Глава 10 мегарельеф геосинклинальных областей (переходных зон)

Термин "геосинклинальные области" был введен в науку Д.А. Ар­хангельским. В последнее время в геоморфологической литературе широко применяется, как синоним этого понятия, термин "пере­ходная зона". Смысл последнего термина двузначный: во-первых, в нем содержится указание на то, что речь идет об областях, лежа­щих между материками и океанами; во-вторых, такое наименова­ние подразумевает, что здесь в процессе исторического развития структуры земной коры происходит переход одного типа земной коры в другой.

Под современными переходными или геосинклинальными областями понимаются области современного горообразования, протекающего на стыке материков и океанов. Наиболее ярко переходная зона выражена на окраинах Тихого океана. Две переходные области имеются в краевых частях Атлантики — это области Карибского моря и Южно-Антильской котловины. Одна из переходных облас­тей — Индонезийская — расположена частично на окраине Тихо­го, частично на окраине Индийского океанов. Реликты обширной геосинклинальной области обнаружены также в западной части Альпийско-Гималайского пояса горообразования, протягиваю­щегося от Канарских островов до пересечения с Индонезийской переходной областью. Эта переходная зона формировалась в пре­делах ныне не существующего океана Тетис, некогда отделявшего Африку и Индостан от Евроазиатской платформы. Реликтом этого океана является современное Средиземное море.

Мегарельеф переходных зон сложен и своеобразен. В наиболее типичном выражении он представлен следующими основными элементами: 1) котловина окраинного глубокого моря', 2) островная дуга; 3) глубоководный желоб.

Островной дугой называют подводный хребет с отдельными возвышающимися над водой вершинами — островами, отделяю­щий котловину окраинного моря со стороны океана от глубоко­водного желоба — узкой замкнутой депрессии, расположенной на границе переходной зоны и ложа океана. Яркими примерами та­кого рода сочетаний являются: южная котловина Охотского моря— Курильская островная дуга—Курило-Камчатский желоб; Японское море—Японские острова—Японский глубоководный желоб и др. (рис. 29).

Котловины окраинных морей, как правило, глубиной 2—3,5 км, а иногда более 4 км. Высоты горных вершин некоторых остров­ных дуг достигают 4,5 км. Глубина самых крупных глубоководных желобов изменяется от 8 до 10 км, а Марианский желоб — даже 11 км. Таким образом, переходная зона — это зона поверхности Земли, характеризующаяся максимальным вертикальным расчле­нением рельефа, что свидетельствует о максимальной интенсив­ности и контрастности тектонических движений земной коры в пределах этой зоны. Все геосинклинальные области одновремен­но являются поясами высокой степени сейсмичности. Большая часть катастрофических и разрушительных землетрясений проис­ходит именно в этих областях.

Отмечается определенная закономерность в распределении глубинных очагов землетрясений. Поверхностные землетрясения

Рис. 29. Переходная зона на северо­западной окраине Тихого океана: / — шельф; 2 — материковый склон; 3 — донные равнины котловин глубоко­водных морей; 4 — возвышенности в котловинах; 5 — островные дуги; 6 — глубоководные желоба; 7 — ложе океана

(или коровые) с глубиной зале­гания очагов (фокусов) от не­скольких километров до 60 км располагаются под днищами глубоководных желобов. Более глубокие, так называемые сред-нефокусные землетрясения, име­ют центры под островными дугами и частично под котло­винами окраинных морей. На­конец, глубокофокусные земле­трясения, очаги которых лежат на глубине 300—700 км, имеют свои центры под котловинами окраинных морей или даже под прилегающей сушей. Таким об­разом, все очаги землетрясений в переходных зонах оказывают­ся приуроченными к некото­рым наклоненным в сторону материков зонам весьма неус­тойчивого состояния не толь­ко земной коры, но и мантии Земли (рис. 30). Они получили наименование зон Беньофа— Заварицкого и с точки зрения концепции тектоники литосферных плит рассматриваются как зоны субдукции — поддвигания литосферных плит океанической коры вместе с породами мантии под края других плит по сверхглу­бинным разломам.

