Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

dobrecov_n_l_kirdyashkin_a_g_kirdyashkin_a_a_glubinnaya_geod

.pdf
Скачиваний:
46
Добавлен:
28.03.2016
Размер:
41.98 Mб
Скачать

Геодинамические nроцессы в литосфере и астеносфере

Т. ·С

1000

800

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

" ...

IX•..z

/

 

 

 

 

 

XI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

.. ··/0.: /

 

 

.,~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;/

 

 

 

/ >~o..,~._

 

 

 

...+....

 

 

. _

 

L+C02

 

 

,

 

 

 

 

~~.~.

 

 

Со"-

_

'+. .':

 

-

 

 

/

 

-'"7:'~o/ -:-.

;'-r.

 

 

 

_ -:

 

 

...........

 

''-''--"':-6'- 1

а

~·ё·:··/····,

Х __ -

-

-

~

..,

 

\\

',

 

 

 

/

 

........

 

x~.~.~

0'.......

 

 

 

'f-:!- -

 

 

 

 

.~...,VII ·

.......... 0.2 //

 

.. ·~:.&-<>:.О~<;Р~.~уIII

<"е-

 

_~-\Z..

 

 

 

 

 

 

".

.

 

"/

. _ .

 

. 9!<;>.

,су'

(J- . ,.

_

-

-

"

 

__ -

-

- "..

 

 

 

 

 

 

'.

0.5 /

 

а ..'о ~.. o: j{" , /"o b

 

"

 

 

 

о.-\<:

 

 

 

+ 1

 

~.~~:-

 

 

II~..~~~.

_ ,~-:-_.-:::;...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. .

 

 

 

 

=--

<:!'i

v

 

'0/

 

-

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

:

-

rv;-""'"/

VI

 

.. ""-......

~ -

 

--

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-<>2

1.~./

._

 

 

~V-V? >т'

 

 

 

_ . - . -

 

 

 

 

 

.. .., .,

 

/ . ' _ :

~

:0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.3

1\ • .:~"~'..y

 

 

/.

 

 

::j<;/..

·O

 

. - .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\'. •-f ' " '_+,' /

'.

 

:'';:Q:,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~4

 

"~ .~.

.. .....

.

 

/-':":.o...

-.~o_._._._._.-

 

 

 

 

 

 

 

'. '"

 

~··~>4...

III

/

 

11 ··· ··

.

КПШ+Пл+Кв+Н

О

 

 

 

 

 

о

5

 

 

't... ..

y . . . . .

;~/

// II

в

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

б

 

 

/ ~~НгОНиТ+Н20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/,(

а

БV/

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400 ~~--

~~-.~~---

г---

г---г--.

---,---.

---т---

т---

т---т---.--.

О

2

4

6

8

10

12

14

Рис. 6.65. Р-Т-области кристаллизации гранитов игранулитов [Добрецов, Чупин, 1993]:

1 - автохтонные и субавтохтонные чарнокиты (а - канская серия, Енисейский кряж; 6 - Алданский, Украин­

ский, Балтийский щиты); 11 - мигматиты и анатектит-rpаниты rpанулитовой (а) и амфиболитовой (6, в) фаций;

III - регенерированные rpаниты (о-ва Онежского озера, Юрчикский массив на Камчатке); IV - rpаниты рапакиви

Коростеньского, Выборгского, Салминского плутонов; У, VI - высокоглиноземистые rpаниты Памирского и Шуг­ нанского комплексов (Юго-Восточный Памир); УН - рапакивиподобные граниты Ара-Лицкого комплекса (п-ов Кольский); УIII, IX - гранулиты Чогарского (УIII) и Сутамского (IX) блоков; Х - глубинная зона плавления и кристаллизации риолитовых расплавов над базитовым очагом (Аличурский плутон, Южный Памир); ХI - кианито­ вые'rpанулиты из ксенолитов в трубке взрыва фергуссит-порфиров (Восточный Памир).

