Лекция 8. Тектоническое строение и история геологического развития Северной

геологического развития
Полезные ископаемые

материка имеют платформенное строение,
краевые – почти повсеместно образованы геосинклинальными

структурами.

платформа, занимающая примерно половину материка, значительную часть Гренландии и юго-восток

Канадского Арктического архипелага. Она состоит из архейско-протерозойского, кристаллического основания и более молодого осадочного чехла.
На обширной территории в северной части платформы основание ее выходит на поверхность, создавая Канадский щит – один из крупнейших щитов северного полушария. Образующие его архейские граниты и гнейсы, протерозойские известняки и сланцы претерпели сильную метаморфизацию.
Чехол плиты Североамериканской платформы образуют преимущественно девонские, ордовикские, каменноугольные или мезозойские осадочные породы.
Палеозойские породы преобладают в районах к югу от Канадского щита и предгорьях Аппалачей,
мезозойские распространены главным образом в западной половине плиты, в районах прилегающих к Кордильерам, и частично в самом горном поясе. Структуры плиты имеют слоистое строение и включают горизонтальные или слабонаклоненные пласты осадочных пород. Они образуют в основном равнины и низменности.
Только на западе платформы породы как осадочного чехла, так и фундамента смяты в крутые складки и образуют высокие горные цепи южной части Скалистых гор.

обрамляют складчатые структуры палеозойского возраста (каледонские и герцинские). На юге

материка они погребены под более молодыми осадочными породами, в остальных местах выходят на поверхность, образуя горные поднятия.
Тектонические процессы теперь здесь уже малоактивны, поэтому палеозойские складчатые структуры близки структурам Североамериканской платформы. Все же эта территория подвижнее центральных частей материка и поэтому местами имеет значительную высоту. Так,
Аппалачские горы поднимаются до 2100 м,
Восточно-гренландские – до 2900 м,
горные цепи на острове Элсмир – до 3300 м.

склонах горных хребтов и плато Кордильер обнажаются породы самого разнообразного

возраста и состава. Процессы складчатости, вулканизма, горообразования неоднократно проявлялись здесь то на отдельных участках, то во всем горном поясе.
В сложной мозаике складчатых структур можно проследить ряд продольных тектонических поясов, различающихся по возрасту и типу складчатости и отчасти по рельефу.

ларамид. Они образованы большей частью осадочными породами, смятыми в складки

в конце мезозоя – начале кайнозоя. Большую часть этого пояса занимают Скалистые горы Канады, хребты Большого Бассейна, Восточная и Западная Сьерра-Мадре. Горы достигают здесь почти 4000 м высоты.

структур – невадийских. Здесь преобладают породы, смятые в складки в

юрском и меловом периодах. Продолжительная денудация вскрыла ядра складок, обнажив на поверхности глубинные породы магматического происхождения, главным образом граниты и гранодиориты. Это целая система хребтов (Алеутский, Аляскинский, Св. Ильи, Береговой хребет Канады, Каскадные горы, Сьерра-Невада и горы Калифорнийского полуострова).
Здесь расположены самые высокие горы Северной Америки г. Мак-Кинли (6197 м) в Аляскинском хребте, г. Логан (6050 м) в горах Св. Ильи.
Между хребтами ларамийского и невадийского поясов обширное пространство занимают плато и плоскогорья.

но сильно вытянутых прогибов – синклинориев – тянется от Аляски

до Мексики, отделяя невадийские хребты от менее высоких, хотя и более молодых хребтов антиклинория, создающего западный край континента. Эти два пояса (антиклинорий и синклинорий) в структурном отношении хорошо выражены лишь в пределах США, но почти все западное побережье материка имеет высокую сейсмичность, что позволяет думать об активном развитии этих структур.

север и северо-восток о. Гренландия;
3) Области герцинской складчатости:
Южные Аппалачи,
север

и северо-восток о. Гренландия,
север о. Элсмир
4) Области мезозойской складчатости,
невадийский пояс (Аляскинский хр., Береговой хр., Каскадныя горы, Сьерра-Невада, северная часть п-ва Калифорния),
ларамийский пояс (хр.Брукса, Маккензи, Скалистые горы, Западная и Восточная Сьерра-Мадре),
пояс межгорных плато (Юкон, Фрейзер, Колумбийское, Большой бассейн, Колорадо, Центральная Месса).
5) Области альпийской складчатости – крайний запад и север материка:
Алеутский о-ва,
п-в Аляска,
о. Кадьяк, Кенай, Чугач,
о-ва Александра, Королевы Шарлоты,
Береговые хребты США,
юг Калифорнии,
Центральная Америка (перешеек и острова).

