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 погребены под километрами камней и отложений. [1] Породы фундамента залегают под осадочной платформой или чехлом или, в более общем плане, под любой породой под осадочными породами или осадочными бассейнами , которые имеют метаморфическое или магматическое происхождение. Точно так же отложения или осадочные породы на вершине фундамента можно назвать «чехлом» или «осадочным чехлом».
Породы земной коры несколько раз модифицируются, прежде чем они станут фундаментом, [ необходимы пояснения ] , и эти переходы меняют их состав. [1]
Фундамент — это толстый фундамент древней и древнейшей метаморфической и магматической породы , образующей кору континентов , часто в виде гранита . [2] Порода фундамента контрастирует с вышележащими осадочными породами , которые откладываются поверх пород фундамента после формирования континента, такими как песчаник и известняк . Осадочные породы, которые могут откладываться на вершине фундамента, обычно образуют относительно тонкую толщу, но могут иметь толщину более 5 километров (3 миль). Порода фундамента коры может иметь толщину 32–48 километров (20–30 миль) и более. Порода фундамента может располагаться под слоями осадочной породы или быть видимой на поверхности.
Например, на дне Гранд-Каньона видна порода фундамента, состоящая из гранита (зороастровый гранит) и сланца ( сланец Вишну ) возрастом от 1,7 до 2 миллиардов лет . Считается, что сланец Вишну представляет собой сильно метаморфизованные магматические породы и сланцы из базальта , грязи и глины , образовавшиеся в результате извержений вулканов, а гранит является результатом внедрения магмы в сланец Вишну. Также виден обширный разрез осадочных пород, отложившихся на его вершине на протяжении веков.
Породы фундамента континентальной коры, как правило, намного старше океанической коры. [3] Возраст океанической коры может составлять от 0 до 340 миллионов лет, средний возраст составляет 64 миллиона лет. [4] Континентальная кора старше, потому что континентальная кора достаточно легкая и толстая, поэтому она не подвергается субдукции, в то время как океаническая кора периодически субдуцируется и заменяется в зонах субдукции и океанического рифта .
Породы фундамента часто сильно метаморфизованы, сложны и обычно кристаллические . [5] Они могут состоять из множества различных типов пород – вулканических, интрузивных магматических и метаморфических. Они также могут содержать офиолиты — фрагменты океанической коры , застрявшие между плитами, когда террейн прирос к краю континента. Любой из этих материалов можно складывать, переворачивать и метаморфизировать. Новая магматическая порода может недавно внедриться в кору снизу или может образовать подстилающий слой , где новая магматическая порода образует слой на нижней стороне коры. Возраст большей части континентальной коры на планете составляет от 1 до 3 миллиардов лет, и предполагается, что в докембрии был по крайней мере один период быстрого расширения и присоединения к континентам.
Большая часть пород фундамента, возможно, изначально представляла собой океаническую кору, но она подверглась сильному метаморфизму и превратилась в континентальную кору . Океаническая кора может погрузиться в мантию Земли на фронтах субдукции, где океаническая кора вдавливается в мантию доминирующей плитой океанической или континентальной коры.
Когда плита океанической коры погружается под перекрывающую плиту океанической коры, по мере плавления поддвигающейся коры это вызывает подъем магмы, который может вызвать вулканизм вдоль фронта субдукции на перекрывающей плите. Это создает океаническую вулканическую дугу , подобную Японии . Этот вулканизм вызывает метаморфизм , вводит магматические интрузии и утолщает кору за счет отложения дополнительных слоев экструзионных магматических пород из вулканов. Это имеет тенденцию делать кору более толстой и менее плотной, что делает ее невосприимчивой к субдукции. [6]
Океаническая кора может быть погружена, а континентальная – нет. В конце концов, субдукция надвигающейся океанической коры может приблизить вулканическую дугу к континенту, с которым она может столкнуться. Когда это происходит, он не погружается, а прирастает к краю континента и становится его частью. Тонкие полоски или фрагменты надвигающейся океанической плиты также могут оставаться прикрепленными к краю континента, так что они вклиниваются и наклоняются между сходящимися плитами, создавая офиолиты . Таким образом, континенты могут со временем расти по мере того, как к их краям прирастают новые террейны , и поэтому континенты могут состоять из сложного лоскута террейнов разного возраста.
Таким образом, порода фундамента может стать моложе по мере приближения к краю континента. Однако есть исключения, такие как экзотические террейны . Экзотические террейны — это части других континентов, которые оторвались от своего первоначального родительского континента и присоединились к другому континенту.
Континенты могут состоять из нескольких континентальных кратонов – блоков коры, построенных вокруг первоначального ядра континентов – которые постепенно росли и расширялись по мере того, как к их краям добавлялись новые вновь созданные террейны. Например, Пангея состояла из большинства континентов Земли, сросшихся в один гигантский суперконтинент . Большинство континентов, таких как Азия, Африка и Европа, включают несколько континентальных кратонов, поскольку они образовались в результате аккреции множества более мелких континентов.
В европейской геологии под фундаментом обычно понимают породы старше Варисканской складчатости . На вершине этого более древнего фундамента отложились пермские эвапориты и мезозойские известняки . Эвапориты образовывали слабую зону, по которой более твердый (более прочный) известняковый чехол мог перемещаться по твердому фундаменту, делая различие между фундаментом и чехлом еще более отчетливым. [ нужна цитата ]
В андской геологии фундамент относится к протерозойским , палеозойским и раннемезозойским ( от триаса до юрского периода ) породным породам как фундамент к позднемезозойским и кайнозойским андским отложениям, образовавшимся после начала субдукции вдоль западной окраины 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» используется главным образом в таких дисциплинах геологии, как бассейновая геология , седиментология и нефтяная геология, в которых кристаллический фундамент (обычно докембрийского периода ) не представляет интереса, поскольку он редко содержит нефть или природный газ . [9] Термин «экономический фундамент» также используется для описания более глубоких частей покровной последовательности, которые не представляют экономического интереса. [10]
Эта статья включает в себя общедоступные материалы из «Карты показывает содержание и происхождение геологического фундамента страны». Геологическая служба США . 23 апреля 2015 г.{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: others (link)