- •Хаин Виктор Ефимович, ломизе Михаил Григорьевич Геотектоника с основами геодинамики
- •От себя:
- •Оглавление
- •Часть I вводная глава 1 предмет, методы и основные этапы развития геотектоники
- •1.1. Предмет геотектоники и ее подразделения
- •1.2. Методы геотектоники
- •1.3. Основные этапы развития геотектоники
- •Глава 2 общие представления о тектоносфере
- •2.1. Источники сведений о составе и строении тектоносферы
- •2.2. Общие представления о составе и строении тектоносферы
- •Глава 3 концепция тектоники литосферных плит
- •Часть II современные тектонические процессы глава 4 современные тектонические движения, методы и результаты их изучения
- •4.1. Методы изучения вертикальных движений
- •4.2. Методы изучения горизонтальных движений
- •4.3. Изучение современного напряженного состояния земной коры и литосферы
- •Глава 5 рифтогенез
- •5.1. Глобальная система рифтовых зон
- •5.2. Континентальный рифтогенез
- •5.3. Океанский рифтогенез (спрединг)
- •5.4. Активный и пассивный рифтогенез
- •Глава 6 субдукция, обдукция и коллизия (тектонические процессы на конвергентных границах литосферных плит)
- •6.1. Субдукция: ее проявление, режимы и геологические последствия
- •6.1.1. Выражение зон субдукции в рельефе
- •6.1.2. Тектоническое положение и основные типы зон субдукции
- •6.1.3. Геофизическое выражение зон субдукции
- •6.1.4. Зоны Беньофа
- •6.1.5. Геологическое выражение зон субдукции
- •6.1.6. Кинематика субдукции
- •6.1.7. Тектонические режимы субдукции
- •6.1.8. Сегментация зон субдукции
- •6.2. Обдукция
- •6.3. Коллизия
- •Глава 7 внутриплитные тектонические процессы
- •7.1. Современные проявления внутриплитной тектонической и магматической активности
- •7.2. Основные типы внутриплитных дислокаций
- •7.3. Кольцевые структуры и их природа
- •Часть III строение и развитие главных структурных единиц литосферы глава 8 главные структурные единицы литосферы
- •Глава 9 методы изучения тектонических движений и деформаций геологического прошлого (палеотектоническии и неотектоническии анализы)
- •9.1. Анализ фаций и мощностей. Объемный метод
- •9.2. Анализ формаций. Литодинамические комплексы
- •9.3. Анализ перерывов и несогласий
- •9.4. Палеомагнитные методы
- •9.5. Структурно-геоморфологические методы (неотектонический анализ)
- •Глава 10 внутренние области океанов
- •10.1. Срединно-океанские хребты
- •10.2. Трансформные разломы
- •10.3. Абиссальные равнины
- •10.4. Внутриплитные возвышенности и хребты
- •10.5. Микроконтиненты
- •10.6. Возраст и происхождение океанов
- •Глава 11 области перехода континент/океан
- •11.1. Строение и развитие пассивных окраин
- •11.2. Активные окраины и их развитие
- •11.3. Трансформные окраины
- •Глава 12 складчатые пояса континентов
- •12.1. Общая характеристика складчатых поясов
- •12.2. Внутреннее строение складчатых поясов
- •12.3. Развитие складчатых поясов
- •Глава 13 континентальные платформы
- •13.1. Общая характеристика
- •13.2. Внутреннее строение фундамента древних платформ
- •3.3. Структурные элементы поверхности фундамента и осадочного чехла платформ
- •13.4. Стадии развития платформ
- •13.5. Осадочные формации плитного чехла и эволюция структурного плана платформ
- •13.6. Платформенный магматизм
- •Глава 14 области внутриконтинентального орогенеза
- •14.1. Общая характеристика
- •14.2. Магматизм внутриконтинентальных орогенов
- •14.3. Внутриконтинентальный орогенез — распределение во времени
- •Часть IV общие вопросы формирования и эволюции структуры земной коры глава 15 коровые складчато-разрывные дислокации: их происхождение и развитие
- •15.1. Кинематические и динамические условия образования складок
- •5.2. Геологические условия образования складок
- •15.2.1. Эндогенная складчатость
- •5.2.2. Экзогенная складчатость
- •15.3. Коровые разрывы
- •15.4. Тектонические покровы (шарьяжи)
- •15.5. Развитие тектонических деформаций во времени
- •Глава 16 принципы тектонического районирования и тектонические карты
- •16.1. Этапы развития тектонической картографии
- •16.2. Тектонические карты, задачи и методы их составления
- •16.3. Специальные тектонические карты
- •Глава 17 основные этапы и общие закономерности развития земной коры
- •17.1. Основные этапы развития земной коры.