– район между Великими озерами и Гудзоновым заливом, включающий провинцию

Верхнего озера – наиболее крупную геологическую провинцию Канадского щита. Возраст слагающих ее гранитов и гнейсов около 2400–2700 млн. лет. Эти породы не везде выходят на поверхность, они перекрыты кварцитами, доломитами и кремнистыми сланцами и прорывающими их интрузивными породами, возраст которых около 1400 млн. лет.
Древнее ядро опоясано архейскими, но более молодыми структурами, возраст которых 1650-1850 млн. лет.
Ближе к краям щита они сменяются еще более молодыми протерозойскими породами. Возраст пород убывает во все стороны от провинции Верхнего озера.
В этой последовательности нарастания материковых структур образования более молодых структурных областей – нижне-палеозойских, верхне-палеозойских, мезо-кайнозойских – не представляют собой каких-то изолированных, случайных событий, а являются строго определенными этапами единого исторического процесса формирования материка.

PR

осадочного происхождения, свидетельствующие о том, что режим трансгрессий был характерен

и для докембрийского времени.
Палеозойские осадочные породы, в отличие от протерозойских, метаморфизированы слабо. Это говорит о том, что фундамент платформы к концу докембрия стабилизировался, процессы складчатости и вулканизма утихли и начался новый этап в истории континента.
С этого времени энергичные дислокации пород и горообразования происходят за пределами Североамериканской платформы или в краевых частях.

PR

Североамериканской платформы, оставляя на ее фундаменте очень разнообразные, часто прерывающиеся

напластования известняков, доломитов, песчаников. Обилие органогенных осадков и эвапоритов обусловило богатство этих структур ценным минеральным сырьем: углем, нефтью, горючим газом, каменной и калиевой солями. Суммарная мощность пластов палеозойских осадочных пород на платформе составляет 1000–2000 м.

время у краев платформы. Палеозойские геосинклинальные структуры в настоящее время

сохранились в юго-восточной, восточной и северной частях материка.
В аппалачской и гренландской частях геосинклинального бассейна породы были дислоцированы в позднеордовикское и позднедевонское время (каледонской складчатости).
Нижнепалеозойские складчатые структуры хорошо сохранились в Аппалачах, в Восточной и Северной Гренландии. Они представляют собой крутые складки осадочных пород очень большой мощности (в несколько тысяч метров), пронизанные обширными интрузиями. Продолжительная денудация сильно разрушила эти структуры, обнажив на поверхности ядра складок.

PZ

Об этом свидетельствуют огромные толщи продуктов разрушения гор, сохранившиеся после

их денудации на соседних частях Североамериканской платформы.
Горообразование особенно энергично происходило в Аппалачском районе, где накоплению осадков способствовало возникновение глубокого предгорного Предаппалачского прогиба, развивавшегося до конца карбона. Среди известняков, доломитов, глинистых сланцев и песчаников, имеющих мощность до 7–8 тыс. м, возникли крупные месторождения каменного угля.

весь складчатый пояс, а также и прилегающие части передового Предаппалачского

прогиба.
В процессе складчатости каледонские структуры были осложнены сбросами. Под влиянием внутренних сил, действовавших с востока, толща осадочных пород на окраине Предаппалачского прогиба оказалась сильно дислоцированной. Таким образом, в герцинское время палеозойский складчатый пояс расширился к западу.

характеризуются широким развитием пород кристаллических,
вторые – осадочных, относительно слабоизмененных.
Последнее

связано с тем, что складчатость проходила в условиях платформы и не сопровождалась магматическими процессами, которые обычно очень активны в геосинклинальных условиях. Эти структурные различия между каледонскими и герцинскими Аппалачами обусловили совершенно разные типы рельефа, существующие на востоке и западе Южных Аппалачей.
Палеозойские складчатые структуры не везде выходят на поверхность. На значительной части материка, севернее Мексиканского залива, они погребены под чехлом молодых осадочных пород, выступая из-под него лишь в горах Уошито и некоторых других.

