научная статья по теме АККРЕЦИЯ ОКЕАНИЧЕСКОЙ КОРЫ В УСЛОВИЯХ КОСОГО СПРЕДИНГА Геология

Текст научной статьи на тему «АККРЕЦИЯ ОКЕАНИЧЕСКОЙ КОРЫ В УСЛОВИЯХ КОСОГО СПРЕДИНГА»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2009, № 2, с. 5-19

УДК 552.3(263)

АККРЕЦИЯ ОКЕАНИЧЕСКОЙ КОРЫ В УСЛОВИЯХ КОСОГО СПРЕДИНГА

© 2009 г. Ä. Ä. Пейве

Геологический институт РАН, 119017, Пыжевский пер, 7 Поступила в редакцию 01.09.2008 г.

Вряд ли нужно доказывать, что сжатие и растяжение в геологических явлениях и структурах неразделимы; они всегда существуют одновременно и взаимосвязаны.."

A.B. Пейве. Тектоника и магматизм // Известия АН СССР. Сер. геол. 1961. С. 36-54.

Рассмотрены особенности строения и история формирования аккреционных структур океанической коры, образуемых в условиях косого спрединга. Показано, что поле напряжений при отклонении ортогонали к простиранию оси срединно-океанического хребта от направления растяжения приводит к формированию в рифтовой долине кулисообразно расположенных впадин и поднятий, разделенных сбросами и сдвигами, ориентированных под некоторым углом к простиранию оси сре-динно-океанического хребта.

Ориентировка спрединговых хребтов определяется начальными этапами раскола и расхождения плит, в то время как внутририфтовые структуры, образуемые в ходе косого спрединга, являются локальными, менее глубинными, и формируются только в тектонически подвижной рифтовой зоне. Как правило, срединно-океанического хребта с косым спредингом не смещены трансформными разломами, а релаксация напряжений происходит в зонах аккомодации без разрыва сплошности внутририфтовых структур.

Структуры косого спрединга могут возникать как в рифтовых зонах, так и в пределах мегаразлом-ных зон. На начальной стадии раскола и расхождения континентальных или океанических плит с увеличенной мощностью коры при появлении компоненты растяжения (наряду со сдвиговой) в ме-гаразломных зонах формируются зародышевые аккреционные структуры. По мере раскрытия (если компонента растяжения увеличивается) происходит образование зон косого спрединга. При этом различные деструктивные и аккреционные структуры (субпараллельные троги растяжения; система впадин и хребтов, ориентированная косо по отношению как к простиранию самой разломной зоны, так и к направлению растяжения; ромбовидные впадины растяжения и др.) могут существовать как одновременно в разных сегментах разломной зоны, так и сменять одна другую во времени. Мегаразломная зона Эндрю Бейн (Южная Атлантика) начала развиваться как зона сдвига, разделяя Африканскую и Антарктическую плиты. В пределах области развития океанической коры в условиях растяжения данная зона трансформировалась в систему сдвигов, разделенных аккреционными структурами. Делается предположение, что мегаразломная зона Де Гир (Северная Атлантика), разделявшая Гренландию и Евразию, на начальной стадии растяжения, сменившего сдвиг, развивалась подобным образом.

Океаническая кора занимает обширные площади поверхности Земли, значительно превышающие площади, занятые континентами. Несмотря на кажущуюся однородность (в сравнении с континентальной корой) она имеет существенные различия в своем строении (вариации мощности, состава, структуры), обусловленные как особенностями предшествующей истории развития Земли, так и локальными вариациями тектоно-магматического режима. На формирование (аккрецию) океанической коры в срединно-океани-ческих хребтах значительное влияние оказывает величина теплового потока, мощность литосфе-

ры, скорость и пространственная ориентировка оси спрединга относительно направления растяжения при расхождении литосферных плит. В различных океанах образование океанической коры протекает неодинаково. Так, для Атлантического океана было характерно последовательное смещение времени начала раскола континентов с образованием океанической коры в северном направлении. При этом процесс проходил дискретно в пределах нескольких секторов [5].

Образование новой океанической коры происходит в рифтовых зонах срединно-океанических

84° с.ш.

82° с.ш.

80° с.ш.

м О н м

я

н о Д К

Я >

78° с.ш.

г? Рис. 1. Схема расположения линейных магнитных аномалий в Северной Атлантике по работе [16].

ю 1 - континенты; 2 - структуры с континентальной корой; 3 - области распространения предположительно утоненной континентальной коры; 4 - ось Срединно-

Атлантического хребта; 5 - разломные зоны; 6,7 - линейные магнитные аномалии (цифры обозначают номера хрон): 6 - установленные, 7 - предполагаемые;

о 8 - направления относительного движения Гренландии и Евразии, начиная с 33 млн. лет. Буквами показаны: XX - хребет Ховгард, ГХ - Гренландский хребет

о

хребет Гаккеля

трог Лена

хребет Моллой

Шпицбергенский разлом

разлом Моллой

74° с.ш.

72° с.ш.

40° з.д.

30° з.д.

20° з.д.

10° з.д.

74° с.ш. 0°

72° с.ш. 10° в.д.

Гренландия

хребет Книповича

I Г/

хребет Мона

■У / //У Ту

76° с.ш.

6° в.д.

