ГЕОТЕКТОНИКА, 2012, № 3, с. 70-91
УДК 551.24:551.35:533/534
О МЕХАНИЗМЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУР ЦЕНТРАЛЬНОГО ТИПА ЗАПАДНО-ТИХООКЕАНСКОЙ ЗОНЫ ПЕРЕХОДА КОНТИНЕНТ-ОКЕАН
© 2012 г. Л. А. Изосов*, В. И. Чупрынин**
* Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, 690041 Владивосток,
ул. Балтийская, д. 43
** Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, 690046 Владивосток, ул. Радио, д. 7
Поступила в редакцию 02.08.2010 г.
В статье рассматривается вращательный механизм формирования геологических структур центрального типа различного генезиса, функционирующий в сдвиговых системах Западно-Тихоокеанской зоны перехода континент—океан. Этот механизм объясняет многие вопросы тектономагма-тических процессов и подтверждается данными полевых геолого-геофизических и геоморфологических исследований. В то же время, он не является единственно возможным, учитывая сложность тектонического строения и развития планеты. Приводятся примеры магматогенных структур центрального типа (кольцевых и вихревых), выделенных в Япономорском звене Западно-Тихоокеанской зоны перехода континент—океан. Предложенная геодинамическая модель, по мнению авторов, вписывается в парадигму тектонической расслоенности литосферы Ю.М. Пущаровского.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящей статье рассматривается один из возможных механизмов формирования геологических структур центрального типа в Западно-Тихоокеанской зоне перехода континент—океан. Судя по данным многочисленных исследователей [11, 13, 17, 20-22, 24, 25, 28, 33, 34, 46, 56, 62, 63 и др.], в ней широко распространены структуры центрального типа различного иерархического уровня.
Предлагаемый механизм основывается, главным образом, на результатах анализа тектоники Япономорского звена (ЯЗ) Западно-Тихоокеанской мегаструктуры с привлечением данных морфо-структурных исследований (рис. 1, 2). В ЯЗ существуют практически все типы геотектонических элементов: древние платформы (параплатформы), щиты, покровно-складчатые системы, тектонические швы и вулканические пояса, включающие многочисленные структуры центрального типа [21, 22, 24, 25 и др.].
Цель исследований
Целью исследований является обоснование механизма формирования структур центрального типа различного генезиса в связи с вращательным сдвигом. Именно в результате функционирования этого механизма возникает связь между горизонтальными (главными) и вертикальными (сопутствующими) тектоническими движениями, проявляется мантийный магматизм и - как следствие - формируются рассматриваемые структуры. В предлагаемой модели ведущее значение
придается горизонтальным перемещениям тектонических масс, которые провоцируют в дальнейшем и развитие вертикальных движений.
Проанализированный нами обширный материал, относящийся к происхождению и развитию структур центрального типа, показывает, что в настоящее время геотектоника вышла на новые рубежи: появляются глубинные тектонические и геодинамические модели современного поколения, разрабатываемые в значительной мере с помощью физико-математических методов. К ним относится и предлагаемая нами новая модель возникновения, вращения и движения блоков - как один из возможных вариантов генезиса концентрических структур.
Многочисленные данные указывают на то, что разнообразные литосферные структуры вихревого типа [30], вполне обоснованно выделенные многими исследователями [8, 16, 22, 33, 48 и др.], вероятно, являются важнейшими геотектоническими элементами Земли.
История исследования данной проблемы
Как известно, одним из главных постулатов, предлагаемых Новой глобальной тектоникой, которая выдвигалась в свое время как всеобъемлющая геодинамическая концепция [47], является вывод о делимости литосферы Земли на ряд крупных тектонических плит. Этот вывод, на наш взгляд, сохраняет свое значение и в настоящее время, хотя имеет место малая обоснованность ряда важных структурных и кинематических решений, предлагаемых данной концепцией [39-
Рис. 1. Схема тектонического районирования Япономорского звена Западно-Тихоокеанской зоны перехода континент—океан (по [22], с изменениями): 1 — докембрийские образования: I — архейско-протерозойские — массив Бурея— Цзямусы, в том числе: 1А — Ханкайский блок, II — архейско-раннепротерозойская Сино-Корейская параплатформа, III — среднепротерозойская с блоками архея параплатформа Янцзы, IV — протерозойский массив Хида, V — архейский (?) массив Южный Китаками—Абукума; 2 — области полициклической складчатости с фрагментами салаирских, каледонских, герцинских, индосинийских и яньшаньских структур; 3 — области яньшаньской складчатости, переработанные гималайскими движениями; 4, 5 — образования Япономорской впадины: 4 — кора материкового и субматерикового типа; 5 — миоцен-плиоценовая кора субокеанического типа; 6 — тектонические швы, установленные и предполагаемые: 1 — Арсеньевский, 2 — Северо-Яньцзинский (Чонли—Чэндэ), 3 — Западно-Приморский, 4 — Таньлу—Циндао, 5 — Циркум—Хида; 7 — то же, с надвиговой составляющей; 8 — региональные разломы установленные и предполагаемые; 9 — то же с надвиговой составляющей; 10 — чешуйчато-надвиговые структуры; 11 — сейсмоактивные разломы
41]: например, решение многих вопросов соотношения вертикальных и горизонтальных тектонических движений иногда встречает большие затруднения [26].