запад через острова Элсмира, Аксель-Хейберг, Мелвилл и Банкс к устью

р. Макензи, вплоть до Кордильер. Это так называемая геосинклиналь Франклина. В ее северной половине (от о-ва Мелвилл до Земли Элсмира) складчатые структуры выходят на поверхность. Эта территория называется «Иннуитский складчатый пояс». В нем выделяют каледонские (на востоке) и герцинские (на западе) структуры.

PZ

материка сменился платформенным. Колебания земной коры стали медленными. В мезозое

и кайнозое большая внекордильерская часть материка почти все время представляла собой сушу. Горы и равнины подверглись денудации, которая удалила значительную часть верхнепалеозойских пород.
В юрское и меловое время трансгрессии океана происходили только на юге и западе равнин. На побережье Мексиканского залива в краевой части впадины эпигерцинской платформы (на герцинском складчатом фундаменте) они сохранились вплоть до четвертичного периода. Эти моря, большую часть времени мелководные, оставили мощные пласты известняков и песчаников, слагающих ныне поверхность Великих равнин и тыловых частей Примексиканской низменности.

и в Аппалачах, процесс развития горной страны прошел через два

этапа. Складчатые структуры возникли вначале в геосинклинальном бассейне, а затем в периферических частях платформы.
Главная складчатость, завершившая геосинклинальный цикл, произошла на границе юрского и мелового периодов (невадийская складчатость).
Невадийский пояс занимает западный край Кордильер (кроме узкой береговой полосы у Тихого океана) и характеризуется широким распространением интрузивных кристаллических пород. Вслед за образованием невадийских структур произошло опускание прилегающей с востока части Североамериканской платформы. В прогиб с запада сносился обломочный материал с высоких невадийских хребтов. С этим прогибом и были связаны упомянутые выше трансгрессии океана, наиболее распространенные в конце мелового периода.

MZ

охватившая большую западную часть передового прогиба. Мощные толщи осадочных пород

были смяты в крупные антиклинальные своды и складки сундучных форм. Энергичные движения настолько нарушили спокойное залегание пластов, что местами на дневную поверхность были вознесены участки докембрийского основания платформы. Однако, в отличие от невадийской складчатости, здесь не происходило крупных внедрений магматических пород.
Кроме того, интенсивность складчатости не всюду была одинаковой. Наиболее сильно она проявилась на территории Канады и на востоке Мексики, где наряду с вертикальными происходили горизонтальные движения земной коры, приведшие к образованию крутых опрокинутых складок и шарьяжей. Теперь эти участки Кордильер выделяются мощным горным рельефом. Напротив, на территории США преобладали вертикальные движения, создавшие простые антиклинальные складки. Многие из них выделяются теперь в виде коротких прерывистых горных хребтов.
Обширный участок – плато Колорадо – оказался как бы обойденным складчатостью. Хотя слагающие его пласты разбиты сбросами и вознесены на значительную высоту, здесь отчетливо сохранился платформенный тип строения поверхности.

Америки.
На протяжении кайнозоя неоднократные поднятия, интенсивный вулканизм, сбросовые дислокации

и другие явления сильно осложнили эти структуры. Наиболее крупные изменения произошли на западном краю материка вблизи Тихого океана, где возникли новые структурные элементы. Самые значительные из них – пояс глубоких грабенообразных прогибов и окаймляющий его с запада пояс антиклинальных хребтов. Это активно развивающиеся структуры, они хорошо видны не только на палеогеографических или тектонических, но и на гипсометрических картах.

KZ

периода обширные части материка оказались погребенными под мощными толщами льдов.

В периоды максимального развития ледяные щиты протягивались непрерывно от Тихого океана до Атлантического, а на юге доходили до 40° с. ш. Общая площадь, подвергавшаяся материковому оледенению, достигала 15,6 млн. км2. С учетом оледенения Гренландии и других островов, а также горных ледников в Кордильерах она составляла 17,9 млн. км2. В настоящее время более чем на 65% современной суши можно обнаружить признаки оледенения.
Такое развитие ледников в плейстоцене объясняется размерами и конфигурацией материка. Внутриматериковые районы Северной Америки гораздо более доступны для насыщенных влагой воздушных масс, поступающих с океанов, чем аналогичные районы Евразии. При понижении температуры воздуха условия для питания ледников здесь были несравнимо лучше.

