Шельф, его строение и полезные ископаемые

Федеральное агентство по образованию

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени Н.Г. Чернышевского

Кафедра общей геологии и

полезных ископаемых

ШЕЛЬФ, ЕГО СТРОЕНИЕ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

(курсовая работа)

Выполнила:

Студентка 1 курса

Геологического факультета

131 группа, дневное отделение

Любочко Алёна Николаевна

Проверила:

Ассистент Мальцева

Нина Михайловна

_______________________

                                                                             Оценка

 ______________________

                                                                             Подпись

Саратов, 2007

ВВЕДЕНИЕ

Наша планета Земля по составу, состоянию слагающего вещества, физическим свойствам и протекающим в ней процессам неоднородна. Вообще, неоднородность - это главное свойство и движущая сила всей Вселенной, в том числе и нашей планеты.

В направлении к центру Земли можно выделить следующие оболочки, или, иначе говоря, геосферы: атмосферу, гидросферу, биосферу, земную кору, мантию и ядро.

Гидросфера - это, в первом приближении, прерывистая оболочка Земли, включающая воды океанов, морей, озер и рек, подземные воды, воды, собранные в виде вечных снегов и льда, а также химически связанные воды горных пород. Здесь мы рассмотрим характеристики основного земного резервуара вод - Мирового океана, объединяющего все океаны, окраинные и внутренние моря.

На Мировой океан приходится примерно 71% всей поверхности Земли (361 млн.км2 из 510 млн.км2). Если объем воды всей гидросферы составляет, примерно, 1458 млн км3, то на Мировой океан приходится 1370 млн км3, что равно 94% всего объема воды планеты. Масса гидросферы составляет примерно 0,025% от массы всей Земли.

На океанском дне в зависимости от глубины можно выделить несколько основных батиметрических зон, отличающихся тектонической природой, физико-географическими условиями, биологическими видами и другими особенностями (табл.1).

Наглядное представление о характере распределения высот суши и глубин океанского дна дает гипсометрическая кривая (рис.1). Она отражает соотношение площадей твердой оболочки Земли с различной высотой - на суше и с различной глубиной - в море. С помощью кривой вычислены средние значения уровня земной поверхности с учетом уровня земной поверхности (245 м), твердой оболочки (-2440 м), суши (840 м) и средней глубины моря (-3880 м). Если не принимать во внимание горные области и глубоководные впадины, занимающие относительно небольшую площадь, то на гипсометрической кривой можно отчетливо выделить два преобладающих уровня: уровень континентальной платформы высотой примерно 1000 м и уровень океанического ложа с отметками от -2000 до -6000 м. Соединяющая их переходная зона представляет собой относительно резкий уступ и называется континентальным склоном. Естественным продолжением континента является его внешняя, затопленная морем часть, - континентальный шельф. Таким образом, естественной границей, разделяющей океан и континенты, является не видимая береговая линия, а внешняя граница склона.

Основные зоны дна Мирового океана

Таблица 1

[3]

Являясь продолжением континентов, близким с ним по геологическому строению, и располагаясь на доступных глубинах, шельф представляет особый интерес с точки зрения поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

В рельефе дна океанов и морей проявляется взаимодействие эндогенных и экзогенных процессов в различных структурных зонах. Выделяются следующие планетарные формы рельефа (см. рис 1): подводная окраина материков, ложе океана, глубоководные желоба и срединно-океанические хребты. В состав подводной окраины материков входят: шельф, материковый, или континентальный, склон и материковое подножье.

Общепринятой классификации Шельфа нет. Различают континентальные и островные Шельфы. Островные Шельфы, как правило, менее глубокие, неширокие, специфичны по рельефу и осадкам. Кроме того, выделяются Шельфы активных и пассивных континентальных окраин. Шельфы активных окраин отличаются большой сейсмичностью, повышенным тепловым потоком, интенсивными магнитными аномалиями, проявлениями вулканизма. Морфологически они выражены хуже, чем Шельфы пассивных окраин: более узкие, имеют крутой ступенчатый склон, часто раздроблены тектоническими разрывами (например, бордерленд у побережья Калифорнии). О. К. Леонтьев (1982г.) разделяет шельфы на 3 неравнозначные по распространению группы: трансгрессивные, абразионные (или выработанные), аккумулятивные. В основу других классификаций (Г. С. Ганешин и др., 1975г.) положены геоструктурные критерии: платформенные, складчатые и геосинклинальные Шельфы. Предлагалось классифицировать Шельфы по типу их неоднородностей: тектонические, литогенетические (океанские в зоне действия крупной зыби, океанские в зоне действия постоянных штормов, внутренних приливных и бесприливных морей, в зоне преобладания штилей и т. п., П. А. Каплин, 1977г.). В классификациях отражаются различные подходы их авторов к происхождению, положению, морфологии шельфа. Одни считают его полностью континентальной морфоструктурой и определяют как затопленную часть суши, другие — частью океана, развивающейся под воздействием океанических структур. Существует также подход к шельфу, как переходной (промежуточной), но самостоятельной морфоструктуре, испытывающей влияние процессов тектоногенеза, седиментогенеза, рельефообразования как со стороны суши, так и со стороны океана.

