Википедија

Кратон

дел од континенталната литосфера

Кратон (од старогрчки: κράτος, кратос = „моќ, сила“) — стар и стабилен дел од континенталната литосфера кој се состои од двата најгорни слоја на Земјата — кората и горниот плашт. Ова се плочни парчиња кои опстанале во спојувањето и раседнување на континентите, и често се среќаваат во внатрешноста на тектонските плочи; исклучоците се јавуваат кога геолошки неодамнешните раседнувања ги двојат кратоните и создаваат пасивни граници долж нивните рабови. Кратоните се сочинети од стара кристална подинска карпа, која може да е покриена од помлада седиментна карпа. Имаат дебела кора и длабоки литосферни корени кои знаат да достигнат неколку стотици километри во Земјиниот плашт.

Кратони во Јужна Америка и Африка за време на тријасот кога двата континента биле споени во суперконтинентот Пангеја.

Терминологија

уреди
 
Геолошки провинции во светот (USGS)
  Штит
  Платформа
  Ороген
  Котлина
  Голема магматска провинција
  Истегната кора

 Океанска кора:
  0–20 мг
  20–65 мг
  >65 мг

Поимот кратон се користи за да се разликува стабилниот дел на континенталната кора од регионите што се геолошки поактивни или нестабилни.[1] Кратоните се составени од два слоја: континентален штит, каде подинската карпа излегува на површината,[2] и платформа која надлежи врз штитот во некои подрачја со седиментна карпа.[3]

Зборот кратон прв го вовел австрискиот геолог Леополд Кобер во 1921 г. како кратоген (Kratogen), за стабилните континентални платформи, и ороген за планинските или орогенетски појаси. Подоцна Ханс Штиле го скратил зборот на Kraton.[4]

Примери

уреди

Примери за кратони се Дарварскиот Кратон[5] во Индија, Севернокинескиот Кратон,[6] Источноевропскиот Кратон,[7] Амазонскиот Кратон во Јужна Америка,[8] the Капвалскиот Кратон во ЈАР,[9] Северноамериканскиот Кратон (Лаврентија)[10] и Голерскиот Кратон во Јужна Австралија.[11]

Состав

уреди

Кратоните имаат дебели литосферни корени. Томографијата покажува дека под нив лежи аномално студен плашт што одговара на литосфера преку двапати подебела од вообичаените 100 км на развиената океанскска или некратонска континентална литосфера. На таа длабочина кратонските корени доаѓаат до астеносферата,[12] а малобрзинскиот слој присутен на други места при ваква длабочина е слаб или отсутен кај стабилните кратони.[13] Литосферата на кратонот е изразено различна од океанската литеосфера бидејќи кратоните имаат неутрална или позитивна пловност, како и мала својствена густина. Оваа мала густина го поништува дејството на зголемувањето на густината од геотермално собирање и не дозволува кратонот да потоне длабоко во плаштот. Кратонската литосфера е многу постара од океанската (до 4 милијарди години наспроти 180 милиони години.[14]

Магмата носи парчиња карпи (ксенолити) кои содржат перидотит до површината како вметоци во подвулкански цевки наречени кимберлити. Овие вметоци имаат густина што одговара на кратонскиот состав и се сочинети од плаштов материјал како остаток од големо делумно топење. На перидотитот силно влијае вметнувањето на влага. Количството влага е необично мало, што дава многу поголема јачина. Содржи и голем удел на малотежински магнезиум наместо големотежински калциум и железо.[15] Перидотитите имаат важна улога во осознавањето на длабокиот состав и потеклото на кратоните бидејќи перидотитните јазли се места каде плаштовата карпа е видоизменета од делумно топење. Харцбургитните перидотити ги претставуваат кристелните остатоци по истиснувањето на топеница со состав како базалт и коматит.[16]

Образување

уреди

Процесот на создавање на кратоните се нарекува кратонизација. Овој процес е слабо познат, и во научната заедница отсуствува консензус околу него.[17] Првите кратонски копнени маси веројатно се создале за време на архаикот. Ова го покажува староста на дијамантите кои потекнуваат од корените на кратоните, и кои се стари 2-3 милијарди години.[14] Архаичната карпа сочинува само 7 % of од кратоните на светот; дури и да се земат предвид ерозијата и уништувањето на образбите во минатото, ова вели дека само 5-40 отсто од денешната континентална кора се образувала за време на архаикот.[18] Кратонизацијата веројатно била веќе завршена во протерозоикот. Подоцнежниот раст на континентите се одвивал по пат на насобирање на континенталните граници.[14]