Канады (Кордильерский ледник).
Последний перекрывал горную страну, но не распространялся

далеко к востоку от гор, которые ограничивают доступ влаги с Тихого океана к восточным равнинам. Напротив, Лаврентийский ледник, обращенный фронтом к Мексиканскому заливу, сильно разрастался и доходил до Кордильер. Оледенению не подвергались лишь внутренние районы Аляски, где климат был резко континентальный и количество атмосферной влаги недостаточное для питания ледников. В Северной Америке было несколько оледенений. Они получили названия по штатам, в которых встречены их отложения, –
небрасское,
канзасское,
иллинойское,
висконсинское.
Последнее, висконсинское, оледенение было около 60–10 тыс. лет назад. Именно оно оказало наибольшее воздействие на природу материка. Под тяжестью ледникового щита земная кора прогнулась и даже теперь не восстановила своей прежней высоты.

ледника находились тундровые и таежные ландшафты.
Лесная флора плиоцена сохранялась

в районах Южных Аппалачей и Кордильер. В первом районе произрастали преимущественно лиственные виды, во втором хвойные.
В южных частях Великих равнин и на плоскогорьях Кордильер преобладали степные и лесные ландшафты.
Во внеледниковых районах температуры воздуха в период висконсинского оледенения, как показали палеогеографические исследования, были заметно ниже современных. В Большом Бассейне – на 2,5–3° С, на Береговых низменностях – на 7,5°С, на Великих равнинах – на 10°С. Это ограничивало возможности произрастания тропических вечнозеленых видов, которые могли сохраниться лишь на Флориде, Тихоокеанском побережье штата Калифорнии и Мексиканском нагорье.

влажным.
В Большом Бассейне, например, существовали крупные пресные озера, соединенные

речной сетью с океаном.
Влажные условия способствовали выносу легкорастворимых веществ из поверхностных пластов земли, что сказалось на развитии почвообразовательных процессов. Этим, вероятно, объясняется тот факт, что каштановые, серо-бурые и бурые пустынно-степные почвы Северной Америки слабо засолены по сравнению с аналогичными типами почв Евразии, а американские черноземы, коричневые почвы и темные разности серых лесных почв, как правило, имеют признаки сильной выщелоченности.

Поскольку ледяной щит затруднял сток в северном направлении, реки прокладывали

путь к Мексиканскому заливу. Эта тенденция отчетливо запечатлелась в современной морфологии речной сети.
Реки производили большую эрозионную работу. Ее следы сохранились и там, где теперь преобладает аккумуляция. Так, пойма Миссисипи у города Мемфиса находится почти на 100 м ниже уровня самой верхней раннеплейстоценовой террасы реки. Это объясняется тем, что вследствие аккумуляции большого количества воды на суше в форме льда уровень мирового океана и, следовательно, базис эрозии рек понижались. У рек, впадавших в Мексиканский залив, аккумуляция наносов происходила уже за пределами современной суши.
Многочисленные буровые скважины морских нефтяных промыслов у побережья Мексиканского залива проходят через пласт речных континентальных отложений ледниковой эпохи. Установлено, что 40 тыс. лет назад, в период наибольшего развития ледников висконсинского оледенения, уровень океана был здесь на 135 м ниже современного.

относятся полезные ископаемые, которыми Северная Америка очень богата. Это природный

газ, каменный и бурый уголь, цинк и молибден.
Ко второй группе принадлежат железо, медь, свинец, никель. Запасы их значительны, хотя и не так велики, как первой группы.
К третьей группе относятся нефть и кобальт. Запасы этих ископаемых достаточно велики, хотя и нестоль значительны, как на других материках. Страны Северной Америки в большом количестве ввозят виды этого сырья из других государств.
Последняя группа включает ископаемые, которыми материк беден. Таковы марганец, хром, алюминиевое сырье, вольфрам и олово. Эти ископаемые – тоже предмет импорта.

