ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2012, № 1, с. 19-36
УДК[55. 5+551.24.01] 913(520)
КОЛЬЦЕВЫЕ СТРУКТУРЫ ЯПОНСКИХ ОСТРОВОВ
© 2012 г. А. А. Гаврилов
Тихоокеанский океанологический институт им В.И. Ильичева ДВО РАН 690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43, e-mail: gavrilov@poi.dvo.ru Поступила в редакцию 01.10.2010 г.
Имеющиеся геоморфологические, геологические, геофизические и палеогеографические материалы позволили, с разной степенью достоверности, выявить и реконструировать в пределах Японской островной дуги кольцевые сводово-блоковые и тектоно-магматические поднятия, включающие основные горные массивы и центры орогенного гранитоидного магматизма островов Кюсю, Хонсю, Сикоку и Хоккайдо. По аналогии с магматическими сводами горных сооружений прилегающей континентальной суши (Сихотэ-Алинь), они идентифицируются с очаговыми гранитоидными системами регионального ранга мел-палеогенового возраста. Установлено, что, несмотря на доминирование с позднего олигоцена-миоцена деструктивных тенденций тектогенеза, данные элементы структурного плана сохранили свое значение до настоящего времени. Предполагается также существование реликтов крупной сводово-блоковой структуры (Нампо) в пределах северной части Филиппинского моря. Локальные кольцевые структуры островов отражают все многообразие очаговых образований вулканических дуг и вулкано-плутонических поясов активных континентальных окраин. Проведенные исследования показали, что морфотектоническую основу Японских островов составляет не хаотический коллаж террейнов, а унаследовано развивающаяся консолидированная система мел-палеогеновых орогенных поднятий центрального типа и наложенных позднекай-нозойских магматических и дизъюнктивных структур. Широкое распространение на Японских островах КС различного ранга и возраста указывает на определяющую роль глубинных инъективных дислокаций и магматического фактора в их строении и развитии.
ВВЕДЕНИЕ
Феномен кольцевых структур (КС) давно привлекает внимание геологов, геофизиков, геоморфологов, что связано, прежде всего, с важнейшим минерагеническим значением этих образований. По имеющимся данным [Брюханов и др.,1987], эндогенные КС контролируют размещение до 70% известных месторождений рудных полезных ископаемых и многие залежи углеводородов. Специфика этих образований — наличие определенных атрибутов организации геологической среды: радиально-концентрической и конической систем разломов, радиально-концентрической зональности строения и размещения структурно-вещественных комплексов, универсальных (ядерный, ядерно-сателлитный и сателлитный) типов инфраструктуры. По своей природе они представляют собой инъективные дислокации (протрузив-ные, интрузивные, экструзивные, эффузивные, эксплозивные) различного уровня глубинности. Наиболее крупные из КС Земли рассматриваются как проекции глубинных конвективных ячеек [Ежов, 1986], "горячих точек", мантийных диа-пиров, плюмов [Соловьев, 1978; Брюханов и др., 1987; Томсон и др., 1984; Худяков и др., 1988; Сахно, 2002 и др.]. КС — во многом уникальные образования, поскольку в их пределах одновременно реализуются процессы очагового текто- и
морфогенеза, магматического, метаморфического петрогенеза и рудообразования [Гаврилов, 1993]. Помимо понятия КС для описания подобных дислокаций используются термины с различной семантикой (концентрические комплексы, структуры центрального типа — СЦТ, очаговые системы, фрактуры и др.). Различие между ними определяется лишь акцентом на морфологических, структурных или генетических особенностях данных природных объектов.
Необходимой основой решения многих теоретических и практических задач геологии является типизация или классификация СЦТ отдельных регионов и Земли в целом. Любая систематизация, представляя обобщение и упорядочение эмпирических данных, фиксирует уровень изученности тех или иных объектов или предметов исследования на определенный период времени. Важным регионом для исследования КС являются Японские острова, где известны несколько этапов гранитоидного и базитового магматизма, и где в настоящее время активно протекают вулканические процессы. Выявление и реконструкция очаговых систем разного ранга, возраста и глубин заложения позволяет во многом по-другому взглянуть на историю геологического развития этой островной дуги.