Потекло на корените

уреди

Потеклото на корените на кратоните сè уште е предмет на расправа.[19][20][15][17] Меѓутоа, денешното поимување за кратонизацијата почнало со трудот на Томас Х. Џордан во списанието Nature објавен во 1978 г.. Џордан вели дека кратоните се образувале од висок степен на делумно топење во горниот плашт, при што 30 до 40 отсто од изворната карпа влегла во топеницата. Ваков висок степен на топење бил возможен поради високите температури на плаштот за време на архаикот. Истиснувањето на толку магма зад себе оставила цврст перидотитен остаток кој се збогатил со лесен магнезиум, со тоа понизок во гемиската густина од неосиромашениот плашт. Оваа понска хемиска густина ги надоместила ефектите на топлинско собирање кога се ладеле кратонот и неговите корени, така што физичката густина на кратонските корени одговарала на на околнииот потопол, но хемиски погуст плашт.[21][14] Покрај разладувањето на кратонските корени и смалувањето на нивната хемиска густина, истиснувањето на магма исто така ги зголемило вискозноста и температурата на топење на кратонските корени и го спречило мешањето со околниот неосиромашен плашт.[22] Добиените плаштови корени останале стабилни со милијарди години.[20] Џордан вели дека осиромашувањето се јавило главно во зоните на подвлекување, а споредно како базалтна покривка.[23]

Овој модел на истиснување на топеница од горниот плашт е поткрепен од подоцнежните набљудувања.[24] Својствата на плаштовите ксенолити потврдуваат дека геотермалниот градиент е многу понизок под континентите отколку под океаните.[25] Оливинот во ксенолитите на кратонските корени е крајно сув, што на корените им дава многу голема вискозност.[26] Рениумско-осмиумското датирање на ксенолити покажува дека најстарите топења се случиле во раниот до средниот архаик. Значајна кратонизација продолжила и во доцниот архаик, придружена од обемен мафичен магматизам.[27]

Меѓутоа, истиснувањето на топеница само по себе не ги објаснува сите својства на кратонските корени. Во неговиот труд Џордан забележува дека овој механизам е делотворен за изградба на кратонски корени само до длабочина од 200 км. Поголемите длабочини на корените бараат понатамошни објаснувања.[23] Делумното топење на плаштовата карпа од 30 до 40 отсто при притисок од 4 до 10 гигапаскали создава коматитна магма и цврст остаток со многу сличен состав на архаичниот литосферен плашт, но континенталните штитови не содржат доволно коматит за да се добие очекуваното осиромашување. Или доста од коматитот не стасал до површината, или образувањето на кратонскиот корен било потпомогнато од други процеси.[27] Постојат бројни конкурентни хипотези за образувањето на кратоните.

Модели на образување на кратоните

уреди

Повеќекратно континентално судирање

уреди

Џордановиот модел вели дека понатамошната кратонизација била производ на повеќекратни континентални судири. Задебелувањето на кората поради овие судири може да било урамнотежено од задебелувањето на кратонските корени според начелото на изостазија.[23] Овој модел наликува на „месење“ на кратоните, овозможувајќи му на малогустинскиот материјал да се искачи а погустиот да се спушти, притоа создавајќи стабилни кратонски корени до длабочина од 400 км.[26]

Стопена перјаница

уреди

Друг модел вели дека површинската кора била задебелена од искачувачка перјаница од стопен материјал од длабочините на плаштот. Ова би доело до насобирање на дебел слој од осиромашен плашт под кратоните.

Океански подвлек

уреди

Трет модел вели дека последователни делови од подвлекувачка океанска литосфера се зариле под протократон, потплочувајќи го кратонотсо хемиски осиромашена карпа.[26][15][19]

Астероиден удар

уреди

Четвртата теорија претставена во 2015 г. вели дека кратоните имаат исто потекло како висорамнините на кората на Венера, кои можеби се создадени со големи астероидни удари.[17] Според овој модел, големите астероиди врз првобитната Земјина литосфера продреле во плаштот и создале огромни лавини езера.[17] Според овој труд, кратонските корени се создале со ладењето на овие лавини езера.[17]

Докази за секој модел
уреди

Хемијата на ксенолитите[24] и сеизмичката томографија одат во полза на двата насобирачки модела за сметка на плаштовиот модел.[26][28] Меѓутоа, другите геохемиски наоди одат во полза на плаштовите перјаници.[29][30][31] Томографијата покажува два слоја во кратонските корени под Северна Америка. Еден е на длабочина помала од 150 км и може да биде архаичен, а другиот е на длабочина од 180 до 240 км и може да е помлад. Вториот слој може да биде топлинска граница од помалку осиромашен слој кој стагнирал наспроти осиромашениот „капак“ образуван од првиот слој.[32] Моделот за потекло од удари нема потреба од перјаници и насобирање; меѓутоа, овој модел не е складен со ниедно од двете.[17]