1 - расплавы rpанитного состава; 2 - расплав + флюид (СО); 3 - расплав + флюид (ир); 4 - расплав + флюид

(СО2 + ир); 5 - флюид (СО2); 6 - флюид (ир).

Геотермы: а, 6 :"" в ранннем архее; в - средние для континентальной коры (по ИЛ. Добрецову); г, д - архейские rpанитно-зеленокаменная и океаническая (по К. Конди); е - коллизионные для сдвоенной коры на Памире (получена

по результатам изучения расплавных включений). Линии плавления: гранит + И2О + СО2 И линии Сил н Ки, fJ Квна-Кв (по: [Добрецов и др., 1974]).

гл. Добрецова [1985]). При этом возникают го­

потоком вдоль зон разломов или с внедрением

раздо более сложные задачи. Только для некото­

базитовых плутонов [Шарапов, 1994], пока не

рых намечены решения, например, в работах

увязаны с реальными геодинамическими обста­

Б.А. Литвиновекого с соавторами [1993, 1994] .

новками, геологией и геохимией гранитоидных

Модели, связанные с локальным флюидо-тепло-

плутонов [Добрецов, 1985].

301

(530-440

Геологическое строение литосферы

Ранняя стадия характеризуется образова­

нием зон субдукции хотя бы с одной стороны сформировавшегося океана. Зоны субдукции

формируются сначала в виде островных дуг,

которые затем могут смениться обстановкой ак­

тивной континентальной окраины. Примеры зон

субдукции, их взаимопереходы и механизмы, ре­

гулирующие субдукционный процесс, описаны в разделах 6.4-6.8. Образование зон субдукции

означает, что раздвижение континентов замедли­

лось или остановилось, частично сменилось на

другой вектор движения, а спрединг и движение

океанических плит продолжается. В эту стадию образуются и затем сохраняются фрагменты офи­ опитов (чаще офиолиты окраинных морей или надсубдукционные), фрагменты островных дуг, субдукционно-аккреционные комплексы, осадоч­ ные террейны окраинных морей и пассивных

окраин. Диагностика последних от осадочных

формаций предыдущей стадии может быть зат­

руднительной. Наряду с формированием субдук­ ционных зон С одной стороны океана на другой,

могут продолжать формироваться осадки пассив­

ных окраин и оперяющих рифтов. Примером яв­

ляется Индийский океан, а также палеоокеаны

[Исторця океана Тетис... , 1987; История разви­

тия... , 1984}.

Продолжительность первых двух стадий

может быть различной. Первая стадия, еще не за­

кончившаяся в Северной Атлантике и северной части Индийского океана, продолжается более

100 млн лет. Существование островных дуг, сме­

няющихся активными окраинами или, наоборот,

носительно кратковременным (10-15 млн лет, см. ниже), но в целом средняя коллизионная стадия

может охватывать интервал около 60-90 млн лет.

Например, закрытие рифейско-вендского Палео­ азиатского океана (и ранней Палеопацифики) началось в середине раннего кембрия, а закончи­ лось в среднем ордовике млн лет). Зак­

рытие герцинского Палеоазиатского океана на­

чалось в позднем девоне, закончилось в середи­

не карбона (360-300 млн лет) [Берзинидр., 1994;

Berzin, Dobretsov, 1993]. Эти стадии маркируют­

ся олистостромами, пиками глаукофанового ме­ таморфизма, морскими молассами, внедрением гранитов, образованием ранних гранитогнейсо­

вых куполов (см. разделы 6.8 и 6.9).

Поздняя (постколлизионная) стадия

начинается массовым внедрением позднеколли­

ЗиОННЫХ гранитов, завершением формирования

гранитогнейсовых куполов и сопровождается

формированием континентальных, часто вулка­ ногенных молассовых прогибов. Ее граница с предыдущей стадией не всегда отчетливая. На­

пример, для герцинской стадии Палеоазиатского

океана постколлизионная стадия охватывает

средний карбон-пер~ь (300-240 млн лет), места­

ми продолжается до раннего триаса, а для кале­

донской стадии в ордовике выражена менее отчетливо [Берзин и др., 1994].

