacjalnych, mnogie jeziora oraz rzeki

► akrecja skorupy tego obszaru odbyła się podczas czterech głównych zdarzeń orogenicznych, czyli w czasie trwania orogenezy saamijskiej, lopijskiej, sfekofeńskiej, gotyjskiej natomiast podczas orogenezy sfekonorweskiej (grenwilskiej) przetwarzana była powstała uprzednio skorupa (nie dochodziło do akrecji nowych fragmentów)

GŁÓWNE PROWINCJE (= PASMA= DOMENY OROGENICZNE) TARCZY BAŁTYCKIEJ:

PROWINCJA KOLSKO- KARELSKA

PROWINCJA SFEKOFEŃSKA

TRANSSKANDYNAWSKI PAS OGNIOWY (TIB)

PROWINCJA SFEKONORWESKA

1. PROWINCJA KOLSKO- KARELSKA

● zawiera 5 archaicznych terrarów, które kolidowały w czasie 2.0- 1.9 Ga

● wydzielono tu ponad 20 archaicznych stref zieleńcowych (głównie bazalty toleitowe oraz skały maficzne o składzie komatyt- ryolit), które obecnie uznaje się za pozostałości dawnych stref subdukcji

● strefy zieleńcowe przy przechodzeniu w kierunku zachodnim zawierają coraz to młodsze skały (3.0- 2.9 Ga na E i centralnej Karelii do 2.65 Ga w Finlandii)

● pomiędzy strefami zieleńcowymi znajdują się bloki (terrany) zbudowane głównie z orto- i para- gnejsów a także różnych odmian granitów, tonalitów oraz amfibolitów i migmatytów

● w czasie postorogenicznym w proterozoiku powstawała pokrywa osadowa oraz liczne intruzje (głównie granitowe)

● najstarsze skały:...