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:
Cechy:
Kontynentalna
Oceaniczna
Wiek średni
3.8 Ga
65 Ma
Max. wiek
4.1- 4.2 Ga
180 Ma
Skład
Granity
Bazalty
Gęstość
~ 2.6- 2.8 g/cm3
~ 2.9- 3.2 g/cm3
Grubość
35km
6- 10km
Struktura
Heterogeniczna (niejednorodna)
Homogeniczna (bardziej jednorodna)
Aktywność tektoniczna
Buduje stabilne kratony, jedynie jej brzegi, krawędzie mogą być aktywne
Buduje bardziej aktywne grzbiety i rowy aktywne tektonicznie
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:...
edzia198