dobrecov_n_l_kirdyashkin_a_g_kirdyashkin_a_a_glubinnaya_geod
.pdfГеодинамические 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/ |
|
|
/ "в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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
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