40. Что из себя представляют непротерохзойско-палеозойские офиолитовые зоны, в чем заключается трудности изучения таких структур?

В заключение приведем основные стадии преобразования земной коры посредством плитной тектоники, выявленные в результате изучения офиолитовых зон Казахстана, заложение, развитие и становление которых объясняется с позиции проявления региональной тектоники малых плит в палеозойский (неопротерозойско-палеозойскихй) этап развития планеты.

Рифтогенная стадия характеризуется деструкцией зрелой континентальной литосферы в условиях растяжения. Заложение и раз­витие внутриконтинентального рифта сопровождается формированием специфического набора вулканогенных и осадочных пород, которые мож­но обособить в самостоятельный набор рифтогенных формаций.

Океаническая стадия связана с разрывом континенталь­ной литосферы, расширением океанического пространства в условиях продолжающегося растяжения и деятельностью спредингового центра. В данную стадию формируются два типа геологических формаций – амагматичные терригенно-карбонатные отложения пассивных конти­нентальных окраин и собственно офиолитовая ассоциация пород. Облас­ти седиментации и палеофациальные условия образования этих форма­ций резко отличны.

Островодужная стадия характеризуется началом «континентализации» ареала океан–континент в результате островодужного вулканизма и аккреции блоков офиолитовой формации и других ассоциации пород в условиях субдукции и рождаемого этой субдукцией глобального сжатия. Островодужные вулканиты выплавляются за счет вещества субдуцирующей океанической литосферы или надсубдукционной твердой литосферной мантии континентального плеча океана из-за воздействия аномального тепла, вырабатываемого в результате их взаимного трения. Аккреция офиолитов и других образований континен­тального плеча океана осуществляется за счет надвиговых пластин, обдуцирующих на те же плечи со стороны закрывающегося океана.

Предколлизионная стадия характеризуется практически полным закрытием океанического пространства в условиях продолжающегося тангенциального сжатия, что сопровождается совмещением в пространстве посредством надвигов фрагментов всех перечисленных вы­ше формационных образований, отлагавшихся в разных тектоно-магматических и палеофациальных условиях. Надвигообразование сопровож­дается появлением олистостром. В задуговых бассейнах (окраинных морях) формируются специфические высококалиевые магматиты формации окраинноморского рифтогенеза, которые согласно перекрываются флишевой формацией.

Коллизионная (орогеническая) стадии знаменует столкновение плеч былого океана (коллизия) и перерождение горизон­тальных движений в астеносфере в вертикальные движения в литосфере. Образу­ются орогенный микропояс и глубокие «корни» этого орогена. В составе «корней» немаловажную роль играют созданные в предыдущих стадиях неопротерозойско-палеозойские комплексы, попавшие в мезозональные и катазональные уровни микропояса за счет вертикальной складчатости. Это приводит к формированию гранитоидных батолитов, всеобщему мета­морфизму и нарушению «целостности» надвиговых пластин. В межгор­ных впадинах накапливаются молассы.

Постоорогеническая (п л а т ф о р м е н н а я) с т а д и я завершает становление складчатой структуры путем выведения глу­боких уровней орогена на дневную поверхность. В эту стадию движение изрешеченных глубинными разломами блоков земной литосферы направ­лено в основном вверх, что обеспечивается стремлением микропояса со­хранить изостатическое равновесие, нарушенное из-за эрозии орогена.

Совокупность приведенных стадий развития неопротерозойско-палеозойских офиолитовых палеоструктур идентифицируется с циклом Уилсона (Вильсона) [20] и отвечает полному геодинамическому циклу развития палеоокеана, приведшему к формированию качественно новой сугубо континентальной коры, характеризующейся покровно-складчатыми структурами.

41. Силы, возникающие на границе океана и континента согласно представлениям С.Уеды и Е.Е.Артюшкова.

Как видно из приведенного ниже рисунка, на пододвигающуюся океаническую и нависающую континентальную плиты литосферы действуют силы разной природы и разных направлений. В результате сравнительного изучения скорос­тей спрединга 12 крупных литосферных плит с учетом природы каждой из 8 действующих на литосферные плиты сил С.Уеда пришел к заклю­чению о том, что наиболее значительными по мощности и поэтому наи­более дееспособными являются силы тяги опускающейся (субдуцирующей) пластины (F_SP) и континентального сцепления (F_CD). При этом выяснилось, что если F_SP способствует успешному протека­нию субдукции, то F_CD является наиболее значительной силой, пре­пятствующей мобильности литосферных плит как таковых. Оказалось, что остальные шесть сил вследствие их малой мощности не играют су­щественной роли в обеспечении мобильности литосферных плит.

В выводах С. Уеды обращают на себя внимание два момента. Во-первых, спрединг – одно из самых важных и центральных положе­ний концепции ТЛП – оказывается практиче­ски без движущей силы. Во-вторых, в обеспечении мобильности лито­сферных плит тепловая конвекция в астеносфере никак не играет, как этого следовало бы ожидать, ведущую роль. Однако он не исключает ту или иную роль конвекционных течений в обеспечении мобильности литосферных плит, поскольку все рассмотренные им силы, в конечном счете, являются производными конвекционных потоков в астеносфере. Исходя из этого, С.Уеда делает вывод о том, что в системе конвек­ционных потоков астеносферы литосферные плиты являются не «пассив­ными пассажирами», а полноценными составными частями этой систе­мы.