Переходные зоны — зоны современного вулканизма. Характерная особенность вулканизма переходных областей — преимуществен­но андезитовый и базальтовый или (реже) липаритовый состав продуктов извержения. Такая особенность наиболее свойственна современному вулканизму зрелых переходных областей, т.е. тех, которые пережили весьма длительную историю развития. В более

Переходная зона

• • •

Верхняя

Ложе океана

• • •

-200

• • •

-300 км

Рис. 30. Зона Беньофа—Заварицкого. Точки — очаги землетрясений

древних продуктах извержения вулканов переходных зон господ­ствуют базальты, присутствуют также ультраосновные породы. В наиболее молодых геосинклинальных областях, только еще фор­мирующихся, вулканизм характеризуется главным образом базаль­товым составом выбрасываемого материала (острова Тонга и др.).

Морфология глубоководных желобов. Глубоководные желоба представляют собой узкие депрессии — прогибы в земной коре, с ха­рактерной для них в плане дугообразной формой. В настоящее время известно 35 глубоководных желобов, из них 28 находится в Тихом океане. Глубина пяти желобов достигает 10 тыс. м, из них глуби­на Марианского превышает 11 тыс. м. Поперечный профиль глубо­ководного желоба имеет V-образную форму, но там есть хотя бы узкая полоска плоского дна. На примере детально изученного Ку­рило-Камчатского желоба видно, что крутизна склонов желоба нарастает по мере приближения к его днищу: в верхней части склона она составляет 5—6°, а в нижней — 25°. Склоны ступенчаты и изборождены подводными каньонами. Нередко склоны желобов резко асимметричны. Так, у Курило-Камчатского и желоба Тонга западные склоны более высокие и крутые.

Некоторые желоба выделяются сравнительно малой глубиной. Например, Яванский и Банда не превышают 7500 м, Центрально­американский, Витязя, Западно-Меланезийский и Новогвинейский — 7000 м, Хикуранга, Тиморский и Кай — даже меньше 4000 м. Во всех этих желобах отмечаются уменьшение крутизны склонов и возрастание мощности осадочного слоя на дне желоба. Следова­тельно, меньшие глубины в желобах в значительной мере опреде­ляются накоплением в них мощного осадочного слоя.

Изучение силы тяжести в районе желобов показало, что им свойственны большие отрицательные гравитационные аномалии. Глубокий прогиб и частичное заполнение желобов рыхлыми осад­ками, более легкими по сравнению с кристаллическими породами земной коры, создают эффект дефицита массы и как следствие — отрицательную аномалию силы тяжести.

Характерными геофизическими особенностями глубоководных желобов являются также низкие значения теплового потока, т.е. количества тепла, поступающего из недр Земли к его поверхности. К глубоководным желобам приурочено большое число эпицентров неглубоких, но разрушительных землетрясений.

Морфология островных дуг. Островные дуги представляют со­бой огромные хребты, или Кордильеры, обычно протягивающиеся вдоль внутренней стороны глубоководного желоба. Глубинная структура островной дуги — вал базальтовой коры, на который как бы насажен слой вулканических и осадочных пород, а в случае зрелой стадии островной дуги — гранитный слой. Для островных дуг характерен современный вулканизм центрального типа, много­численные вулканы с андезитовым или липаритовым составом лав.

Расположение вулканов на островных дугах подчинено опре­деленным закономерностям. Островные дуги обычно разбиты глубокими разломами с поперечным или близким к поперечному простиранием. Именно на пересечениях оси островных дуг с эти­ми разломами и располагаются крупнейшие действующие вулка­ны. Нередко разломы выражены в рельефе морского дна в виде глубоких проливов (проливы Фриза, Буссоль в Курильской дуге).