Наконец, завершающая стадия характе­ ризуется отсутствием вулканизма (проявлением только даек) или появлением ареалов щелочного

или бимодального базальт-щелочного вулканиз­

ма, связанного с горячими точками. В это время

фиксируется в обрамлении Тихого океана и се­

формируются крупные постколлизионные

веро~вострчной части Индийского океанадля вре­

бассейны озерного или мелководного морского

мени более 150 млн лет. Таким образом, первые

происхождения, наложенные на предыдущие мо­

две стадии могут достигать 250 млн лет, хотя

лассы, вулканические прогибы и рифты. К пост­

реставрируются и короткоживущие океанические

коллизионным бассейнам относятся такие, как

бассейны (Мезотетис, Неотетис, Монголо-Охот­

Западно-Сибирский, Джунгарский и Таримский,

ский), в которых первые две стадии составляют

содержащие крупные резервуары нефти и газа

60-90 млн лет.

[Сурков и др., 1982; Берзин и др., 1994]. Главная

Средняя коллизионная стадия (называв­

стадия формирования названных бассейнов

шаяся ранее также инверсионной) может проте­

охватывает юру-мел, т. е. около 150 млн лет, но

кать в несколько этапов. Средняя стадия начина­

фактически продолжается до настоящего време­

ется с коллизии островных дуг, микроконтинен­

ни (более 200 млн лет). На древних платформах

тов между собой или с большим кратоном,

известны и более длительные периоды форми­

сокращением площади океана и завершается

рования таких бассейнов (Белт, Аделаида в Ав­

столкновением континентов и полным закрыти­

стралии - более 400 млн лет; неопротерозойские

ем океана. Каждый этап коллизии может быть от-

бассейны Сибирской платформы - более

303

Глава 7

е1Ш1 ~2 [][J]з ~4 ~5 1::::::16 [U7 [Il]a [1l]9 ~10

Рис. 7.1. Схема структуры Арктико-Северо-Атлантической и Северо-Тихоокеанской мегасистем. Области складчатости: 1 - докарельской и карельской, включая платформы икратоны: Северо-Американская

(СА), Гренландская (гр), Восточно-Европейская (ВЕ) и Сибирская (С); 2 - байкальской (рифейской); 3 - палеозой­ ской; 4 - палеозойско-мезозойской; 5 - кайнозойской; 6 - мезозойско-кайнозойские осадочные бассейны (в том чис­

ле: А - Западно-Сибирский, Б - Карский, В - Баренцевоморской, Г - Норвежский, Д - Североморской, Е - Хаттерас,

Ж - Ньюфаундлендский, 3 - Баффиноморский); 7 - палеорифты (1 - Колтогорско-Уренгойский, 2 - Аганский,

3 - Худуттейский, 4 - Ямальский, 5 - Худосейский, 6 - Роно-Рейнский, 7 - Осло, 8 - Центральный, 9 - Викинг,

10 - Флорндский, 11 - Св. Лаврентия, 12 - пролива Девиса и моря Баффина); 8 - современные рифты (13 - Красно­

морский, 14 - Бискайский, 15 - Байкальский); 9 - срединно-океанические хребты (16 - Иронделия, 17 - Рейкьянес,

18 - Мона, 19 - Гаккеля); 10 - тектонический уступ континентального склона (а) и зоны субдукции (6).

306

Глава 7

3,4. Аравийская и Африканская плиты, раз­ деленные Красноморским рифтом (13 на рис. 7.1, а также рис. 6.13).

