Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Геологические провинции мира ( USGS )

Кратона ( / к г eɪ т ɒ п / , / к г æ т ɒ п / или / к г eɪ т ən / ; [1] [2] [3] от греческого : κράτος Кратос "сила" ) - старая и стабильная часть континентальной литосферы , которая состоит из двух самых верхних слоев Земли, коры и самой верхней мантии. . Имея часто пережившие циклы слияния и рифтогенез из континентов , кратоны , как правило , находятся в недрах тектонических плит ; исключения случаются, когда геологически недавние рифтогенные явления разделили кратоны и создали пассивные окраины по их краям. Для них характерно наличие древних кристаллических пород фундамента , которые могут быть перекрыты более молодыми осадочными породами . У них толстая кора и глубокие литосферные корни, которые уходят на несколько сотен километров в мантию Земли .

Термин кратон используется для отделения стабильной части континентальной коры от регионов, которые являются более геологически активными и нестабильными. Кратоны можно охарактеризовать как щиты , в которых скальные породы фундамента выходят на поверхность, и платформы , в которых фундамент перекрывается отложениями и осадочными породами.

Слово кратон было впервые предложено австрийским геологом Леопольдом Кобером в 1921 году как кратоген , имея в виду стабильные континентальные платформы, и ороген как термин для горных или орогенных поясов . Позже Ганс Стилле сократил прежний термин до Кратон, от которого происходит кратон . [4]

Примеры кратонов являются Dharwar Кратон или Карнатака Кратон в Индии , Северный Китай Кратоне , то Скифская плита в России и Украине , то Амазония Кратон в Южной Америке , в Kaapvaal кратоне в Южной Африке , в Северной Америке или Laurentia кратоне и Gawler Кратон в Южной Австралии .

Структура [ править ]

Кратоны имеют толстые литосферные корни. Томография мантии показывает, что кратоны подстилаются аномально холодной мантией, соответствующей литосфере, более чем в два раза превышающей типичную 100-километровую (60 миль) толщину зрелой океанической или некратонной континентальной литосферы . [5] На этой глубине корни кратона простираются в астеносферу . [5] Литосфера кратона отчетливо отличается от океанической литосферы, потому что кратоны имеют нейтральную или положительную плавучесть и низкую собственную изопикническую плотность. Эта низкая плотность компенсирует увеличение плотности из-за геотермального сжатия.и предотвращает погружение кратона в глубокую мантию. Кратонная литосфера намного старше океанической литосферы - до 4 миллиардов лет против 180 миллионов лет. [6]

Обломки горных пород ( ксенолиты ), вынесенные из мантии магмами, содержащими перидотит , были доставлены на поверхность в виде включений в субвулканических трубках, называемых кимберлитами . Эти включения имеют плотность, соответствующую составу кратона, и состоят из материала мантии, остающегося после высоких степеней частичного плавления. На перидотит сильно влияет включение влаги. Влажность перидотита кратона необычно низкая, что приводит к гораздо большей прочности. Он также содержит высокий процент магния с низким весом вместо кальция и железа с высоким весом. [7]Перидотиты важны для понимания глубинного состава и происхождения кратонов, потому что конкреции перидотита представляют собой части мантийной породы, модифицированной путем частичного плавления. Гарцбургитовые перидотиты представляют собой кристаллические остатки после извлечения расплавов таких составов, как базальт и коматиит .

Формирование [ править ]

Процесс образования кратонов из ранних пород называется кратонизацией. Первые крупные кратонные массивы суши сформировались в эпоху архея . Во время раннего архея тепловой поток Земли был почти в три раза выше, чем сегодня, из-за большей концентрации радиоактивных изотопов и остаточного тепла от аккреции Земли . Была значительно большая тектоническая и вулканическая активность; мантия была менее вязкой и кора тоньше. Это привело к быстрому образованию океанической коры на хребтах и горячих точках , а также к быстрой переработке океанической коры при субдукции.зоны. Существует по крайней мере три гипотезы о том, как образовались кратоны: 1) поверхностная кора была утолщена восходящим шлейфом глубокого расплавленного материала, 2) последовательные субдуцирующие плиты океанической литосферы оказались под протократоном в процессе подстилки, 3) отрастание островных дуг или континентальных фрагментов, сплавляющихся вместе с образованием кратона. [8]

Поверхность Земли, вероятно, была разбита на множество небольших плит с вулканическими островами и дугами в большом количестве. Небольшие протоконтиненты (кратоны), образовавшиеся в результате плавления и переплавки горной коры в горячих точках, повторно использовались в зонах субдукции.

В раннем архее не было больших континентов, а небольшие протоконтиненты, вероятно, были нормой в мезоархее, потому что им не позволяла объединяться в более крупные единицы из-за высокой скорости геологической активности. Эти кислые протоконтиненты (кратоны), вероятно, образовались в горячих точках из различных источников: основной магмы, плавящей более кислые породы, частичного плавления основной породы и метаморфического изменения кислых осадочных пород. Хотя первые континенты сформировались во время архея, горные породы этого возраста составляют только 7% современных кратонов мира; даже с учетом эрозии и разрушения прошлых образований, данные свидетельствуют о том, что только от 5 до 40 процентов современной континентальной коры сформировалось во время архея. [9]

Уоррен Б. Гамильтон дает одну точку зрения на то, как процесс кратонизации мог впервые начаться в архее :