Процесс формирования рельефа и осадков на шельфе подчиняется в основном географической зональности, хотя присутствуют также азональные фации и формы рельефа (вулканические, тектонические и приливные). Рельеф шельфа в основном выровненный. Шельфовые равнины почти повсюду осложнены различными формами мезо- и микрорельефа тектонического (тектонические ступени, сбросовые уступы), субаэрального (затопленные долины рек, моренные валы, денудационные останцы и гряды и др.), субаквального (образованные волнами и течениями песчаные волны, гряды, рифели, каналы стока компенсационных и разрывных течений) и прибрежно-морского или берегового генезиса (элементы древних береговых линий — абразионные террасы, реликтовые аккумулятивные формы). Специфические формы рельефа Шельфа — подводные каньоны, проблема происхождения которых дискуссионна. Размеры каньонов чрезвычайно велики, некоторые из них начинаются в пределах береговой зоны, пересекают Шельф, прорезают материковый склон и заканчиваются на абиссальных равнинах (например, длина каньонов реки Конго около 800 км, врез в дно 1100 м).

Осадочные отложения на Шельфе представлены мощными толщами терригенных, карбонатных, иногда соленосных, континентальных и прибрежно-морских (пассивные окраины), вулканогенных, морских и прибрежно-морских (активные окраины) отложений возрастом от юры и моложе. Отчасти эти отложения деформированы и, как правило, опущены по сбросам на 1—10 км (Атлантическое побережье США). К новейшим отложениям Шельфа относятся осадки позднего плейстоцена и голоцена. В результате фландрской трансгрессии (17—6 тыс. лет назад) на Шельфе сформировалась сложная толща отложений, состоящая из субаэральных (составляющих 50—70% всех шельфовых отложений), прибрежно-морских (лагунных, лиманных, баровых) и современных морских осадков. В толще этих осадков оказались захороненными реликты берегового рельефа и отложений, образовывающихся на различных гипсометрических уровнях. Субаэральные осадки реликтовые. Существенную роль играют также отложения, обусловленные деятельностью льдов и морских организмов. В результате деятельности различного рода течений и волнения обломочный материал (в основном крупнообломочный) Шельф испытывает постоянное движение, мигрируя к берегу или к бровке. В пределах Шельфа (особенно близ устьев рек) осуществляется процесс «лавинной седиментации», в результате которой накапливается значительное количество обломочного материала.

В четвертичное время на Шельфе проявились процессы, связанные с гляцио-эвстатическими трансгрессиями и регрессиями. Во время регрессии Шельф осушался примерно до глубин 100 м, на осушенной части отлагались субаэральные осадки и формировался субаэральный рельеф. Последующие трансгрессии, амплитуда которых достигла 100—110 м, частично уничтожали осадки и рельеф предыдущих регрессивных эпох. Из-за того, что береговая линия неоднократно мигрировала по верхней части Ш., субаэральный рельеф и осадки раннего и среднего плейстоцена сохранились плохо. В периоды оледенений на Шельфе выносились и накапливались огромные массы обломочного ледникового, флювиогляциального и аллювиального материала. При быстро протекавших трансгрессиях этот материал перерабатывался волнами и значительная его часть выбрасывалась на сушу в приурезовую полосу, а затем формировалась в огромные дюнные массивы и береговые аккумулятивные формы.

Понятие шельфа

Шельф (от англ.) —материковая отмель, представляет собой подводную слегка наклонную равнину. (рис. 1 )Шельф является выровненная частью подводной окраины материка, примыкающей к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Со стороны океана шельф ограничивается четко выраженной бровкой, расположенной до глубин 100— 200 м (но в некоторых случаях достигает 500—1500 м, например южная часть Охотского моря, бровка Новозеландского шельфа).

Шельф как историко-геологическая категория существовал во все геологические периоды, в одни из них резко разрастаясь в размерах (например, в юрское и меловое время), в другие занимая небольшие площади (Пермь, девон). Современная геологическая эпоха характеризуется умеренным развитием шельфовых морей.

 Общая площадь— около 32 млн. км2. Наиболее обширны Шельф у северной окраины Евразии, где их ширина достигает 1,5 тыс. км, а также в Беринговом море, Гудзоновом заливе, Южно-Китайском море, у северного побережья Австралии, а в близи Чили ширина шельфа всего 2 км..

