Трансформные разломы
Срединно-океанские хребты и в меньшей степени абиссальные равнины расчленены, как правило, перпендикулярно к их простиранию, разломами, получившими в 1965 г. от Дж. Вилсона название трансформных. Эти разломы расчленяют срединные хребты и оси спрединга на отдельные сегменты, смещенные в плане относительно друг друга. Амплитуда смещения составляет сотни километров и может превышать для отдельного разлома 1000 км (разлом Мендосино в северо-восточной части Тихого океана), а по зоне сближенных разломов типа экваториальной зоны разломов в Атлантике или зоне Элтанин в юго-восточной части Тихого океана достигает 4000 км. При отсутствии поблизости осей спрединга, как в северо-восточной части Тихого океана, амплитуда разлома устанавливается по смещению одноименных магнитных аномалий.
На первый взгляд, трансформные разломы представляют собой сдвиги, но, как показал Вилсон, они принципиально отличаются от сдвигов тем, что противоположно направленное смещение их крыльев наблюдается лишь на участке, соединяющем оси спрединга. За его пределами оба крыла движутся в одну сторону, хотя скорость этого движения может несколько отличаться. Эта особенность трансформных разломов очень скоро была подтверждена сейсмологами, обнаружившими, что землетрясения происходят вдоль этих разломов только на участках между осями спрединга. Позднее прямые наблюдения с подводных обитаемых аппаратов над зеркалами скольжения принесли дополнительное подтверждение теории Вилсона. За пределами сейсмически активных участков трансформные разломы являются как бы мертвыми и представляют лишь следы бывших смещений, зафиксированные в древней коре.
Траектории трансформных разломов не только перпендикулярны срединным хребтам, но и следуют вдоль малых кругов, проведенных относительно полюсов раскрытия (что и дает возможность, как указывалось, устанавливать положение этих полюсов), а направление скольжения вдоль них отвечает направлению движения плит, разделенных смещаемой осью спрединга. Но за пределами сейсмоактивного участка простирание разлома может отклоняться от простирания малого круга, и чем дальше от этого участка, тем больше. Это означает, что в более раннее время положение полюса раскрытия и направление движения плит могли отличаться от современных.
Морфологически трансформные разломы выражены уступами, иногда высотой более 1 км, и вытянутыми вдоль них узкими ущельями глубиной до 1,5 км в гребневой зоне хребта и до 0,5 км На его флангах. Относительно поднятым всегда оказывается крыло разлома, сложенное более (молодой литосферой, что соответствует закономерности Слейтера — Сорохтина о погружении литосферы с возрастом. Уступы трансформных разломов нередко дают хорошие обнажения разрезов океанской коры и верхов мантии, удобные для драгирования и наблюдений с подводных аппаратов.
Вдоль трансформных разломов наблюдаются проявления вулканической деятельности, гидротермы и протрузии серпентинизированных пород мантии.
Трансформные разломы различаются по своему масштабу и значению. Прежде всего выделяется категория крупнейших разломов. В. Е. Хаин предложил именовать их магистральными, а И. М. Пущаровский — трансокеанскими. Они пересекают океан от края до края, не только срединные хребты, но и абиссальные равнины, и могут продолжаться в пределы смежных материков. Протяженность подобных разломов нередко составляет несколько тысяч километров, например разломов-гигантов северо-восточной части Тихого океана — Мендосино, Меррей, Кларион, а расстояние между ними — порядка тысячи километров.
Кроме магистральных разломов существует еще по крайней мере три порядка трансформных разломов меньшего масштаба. Наиболее крупные из них пересекают срединные хребты примерно через 100—200 км и продолжаются на некоторое расстояние в пределы абиссальных равнин. Разломы следующей по значению категории не выходят за пределы срединных хребтов и отстоят друг от друга на десятки километров. Наконец, более мелкие разломы пересекают лишь гребневые зоны и рифтовые долины.
Недавно установлено любопытное явление прорастания, или пропагации, оси спрединга по простиранию, за ограничивавший ее трансформный разлом. Это приводит к появлению в соседнем сегменте новой оси спрединга рядом с прежней. В конце концов старая ось спрединга может отмереть, произойдет перескок активной оси спрединга в новое положение.
Как само образование трансформных разломов служит цели приспособления положения оси спрединга к ее изгибу под влиянием изменившегося направления смещения литосферных плит, так и перескоки и прорастание осей спрединга также связаны с 'перестройками в относительных перемещениях этих плит.
Абиссальные равнины
Абиссальные равнины по занимаемой ими площади являются преобладающим элементом строения океанского ложа, занимая пространство между срединными хребтами и континентальными подножиями. Они подстилаются корой в основном доолигоценового возраста и имеют глубину от 4000 до 6000 м, если не считать прорезающих их трансформных желобов, только что упоминавшихся выше. Кора в пределах абиссальных равнин отвечает нормальному для океанов типу и в общем выдержана по толщине, за исключением того, что осадочный слой в направлении континентального подножия постепенно увеличивается в мощности за счет появления все более древних горизонтов, до верхов средней юры (бат-келловей) в Атлантическом и Тихом океанах, а также за счет поступления обломочного и вулканического материала с суши (пелагические осадки сменяются гемипелагическими), в частности эоловым путем. Против устьев крупных рек — Амазонки, Нигера, Конго, Инда и особенно Ганга и Брахмапутры в вершине Бенгальского залива и некоторых других — на нормальную океанскую кору накладываются мощные конусы выноса, продолжающие дельты. Их мощность может достигать нескольких километров, а значительная роль в сложении принадлежит турбидитам. Во втором слое исчезает разница в сейсмических скоростях верхней (2А) и нижней (2В) частей за счет повышения плотности верхней части в связи с охлаждением и «залечиванием» трещин. Возрастает и мощность литосферы благодаря опусканию ее границы с астеносферой, опять-таки вследствие охлаждения но все эти изменения происходят плавно, растягиваясь на большие расстояния.
Некоторые абиссальные равнины, особенно в Атлантическом и Индийском океанах, обладают почти идеально плоским рельефом, обязанным тому, что повсеместно наблюдаемые неровности поверхности акустического фундамента здесь затянуты достаточно мощным слоем осадков. Другие абиссальные равнины, преимущественно в Тихом океане, характеризуются, напротив, холмистым рельефом, обычно непосредственно отражающим неровности кровли фундамента, т. е. базальтового слоя, возникшие еще в период его формирования и развития на срединном хребте. Опять же в Тихом океане, но отчасти и в других океанах среди равнин возвышаются подводные вулканические горы; их насчитываются тысячи. Некоторые такие вулканы выступают над поверхностью океана в виде вулканических островов, например Реюньон в Индийском океане, а их высота над океанским ложем сравнима с высотой самых высоких пиков на суше (например, вулканы о. Гавайи). Особую разновидность подводных гор образуют гийоты — плосковершинные возвышенности, встречающиеся на глубине до 2 км и представляющие потухшие вулканы, вершины которых в свое время были срезаны морской абразией, затем перекрыты мелководными осадками и далее погрузились, вследствие охлаждения подстилающей их коры, ниже уровня океана. Гийоты также наиболее многочисленны в Тихом океане, в его западной части.