и протерозейские интрузии, пегматитовые жильные свиты и метаморфические породы. Этот

комплекс пород содержит крупные месторождения железа, никеля, меди, золота, серебра, урана, молибдена и других металлов.

молодых (по разработке) алмазных кимберлитовых трубок. Впервые она была исследована

только в 1992 году, инфраструктура создана к 2001 году, а добыча алмазов началась с января 2003. Предположительно шахта прослужит от 16 до 22 лет.
Место ее выхода на поверхность земли само по себе уникально. Во-первых это не одна, а сразу три трубки, образовавшиеся на острове Las de Gras, – примерно в 220 км южнее Полярного круга, у берегов Канады. Поскольку дыра огромная, а остров посреди Тихого океана небольшой, всего 20 км2, за короткий срок алмазная шахта Diavik стала одной из важнейших составляющих экономики Канады. Из этого месторождения добывается до 8 миллионов каратов (1600 кг) алмазов в год. На одном из соседних с ней островов построен аэродром, способный принимать даже громадные Боинги. В июне 2007 года консорциум семи компаний горнодобывающей промышленности объявил о своем намерении спонсировать экологические исследования и приступить к строительству на северном берегу Канады крупного порта для приема грузовых судов водоизмещением до 25 000 тонн, а также – 211 км подъездной дороги, которая соединит порт с заводами консорциума. А это значит, что дыра в океане будет расти и углубляться.

в мире – разработка меди началась в 1863 году и

идет до сих пор. Около километра в глубину и три с половиной километра в ширину.
Является крупнейшим в мире антропогенным образованием. Представляет собой медный рудник разработка которого ведётся открытым способом. Имеет по состоянию на 2008 год размеры: 0,75 милю (1,2 км) глубиной; 2,5 мили (4 км) в ширину и охватывает площадь 1900 акров (7,7 км2). Руда была впервые обнаружена в 1850 г., с 1863 началась разработка карьера которая продолжается по сей день.
В настоящее время в карьере работают 1400 человек, которые ежедневно извлекают 450000 тонн породы. Руда загружается в 64 больших самосвалов, которые способны перевозить по 231 тонн руды, эти грузовики стоят около 3 млн долл. США каждый.

осадочного происхождения, главным образом каустобиолитами. В отложениях каменноугольного возраста Центральных

равнин сосредоточены крупные запасы битуминозных углей, в меловых и третичных породах Великих равнин – бурые угли и лигниты. В сложных структурных формах, образованных породами различного возраста от кембро-ордовика до неогена, на юге Великих равнин имеются крупные месторождения нефти и природного газа.
В структурах плиты есть и рудные месторождения – свинцово-цинковые, баритовые и флюоритовые, возникшие вследствие внедрения магматических пород в осадочный чехол в мезозое и начале кайнозоя.

Каледонские структуры сильно денудированы и сложены кристаллическими интрузивными и метаморфическими

породами, содержащими рудные и нерудные полезные ископаемые. Среди первых наибольшее значение имеют месторождения железной руды и полиметаллов в Аппалачах, на Ньюфаундленде и в северо-восточной Гренландии. Каледониды Северных Аппалачей известны самым крупным в мире месторождением асбеста.
Главный вид полезных ископаемых герцинского пояса Аппалачей – каменный уголь, крупные месторождения которого сосредоточены в западной части складчатого пояса, а также в Аппалачском плато. Среди других месторождений герцинских Аппалачей выделяются гематиты, залегающие в осадочных породах силурийского возраста.

Береговые низменности, известна крупными месторождениями нефти и горючих газов, приуроченных

к меловым и кайнозойским отложениям, залегающим в виде пологих антиклинальных куполов.

среднекислыми гранитоидами верхнеюрского или нижнемелового возраста (невадийскими), прорывающими докембрийские, палеозойские

и мезозойские породы. Здесь имеются значительные месторождения меди, золота, свинца и цинка, вольфрама, сосредоточенные в северной части пояса (Канада, США). С более поздними интрузиями (меловыми и палеогеновыми), проявившимися наиболее широко в южных частях пояса, сопряжены медно-молибденовые, свинцово-цинковые и золото-серебряные, урановые и титановые руды. В различных частях горной системы есть залежи разнообразных по возрасту и качеству углей и нефти, однако горючие ископаемые не имеют здесь такого значения, как рудные месторождения.