Кратон - Craton

Геологические провинции мира (USGS )

А кратон (/ˈkрeɪтɒп/, /ˈkрæтɒп/, или /ˈkрeɪтən/;[1][2][3] от Греческий: κράτος Кратос «сила») - старая и стабильная часть континентальной литосфера, который состоит из двух самых верхних слоев Земли, корка и самый верхний мантия. Часто пережившие циклы слияния и рифтинг из континенты, кратоны обычно встречаются в интерьере тектонические плиты; исключения случаются, когда геологически недавние рифтовые явления разделили кратоны и создали пассивная наценка по их краям. Для них характерно наличие древних кристаллический подвал, которые могут быть покрыты более молодыми осадочная порода. У них толстая кора и глубокие литосферные корни, которые уходят на несколько сотен километров в глубь Земли. мантия.

Период, термин кратон используется для выделения стабильной части Континентальный разлом из регионов, которые более геологически активны и нестабильны. Кратоны можно описать как щиты, в котором скала фундамента обнажается на поверхности, и платформы, в котором цоколь перекрыт отложения и осадочная порода.

Слово кратон впервые предложил австрийский геолог. Леопольд Кобер в 1921 году как Кратоген, имея в виду стабильные континентальные платформы, и ороген как срок для гора или орогенные пояса. Позже Ганс Стилле сократил прежний срок до Кратон откуда кратон происходит.[4]

Примеры кратонов: Дхарвар Кратон или Карнатака Кратон в Индия, Северо-китайский кратон, то Сарматский кратон в Россия и Украина, то Амазония Кратон в Южная Америка, то Кратон Каапвааль в Южная Африка, то Североамериканский или кратон Лаврентия, а Кратон Голера в Южная Австралия.

Структура

Кратоны имеют толстые литосферные корни. Мантия томография показывает, что кратоны подстилаются аномально холодной мантией, соответствующей литосфера более чем в два раза превышает типичную толщину 100 км (60 миль) зрелой океанической или некратонной зоны, континентальная литосфера.[5] На этой глубине корни кратона уходят в астеносфера.[5] Литосфера кратона резко отличается от океаническая литосфера потому что у кратонов есть нейтральный или положительный плавучесть, и низкая собственная изопикнический плотность. Эта низкая плотность смещает плотность увеличивается из-за геотермальное сжатие и предотвращает погружение кратона в глубокую мантию. Кратонная литосфера намного старше океанической литосферы - до 4 миллиардов лет против 180 миллионов лет.[6]

Фрагменты горных пород (ксенолиты ) уносится из мантии магмами, содержащими перидотит были доставлены на поверхность как включения в субвулканический трубы называются кимберлиты. 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 большим весом.[7] Перидотиты важны для понимания глубинного состава и происхождения кратонов, потому что конкреции перидотита представляют собой части мантийной породы, модифицированной частичным плавлением. Гарцбургит перидотиты представляют собой кристаллические остатки после экстракции расплавов таких составов, как базальт и коматиите.

Формирование

Процесс образования кратонов из ранних пород называется кратонизацией. Первые крупные кратонные массивы суши сформировались во время Архейский эон. 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 Земли. нарастание. Было значительно больше тектонический и вулканический Мероприятия; то мантия был менее вязким и корочка тоньше. Это привело к быстрому формированию океаническая кора на гребнях и горячие точки, и быстрый переработка океанической коры в субдукция зоны. Существует, по крайней мере, три гипотезы о том, как образовались кратоны: 1) поверхностная кора была утолщена восходящим шлейфом глубокого расплавленного материала, 2) последовательные погружающиеся 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 большим количеством вулканических островов и дуг. Маленький протоконтиненты (кратоны), образовавшиеся в результате плавления и переплавления в горячих точках породы земной коры, и повторное использование в зонах субдукции.