 Шельф издавна используется в целях рыболовства и промысла морских животных; промышленный лов рыбы в шельфовых водах составляет 92%. Широко развернулись на Шельф работы по поискам и разведке полезных ископаемых, в особенности нефти и газа. В 1975 на долю «морской нефти», добываемой на Шельф, приходилось 20% мировой добычи нефти; ведутся также поиски и эксплуатация россыпных полезных ископаемых (касситерита, титаномагнетита, алмазов, золота и др.).

Происхождение шельфа обычно связывают с эвстатическими колебаниями уровня вод Мирового океана, обусловленными глобальными изменениями климата. В меньшей степени распространены Шельф, образующиеся при отступании берега под действием абразии или при подводном накоплении мощных толщ осадков у края континента. Современное положение бровки шельфа, за которой начинается континентальный склон, в связи с проявлением вертикальных движений земной коры неодинаково и колеблется в интервале глубин 90-500 м при среднем значении 132 м. Рельеф шельфа свидетельствует о проявлении поверхностных эрозионных процессов - здесь известны речные и ледниковые формы рельефа (подводные русла рек и пролювиальные долины), ископаемые льды и торфяники с остатками мамонтов и других наземных животных, что подтверждает прежнее положение суши на шельфе.

Неровности на поверхности шельфа сохранились с того времени, когда шельфы были подняты выше уровня моря. Таким временем была эпоха четвертичного оледенения, когда значительные массы атмосферной воды были связаны в материковых льдах и уровень Мирового океана стоял ниже современного на 100—150 м. К субаэральным эрозионным формам принадлежат, например, подводные долины на дне Северного моря, о которых уже упоминалось выше. Глубокая подводная долина прорыта в шельфе против устья р. Гудзон на Атлантической окраине Северной Америки, и аналогичные подводные долины обнаруживаются против устьев многих других рек.

Иные неровности на поверхности шельфа связаны с неравномер­ным накоплением осадков. Но в целом шельф характеризуется чрезвычайно пологим рельефом, что является следствием перемывания осадков волнами и выравниванием их поверхности на уровне базиса действия волн.

Рельеф континентального шельфа свидетельствует о проявление поверхностных эрозионных процессов – сдесь известны речные и ледниковые формы рельефа, ископаемые льды и торфянники с остатками мамонтов, подтверждающих прежнее положение суши на шельфе.

Реконструкция климата и связанных с ним изменений уровня океана свидетельствует о том, что в течение всего фанерозоя (560 млн. лет) не прекращались эвстатические колебания, а в отдельные периоды уровень вод Мирового океана повышался на 300-350 м относительно его современного положения. При этом значительные участки суши (до 60% площади континентов) оказывались затопленными.

Формирование ШЕЛЬФА

На сегодняшний день науке известны два способа образования шельфов:

·                          Эвстатические колебания

·                          В результате абразии

Эвстатические колебания, вообще говоря, медленные ("вековые") колебания уровня Мирового океана, вызываемые изменением общего объема его воды. Одна из причин эвстатического колебания - таяние покровных ледников на материках. Так, во время четвертичного оледенения значительное количество воды было сосредоточено в покровных и плавающих льдах; при этом уровень океана был ниже на 100-150 м. Так смена уровня моря в различные геологические эпохи приводит к изменению осадконакопления.

Море производит большую работу по разрушению горных пород (абразия), переносу (транспортировке) обломочного материала, отложению осадков, из которых впоследствии образуются осадочные горные породы. Особенно значителен последний вид его деятельности.

Разрушительная работа морей и океанов особенно значительна у крутых, обрывистых берегов, где глубина сравнительно большая. Во время больших бурь морские волны вместе с течением перекаты­вают глыбы пород весом до 30—40 м на расстояния до 10—12 м. Во время бурь, волны оказывают на поверхность берега давление, достигающее 10—30 м на 1м2. По отвесным береговым скалам они поднимаются иногда на высоту до 20 м и затем низвергаются обратно в море. Приливные морские волны нередко вторгаются в устья рек и бурно несутся вверх по их течению, производят большие наводнения на значительных площади.

Волны своими ударами разрушают морские берега. Образуются глыбы и обломки пород, которые подхватываются течением и новыми волнами. Морские берега разрушаются главным образом от бомбардировки глыбами и обломками пород, а также в результате химического воздействия морской воды. При прочих одинаковых условиях разрушение берегов происходит тем интенсивнее, чем больше разница в уровнях моря во время приливов и отливов.

Естественно, что горные породы морских берегов разрушаются от морских волн не с одинаковой скоростью. На эту скорость влияют крепость пород, их структура, текстура и характер залегания (тектоника береговых участков земной коры).

Страницы: 1, 2, 3, 4