- •17.2. Основные закономерности эволюции Земли и земной коры
- •Глава 18 основные источники энергии и глубинные механизмы тектонических процессов
- •18.1. Источники энергии глубинных геологических процессов
- •18.2. Реологические свойства коры и мантии, литосферы и астеносферы
- •18.3. Конвекция в мантии Земли
- •18.4. Современные представления о механизме тектонических движений и деформаций
- •Заключение
12.3. Развитие складчатых поясов
Во второй половине XIX столетия возникло представление о том, что складчатые системы закономерно зарождаются в пределах и в результате эволюции линейных зон интенсивного погружения и осадконакопления, получивших название геосинклиналей. Во второй половине XX столетия, включая 50-е годы, в рамках учения о геосинклиналях была разработана довольно стройная концепция стадийного их развития по пути превращения морского бассейна в складчатое сооружение — ороген.
Было выделено два этапа этой эволюции — собственно геосинклинальный, с преобладанием погружений, морского режима и мощного осадконакопления, и орогенный, с преобладанием поднятия и горообразования. В каждом из этих этапов стали различать две стадии в геосинклинальном этапе первая, раннегеосинклинальная стадия характеризовалась заложением морского бассейна, накоплением относительно глубоководных осадков, подводным основным вулканизмом (диабазы, спилиты, кератофиры), получившим от Г. Штилле название инициального и в общем отвечавшим верхней эффузивной части офиолитовых комплексов, в то время как нижняя его часть, представленная габброидами и гипербазитами, рассматривалась как интрузивная и более поздняя. Вторая, позднегеосинклинальная, стадия знаменовалась расчленением геосинклинального бассейна на частные прогибы и поднятия, накоплением флишевых и карбонатных толщ, подводным, отчасти наземным вулканизмом среднего—кислого состава, названным Г. Штилле субсеквентным и в целом соответствующим в современном понимании островодужному.
В орогенном этапе также различались две стадии — раннеорогенная, проявленная началом воздымания орогена, объединяющего прежние частные поднятия (островные дуги в современном смысле), отложением морских моласс в передовых и тыльных прогибах, гранитоидным плутонизмом, субаэральным средним и кислым вулканизмом, региональным метаморфизмом, и позднеорогенная стадия с усилением воздымания орогенов, сменой нижних морских моласс верхними, континентальными и грубообломочными, базальтоидным вулканизмом — финальным, по Г. Штилле
В свете последующих открытий, главным образом в области морской геологии, в этих представлениях обнаружились серьезные недостатки. Прежде всего они были основаны, особенно в интерпретации В.В. Белоусова, на фиксистских принципах, на отрицании какой-либо роли горизонтальных напряжений и движений растяжения и сжатия. В них не дается правильного определение характера геосинклинальных бассейнов на начальной стадии их развития вследствие неправильной интерпретации природы офиолитовых комплексов, неучета их тождества с корой океанского типа. Истолкование природы осадочных комплексов также не учитывает данных об их современных аналогах. Неприменение метода актуализма к интерпретации эволюции геосинклиналей — один из главных недостатков геосинклинальной концепции. Другим её серьезным методологическим недостатком является излишний детерминизм: в ней предполагается, что развитие подвижных поясов происходит по достаточно стройной схеме и в общем однообразно
Когда к концу 60-х годов выяснилось, что офиолиты — не чти иное, как древняя океанская литосфера, представление о стадийности геосинклинального процесса претерпело определенную трансформацию, в частности в трудах сотрудников Геологического института АН СССР во главе с А.В. Пейве. Был сделан правильный вывод о том, что главным итогом развития подвижных геосинклинальных поясов является новообразование континентальной коры за счет океанской. Соответственно, раннегеосинклинальная стадия стала рассматриваться как океанская, позднегеосинклинальная — как островодужная, а с началом орогенного этапа стало связываться становление новой континентальной коры.
С появлением тектоники плит истолкование истории складчатых поясов получило принципиально новую, последовательно мобилистскую и актуалистическую основу. Дж.Т. Вилсон в 1968 г предложил схему стадийности в развитии океанских бассейнов и течение цикла, позднее получившего в его честь название «цикла Вилсона». Она включает шесть стадий: 1) континентального рифтогенеза; современный пример — Восточно-Африканская рифтовая система; 2) ранняя; примеры — Красное море, Аденский залив; 3) зрелая; пример — Атлантический океан; 4) угасания; пример — эападная часть Тихого океана; 5) заключительная; пример — Средиземное море; 6) реликтовая (геосутура); пример — линия Инда в Гималаях. Для каждой стадии характерен определенный тип движений (поднятие, растяжение, сжатие, снова поднятие), тип осадков и магматитов.