Рядом исследователей первичными считаются структуры, связанные с вращением Земли (ротационного типа). Процессы тектонического вращения являются важной составной частью тектонического движения вообще [31], поскольку "...тектоническое течение состоит из трех компонентов — поступательного движения, вращения и деформации элементарных объемов геологической сплошной среды" [12, с. 29]. В частности, выделяются эффекты [38] горизонтального тектонического вращения за счет неравномерного перемещения по сдвигам, ограничивающим
жесткие блоки, и вертикального тектонического вращения, примером которого служат конвективные течения.
И.В. Мелекесцев [33 и др.], развивая идеи Ли Сы-гуана [30] и анализируя гипсометрические, геоморфологические и геологические карты, а также космические снимки, выдвинул вихревую вулканическую гипотезу. Он предположил, что вихревые структуры, отчетливо проявленные в рельефе, отражают глубинные вихри "циклонического" и "антициклонического" типов, развивавшиеся в астеносфере. По причине возникновения таких вихрей в переходных зонах континент—океан образуются глубоководные впадины окраинных морей. Они отделены от океанических плит глубоководными желобами, зонами
Рис. 2. Схема размещения главных морфоструктур центрального типа в Япономорском звене (рельеф — база данных альтиметрии ЕТОРО-1; http://topex.uscd. edu/cgi-bin/get_data.cgi)
субдукции и островными дугами [4], и их заложение также тесно связано со становлением мантийных плюмов и рифтогенезом. Вообще, многие исследователи подчеркивают, что раздвиг лито-сферных плит и формирование океанов вызваны влиянием ротационного движения.
В.П. Уткин [49, 50] рассматривает окраинные моря, горст-аккреционные системы и вулканические пояса западной части Тихого океана как результат функционирования Восточно-Азиатской глобальной левосдвиговой зоны. Этим исследователем впервые было обращено внимание на то, что окраинно-континентальные вулканические пояса в данном регионе формируются в связи со сдвигами. Сходные данные приводятся в [72, 73]: вдоль края Азиатского материка выделяется глобальная разломная система (30 главных сдвигов глубинного типа), которая прослеживается от Южно-Китайского до Охотского моря на расстояние 5000 км при ширине 850—1000 км.
Сдвиговые перемещения в Восточно-Азиатском регионе начались в юре — раннем мелу, и наиболее активно проявились в позднемеловое
время. К завершающему этапу развития зоны (палеоген—неоген), как полагает В.П. Уткин, и приурочено формирование окраинных морей ромбовидной формы, имеющих раздвиговую природу. В частности, Японское море, вероятно, сформировалось в результате подъема плюма и — как следствие — образования в его кровле мощных раздви-гов [3].
Помимо региональных литосферных вихрей, выделяются и глобальные структуры этого типа, обусловленные ротацией Земли и существованием в верхней мантии конвективных потоков, связанных с плотностной дифференциацией вещества [33 и др.]. Следует подчеркнуть, что имеются многочисленные примеры вращательных движений тектонических плит, платформ и других более мелких блоков земной коры в течение разных геологических эпох, затрагивающих практически всю верхнюю мантию [48].
Одной из глобальных вихревых структур является Тихоокеанская депрессия [2, 32, 67, 70]: с середины олигоцена по настоящее время произошло пять перестроек регионального поля тектонических напряжений. При этом движения океанской плиты испытывали систематические повороты по и против часовой стрелки с амплитудами смещения до нескольких сотен километров. Судя по этим данным, Тихоокеанская плита совершает знакопеременное вращение с центром в гавайской "горячей точке".
В настоящее время вихревая гипотеза занимает значительное место в геотектонике и разрабатывается многочисленными исследователями [32, 33, 38 и др.]. По мнению некоторых из них, вихревые процессы играют существенную роль в геодинамике [5, 30, 42, 68 и др.], а сами литосфер-ные вихри по прошествии длительного времени должны оставлять следы в виде кольцевых структур [8].
Возможно, вихревые образования являются ключом к пониманию тектоники Земли и представляют собой основной тип структур, в которых сочетаются горизонтальные и вертикальные движения, и из которых происходят все остальные их разновидности [26]. Кольцевые структуры могут представлять собой конечный этап развития тектонического вихря, когда его ветви ("рукава") присоединились к ядру. Следует подчеркнуть, что это — образования различного генезиса и возраста, имеющие центр симметрии (изометрические, концентрические), которые представляют фундаментальные тектонические элементы земной коры [6].
Кольцевые структуры выявлены давно, но с появлением космических съемок они стали выделяться повсеместно, и в результате появилось такое направление в геологии, как ринг-
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.