Складчатые (орогенические) пояса в типич­

ном выражении имеют сходную структуру

(рис. 7.2): в центральной части выделяется так называемая ядерная или внутренняя зона (core zone), содержащая метаморфические "ядра", ба­ толиты, офиолиты, разнообразные вулканиты. В

этой полосе выделяются крупные линейные зоны

смятия ("горячие сдвиги"). Эта зона обрамляет­

ся миогеосинклинальным складчато-надвиговым

поясом, который сменяется во внешнем обрам­ лении или по простиранию передовым прогибом

[Moores, Twiss, 1995].

Однако каждый складчатый пояс имеет свои

особенности. Северо-Американские Кордильеры (см. рис. 7.2, а) примыкают к Тихому океану с фрагментами островных дуг и поэтому являются

асимметричными: миогеосинклинальная надвиго­

вая зона и передовой прогиб фиксируются только с восточной континентальной стороны; офиоли­

ты и вулканиты в центральной зоне закономерно удревняются от океана в сторону континента (см.

ниже рис. 7.19,7.20). Довольно большое количе­ ство гранитных батолитов связано с тем, что этот

пояс значительную часть своей истории представ­

лял активную окраину континента.

Аналогичное строение имеют кайнозой­

ский пояс в северо-западной части Тихого океа­

на (см. рис. 7.1), Индонезийская часть Альпийс­

ко-Гималайского пояса и, как мы увидим ниже,­ Уральский пояс. Эти пояса отличаются также

сильной линейностью своих структур, особой ме­ таллогенией и нередко их относят к уральско-кор­

дильерскому типу.

ская, Южно-Каспийская), формирование кото­

рых связано с длительным воздействием ман­ тийных плюмов. Такой мантийный плюм в Северо-Американских Кордильерах реставриру­

ется только в районе плато Колорадо и провин­ ции Бассейнов и Хребтов.

Гранитные интрузии в Альпийско-Иран­

ском поясе присутствуют в минимальном коли­

честве, но их распространенность увеличивает­

ся в Памирско-Гималайском сегменте этого по­

яса. Сходными с Альпийским поясом являются Карибский пояс (Кубинско-Венесуэльский) и часть Западно-Тихоокеанского кайнозойского

пояса [Мареш, 1998].

.

Наиболее симметричный пояс реставриру­

ется как Аппалачско-Каледонский до раскрытия

Атлантики (см. рис 7.2, в) [Wi1liams, 1984]. Одна­

ко разные части этого пояса заметно отличаются,

в частности, выделяются скандинавский и

шотланд ский типы [Dewey, 1988; Мiyashiro, 1994].

Для скандинавского типа, как мы отмечали в раз­

деле 6.9, характерна комбинация крупныix надви­

гов, особенно во фронтальнойчасти, с диапирами

в тыловой части, более молодыми, чем надвиги. В диапирах и протрузиях выводятся глубинные по­

роды, в том числе гранатовые перидотиты и экло­

гиты [Anderson et al., 1991]. Скандинавский тип

орогенов предполагает интенсивное фронтальное сжатие и утолщени~ коры, достигающее 80100 км. Гравитационная нестабильность утолщен­ ной литосферы приводит к коллапсу - быстрым

надвигам типа гравитационного соскальзывания

и быстрому глубинному диапиризму.

При менее интенсивной или косоориенти­ рованной коллизии значительного утолщения не

происходит, и сжатие реализуется в виде сдвигов

Другой пример - Альпийско-Иранский

и только локальных надвигов и куполов. Это шот­

пояс (см. рис. 7.2, б) имеет много общего с пре­

ландский тип орогенов, широко развитый также

дыдущими (наличие зон субдукции, фрагментов

в палеозоидах Казахстана и Алтае-Саянской об­

океанических структур, обилие офиолитов).

ласти. Такой тип орогенов назван также алтаида­

Однако он отличается большей симметрией, осо­

ми [Seng6r et al., 1993; Шенгер и др., 1994].

бенно в Иранской и Марокканской частях, и

Рассмотрим структуру и эволюцию типич­

одновременно сложными покровными структу­

ных складчатых поясов на территории Евразии -

рами, крупными лежачими складками, более

Уральского в обрамлении Восточно-Европейской

поздними куполами, веерообразными разворо­

платформы и Алтае-Саянского в обрамлении Си­

тами структур (Карпатская, Сицилийская, Эгей­

бирского кратона.