В раннем архее не было больших континентов, и небольшие протоконтиненты, вероятно, были нормой в древности. Мезоархейский потому что они не могли объединиться в более крупные единицы из-за высокой скорости геологической активности. Эти фельзический Протоконтиненты (кратоны), вероятно, образовались в горячих точках из различных источников: основная магма, плавящая более кислые породы, частичное плавление основной породы и метаморфическое изменение 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 нынешних Континентальный разлом сформировались во время архея.[9]

Одна перспектива того, как процесс кратонизации мог начаться в архее, дается Уоррен Б. Гамильтон:

Очень толстые участки в основном подводные мафический, и подчиненные ультраосновной, вулканические породы, и в основном более молодые субаэральные и подводные фельзический вулканические породы и осадки были сдавлены в сложные синформ между растущим молодым домообразный фельзический батолиты мобилизуются водным частичным плавлением в нижней коре. Верхняя корка гранит -и-Greenstone Территории подверглись умеренному региональному сокращению, оторвавшись от нижней коры, в течение композиционная инверсия сопровождая купол, но вскоре последовала кратонизация. Тоналитик фундамент сохранился под некоторыми секциями зеленого камня, но супракрустальные породы обычно уступают место коррелятивному или младшему плутонический горные породы... Мантия перья вероятно, тогда еще не существовало, а развивающиеся континенты были сосредоточены в прохладных регионах. Горячий регион верхняя мантия была частично расплавленной, и объемные магмы, в основном ультраосновные, извергались через множество эфемерных подводных жерл и трещин, сосредоточенных в самой тонкой коре ... Сохранившаяся архейская кора происходит из областей более холодной и более истощенной мантии, где большая стабильность позволяла создавать необычно толстые вулканические породы. скопления, из которых могут образовываться объемные частичные расплавленные кислые породы низкой плотности.[10]

Эрозия

Долгосрочный эрозия кратонов был назван «кратонным режимом». Он включает в себя процессы педипланация и травление которые приводят к образованию плоских поверхностей, известных как пенеплен.[11] Хотя процесс протравливания связан с влажным климатом, а педипланация - с засушливым и полузасушливым климатом, смещение климата геологическое время приводит к образованию так называемых полигенетических пенепленов смешанного происхождения. Еще один результат долголетия кратонов состоит в том, что они могут чередоваться между периодами высокого и низкого относительного уровни моря. Высокий относительный уровень моря приводит к увеличению океаничность, а обратное приводит к увеличению внутренние условия.[11]

Многие кратоны имели покорную топографию со времен докембрия. Например, Йилгарн Кратон из Западная Австралия был плоским уже Средний протерозой раз[11] и Балтийский щит были размыты и превратились в покорную местность уже во время Поздний мезопротерозой когда граниты рапакиви вторгся.[12][13]

Смотрите также

Заметки

  1. ^ «Определение кратона в североамериканском английском». Оксфордские словари. В архиве из оригинала от 02.04.2015. Получено 2015-03-28.
  2. ^ «Определение кратона в британском и английском языках Содружества». Оксфордские словари. В архиве из оригинала от 02.04.2015. Получено 2015-03-28.
  3. ^ Словарь Macquarie (5-е изд.). Сидней: Macquarie Dictionary Publishers Pty Ltd. 2009.
  4. ^ Engör, A.M.C. (2003). Широковолновые деформации литосферы: материалы для истории эволюции тектоники плит с самых ранних времен.. Мемуары Геологического общества Америки. 196. п. 331.
  5. ^ а б Пети (2010) стр. 24
  6. ^ Пети (2010) стр. 25
  7. ^ Petit (2010), стр. 25–26
  8. ^ Пети (2010) стр. 26
  9. ^ Стэнли (1999)
  10. ^ Гамильтон (1999)
  11. ^ а б c Фэйрбридж, Родос В.; Финкл-младший, Чарльз В. (1980). «Кратонные эрозионные несогласия и пенеплены». Журнал геологии. 88 (1): 69–86. Дои:10.1086/628474. S2CID  129231129.
  12. ^ Линдберг, Йохан (4 апреля 2016 г.). "Берггрунд и итформер". Uppslagsverket Финляндия (на шведском языке). В архиве с оригинала от 6 января 2018 г.. Получено 13 февраля, 2018.
  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. Дои:10.1016 / j.precamres.2016.01.003.

использованная литература

внешние ссылки