Сите предложени механизми подразбираат одвојување на пловен вискозен материјал од погуст остаток поради плаштовиот тек, и можно е дека во образувањето на кратонските корени е производ на повеќе механизми заедно.[27][17]

Ерозија

уреди

Догорочната ерозија на кратоните се нарекува „кратонски режим“. Ги подразбира процесите на педипленирање и клишопленирање кои водат до образување на зарамнети површини наречени пенеплени.[33] Процесот на клишопленирање е поврзан со влажна клима, а педипленирањето со пустинска и полупустинска клима, но променливата клима низ геолошкото води до создавање на таканаречени полигенетски педиплени од мешано потекло. Друга последица од долговечноста на кратоните е фактот што тие може да се јавуваат наизменично помеѓу периоди на високо и ниско релативно морско ниво. Високото релативно морско ниво води до зголемена океаничност, додека спротивното води до зголемени континентални услови.[33]

Многу кратони имаат зарамнети топографии уште од преткамбриско време. На пример, Јилгарнскиот Кратон во Западна Авсралија бил зарамнет веќе во средниот протерозоик,[33] а Балтичкиот Штит се истрошил до степен на зарамнетост за време на доцниот мезопротерозоик кога се натуриле гранитите од типот рапакиви.[34][35]

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. ↑ Jackson, Julia A., уред. (1997). „craton“. Glossary of geology (Fourth. изд.). Alexandria, Virginia: American Geological Institute. ISBN 0922152349.
  2. ↑ Jackson 1997, "shield [tect]".
  3. ↑ Jackson 1997, "platform [tect]".
  4. ↑ Şengör, A.M.C. (2003). The Large-wavelength Deformations of the Lithosphere: Materials for a history of the evolution of though from the earliest times toi plate tectonics. Geological Society of America memoir. 196. стр. 331.
  5. ↑ Ratheesh-Kumar, R.T.; Windley, B.F.; Xiao, W.J.; Jia, X-L.; Mohanty, D.P.; Zeba-Nezrin, F.K. (October 2019). „Early growth of the Indian lithosphere: implications from the assembly of the Dharwar Craton and adjacent granulite blocks, southern India“. Precambrian Research. 336: 105491. doi:10.1016/j.precamres.2019.105491. S2CID 210295037.
  6. ↑ Kusky, T. M.; Windley, B. F.; Zhai, M.-G. (2007). „Tectonic evolution of the North China Block: from orogen to craton to orogen“. Geological Society, London, Special Publications. 280 (1): 1–34. Bibcode:2007GSLSP.280....1K. doi:10.1144/sp280.1. S2CID 129902429.
  7. ↑ Artemieva, Irina M (август 2003). „Lithospheric structure, composition, and thermal regime of the East European Craton: implications for the subsidence of the Russian platform“ (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 213 (3–4): 431–446. Bibcode:2003E&PSL.213..431A. doi:10.1016/S0012-821X(03)00327-3.
  8. ↑ Cordani, U.G.; Teixeira, W.; D'Agrella-Filho, M.S.; Trindade, R.I. (јуни 2009). „The position of the Amazonian Craton in supercontinents“. Gondwana Research. 15 (3–4): 396–407. Bibcode:2009GondR..15..396C. doi:10.1016/j.gr.2008.12.005.
  9. ↑ Nguuri, T. K.; Gore, J.; James, D. E.; Webb, S. J.; Wright, C.; Zengeni, T. G.; Gwavava, O.; Snoke, J. A. (1 јули 2001). „Crustal structure beneath southern Africa and its implications for the formation and evolution of the Kaapvaal and Zimbabwe cratons“. Geophysical Research Letters. 28 (13): 2501–2504. doi:10.1029/2000GL012587. hdl:10919/24271. S2CID 15687067.
  10. ↑ Hoffman, P F (мај 1988). „United Plates of America, The Birth of a Craton: Early Proterozoic Assembly and Growth of Laurentia“. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 16 (1): 543–603. Bibcode:1988AREPS..16..543H. doi:10.1146/annurev.ea.16.050188.002551.
  11. ↑ Hand, M.; Reid, A.; Jagodzinski, L. (1 декември 2007). „Tectonic Framework and Evolution of the Gawler Craton, Southern Australia“. Economic Geology. 102 (8): 1377–1395. Bibcode:2007EcGeo.102.1377H. doi:10.2113/gsecongeo.102.8.1377.