ская и другие дуги). В тылу таких дуг распола­

Уральский пояс. Схема тектонического

гаются впадины со щелочными базальтами

районирования Урала показана на рис. 7.3 [Пуч­

(Паннонская, Тирренская, Восточно-Черномор-

ков, 2000] . Здесь с запада на восток выделяются:

308

Геологическое строение литосферы

1. Предуральский краевой прогиб, заполнен­

540

660

 

 

ный триасово-пермской молассой мощностью до

 

 

6 км, под которой находится 3-S-километровая

 

 

толща ордовикско-каменноугольных отложений.

 

 

2. Западно-Уральская мегазона с преоблада-

680

 

ющим развитием интенсивно смятых и надвину-

 

 

тых к западу шельфовых и батиальных отложе-

 

 

ний преимущественно палеозойского возраста. В

 

 

этой мегазоне присутствуют и шарьяжи, пере­

 

 

мещенные в западном направлении и представ-

 

 

ленные батиальными, океаническими и острово­

 

 

дужными комплексами. В частности, такое стро-

 

 

ение имеет Сакмарская тектоническая зона на

 

 

Южном Урале, на Среднем Урале - Бардымский

 

 

аллохтон и ряд мелких клиппов [Руженцев, 1976;

 

 

Пучков, Иванов, 1982] .

 

 

Мегазоны 1 и 2 аналогичны фронтальным

 

 

зонам на рис. 7.2, в частности, зона 2 соответству-

 

 

ет миогеосинклинальному. складчато-покровно­

600

 

му комплексу.

 

 

3. Центрально-Уральская мегазона с широ­

 

Ш 1

ко развитыми докембрийскими осадочными и

 

 

 

а 6

магматическими породами, местами надвинуты­

Ш2

ми на породы Западно-Уральской мегазоны.

 

Складчато-надвиговые структуры этой мегазо­

ны являются результатом наложения двух эта­

пов деформации: поздневендской и средне-по­ зднепалеозоЙскоЙ. Пограничный Башкирский антиклинорий в западной части структурно бли­ же к Западно-Уральской мегазоне, в восточной - к центральной. Здесь выделяются Белорецкий, Кувашский и Златоустовский метаморфические

комплексы, в которых проявлены поздневенд­

ский и палеозойский этапы метаморфизма и маг­

матизма..

Наиболее интересны в этой мегазоне экло­

гит-глаукофансланцевые комплексы. Это преж­

де всего Максютовский комплекс в составе ан­

тиформы Урал-Тау (вместе с зеленосланцевым

Суваньякским комплексом (см. рис. 6.57). Далее

 

D.. .з.

 

а 6

 

Е84

 

!Ш!Бs

 

~6

 

&'SJ 7

520

~8

/9

 

 

..

 

/10

.. .:-:-

о 140 км

L-...l.-...-.J

 

.'

Рис. 7.3. Схема тектонического районирования Урала [Пучков, 2000]:

1 - отложения чехла Русской платформы; 2 - Западно-Сибирская плита: а - чехол, б - палеозойские отложе­

ния (казахстанид) Зауральской мегазоны под чехлом плиты; 3 - пермская моласса Предуральского краевого проги­ ба; 4 - Западно-Уральская мегазона: а - осадки Бельско-Елецкой зоны, б - Зилаиро-Лемвинской зоны; 5 - Цент­ рально-Уральская мегазона (цифрами в кружках обозначены поднятия: 1 - Башкирское, 2 - Урал-Тау, 3 - Кваркуш­ ское, 4 - Харбейское); 6 - Тагило-Магнитогорская мегазона; 7 - Восточно-Уральская мегазона; 8 - Главный

Уральский разлом; 9 - границы мегазон; 10 - разломы.

309