2° в.д. 5° 8° в.д.

В

Рис. 2. Структурные схемы участков Срединно-Атлантического хребта с косым спредингом: А - хребет Мона (по данным [13]); Б - Переходная зона между хребтами Мона и Книповича; В - Северная часть хребта Книповича. 1 - борта рифтовой долины; 2 - положение осей локальных впадин в рифтовой долине; 3 - линейные поднятия в рифтовой долине; 4 - оси поднятий на флангах Срединно-Атлантического хребта; 5 - оси впадин на флангах этого хребта; 6 - направления движений плит; 7 - разлом Моллой; 8 - зоны аккомодации напряжений

хребтов, как правило, при направлении спрединга, ориентированном параллельном азимуту расхождения плит, когда ось рифтовой долины ориентирована ортогонально к направлению растяжения (ортогональный спрединг). Это наиболее геодинамически устойчивая конфигурация, способная существовать длительное время в геологической истории. Как видно из морфологии океанических структур Земли, ортогональный спрединг характерен для срединно-океанических хребтов с высокой скоростью спрединга.

В то же время в ряде случаев ортогональ к простиранию оси рифтовой долины ориентирована под некоторым углом к направлению растяжения (косой спрединг). Возникающие при этом поля напряжений приводят к образованию более сложных комплексов структур в формируемой океанической коре. Необходимо отметить, что косая ориентировка встречается во всех типах океанских структур, например, среди разломов различной природы. Как показано в работе [6], среди факторов, порождающих косую ориенти-

ровку разломных нарушений, могут быть глубинные плюмы, особенности полей напряжений при проградации рифтов и другие факторы, в целом отражающие нелинейные геодинамические воздействия на процессы поступательного океанского структурообразования.

В Атлантическом океане косой спрединг не является уникальным явлением. Более половины рифтовых сегментов Срединно-Атлантического хребта севернее 15° с.ш. - это структуры, образованные в условиях косого спрединга при отклонении ортогонали к простиранию формируемого сегмента коры в 10° и более от направления расхождения плит. Особенно сильные расхождения имеют место в Срединно-Атлантическом хребте Северной Атлантики (хребты Мона, Книповича и трог Лена), а также в структурах Южной Атлантики (в области перехода к структурам Индийского океана), Юго-Западно-Индийского хребта. Необходимо отметить, что для обеих этих областей характерна низкая скорость спрединга, эффективная составляющая которой еще более уменьшается за счет распределения поднимающегося мантийного материала, формирующего океаническую кору, на более длинный отрезок хребта, чем при ортогональном спрединге.

ХРЕБЕТ МОНА

Хребет протягивается в Северной Атлантике в северо-восточном направлении от разлома Ян-Майен до хребта Книповича на расстояние более 600 км (рис. 1). Полная скорость спрединга хребта -15-17 мм/год [26]. Мощности коры в центральной части хребта Мона сильно варьирует, составляя в среднем 4 км (максимально - 6 км) [10, 22]. Хребет представляет собой единую структуру, не расчлененную трансформными разломами. Азимут простирания рифтовой долины около 050°. Ее ширина варьирует от 8 до 15 км. Протяженность отдельных сегментов в пределах рифтовой долины составляет первые десятки километров. Достаточно уверенно выделяются линейные магнитные аномалии, параллельные простиранию оси Срединно-Атлантического хребта. В рифтовой долине имеются косо ориентированные (под углом 30° к простиранию оси рифта) линейные поднятия горстового типа, расположенные с интервалом 20-45 км [13] (рис. 2). Они разделены сигмоидальными впадинами шириной 15 км и протяженностью 15-24 км. По мере приближения к бортам рифтовой долины впадины изменяют направление на параллельное бортам. Структуры рифтовой долины разграничены разломами, расположенными косо по отношению к простиранию оси рифтовой долины.

Структурный рисунок хребта Мона, как впрочем, и других крупных структур этого региона, определяется особенностями геодинамики рас-

крытия Северной Атлантики. Морфология осевой зоны хребта Мона отражает характер распределения деформационных напряжений в океанской литосфере на границе Гренландской и Евразийской плит. Как следует из анализа линейных магнитных аномалий и модельных построений движений литосферных плит [16], с 55 по 33 млн. лет азимут смещения Евразии относительно Гренландии был 160°, что более подробно будет рассмотрено ниже. Изменение в направлении перемещения плит на восток-юго-восточное (азимут 110°) произошло 33 млн. лет назад [13, 16]. Начиная с этого времени, спрединг в хребте Мона стал косым (отклонение от ортогонали - 30°) с формированием структур, характерных для косого спрединга.

В хребте Мона в это время зона деформаций была сравнительно узкой, что не привело к формированию трансформных разломов. Была сформирована только система тектонических поднятий и впадин. Данная геодинамическая обстановка была промоделирована [13], и было показано, что рассматриваемая схема распределения напряжений приводит к формированию системы левосторонних сбросо-сдвигов разной ширины, ориентированных под углом 15° к простиранию рифтовой долины (зоне деформаций). По мере увеличения растяжения происходит искривление разломов от линейных к сигмоидаль-ным [13]. Концы сигмоидальных разломов становятся параллельными и соединяются (в особенности вдоль границы зоны деформаций), образуя резкую г

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.

Показать целиком