  12. ↑ Petit, Charles (18 декември 2010). „Continental Hearts – Science News“. Science News. Society for Science & the Public. 178 (13): 24. doi:10.1002/scin.5591781325. ISSN 0036-8423.
  13. ↑ Kearey, P.; Klepeis, K.A.; Vine, F.J. (2009). Global tectonics (3rd. изд.). Oxford: Wiley-Blackwell. стр. 349. ISBN 9781405107778.
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 Petit 2010, стр. 25.
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 Petit 2010, стр. 25-26.
  16. ↑ Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (2nd. изд.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. стр. 373, 602–603. ISBN 9780521880060.
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 17,3 17,4 17,5 17,6 Hansen, Vicki L. (24 август 2015). „Impact origin of Archean cratons“. Lithosphere. 7 (5): 563–578. Bibcode:2015Lsphe...7..563H. doi:10.1130/L371.1.
  18. ↑ Stanley, Steven M. (1999). Earth System History. New York: W.H. Freeman and Company. стр. 297–302. ISBN 0-7167-2882-6.
  19. ↑ 19,0 19,1 Lee, C. (2006). Benn, K.; Mareschal, J.C.; Condie, K.C. (уред.). „Geochemical/petrologic constraints on the origin of cratonic mantle“ (PDF). American Geophysical Union Geophysical Monograph. Geophysical Monograph Series. 164: 89. Bibcode:2006GMS...164...89L. doi:10.1029/164GM08. ISBN 978-0-87590-429-0. Посетено на 20 ноември 2021.
  20. ↑ 20,0 20,1 Miller, Meghan S.; Eaton, David W. (септември 2010). „Formation of cratonic mantle keels by arc accretion: Evidence from S receiver functions: FORMATION OF CRATONIC MANTLE KEELS“. Geophysical Research Letters. 37 (18): n/a. doi:10.1029/2010GL044366. S2CID 129901730.
  21. ↑ Jordan, Thomas H. (август 1978). „Composition and development of the continental tectosphere“. Nature. 274 (5671): 544–548. Bibcode:1978Natur.274..544J. doi:10.1038/274544a0. S2CID 4286280.
  22. ↑ Jordan 1978, стр. 546.
  23. ↑ 23,0 23,1 23,2 Jordan 1978, стр. 547.
  24. ↑ 24,0 24,1 Lee 2006.
  25. ↑ Jordan 1978, стр. 544.
  26. ↑ 26,0 26,1 26,2 26,3 Petit 2010, стр. 26.
  27. ↑ 27,0 27,1 27,2 Kearey, Klepeis & Vine 2009, стр. 351.
  28. ↑ Miller & Eaton 2010.
  29. ↑ Tomlinson, Kirsty Y.; Condie, Kent C. (2001). „Archean mantle plumes: Evidence from greenstone belt geochemistry“. Mantle Plumes: Their Identification Through Time. doi:10.1130/0-8137-2352-3.341. ISBN 9780813723525. Посетено на 21 ноември 2021.
  30. ↑ Ernst, Richard E.; Buchan, Kenneth L.; Campbell, Ian H. (февруари 2005). „Frontiers in large igneous province research“. Lithos. 79 (3–4): 271–297. Bibcode:2005Litho..79..271E. doi:10.1016/j.lithos.2004.09.004.
  31. ↑ Kearey, Klepeis & Vine 2009, стр. 352.
  32. ↑ Yuan, Huaiyu; Romanowicz, Barbara (август 2010). „Lithospheric layering in the North American craton“. Nature. 466 (7310): 1063–1068. Bibcode:2010Natur.466.1063Y. doi:10.1038/nature09332. PMID 20740006. S2CID 4380594.
  33. ↑ 33,0 33,1 33,2 Fairbridge, Rhodes W.; Finkl Jr., Charles W. (1980). „Cratonic erosion unconformities and peneplains“. The Journal of Geology. 88 (1): 69–86. Bibcode:1980JG.....88...69F. doi:10.1086/628474. S2CID 129231129.
  34. ↑ Lindberg, Johan (4 април 2016). „berggrund och ytformer“. Uppslagsverket Finland (шведски). Архивирано од изворникот 6 јануари 2018. Посетено на 13 февруари 2018.
  35. ↑ Lundmark, Anders Mattias; Lamminen, Jarkko (2016). „The provenance and setting of the Mesoproterozoic Dala Sandstone, western Sweden, and paleogeographic implications for southwestern Fennoscandia“. Precambrian Research. 275: 197–208. Bibcode:2016PreR..275..197L. doi:10.1016/j.precamres.2016.01.003.

Надворешни врски

уреди
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Кратон&oldid=5254257“