Абиссальные равнины в мегарельефе ложа океанов распадаются на отдельные котловины, разделенные крупными подводными хребтами и возвышенностями. Котловины имеют обычно округло-овальную форму и более 1000 км по длинной оси. В Атлантическом океане к западу от срединного хребта выделяются котловины Северо-Американская, Гвианская, Бразильская, Аргентинская, а к востоку — Иберийская, Канарская, Гвинейская, Ангольская, Капская; в Индийском океане на западе — Сомалийская, Мадагаскарская, Мозамбикская, Маскаренская, Крозе. На востоке — Бенгальская, Уортон, Северо-Австралийская, Перт; и Тихом океане — Северо-Западная, Центральная, Южная, Северо-Восточная — к западу от Восточно-Тихоокеанского поднятия, Гватемальская. Кокосовая, Перуанская, Наска, Чилийская — к востоку от этого поднятия, Беллинсгаузена — к югу от Южно-Тихоокеанского поднятия и др.
Внутриплитные возвышенности и хребты
Кроме срединно-океанских спрединговых хребтов в Мировом океане существует еще большое число крупных подводных возвышенностей и хребтов иного происхождения, разделяющих глубоководные котловины. Эти поднятия океанского ложа имеют разнообразную форму. Одни из них более или менее изометричные, овально-округлые, например, Бермудское — в Атлантическом океане, Крозе — в Индийском, Шатского и Хесса — в Тихом и ряд других. Некоторые из них за плоский рельеф, образованный осадочным слоем, называют плато, например плато Онтонг-Джава в Тихом океане. Другие — отчетливо линейные, протягивающиеся местами на тысячи километров при ширине порядка сотни километров; классические примеры — Мальдивский и Восточно-Индийский хребты в Индийском океане. Третьи имеют промежуточную форму — вытянутую, с несколько неправильными очертаниями, например Кергелен в Индийском океане, Китовый хребет — в Атлантическом. Все эти хребты и возвышенности поднимаются над смежными глубоководными котловинами на 2—3 км и больше; кое-где их вершины выступают над уровнем океана в виде островов — Бермудские, Зеленого Мыса в Атлантике, Крозе, Кергелен и Херд в Индийском океане и немногие другие.. Линейные хребты, в отличие от срединно-океанских спрединговых, иногда называют асейсмичными, но это определение не всегда достаточно точно, например в Мальдивском и Восточно-Индийском хребтах известны очаги землетрясений.
Для большинства внутриплитных поднятий очевидно вулканическое происхождение.
С этим в общем согласуется и наблюдаемое практически под всеми поднятиями утолщение коры, мощность которой в отдельных поднятиях, например Шатского, Хесса, Онтонг-Джава в Тихом океане, может превышать 30 км, т. е. становится сравнимой с континентальной. Последнее дало повод относить эти поднятия к категории микроконтинентов (см. ниже), однако более детальное сейсмическое изучение строения их коры показало, что она имеет то же трехслойное строение, что и типичная океанская кора, с теми же скоростными характеристиками каждого из слоев.
Океанская природа коры поднятий подтверждается и составом вулканитов верхов 2-го слоя, вскрытых бурением. Увеличение общей мощности коры идет за счет возрастания мощности всех трех Слоев в отдельности. Для 2-го и 3-го слоев это, очевидно, объясняется увеличением интенсивности магматизма по сравнению с нормальной для спрединговых зон, а также большей продолжительностью его проявления, в связи с чем нормальная океанская кора надстраивается позднее образованными вулканитами, а в некоторых случаях, как на Кергелене и о-вах Зеленого Мыса, и внедрением интрузий. Мощность осадочного слоя на поднятиях тоже бывает увеличенной, поскольку вершины поднятий находятся выше уровня растворения карбонатов или на столь небольшой глубине, что здесь возможно образование биогермов.
Возникновение внутриплитных поднятий обычно связывают с действием мантийных струй и горячими точками, для которых типичен свойственный этим поднятиям щелочно-базальтовый магматизм. Определенная часть горячих точек приурочена к тройным сочленениям осей спрединга.
Хотя решающая роль магматизма в создании внутриплитных подводных хребтов и поднятий очевидна, нельзя исключить и значения тектонических процессов, в частности блоковых движений.
. Микроконтиненты
Первоначально значительная часть внутренних поднятий океана с толстой корой относилась к категории микроконтинентов, но затем бурение и сейсмические исследования показали, что число настоящих представителей этой категории структур весьма ограниченно. В Атлантическом океане к ним относится плато Роколл близ Британских островов, банка Орфан близ Ньюфаундленда; в Индийском океане — плато Агульяс у южной оконечности Африки, Мадагаскар с его южным подводным продолжением, Сейшельские острова; в Тихом океане — возвышенности Лорд-Хау, Норфолк к востоку от Австралии, а также Новая Зеландия с Новозеландским подводным плато к востоку от нее; в Северном Ледовитом океане — хр. Ломоносова и под большим вопросом — хр. Альфа — Менделеева.
Микроконтиненты характеризуются плоским рельефом поверхности, лежащей на глубине до 2—3 км ниже уровня океана, но отдельные участки могут выступать в виде мелководных банок (Роколл) или даже островов, в некоторых случаях (например,
Лорд-Хау) имеющих вулканическое происхождение. Особый случай представляет крупный, гористый о. Мадагаскар. Подстилаются микроконтиненты типичной, но утоненной до 25—30 км континентальной корой.
Осадочный чехол несколько утолщен по сравнению с абиссальными равнинами и в нем могут присутствовать отложения, предшествующие раскрытию данного океана. Вулканические проявления наблюдаются неповсеместно и принадлежат бимодальной ассоциации, характерной для континентальных рифтов. Возраст фундамента может быть различным — от палеозойского к востоку от Австралии до раннедокембрийского, даже архейского, на плато Роколл и Мадагаскаре.
Происхождение микроконтинентов представляется достаточно ясным — они откалывались от континентов обычно на ранних стадиях раскрытия океана; затем ось спрединга перескакивала в центральную часть современного океана. Начальной стадией обособления микроконтинентов является образование краевых плато, некоторые из них уже наполовину отделены от континента рифтовыми грабенами, в которых еще сохранилась утоненная континентальная кора. Примером может служить Квинслендское плато к востоку от Австралии. Следующая стадия — перерастание континентального рифта в зону спрединга — может быть проиллюстрирована примерам трога Роколл, возникшего в конце мела и отделившего плато Роколл от материка Европы.
. Возраст и происхождение океанов
В настоящее время благодаря глубоководному бурению и картированию линейных магнитных аномалий возраст современных океанских бассейнов может считаться уже довольно надежно установленным. В Атлантическом и Тихом океанах наиболее древняя кора имеет бат-келловейский (165 млн лет) доказанный возраст, возможно несколько древнее, в Индийском океане — оксфордский (158 млн лет), в Арктическом океане — среднемеловой (около 100 млн лет). Для всех океанов, кроме Тихого, этот возраст означает время начала взламывания коры суперконтинента Пангея и начала спрединга.
