В геологии фундамент и кристаллический фундамент — это кристаллические породы , лежащие над мантией и под всеми другими породами и осадками. Иногда они выходят на поверхность, но часто они погребены под километрами скал и осадков. [1] Породы фундамента лежат под осадочной платформой или чехлом, или, в более общем смысле, любой породой под осадочными породами или осадочными бассейнами , которые являются метаморфическими или магматическими по происхождению. Точно так же отложения или осадочные породы на вершине фундамента можно назвать «чехлом» или «осадочным чехлом».
Породы земной коры изменяются несколько раз, прежде чем они станут фундаментом, [ необходимо разъяснение ], и эти переходы изменяют их состав. [1]
Фундаментная порода — это толстое основание древней и старейшей метаморфической и магматической породы , которая образует кору континентов , часто в виде гранита . [2] Фундаментная порода противопоставляется вышележащим осадочным породам , которые откладываются поверх фундаментных пород после того, как континент был сформирован, таким как песчаник и известняк . Осадочные породы, которые могут откладываться поверх фундамента, обычно образуют относительно тонкую облицовку, но могут быть толщиной более 5 километров (3 миль). Фундаментная порода коры может иметь толщину 32–48 километров (20–30 миль) или более. Фундаментная порода может располагаться под слоями осадочных пород или быть видимой на поверхности.
Например, на дне Большого каньона можно увидеть подстилающую породу, состоящую из гранита (Zoroaster Granite) и сланца ( Vishnu Schist ), возраст которых составляет от 1,7 до 2 миллиардов лет . Считается, что Vishnu Schist — это сильно метаморфизованные магматические породы и сланец из базальта , грязи и глины, отложившиеся в результате вулканических извержений, а гранит — результат внедрения магмы в Vishnu Schist. Также можно увидеть обширный поперечный разрез осадочных пород, отложившихся поверх него на протяжении веков.
Фундаментные породы континентальной коры, как правило, намного старше океанической коры. [3] Возраст океанической коры может составлять от 0 до 340 миллионов лет, а средний возраст составляет 64 миллиона лет. [4] Континентальная кора старше, поскольку континентальная кора легкая и достаточно толстая, чтобы не подвергаться субдукции, в то время как океаническая кора периодически подвергается субдукции и заменяется в зонах субдукции и океанического рифтинга .
Фундаментные породы часто сильно метаморфизованы и сложны, и обычно являются кристаллическими . [5] Они могут состоять из многих различных типов пород — вулканических, интрузивных магматических и метаморфических. Они также могут содержать офиолиты , которые представляют собой фрагменты океанической коры , которые заклинились между плитами, когда террейн был аккрецирован к краю континента. Любой из этих материалов может быть сложен, повторно сложен и метаморфизован. Новая магматическая порода может недавно внедриться в кору снизу или может образовать андерплейтинг , где новая магматическая порода образует слой на нижней стороне коры. Большая часть континентальной коры на планете имеет возраст около 1–3 миллиардов лет, и предполагается, что был по крайней мере один период быстрого расширения и аккреции к континентам во время докембрия.
Большая часть фундаментной породы изначально могла быть океанической корой, но она была сильно метаморфизована и преобразована в континентальную кору . Океаническая кора может быть погружена в мантию Земли на фронтах субдукции, где океаническая кора проталкивается вниз в мантию перекрывающей плитой океанической или континентальной коры.
Когда плита океанической коры погружается под перекрывающую плиту океанической коры, по мере того как поддвигающая кора плавится, это вызывает подъем магмы, который может вызвать вулканизм вдоль фронта субдукции на перекрывающей плите. Это создает океаническую вулканическую дугу , как в Японии . Этот вулканизм вызывает метаморфизм , вводит магматические интрузии и утолщает кору, откладывая дополнительные слои экструзивной магматической породы из вулканов. Это имеет тенденцию делать кору толще и менее плотной, делая ее невосприимчивой к субдукции. [6]
Океаническая кора может быть субдуцирована, в то время как континентальная кора не может. В конце концов, субдукция поддвигаемой океанической коры может приблизить вулканическую дугу к континенту, с которым она может столкнуться. Когда это происходит, вместо того, чтобы быть субдуцированной, она прирастает к краю континента и становится его частью. Тонкие полоски или фрагменты поддвигаемой океанической плиты также могут оставаться прикрепленными к краю континента, так что они заклиниваются и наклоняются между сходящимися плитами, создавая офиолиты . Таким образом, континенты могут расти с течением времени, поскольку новые террейны прирастают к их краям, и поэтому континенты могут состоять из сложного лоскутного одеяла террейнов разного возраста.
Таким образом, подстилающая порода может становиться моложе, приближаясь к краю континента. Однако есть исключения, такие как экзотические террейны . Экзотические террейны — это части других континентов, которые откололись от своего первоначального материнского континента и приросли к другому континенту.
Континенты могут состоять из нескольких континентальных кратонов — блоков коры, построенных вокруг изначального ядра континентов, — которые постепенно росли и расширялись по мере добавления к их краям дополнительных вновь созданных террейнов. Например, Пангея состояла из большинства континентов Земли, которые были объединены в один гигантский суперконтинент . Большинство континентов, таких как Азия, Африка и Европа, включают в себя несколько континентальных кратонов, поскольку они были образованы путем объединения множества более мелких континентов.
В европейской геологии фундамент обычно относится к породам, более древним, чем варисцианская орогенез . На этом более древнем фундаменте отложились пермские эвапориты и мезозойские известняки . Эвапориты образовали слабую зону, на которой более твердый (прочный) известняковый покров мог перемещаться по твердому фундаменту, делая различие между фундаментом и покровом еще более выраженным. [ необходима цитата ]
В геологии Анд фундамент относится к протерозойским , палеозойским и раннемезозойским ( триасовым и юрским ) породам, а фундамент — к позднемезозойским и кайнозойским андийским последовательностям, образовавшимся после начала субдукции вдоль западного края Южно-Американской плиты . [7]
При обсуждении Трансмексиканского вулканического пояса Мексики фундамент включает породы протерозойского, палеозойского и мезозойского возраста для террейнов Оахакия, Микстеко и Герреро соответственно . [8]
Термин «фундамент» в основном используется в таких дисциплинах геологии, как геология бассейнов , седиментология и нефтяная геология, в которых (обычно докембрийский ) кристаллический фундамент не представляет интереса, поскольку он редко содержит нефть или природный газ . [9] Термин «экономический фундамент» также используется для описания более глубоких частей последовательности чехла, которые не представляют экономического интереса. [10]
В этой статье использованы материалы, находящиеся в открытом доступе, из книги «Карта показывает содержание и происхождение геологического фундамента страны». Геологическая служба США . 23 апреля 2015 г.{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: others (link)