плита

Рисунок. Возможные силы, действующие на литосферные плиты (по С Уеде [293]). F_DF – сцепления океанической плиты с астеносферой; F_CD – континентального сцепле­ния; F_RP – сжатия океанического хребта; F_8Р – натяжения субдуцирующей плиты; F_SR – противодействующая погружению плиты; F_CR – сопротивления столкновения плит; F_TF – сопротивления трансформных разломов; F_SU – всасывания (Эльзассера).

С выводами С. Уеды почти полностью согласуются представ­ления Е. В. Артюшкова. Сомневаясь в наличии больших горизон­тальных перемещений вещества в астеносфере, он пишет: «...Даже если бы они и имели место, то не могли бы создать в литосфере силы, срав­нимые с теми, которые существуют под океанами в действительности. Поэтому источники больших напряжений, действующих в литосфере, а следовательно, и причина ее больших перемещений должны быть рас­положены в самой литосфере или непосредственно под ней. Такого типа механизмами являются растекание неоднородностей мощности коры и аномальной мантии в горизонтальном направлении, погружение в мантию литосферных плит и гравитационное сползание» .

Таким образом, и по мнению Е. В. Артюшкова, в обеспечении мобильности литосферных плит в латеральном и нисходяще-наклонном направлениях ведущая роль принадлежит не конвекции в астеносфере, а определенным силам, вырабатываемым самими литосфериыми плита­ми или рождаемым непосредственно под ними. При этом он особо под­черкивает роль трех механизмов в выработке этих сил: а) силы погружения (субдуцирования) в астеносферу литосферных плит; б) силу гравитационного сползания с океанического хребта; в) силу растекания неоднородностей из-за разности мощностей литосферных блоков.

Нетрудно заметить, что сила погружения в понимании Е.В.Артюшкова не что иное, как сила натяжения субдуцирующей плиты (F_8Р) в понимании С.Уеды, а сила гравитационного сползания – силы сжатия океанического хребта (F_RP). Что касается действия третьего механизма Е. В. Артюшкова (растека­ние неоднородностей из-за разности мощностей литосферных блоков) в обеспечении их мобильности в монографии С. Уеды [24] не рассмотрено, т. е. ни одну из 8 описанных С. Уедой сил нельзя связать с растеканиями веще­ства из-за разности мощностей литосферных блоков. Од­нако роль этой силы игнорировать, вероятно, нельзя. Она, по нашему мнению, действительно может иметь немаловажное значение в сочле­нении океан–континент. Такое заключение напрашивается не столько из-за разительных отличий в мощностях океанической (50 км) и континентальной (150–200 км) литосфер, сколько из-за наличия в этом ареале специфических геодинамических и морфологических условий.

Таким образом, мы пришли к выводу о том, что ареал сочленения океан–континент располагает необходимыми для изначального «запус­ка» субдукции геодинамическими и морфологическими условиями. Субдукции обязательно должен предшествовать дрейф континентов, по­скольку ответственные за начало субдукции силы F_PH и Fcd противодействуют силе спрединга F_СПР только с момента ее появления, а она на начальном этапе расширения океана обеспечивает не только спрединг океанической литосферы, но и дрейф «припаяного» к переднему краю этой литосферы континента. Перерождение спрединга в субдукцию, со­провождающееся переориентацией горизонтального движения океани­ческой литосферы (спрединг) в ее наклонно-нисходящее погружение (субдукция), является, вероятно, следствием действия больших сил на линию спаивания океан–континент в результате постоянного противо­борства F_PH (сила растекания на границе тел с неодинаковой мощ­ностью) и F_CD (сила континентального сцепления), с одной стороны, и F_СПР (сила спрединга) – с другой, приведшего в итоге к образова­нию специфической зоны разлома, называемой зоной Заварицкого–Беньофа–Вадати. С началом субдукции на погружающуюся океани­ческую литосферу начинает действовать сила тяги самой субдуцирующей плиты (F_SP), которая, стягивая литосферу вниз, способствует ус­пешному продолжению субдукции и даже ускоряет скорость спрединга. Последнее замечание подтверждается фактами, свидетельствующими о более быстром спрединге дна Тихого океана (12 см/год), на побережье которого имеет место субдукция, чем дна Атлантики (не более 4 см/год), где субдукция отсутствует. Эти отличия в скоростях спредин­га в океанах с пассивными и активными окраинами можно понять, если учесть, что в первом случае силе спрединга (F_СПР) приходится преодо­левать суммарное значение сил F_PH и F_CD и двигать перед собой ог­ромную массу припаянного к океанической литосфере континента, а во втором, наоборот, суммарная сила спрединга усиливается за счет F_SP.

Таким образом, движущие механизмы как дрейфа континентов, так и субдукции океанической литосферы под континент в известной мере оказываются производными спрединга. Без спрединга не было бы не только дрейфа и субдукции, но и ставилось бы под сомнение действие механизма тектоники литосферных плит в целом, предполагающей высокую мобильность отдельных литосферных блоков и объясняющей об­щие закономерности изменения лика планеты. Тем не менее, природа движущей силы спрединга по сей день однозначно не выяснена, что яв­ляется причиной для критики ее основ многочисленными оппонентами. Действительно, пока не будет однозначно выяснена природа движущих сил процессов тектоники, вероятно, нельзя будет говорить не только об общей теории Земли, но и ни о какой твердо установленной теории во­обще.