В отношении Тихого океана приходится прийти к заключению, что его современная молодая кора является лишь обновленной и что начало формирования этого океана относится, вероятно, к протерозою, если не к более раннему времени, хотя с того времени его конфигурация и площадь могли претерпевать значительные изменения.
Но существовали ли в доюрское время и другие палеоокеаны? Этот вопрос решается неоднозначно в русской литературе; есть ученые (П. П. Тимофеев, И. В. Хворова и др.), отвечающие на него отрицательно, хотя вся совокупность геологических и геофизических данных говорит об обратном.
К числу геологических свидетельств относится, как и в случае Тихого океана, распространение офиолитов. Среди протерозойских образований они еще сравнительно редки, но начиная с кембрия становятся достаточно широко распространенными. Эти офиолиты далеко не обязательно представляют кору открытого океана, они могут принадлежать коре окраинных морей, но последние сами должны были быть частью океана. То же относится и к глубоководным осадкам — турбидитам, кремням (радиоляриты и др.), пелагическим известнякам, широко развитым в палеозое и известным в протерозое. Распрямление складок и восстановление донадвиговой структуры складчатых поясов, в которых участвуют офиолиты и глубоководные отложения, приводят к выводу, что их первичная ширина была намного больше современной и сравнимой с шириной молодых океанов. Но решающее слово в вопросе о ширине древних глубоководных бассейнов с корой океанского типа принадлежит палеомагнетизму, а палеомагнитные данные однозначно свидетельствуют о существовании палеоокеанов шириной в тысячи километров, подобно современным океанам. Конечно, это не были сплошные пространства с большими глубинами и океанского типа корой; среди них, как и в современных и молодых океанах, могли существовать микроконтиненты, островные дуги и окраинные моря. Более того, кора последних имела больше шансов сохраниться и войти в состав коры современных континентов в процессе субдукции и особенно обдукции, чем кора открытого океана и особенно срединно-океанских хребтов, которая могла полностью или почти полностью субдуцироваться под континенты или островные дуги.
Серьезным дополнительным аргументом в пользу существования доюрских океанов является широкое распространение не только палеозойских, но и докембрийских комплексов отложений, характерных для современных континентальных окраин (А. И. Конюхов). Кроме турбидитов, которые образуются на глубинах не менее 1200—1866 м, особенно показательно присутствие осадков приливно-отливного происхождения, так называемых хайдалитов, так как приливы наблюдаются лишь в крупных открытых бассейнах и не свойственны окраинным и внутренним морям. Приливно-отливное происхождение могут иметь строматолиты, получившие массовое распространение уже в протерозое. Показательно также развитие осадков, характерных для зон апвеллинга, т. е. подъема вдоль континентальных окраин глубинных вод, обогащенных соединениями фосфора, органическим углеродом, биогенным кремнеземом, некоторыми редкими и рассеянными элементами.
Противники существования палеоокеанов приводят два главных аргумента: 1) в разрезе древних подвижных поясов не наблюдается столь маломощных осадков, какие характеризуют абиссальные равнины, молодых океанов, 2) состав осадков этих поясов отличается от состава осадков молодых океанов, в особенности в отношении кремнистых толщ, якобы не имеющих аналогов в чехле молодых океанов.
Палеогеографические и палеотектонические реконструкции показывают, что в палеозое и позднем протерозое существовал кроме пра-Тихого океана ряд других океанских бассейнов. Одним из них был океан Япетус, существовавший до девона и занимавший положение, близкое к положению современной Северной Атлантики. Это дало основание Дж. Т. Вилсону говорить о повторном раскрытии Атлантики в юре. Другой, значительно более крупный, океан — Палеоазиатский (Урало-Охотский)—отделил Восточно-Европейский материк от Сибирского, а последний — от Китайско-Корейского; он существовал до позднего палеозоя, а на крайнем востоке и до раннего мезозоя включительно. Третий океан простирался в широтном направлении между северными и южными материками; он давно получил название Тетиса; развитие этого океана продолжалось до кайнозоя, а частично продолжается и в современную эпоху (Средиземное море). Наконец, в Арктической области Земли намечается существование в палеозое и мезозое еще одного океана —Арктического.
Приведенные выше датировки возраста отдельных из современных океанов относятся к их наиболее древним сегментам. Между тем раскрытие океанов происходило не сразу на всем их протяжении, а по отдельным сегментам, разграниченным магистральными трансформными разломами, как бы с остановками на каждом из таких разломов и последующим их взламыванием и прорастанием рифта.
Выше мы изложили основные сведения о молодых и древних океанах. Теперь перейдем к вопросу о механизме океанообразования, а сначала немного истории.
Происхождение океанов интересовало ученых еще в античной древности и в средние века. Тогда господствовала точка зрения, что океан первоначально одевал всю Землю, а затем вода стала уходить в подземные пустоты и начала обнажаться суша. Поводом для таких воззрений явно служит тот факт, что даже на довольно высоких горах находят раковины морских животных, а также наблюдения над карстовыми процессами, широко распространенными в Средиземноморье. С появлением научной геологии, когда ведущая роль стала признаваться за поднятиями, идея об уходе воды в подземные пустоты была, естественно, оставлена и возобладало мнение о разрастании суши за счет океана в результате поднятий. С появлением учения о геосинклиналях и орогенезе оно трансформировалось в представление о разрастании континентальной коры и сокращении площади океанов, которые, однако, оставались на том месте, которое занимали раньше, но в уменьшенных размерах. Это представление дольше всего удерживалось в Северной Америке, палеогеографические реконструкции которой вплоть до 50-х годов нашего века показывали этот материк со всех сторон окруженным океанами.
Между тем первый удар по концепции постоянства океанов был нанесен уже Э. Зюссом на рубеже XIX и XX вв., когда он выдвинул идею о существовании суперконтинента Гондвана и вторичности океанов, разделяющих ее обломки. Однако, Зюсс, а вслед за ним и другие европейские геологи, в том числе А. Д.Архангельский, видели причину распада Гондваны и образования молодых океанов в погружении промежуточных блоков континентальной коры. Такое мнение могло удерживаться лишь до середины 50-х годов, когда было окончательно доказано предположение Вегенера и Лукашевича о резком отличии океанской коры от континентальной, а данные палеомагнетизма показали, что Гондвана и Пангея в целом были образованы компактным расположением современных материков. Это побудило большинство геологов перейти на позиции мобилизма и в конце концов привело к теории спредингового происхождения океанов.
Между тем сторонники фиксизма в лице В. В. Белоусова у нас и голландского ученого Р.ван Беммелена за рубежом не сразу сложили оружие и выдвинули гипотезу о том, что превращение континентальной коры в океанскую происходит путем ее базификации, или океанизации, которая выражается в подъеме огромных масс разогретого базальта, перекрытии и насыщении им континентальной коры и погружении ее остатков в мантию вплоть до подошвы астеносферы.