Очень толстые участки в основном подлодки мафитового и подчиненных ультрамафическая , вулканических пород , и в основном молодых субаэральные и подводных фельзитовых вулканических пород и отложений были угнетены в сложную synforms между поднимающейся молодой domiform фельзитовых батолиты мобилизованы гидросиликатом частичным плавлением в нижней коре. Верхняя кора гранит -и- зеленокаменные местности умеренной региональное Прошло укорочение, развязку от нижней коры, при композиционной инверсии сопровождающего вздутия , но кратонизации вскоре последовали. Тоналитикфундамент сохраняется под некоторыми разрезами зеленокаменных пород, но супракрустальные породы обычно уступают место коррелятивным или более молодым плутоническим породам ... Мантийные плюмы, вероятно, еще не существовали, а развивающиеся континенты были сконцентрированы в прохладных регионах. Верхняя мантия горячих регионов была частично расплавленной, и объемные магмы, в основном ультраосновные, извергались через множество эфемерных подводных жерл и трещин, сосредоточенных в самой тонкой коре ... Сохранившаяся кора архея происходит из регионов более холодной и более истощенной мантии, в которой больше стабильность позволяла образовывать необычно мощные вулканические скопления, из которых могли образовываться объемные, частично расплавленные, кислые породы с низкой плотностью. [10]

Эрозия [ править ]

Длительная эрозия кратонов была названа «кратонным режимом». Он включает процессы педипланации и травления, которые приводят к образованию плоских поверхностей, известных как пенеплены . [11] В то время как процесс протравливания связан с влажным климатом, а педипланация - с засушливым и полузасушливым климатом, изменение климата с течением геологического времени приводит к образованию так называемых полигенетических пенепленов смешанного происхождения. Еще одним результатом долголетия кратонов является то, что они могут чередоваться между периодами высокого и низкого относительного уровня моря . Высокий относительный уровень моря приводит к повышенной океаничности, в то время как противоположное ведет к ухудшению условий на суше . [11]

Многие кратоны имели невысокую топографию с докембрийских времен. Например, кратон Йилгарн в Западной Австралии был ровным уже во времена среднего протерозоя [11], а Балтийский щит был размыт и превратился в покоренный ландшафт уже в позднем мезопротерозое, когда вторглись граниты рапакиви . [12] [13]

См. Также [ править ]

  • Список щитов и кратонов
  • Кратонная последовательность

Заметки [ править ]

  1. ^ «Определение кратона в североамериканском английском» . Оксфордские словари . Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 28 марта 2015 .
  2. ^ "Определение кратона в британском и английском языках Содружества" . Оксфордские словари . Архивировано 2 апреля 2015 года . Проверено 28 марта 2015 .
  3. ^ Словарь Маккуори (5-е изд.). Сидней: Macquarie Dictionary Publishers Pty Ltd. 2009.
  4. ^ Engör, AMC (2003). Деформации литосферы в больших длинах волн: материалы для истории эволюции тектоники плит с древнейших времен . Мемуары Геологического общества Америки. 196 . п. 331.
  5. ^ a b Petit (2010) стр. 24
  6. Перейти ↑ Petit (2010) p. 25
  7. ↑ Petit (2010), стр. 25–26
  8. Перейти ↑ Petit (2010) p. 26 год
  9. ^ Стэнли (1999)
  10. ^ Гамильтон (1999)
  11. ^ a b c Фэрбридж, Родс В .; Финкл-младший, Чарльз В. (1980). «Кратонные эрозионные несогласия и пенеплены». Журнал геологии . 88 (1): 69–86. DOI : 10.1086 / 628474 . S2CID 129231129 . 
  12. Рианна Линдберг, Йохан (4 апреля 2016 г.). "Берггрунд и итформер" . Uppslagsverket Finland (на шведском языке). Архивировано 6 января 2018 года . Проверено 13 февраля 2018 года .
  13. ^ Лундмарк, Андерс Маттиас; Ламминен, Яркко (2016). «Происхождение и установка мезопротерозойского песчаника Дала, западная Швеция, и палеогеографические последствия для юго-западной Фенноскандии». Докембрийские исследования . 275 : 197–208. DOI : 10.1016 / j.precamres.2016.01.003 .

Ссылки [ править ]

  • Дейтон, Джин (2006). Геологическая эволюция Австралии . Старший преподаватель географии Школы гуманитарных наук Центрального Квинслендского университета, Австралия.
  • Гротцингер, Джон П .; Джордан, Томас Х. (4 февраля 2010 г.), Понимание Земли (Шестое изд.), WH Freeman, ISBN 978-1429219518
  • Гамильтон, Уоррен Б. (1999). "Как архейская Земля теряла тепло?" . Департамент геофизики Колорадской горной школы, Тезисы докладов конференции . 4 (1). Архивировано из оригинала на 2006-05-14.. Симпозиум A08, Ранняя эволюция континентальной коры.
    • Гамильтон, Уоррен Б. (август 1998 г.). «Архейский магматизм и деформации не были продуктами тектоники плит». Докембрийские исследования . 91 (1–2): 143–179. DOI : 10.1016 / S0301-9268 (98) 00042-4 .
  • Пети, Шарль (18 декабря 2010 г.). «Континентальные сердца - Новости науки» . Новости науки . Общество науки и общественности. 178 (13): 22–26. DOI : 10.1002 / scin.5591781325 . ISSN  0036-8423 .
  • Стэнли, Стивен М. (1999). История системы Земля . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. С. 297–302. ISBN 0-7167-2882-6.

Внешние ссылки [ править ]

  • Смитсоновский институт. "Динамическая Земля @ Национальный музей естественной истории" . Смитсоновский национальный музей естественной истории . Проверено 9 января 2011 .