В ряде случаев островные дуги бывают двойными, в которых различаются внутренняя и внешняя дуги, параллельные друг другу, разделенные межгрядовой депрессией. Так, внутренняя гряда Ку­рильской дуги соответствует собственно Курильским островам и их подводному основанию. Внешняя представляет собой подвод­ный хр. Витязя и только на самом юге здесь имеются Малые Ку­рильские острова. Обе гряды продолжаются на суше на п-ове Камчатка.

На примере Камчатки видно, что на определенной стадии раз­вития островные дуги могут слиться друг с другом, образовав единый массив суши. Японские острова, например, представляют собой крупный массив суши, образовавшийся в результате слияния нескольких островных дуг разного возраста. Типичным примером островного массива является также о. Куба, образовавшийся в ре­зультате слияния трех разновозрастных островных дуг.

Молодой островной дугой являются Малые Антильские острова, которые, как и Курильская островная дуга, образуют две гряды — внутреннюю и внешнюю. Малоантильская дуга сочленяется с ле­жащим к северу и северо-востоку от нее глубоководным желобом Пуэрто-Рико, к которому приурочена максимальная глубина Ат­лантического океана.

Добавим, что островным дугам присущи высокие значения теплового потока, небольшие положительные аномалии силы тя­жести. Большинство островных дуг находится в зоне 9-балльных землетрясений. Для них характерны также резко дифференциро­ванные тектонические движения земной коры, характеризующиеся большими скоростями.

Морфология котловин окраинных морей. Котловины окраинных морей, располагающиеся обычно между материком и островными дугами, характеризуются более или менее изометричными очер­таниями, четко выраженными материковым склоном и довольно крутым противоположным бортом, образованным подводным склоном островной дуги. Во многих котловинах дно плоское или волнистое, нередки также котловины со значительными подвод­ными горами и поднятиями. Так, на дне Японского моря нахо­дится подводная возвышенность Ямато с относительной высотой до 2000 м. Некоторые очень крупные морские бассейны, такие, как Карибское море, состоят из нескольких котловин, разделен­ных подводными хребтами. Максимальные глубины таких морей колеблются от 2—3 до 4, реже до 5—5,5 км.

Отмечается определенная закономерная связь между глубинами котловин и мощностью залегающих на их дне отложений: обыч­но, чем глубже море, тем меньше мощность осадков. В Охотском море при глубине до 3,5 км мощность осадочного слоя 5 км, а в Беринговом море глубиной 4 км мощность осадков лишь 2,5 км.

Характерной особенностью строения земной коры под котлови­нами является отсутствие гранитного слоя. Лишь в редких случаях он появляется под крупными подводными поднятиями, например под возвышенностью Ямато в Японском море. Все котловины окраинных морей отличаются большими положительными ано­малиями силы тяжести, пониженным значением теплового потока и значительной сейсмичностью. К областям окраинных котловин обычно приурочены эпицентры среднефокусных и глубокофокус­ных землетрясений.

Некоторые поднятия в котловинах окраинных морей пред­ставляют собой непосредственные продолжения складчатых гор­ных сооружений прилегающей суши. Иногда здесь встречаются подводные вулканы, вулканические хребты и острова (хр. Богорова в Японском море).

Морфологические типы зон перехода от океана к материкам весьма разнообразны. Одни из них имеют наиболее типичный облик, в них представлены и котловина окраинного моря, и ост-

ровная дуга, и глубоководный желоб. В других имеется лишь глу­боководный желоб, который непосредственно примыкает к под­ножию молодого горного сооружения краевой зоны континента, как это видно у побережий Центральной и Южной Америки. Третьи характеризуются сложным сочетанием нескольких остров­ных дуг, желобов и котловин. Есть и такие переходные области, в которых сохранились лишь реликты свойственных для них мор­фологических элементов. Различные типы переходных зон изобра­жены на рис. 31.