Таким образом, лишь теория спрединга и вообще тектоники плит дает удовлетворительное объяснение происхождению океанов. Действительно, только спрединг может объяснить совпадение следующих данных:
1) систематическое увеличение возраста базальтов 2-го слоя и перекрывающих их осадков от осей срединных океанов в направлении континентов;
2) увеличение мощности и стратиграфического диапазона осадочного слоя от нулевых значений на оси спрединга в том же направлении;
3) увеличение глубины океана с увеличением возраста коры и переход от более мелководных, (хотя и пелагических осадков к более глубоководным вверх по разрезу осадочного чехла;
4) присутствие в основании осадочного слоя металлоносных осадков, отложенных гидротермами на осях спрединга;
-
увеличение мощности и плотности литосферы от срединного хребта к континенту;
-
уменьшение интенсивности магнитных аномалий в том же направлении;
-
снижение величины теплового потока в том же направлении.
24 Строение и развитие пассивных окраин
Области Перехода Континент-Океан
Переходные между континентами и океанами области имеют особое значение в «тектонической жизни» земной коры и литосферы. Здесь накапливается основная масса осадков и вулканитов, здесь они подвергаются, сразу или через некоторое время, наиболее интенсивным деформациям, здесь континентальная кора (вмещается субокеанской или океанской, а океанская преобразуется в континентальную. С практической точки зрения важно то, что эти области — основные зоны нефтегазонакопления.
Переходные области обычно именуют континентальными окраинами, хотя они в такой же или даже большей мере являются окраинами океанов, занимая около 20% их площади. С позиций тектоники плит их подразделяют на два типа: пассивные (внутриплитные) и активные (субдукционные и трансформные). Трансформные пользуются наименьшим распространением.
Пассивные окраины.
Этот тип континентальных окраин был, по существу, впервые выделен еще Э. Зюссом в 1885 г., указавшим на различие между двумя типами берегов — атлантическим, с несогласным срезанием складчатых систем суши береговой линией океанов, развитием широких прибрежных равнин и отсутствием параллельных берегу островных дуг, и тихоокеанским, обладающим противоположными признаками. В настоящее время главными особенностями пассивных окраин надо считать их внутриплитное положение и низкую сейсмическую и вулканическую активность с отсутствием глубинных сейсмофокальных зон.
Пассивные окраины характерны для молодых океанов — Атлантического, кроме двух участков против Антильской и Южно-Сандвичевой вулканических дуг, Индийского, кроме обрамления Вондской дуги, Северного Ледовитого, а также для антарктической, окраины Тихого океана. Образовались они в процессе раскола суперконтинента Пангея, начавшегося около 200 млн лет назад, и их возраст колеблется в пределах от этой даты до эоцена включительно.
В строении типичных пассивных окраин всегда выделяется три главных элемента (не считая прибрежной равнины): 1) шельф; 2) континентальный склон; 3) континентальное подножие.
Шельф обычно представляет собой подводное продолжение прибрежной равнины материка, обладает крайне пологим наклоном и сторону моря и имеет изменчивую ширину, достигающую многих сотен километров; наиболее широкий шельф окаймляет арктическое побережье России. Внешний край шельфа, называемый его бровкой, лежит в среднем на глубине 100 м, но может спускаться до 350 м (у берегов Антарктиды). Поверхность шельфа представляет обычно аккумулятивную, реже абразионную равнину, но в ее выработке участвуют оба процесса и шельф в общем является зоной активного воздействия волн.
Континентальный склон, как правило, представляет собой сравнительно узкую полосу дна шириной не более 200 км. Он отличается крутым уклоном, в среднем около 4°, но иногда гораздо больше, порядка 35 и даже до 90°. В его пределах глубина океана увеличивается от 100—200 до 1500—3500 м. Границы с шельфом и континентальным подножием бывают выражены в рельефе дна достаточно резкими перегибами, особенно первая. Континентальное подножие может обладать значительной шириной, до многих сотен и даже тысячи километров (последнее — в Индийском океане). Оно полого наклонено в сторону абиссальной равнины (круче, чем шельф, но много положе, чем склон), и переход к последней знаменуется уменьшением уклона до почти горизонтального; он происходит на глубине около 5000 м. Континентальное подножие сложено мощной толщей осадков; мощность их иногда превышает -- 15км, например на североамериканской окраине Атлантики; это основная область разгрузки обломочного и взвешенного материала, приносимого с суши, область лавинной седиментации. Нередко подножие представляет собой слившиеся конусы выноса подводных каньонов и долин, прорезающих континентальный склон (и частично само подножие) и часто представляющих продолжение речных долин суши. Особенно грандиозны такие конусы выноса в Индийском океане — в Бенгальском заливе на продолжении дельты Ганга и Брахмапутры, в Аравийском море — дельты Инда. Отметим также конусы выноса Амазонки и Ориноко, Нигера и Конго в Атлантике и Нила—в Средиземном море. В составе их осадков значительную роль играют турбидиты — продукт отложения из мутьевых потоков и контуриты, отложенные придонными продольными течениями.
Еще одним, но не обязательным элементом строения пассивных окраин являются краевые плато. Они представляют собой опущенные на глубину до 2—3 км периферические участки шельфа, Как бы ступени, отделенные от последнего либо уступом типа континентального склона, либо желобом рифтового происхождения. Ширина таких плато достигает первых сотен километров.
Глубоководное бурение и сейсмопрофилирование показали, что шельфы и краевые плато обычно подстилаются той же консолидированной континентальной корой, как и прилегающая часть материка, но эта кора утонена до 25—30 км, разбита разломами и пронизана дайками основных пород. Ее верхняя часть обычно представляет чередование горстов и грабенов или полуграбенов, обычно с наклоном поверхности блоков фундамента и слоев в грабене в сторону континента и увеличением мощности осадков в них том же направлении.
Вся эта структура формируется на рифтовой стадии развития будущей континентальной окраины, когда еще не произошло разделение континентов, но уже намечается их предстоящий раскол.
В основании барьерных рифов и вообще под краем шельфа сейсмика часто устанавливает существование погребенного краевого поднятия, которое может представлять собой либо горст Фундамента, либо магматическое тело (в последнем случае ему должна соответствовать магнитная аномалия).
Избыток обломочного материала, если он имеется, прорывается через цепочку барьерных рифов вдоль подводных каньонов, рассекающих континентальный склон, и поступает на континентальное подножие, наращивая его осадочную призму.
Континентальные склоны и внутренние части континентальных подножий подстилаются переходной, или субокеанской, корой, т.е. резко утоненной, переработанной и часто пронизанной дайками основных магматитов первично-континентальной корой. Граница этой переходной коры и собственно океанской проходит в средней части континентального подножия; ее трудно уловить под мощной толщей осадков. Во всяком случае, границу континент/океан нельзя автоматически совмещать с зоной континентального склона, как это делалось раньше, ибо положение последней часто определяется не тектоническими, а экзогенными факторами.
