Шельф, его строение и полезные ископаемые

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

Элементы рельефа 

Глубина, м 

Доля относительно площади океанов,% 

Шельф 

0-300 

9,6 

Континентальный склон 

300-2500 

13,0 

Абиссаль 

2500-6500 

76,5 

Глубоководные впадины 

6500-11000 

0,9 
 

[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 

  

Рис. 1 
 

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.