19
2*
В Японии традиционно большое внимание уделялось изучению и классификации вулканогенных и вулкано-тектонических КС [Геологическое развитие ..., 1968], данные Н. Ямады, В. На-каи [Yamada, Nakai, 1969], К. Оиды [Oide, 1989], Н. Ямады [Yamada, 2005] и других исследователей. Однако роль более крупных очаговых систем ранга тектоно-магматических поднятий и сводов, сопряженных с орогенным гранитоидным магматизмом, практически не анализировалась. В последние годы доминировали коллизионно-аккре-ционные, террейновые модели тектогенеза Япо-номорского региона (работы Х. Суцуки, Т. Итая [Suzuki, Itaya, 1994], В. Нишимуры [Nishimura, 1998], А.И. Ханчука [Ханчук, 2000] и других исследователей). В этой связи, используя опыт изучения морфотектонического строения орогенных континентальных районов востока Азии [Соловьев, 1978; Томсон и др., 1984; Середин, 1987; Худяков и др., 1988; Гаврилов, 1993 и др.], целесообразно рассмотреть все многообразие существующих в пределах Японских островов очаговых структур и с новых позиций взглянуть на мезозойскую и кайнозойскую геологическую эволюцию региона.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
При выделении КС используется, как правило, комплекс ландшафтных, геоморфологических, геологических признаков, включающий данные об аномалиях геофизического поля и результаты дешифрирования аэрофото и космических снимков [Соловьев, 1978; Брюханов и др., 1987 и др.]. В зависимости от размеров, ранга, возраста выделяемых объектов и степени изученности территории набор используемых признаков и показателей меняется. Постоянным остается лишь радиально-концентрическое размещение элементов инфраструктуры и симметрия природных объектов, описываемая на основе формулы симметрии конуса или пирамиды. Именно наличие радиально концентрической зональности размещения элементов, характеристик и соответствующего типа инфраструктур отличает КС от изометрично-блоковых образований, позволяя говорить об инъективном механизме формирования этих дислокаций. При картографировании кольцевых форм и их систем может наблюдаться несовпадение геоморфологических, геологических и геофизических границ, различия в зональности вещественных, структурных и морфологических признаков. Обычно в качестве главных типов границ рассматривают зоны разрывных нарушений, относя большинство других ограничений к условным. В то же время нужно признать многообразие возможных контуров КС, поскольку существование, выраженность и соотношение морфологических, структурных и веще-
ственных границ зависит от глубины формирования дислокаций, энергетики процесса, стадии образования, свойств окружающей среды, денудационного среза и других причин. Важную роль играет также фактор времени. При эксплозивных процессах возникающие формы характеризуются резко специфическим набором признаков и разрывным типом границ. При формировании длительно живущих региональных КС их обособленность от окружающей геологической среды в связи с явлениями экспансии процессов магматизма, метаморфизма и диссипации энергии выражена не столь наглядно. С энергетических позиций граничные области проявления процессов очагового тектоморфогенеза определяются: исчезновением следов воздействия эндогенных потоков вещества и энергии на окружающую геологическую среду. Это могут быть признаки термического влияния, приноса магматического, гидротермального вещества, пластических деформаций, перемещений масс, механического разрушения пород, образование резких морфологических границ, гипсометрических уступов и др. Проявленные отдельно или в комплексе, эти признаки фиксируют внешнюю граничную область кумулятивного воздействия эндогенных потоков энерго-массопереноса на вмещающиеся геологические тела.
Высокая информативность рельефа и эффективность применения геоморфологической информации для выявления СЦТ подтверждается хорошей корреляцией крупных неровностей земной поверхности с элементами глубинного строения территории, аномалиями гравитационного и магнитного полей [Соловьев, 1978; Ежов, 1986; Брюханов и др., 1987 и др.]. В качестве наиболее важных индикаторов активности недр выступают магматические образования разного уровня генерализации (тела, массивы, комплексы), отражающие интенсивность, длительность и направленность глубинных процессов. Широко используются данные структурно-формационного анализа (материалы о возрасте, мощности, дис-лоцированности осадочных, вулканогенно-оса-дочных комплексов и т. д.), сведения о мощности, строении земной коры и другая информация с последующей оценкой статических, динамических и ретроспективных моделей КС регионального ранга.
При выделении региональных КС Японских островов использовались геоморфологические, геологические и геофизические признаки. Основой для выявления локальных форм служила, прежде всего, геологическая карта Японских островов М 1 : 1000000 [Геологическая карта ..., 1992]. При исследовании территории юга Дальнего Востока были предложены классификации КС, основанные на морфологических, генетических и иерархических признаках [Соловьев, 1982;
Томсон и др., 1984; Гаврилов, 1993 и др.]. Использование сходного комплекса признаков при типизации КС Японских островов позволяет проводить сравнительный анализ очаговых морфо-структур и инъективных дислокаций островной и континентальной суши [Гаврилов, 2009]. Необходимо отметить, что предлагаемая статья во многом лишь намечает подходы к дальнейшему изучению проблемы иерархических систем КС рассматриваемой островной дуги.
ВОПРОСЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
И РАЗВИТИЯ КС ЯПОНСКИХ ОСТРОВОВ
В пределах Японских островов известны 5 основных этапов гранитоидного магматизма (кембрий-силур, карбон, пермь, ранняя юра и ранний мел-плиоцен), каждый из которых сопряжен с эпохой горообразования и конструктивного тек-тогенеза. Средняя продолжительность этапов
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.