Итак, изучение пассивных континентальных окраин показало, что в своем развитии их строение претерпевает вполне закономерную эволюцию, в которой можно выделить три главные стадии: предрифтовую, рифтовую и послерифтовую, или спрединговую (ее еще называют дрифтовой).
На предрифтовой стадии будущая пассивная окраина может испытать некоторое поднятие, но оно, видимо, не является обязательным и во всяком случае не всегда ведет к уничтожению размывом накопившегося ранее платформенного осадочного чехла. Отложения этого чехла могут, следовательно, рассматриваться как предрифтовые. К ним относятся, например, отложения палеозоя в районе Ньюфаундленда, триаса и юры на западной окраине Австралии и т. п.
На рифтовой стадии континентальная кора подвергается все нарастающему дроблению разрывами, обычно листрического типа, с образованием клавиатуры грабенов (полуграбенов) и горстов, заполнением грабенов обломочными континентальными осадками, внедрением даек основных пород, излияниями базальтов типа континентальных толеитов, утонением кристаллической коры, вверху путем ее хрупкого разрушения, внизу — пластического течения. В итоге нормальная континентальная кора замещается корой переходного типа — субокеанской. Переход от рифтовой стадии к послерифтовой — это переход от рифтинга без нарушения сплошности континентальной коры к ее расколу, раздвигу с началом спрединга и новообразования океанской коры. Этот переход лучше всего фиксируется несогласным залеганием послерифтового комплекса на рифтовом, с перекрытием как горстовых выступов фундамента, так и осадков, выполняющих грабены.
Сама пострифтовая стадия характеризуется плавным, а иногда и ступенчатым погружением уже сформированной пассивной окраины в сторону новообразованной океанской впадины и последовательным наращиванием осадков шельфа, нередко с их проградацией в сторону океана, а также континентального склона и подножия.
Таким образом, вверх по разрезу пострифтового комплекса наблюдается изменение состава осадков на все более открытоморские. Эта общая тенденция осложняется влиянием эвстатических колебаний уровня океана, вызывающих чередование более мелководных и относительно более глубоководных осадков и перерывы в осадконакоплении.
Процесс рифтогенеза иногда возобновляется и на пострифтовой стадии, как это наблюдалось на атлантической окраине Бразилии в конце позднего мела, где пострифтовая стадия началась в альбе. В продольном направлении пассивные окраины расчленяются на сегменты поперечными разломами, представляющими продолжение трансформных разломов океана. Сегменты несколько отличаются друг от друга в развитии и строении; это приводит, в частности, к образованию в пределах шельфа и подножия обособленных осадочных бассейнов. Хорошим примером в этом отношении является окраина Северной Америки.
В своем дальнейшем развитии древние пассивные окраины подвергались надвиганию или, вернее, пододвигались под сближавшиеся с ними островные дуги, микроконтиненты или даже континенты. В результате слагавшие их осадочных комплексы испытывали интенсивное сжатие и соответствующие деформации, сминались в складки, нарушались надвигами, образовывали пластины шарьяжей, часто срываясь со своего фундамента и (или) расслаиваясь вдоль более пластичных толщ. При этом листрические сбросы могли превращаться в надвиги, чтобы иногда затем, при повторном раскрытии новых океанов, снова превратиться в такие сбросы, как это случилось, по данным сейсмики, с каледонскими надвигами на северо-западной подводной окраине Шотландии.
25. Активные окраины и их развитие Трансформные окраины
Активные окраины имеют гораздо более сложное строение и испытывают более сложное развитие, чем пассивные. Их главная особенность — наличие активной наклонной сейсмофокальной зоны, с которой связана не только сейсмичность, но и магматическая деятельность, а также складчато-надвиговые деформации и метаморфизм. В общем активные окраины занимают пространство между этими зонами, собственно и являющимися зонами конвергенции плит и зонами субдукции, с одной стороны, и континентом — с другой.
Среди активных окраин четко выделяются два типа: приконтинентальный (или восточно-тихоокеанский) и островодужный (или западно-тихоокеанский). Указание на сложность строения этих окраин относится, по существу, лишь к последнему типу, ибо первый построен достаточно просто. В этом типе переход от глубоководного желоба, вдоль оси которого выходит на поверхность дна зона субдукции, к континенту выражен крутым внутренним склоном этого желоба, являющимся одновременно континентальным склоном, и узким шельфом. Ширина всей этой зоны составляет порядка 200 км. Край континента оказывается приподнятым и надстроенным вулканоплутоническим поясом. Типичный пример современной активной окраины данного типа дает тихоокеанская окраина Южной Америки (рис. 11.4), вдоль которой протягивается высокая горная цепь Анд; отсюда ее другое название — андийский тип.
Второй, островодужный, тип активных окраин включает как минимум следующие элементы: 1) собственно континентальная окраина, мало отличающаяся от пассивных окраин, но более узкая, хотя встречаются и более широкие окраины, например в районе Охотского, Восточно-Китайского и Южно-Китайского морей;
2) глубоководная котловина окраинного моря; 3) вулканическая островная дуга; 4) глубоководный желоб; 5)краевой вал океана. Этот тип подводных окраин в современную эпоху наиболее полно развит в западной части Тихого океана, на переходе к материкам Азии и Австралии, включая область Индонезийского архипелага. К нему относятся также расположенные между Атлантическим и Тихим океанами Антильско-Карибская область и область моря Скотия.
Рассмотрим подробнее строение островодужных окраин по направлению от океана к континенту. Учтем, что краевые валы и желоба одинаково свойственны и приконтинентальному типу активных окраин.
Краевые валы представляют собой пограничные поднятия между глубоководным желобом и абиссальной равниной океана, вытянутые параллельно желобу. Это пологие вздутия океанского ложа высотой в сотни метров, сложенные типичной океанской корой нормальной мощности. Примером краевого вала может служить вал Зенкевича вдоль Курило-Камчатского желоба. Происхождение валов связывается со сжатием океанской литосферы при ее погружении в зону субдукции. Склон вала, обращенный к желобу, переходит во внешний склон желоба. Он нередко осложнен сбросовыми уступами, но иногда и надвигами в направлении оси желоба в связи со сжатием литосферы.
Глубоководные желоба — важнейший элемент строения активной окраины, тесно сопряженный с вулканической дугой. Соответственно в плане желоба также имеют дугообразную форму, протягиваясь на сотни, иногда более 1000 км и сочленяясь, как и дуги, под некоторым углом. Глубина желобов в пределе достигает 11 км, максимально в Марианском желобе (11022 м — наибольшая глубина всего Мирового океана). Эта глубина в некоторой степени зависит от того, насколько желоб заполнен осадками, а последнее — от интенсивности поступления обломочного материала с суши (рис. 11.6).
В поперечном сечении желоба имеют У-образную форму, но всегда заметно асимметричную: внутренний склон более крути и высокий, чем внешний. С осью желоба совпадает выход на поверхность сейсмофокальной зоны. В данном типе окраин она, как правило, более крутая, чем в приконтинентальном, андском, типе.
По мере роста аккреционного клина обычно происходит его подъем, причем нередко более древняя, верхняя часть клина поднимается над уровнем океана в виде внешней, невулканической дуги. Такая дуга протягивается вдоль Зондского желоба против Суматры и Явы в виде о-вов Ментавай, элементом внешней дуги является о. Барбадос к востоку от Малых Антильских островов. Между внешней дугой и главной, вулканической, дугой простирается преддуговой прогиб, выполняемый осадками, сносимыми как с невулканической, так и в основном с вулканической дуги и представленными терригенными породами, в особенности граувакками. Эти отложения залегают резко несогласно на образованиях аккреционного клина и бывают в разной степени, но всегда менее интенсивно деформированными. При отсутствии морфологически выраженной внешней дуги ей может отвечать перелом, бровка в склоне желоба, а преддуговому прогибу — терраса на этом склоне. Но иногда встречаются и относительно ровные склоны.
Наблюдения с подводных аппаратов, в частности у берегов Японии, показали, что внутренние склоны желобов часто осложнены гравитационными сбросами и оползнями, которые как бы наложены на тектонику сжатия, характерную для аккреционных клиньев.
Вулканические дуги протягиваются параллельно желобам на расстоянии порядка 200—300 км от их оси; это расстояние зависит от наклона сейсмофокальной зоны. Ширина самой активной вулканической зоны составляет не более 50 км, но во времени она нередко мигрирует.
Вулканические дуги существуют двух типов: энсиматические и энсиалические. Энсиматические дуги закладываются на океанской коре, нередко на месте трансформных разломов, когда одно крыло, с более древней корой, начинает пододвигаться под другое, сложенное более молодой корой; такое происхождение приписывается, в частности, отмершей дуге Кюсю—Палау в Филиппинском море. Энсиалические дуги образуются на континентальной коре, обычно на коре микроконтинентов, отторгнутых от континента рифтингом и спредингом. Таковы Японская дуга, Камчатская, возможно с ее Курильским продолжением, частично Филиппинская и некоторые другие.
Задуговые (тыльно-дуговые) окраинные моря располагаются между островными дугами и континентом. Они могут обладать I значительной глубиной (более 4000 м) и подстилаются в своей глубоководной части корой океанского типа, но нередко с повышенной мощностью осадочного слоя. Целая цепь таких бассейнов протягивается в западной части Тихого океана, вдоль окраин Азии и Австралии. Многие из этих бассейнов образовались в обстановке растяжения, о чем свидетельствуют и утонение литосферы, и повышенный тепловой поток, и в особенности появление спрединговых линейных магнитных аномалий. Наиболее отчетливо они выражены в Филиппинском, Южно-Китайском морях, а также в море Скотия.
Трансформные окраины
Это менее распространенный и не встречающийся в чистом виде тип континентальных окраин. Он может быть разделен на два подтипа — трансформные дивергентные окраины и трансформные конвергентные окраины.
Типичным примером современной трансформной дивергентной окраины является атлантическая окраина Африки на участке северного побережья Гвинейского залива, где Африканский континент как бы подрезан экваториальной зоной разломов Атлантики. Здесь проявлены все характерные черты трансформной окраины: узкий шельф, узкий и очень крутой континентальный склон, с основанием которого совпадает резкая тектоническая граница между континентальной и океанской корой, практически без переходной коры между ними, слаборазвитое континентальное подножие. По разлому на границе континент/океан наблюдаются как вертикальные сбросовые, так и горизонтальные сдвиговые смещения, т.е. эта граница носит транстенсивный, сдвигово-раздвиговый характер.
Такие же, но менее протяженные окраины развиты в Атлантике вдоль южного ограничения Ньюфаундлендского выступа Северной Америки, вдоль южного ограничения Фолклендского плато и вдоль юго-восточного ограничения Южной Африки; обе последних обусловлены существованием крупнейшего Фолклендско-Агульясского разлома. В Индийском океане трансформный характер имеет восточное ограничение Мадагаскара и его подводного продолжения, юго-восточное ограничение Аравийского полуострова, а также некоторые участки северо-западного и южного обрамления Австралии. В Тихом океане к данному типу и подтипу принадлежит северная окраина Новозеландского плато.
Трансформные конвергентные окраины представлены на двух отрезках тихоокеанской окраины Северной Америки — на севере (против Канады и юго-восточной Аляски, где такой характер окраины определяется сдвигом вдоль архипелага Королевы Шарлотты, и против Калифорнии. С ними связано образование нескольких цепочек раздвиговых осадочных бассейнов, кулисообразно расположенных, выполненных плиоцен четвертичными отложениями, между которыми находятся приподнятые блоки более древнего основания. По существу, этот бордерленд представляет недавно погруженный участок континента, на котором по соседству с ним распространены такие же бассейны.
26-27 Общая характеристика складчатых поясов
Крупные складчатые пояса, разделяющие и обрамляющие древние платформы с докембрийским (архей, нижний и средний протерозой) фундаментом, начали формироваться в позднем протерозое (1,0—0,85 млрд лет). Протяженность складчатых поясов составляет многие тысячи километров, ширина обычно превышает тысячу километров. Главными складчатыми поясами планеты являются следующие (рис. 12.1).
1. Тихоокеанский (Круготихоокеанский) пояс, обрамляющий впадину Тихого океана и отделяющий ее от древних платформ (кратонов): Гиперборейской на севере, Сибирской, Китайско-Корейской, Южно-Китайской, Австралийской на западе, Антарктической на юге и Северо- и Южно-Американских на востоке. Этот пояс нередко делится на два — Западно- и Восточно-Тихоокеанские; последний именуется еще Кордильерским.
-
Урало-Охотский, или Урало-Монгольский, пояс, простирающийся от Баренцева и Карского до Охотского и Японского морей и отделяющий Восточно-Европейскую и Сибирскую древние платформы от Таримской и Китайско-Корейской. Имеет дугообразную форму с выпуклостью к юго-западу. Северная часть пояса простирается субмеридионально и именуется Урало-Сибирским поясом, южная простирается субширотно и называется Центральноазиатским поясом. На севере сочленяется с Северо-Атлантическим и Арктическим поясами, на востоке — с Западно-Тихоокеанским.
-
Средиземноморский пояс пересекает земной шар в широтном направлении от Карибского до Южно-Китайского моря, отделяя южную группу древних платформ, до середины юры составлявшую суперконтинент Гондвану, от северной группы: Северо-Американской, Восточно-Европейской, Таримской, Китайско-Корейской. На западе сочленяется с Восточно-Тихоокеанским (Кордильерским), на востоке — с Западно-Тихоокеанским поясами. После полного раскрытия в середине мела Атлантического океана пояс замкнулся на западе, упираясь в последний. В районе Южного Тянь-Шаня практически смыкается с Урало-Охотским поясом.
-
Северо-Атлантический пояс отделяет Северо-Американский кратон от Восточно-Европейского и на юге сочленяется со Средиземноморским поясом, а на севере — с Арктическим на западе и Урало-Охотским на востоке.
5. Арктический пояс протягивается от Таймыра до северо-восточной Гренландии вдоль современных северных окраин Азии и Северной Америки, отделяя Сибирский и Северо-Американский кратоны от Гиперборейского. На западе он сочленяется с Урало-Охотским поясом, на востоке — с Северо-Атлантическим.
Все перечисленные складчатые пояса возникли в своей основной части в пределах древних океанских бассейнов или на их периферии (Тихий океан). Предшественником Урало-Охотского пояса был Палеоазиатский океан, Средиземноморского пояса —океан Тетис, Северо-Атлантического пояса — океан Япетус, Арктического пояса — Бореальный океан. Свидетельством океанского происхождения складчатых поясов является присутствие в них многочисленных выходов офиолитов — реликтов океанской коры и литосферы. Все названные океаны, кроме Тихого, были вторичными, образованными в результате раздробления и деструкции суперконтинента Пангея I, объединявшего в среднем протерозое все современные древние платформы. Доказательством такого их происхождения является присутствие в них многочисленных обломков раннедокембрийской континентальной коры — микроконтинентов и несогласное срезание контурами поясов элементов внутренней структуры древних платформ; примером последнего могут служить восточные и южные ограничения Восточно-Европейской платформы.
Со времени заложения в позднем протерозое складчатые пояса прошли сложную и длительную историю развития. Эта история включала заложение в их пределах новых глубоководных морских бассейнов с корой океанского или переходного типа, возникновение среди них вулканических и невулканических островных дуг, замыкание этих и ранее существовавших бассейнов в результате столкновения ограничивающих их континентальных глыб или островных дуг или, наконец, этих дуг между собой или с континентальными глыбами. Эти процессы протекали разновременно в разных частях одного и того же пояса. Тем не менее в глобальном масштабе статистически намечаются определенные эпохи заложения бассейнов с океанской корой и окончания их развития с новообразованием континентальной коры — эпохи орогенеза.
Главными эпохами орогенеза являлись байкальская в конце, докембрия, каледонская в конце силура — начале девона, герцинская в позднем палеозое, киммерийская в конце юры — начале мела, альпийская в олигоцене — квартере. Они завершают циклы продолжительностью 150—200 млн лет, впервые выделенные в конце XIX в. французским геологом М. Бертраном и поэтому ; заслуживающие название циклов Бертрана. Каледонская эпоха явилась завершающей для Северо-Атлантического складчатого 'пояса, герцинская — для большей части Урало-Охотского пояса, киммерийской эпохой завершилось развитие Арктического пояса. Тихоокеанский и Средиземноморский пояса сохранили свою высокую подвижность до наших дней. Все эти складчатые пояса пережили более одного цикла Бертрана, и продолжительность их активного развития охватывает многие сотни миллионов лет. Полный цикл эволюции складчатого пояса, от возникновения до закрытия океана, получил название цикла Вилсона, в честь канадского геофизика, одного из основоположников тектоники плит. Циклы Вилсона проявляются в масштабе всего или почти всего пояса, в то время как составляющие их циклы Бертрана и завершающие их эпохи орогенеза затрагивают лишь отдельные его части.
Существует два главных типа складчатых поясов. Один из них составляют межконтинентальные пояса, возникшие на месте вторичных океанов, образовавшихся в свою очередь в результате деструкции среднепротерозойского суперконтинента — Пангеи I. К этому типу принадлежат все перечисленные выше складчатые пояса, кроме тихоокеанских. Последние составляют второй тип складчатых поясов — окраинно-континентальный, образовавшийся на границе Пангеи I и ее фрагментов с Панталассой — предшественницей Тихого океана. Межконтинентальные пояса заканчивают свое развитие полным поглощением океанской коры и столкновением—коллизией — ограничивающих их континентов. Окраинно-континентальные пояса еще не закончили свое развитие, и кора Тихого океана продолжает субдуцироваться под эти пояса. Вот почему пояса первого типа именуются еще коллизионными, а второго типа— субдукционными.
Нередки также области внутри будущих складчатых поясов, на площади которых в результате проявления одного или двух циклов Бертрана произошло закрытие океанского бассейна, складчатость, горообразование, а затем относительно кратковременное ослабление тектонической активности, которое сменилось новым рифтингом, повторным раскрытием океанского бассейна и дальнейшей его эволюцией в направлении орогенеза. Такова, например, история западной и южной частей Средиземноморского пояса в позднем палеозое, испытавших герцинский орогенез, затем переживших платформенную или близкую к ней («квазиплатформенную») стадию развития в начале мезозоя, повторный рифтинг и спрединг в середине мезозоя и в конечном счете давших начало молодому Альпийско-Гималайскому горному поясу.
Внутреннее строение складчатых поясов
Внутреннее строение складчатых поясов отличается большой сложностью, ибо любой такой пояс представляет собой коллаж разнородных структурных элементов — обломков континентов, островных дуг, образований ложа океанов и их окраинных морей, внутриокеанских поднятий. Присутствие в пределах складчатого пояса крупных (многие сотни километров в поперечнике) глыб; более древней, докембрийской континентальной коры, обломков. среднепротерозойской Пангеи I, выделявшихся прежде под названием срединных массивов, а ныне называемых по аналогии с подобными структурами в современных океанах микроконтинентами, служит основанием для подразделения складчатых поясов на отдельные складчатые системы, находящиеся между такими микроконтинентами или между ними и настоящими континентами. Подобными складчатыми системами являются Уральская, Южно- и Северотяньшаньские, Большой Кавказ и др. Их протяженность составляет более тысячи, поперечник — первые сотни километров. Иногда несколько систем группируются по структурному и (или) историческому признаку в складчатые области — например, Восточно-Казахстанскую и Алтая-Саянскую в Урало-Охотском поясе, Западно-Средиземноморскую, Карпато-Балканскую — в Средиземноморском.
Передовые (краевые) прогибы. Складчатые системы занимающие в поясе окраинное положение и пограничные с континентальными платформами, нередко отделяются от последних прогибами, получившими название передовых, или краевых. В некоторых случаях такие прогибы отсутствуют и тогда складчатое сооружение оказывается непосредственно надвинутым на десятки, иногда даже на сотни километров на платформу — Скандинавские и Гренландские каледониды, Северные Аппалачи, Урал в районах Башкирского Каратау и Полюдова кряжа. В других случаях отсутствие передового прогиба связано с поперечным поднятием фундамента прилегающей платформы.
Участки непосредственного надвигания складчатого сооружения на платформу или поперечных поднятий ее фундамента расчленяют систему передовых прогибов на отдельные звенья — впадины протяженностью в сотни километров и с поперечником обычно в несколько десятков километров.
Передовые прогибы закладываются в пределах тыльных, проксимальных частей пассивных окраин континентов, в зоне внутреннего шельфа и начинают формироваться одновременно с началом поднятия смежного складчатого сооружения. Первоначально они могут представлять собой относительно глубоководные бассейны с дефицитным глинистым или глинисто-кремнистым осадконакоплением. С усилением роста смежного складчатого горного сооружения прогибы начинают заполняться молассами, но, как показывает, в частности, пример Предкавказья, существенную роль может сыграть и принос обломочного материала с испытывающей осушение платформы. Весьма наглядно роль различных источников сноса — платформенного и орогенного — выступает на сейсмических профилях, где видны наклоненные к оси прогиба с одной и с другой стороны клиноформы, образующие комплексы бокового наращивания.
Погружение передовых прогибов резко усиливается с началом непосредственного надвигания на них тектонических покровов, продукты разрушения фронтальных частей которых захоронятся в виде олистостром. В дальнейшем процесс надвигания охватывает и внутренние крылья самих передовых прогибов, обусловливая в конечном счете их асимметричную форму с контрастом между интенсивно деформированным внутренним и обычно относительно пологим и просто построенным внешним крыльями.
Внешние зоны периферических складчатых систем. В отличие от внутренних зон эти зоны однообразны по развитию и строению.
Характерной чертой внешних зон является их расположение на той же континентальной коре, что и кора (фундамент) прилегающей платформы. Фундамент платформы, как показывают сейсмические профили Аппалачей, Канадских Кордильер и отчасти Урала, либо плавно, либо ступенчато, по системе листрических сбросов, погружается под осадочный комплекс внешних зон.
Граница внешних зон с внутренними обычно проводится по первому от платформы «офиолитовому шву», но надо иметь в виду, что такая демаркация нередко может оказаться условной. Так, в случае Урала представляется вполне логичным разграничивать внешние и внутренние зоны по Главному Уральскому надвигу; однако нет уверенности в том, что фундамент Восточно-Европейского континента не продолжается далее к востоку под тектоническими покровами Тагильского и Магнитогорского «синклинориев».
Ширина внешних зон колеблется от первых десятков до первых сотен километров. Наиболее широкой внешней зоной обладает Верхояно-Колымская система нашего Северо-Востока; ее ширина достигает 900 км.
Внутренние зоны орогенов. Приводимая ниже характеристика относится как к внутренним зонам периферических систем складчатых поясов, так и целиком к более внутренним системам этих поясов. Как подчеркивалось выше, их строение отличается очень большой разнородностью и разнообразием. Наиболее характерный элемент — офиолитовые покровы. Они могут располагаться либо на осадочных образованиях внутреннего края внешних зон, либо непосредственно на их кристаллическом фундаменте, что может являться следствием обдукции океанской коры (литосферы; см. ниже). При этом фундамент может испытать ремобилизацию под влиянием экранирования теплового потока офиолитовыми покровами и осадочным чехлом (в случае его присутствия). В результате образуются гранитогнейсовые купола.
Офиолиты покровов внутренних зон могут иметь различное происхождение. Лишь некоторые из них оказываются образованными в спрединговых зонах открытого океана, другие — в аналогичных зонах окраинных морей, третьи составляют основание энсиматических вулканических дуг. В последнем случае офиолитовые покровы надстраиваются островодужными вулканическими комплексами, хотя нередко наблюдается и перевернутая их последовательность.
В составе внутренних зон значительную роль может играть складчатое осадочно-пирокластическое выполнение преддуговых, междуговых и тыльно-дуговых прогибов, также нередко испытавшее шарьирование. Встречаются фрагменты рифовых построек, венчавших отмирающие вулканические дуги, и биостромы, представлявшие чехол внутриокеанских вулканических поднятий.
Окраинно-континентальные складчатые пояса также характеризуются дивергентным строением, связанным с поддвигом под них с одной стороны океанской плиты (субдукция типа Б), а с другой — континентальной платформы (субдукция типа А). Такая структура наиболее типично выражена в Кордильерах Северной и Южной Америки.
Существенные изменения в развитии и структуре складчатых поясов происходят вдоль их простирания. Меняются их ширина, внутреннее устройство, в частности распределение микроконтинентов и складчатых систем, интенсивность и морфология складчатости, амплитуда надвигов и шарьяжей, степень развития гранитоидного плутонизма, проявления метаморфизма, что в свою очередь не может не отражаться на металлогенических особенностях. Эти изменения, как правило, происходят скачкообразно, вдоль поперечных разломов, которые на доорогенном этапе развития пояса играли роль трансформных. Кроме поперечных большое значение в строении складчатых поясов имеют продольные разломы-сдвиги, которые образуются на орогенном этапе.
Все эти изменения связаны с конфигурацией границ сталкивающихся в процессе конвергенции плит и с вытекающей отсюда неперпендикулярностью их встречных движений этим границам. Это и приводит к появлению продольной компоненты движений. Отражением неровностей границ плит является существование выступов и заливов фронтов складчатых поясов и дугообразные изгибы складчатых систем. Все это свидетельствует о продольном течении вовлеченных в их строение масс горных пород. Это течение приводит также к существенным продольным изменениям складчатой структуры поясов. Сужениям поясов отвечает воздымание шарниров складок, подъем и расширение антиклинориев и сужение синклинориев, сближение осей складок, их скучивание — так называемые синтаксисы типа Пенджабского. В промежутках, где наблюдается расширение поясов, оси складок обнаруживают расхождение, называемое виргацией, шарниры складок погружаются, синклинории расширяются за счет антиклинориев. Такова картина в области Южно-Каспийской впадины, между Большим Кавказом и Копетдагом.
Концепция террейнов. В конце 70-х — начале 80-х годов на материале Северо-Американских Кордильер возникла концепция, получившая название (концепции террейнов. Было установлено, что внутренние зоны Кордильер состоят из большого числа блоков, разделенных разломами как надвигового, так сдвигового и сбросового типов, причем каждый такой блок — террейн — характеризуется специфическим литолого-стратиграфическим разрезом, структурой, геологической историей, тектонической природой. Эта природа разнообразна: террейны могут представлять обломки микроконтинентов, островных дуг, вулканических энсиматических и энсиалических, невулканических, внутриокеанских поднятии, изометрических (типа поднятия Шатского), линейных, крупных гийотов. Соседствующие друг с другом террейны могут настолько отличаться в этом смысле, что они не могли первоначально располагаться рядом — их различия не могут быть объяснены перемещением по разграничивающим разломам. Их современное смежное положение является вторичным и возникло в процессе горизонтальных перемещений. Некоторые факты свидетельствуют, что такое перемещение могло быть значительным —до сотен и даже тысяч километров.
Концепция террейнов показала, что подвижность коры и литосферы в будущих складчатых поясах еще намного выше, чем ранее предполагалось, и что в этих поясах идет интенсивное продольное перемещение материала. Впрочем, об этом уже можно было догадываться по существованию (крупных продольных и диагональных сдвигов амплитудой в многие сотни километров, столь характерных почти для всех звеньев Тихоокеанского кольца, включая на западе Сихотэ-Алинь, Японские острова, Филиппины, Новую Гвинею, Новую Зеландию, а на востоке в особенности Северо-Американские Кордильеры.
Достарыңызбен бөлісу: |