Дальнейшее развитие этих взглядов применительно к отдельным складчатым поясам и системам показало, что их развитие портекает сугубо индивидуально, весьма различными путями. Так, турецкий геолог Дж. Шенгёр недавно выделил 20 типов орогенов по условиям и истории их развития. Однако такое разнообразие не исключает проявления общих для эволюции всех орогнов тенденций и закономерностей. Общим является прежде всего начальное и конечное состояния: глубоководный бассейн с тонкой корой океанского типа превращается в конце концов в складчатое, точнее складчато-покровное горное сооружение — ороген с мощной, до 60—70 км, зрелой континентальной корой. Обстановка преобладающего растяжения и опускания сменяется в конце цикла обстановкой преобладающего сжатия и поднятия. азнообразие проявляется в различии условий заложения бассейнов океанского типа, условий формирования орогенов и особенно, как мы видим ниже, на средних стадиях развития подвижных поясов, когда в них наблюдается наиболее широкий спектр структурных элементов и их геодинамических соотношений. Поэтому интерпретация геодинамических обстановок этих стадий представляет наибольшие трудности и вызывает наибольшие разногласия среди исследователей. Рассмотрим все это подробнее.
Заложение подвижных (геосинклинальных в прежней терминологии) поясов. Выше уже говорилось о том, что существует два главных типа позднепротерозойских и фанерозойских подвижных поясов — межконтинентальные и окраинно-континентальные. Межконтинентальные пояса, к которым относятся Северо-Атлантический, Урало-Охотский, Средиземноморский и Арктический, заложены на зрелой континентальной коре среднепротерозойской Пангеи I в процессе ее рифтогенной деструкции. Они прошли в своем нормальном развитии две первые стадии цикла Вилсона — стадию континентального рифтогенеза африканского типа в рифее и стадию межконтинентального рифтогенеза красноморского типа в конце рифея — начале палеозоя. В первую стадию накапливались обломочные толщи озерно-аллювиального происхождения н излились бимодальные вулканиты — базальты, риолиты, щелочные разности. Во вторую стадию появляются эвапориты, затем морские терригенные и карбонатные осадки, а вулканиты принадлежит семейству толеитов. Начинается спрединг, но морской бассейн имеет еще ограниченную ширину — до 100 км или немногим более. Окраинно-континентальные подвижные пояса зародились на периферии Пангеи I, на ее границе с Панталассой. Их заложение могло протекать несколько по-разному, по крайней мере в трех основных вариантах. Один из этих вариантов тождествен описанному выше для межконтинентальных поясов и заключается в рифтогенезе с откалыванием от основного континентального массива глыб в несколько сотен километров в поперечнике, превращающихся в микроконтиненты — «бордерленды», в то время как между ними раскрывается глубоководный бассейн япономорского типа. Соответственно континентальные осадки сменяются морскими терригенными и терригенно-карбонатными толщами, а бимодальные вулканиты — толеитовыми базальтами.
Другая модель заложения окраинно-континентальных подвижных поясов заключается в новообразовании в океане, обычно на не очень большом (сотни километров) расстоянии от континента, энсиматической вулканической дуги типа Алеутской или Марианской, обычно вдоль трансформного разлома. В дальнейшем эта дуга может испытать расщепление с образованием остаточной дуги ближе к континенту и междугового бассейна, причем подобный процесс может неоднократно повторяться. Иллюстрацией этого варианта может служить район Филиппинского моря на западе Тихого океана. С появлением островной дуги по ее периферии вместо глубоководных илов начинают накапливаться граувакки, флиш, пирокластические осадки. Противоположный, континентальный, край бассейна чаще всего носит характер пассивной окраины с отложением шельфовых обломочных и карбонатных осадков.
В третьем варианте на краю континента закладывается зона субдукции и подвижный пояс начинает развиваться по андскому типу. Над зоной субдукции возникает энсиалическая вулканическая дуга, а в ее тылу окраинное море на сиалическом или симатическом, в случае проявления рифтогенеза, основании. В висячем крыле зоны субдукции начинает формироваться аккреционный клин, в энсиалическом окраинном море накапливаются мелководные, а в энсиматическом более глубоководные осадки.
Начальная стадия развития подвижных поясов. В схеме Вилсона эта стадия называется зрелой, и характерной для нее считается обстановка океана атлантического типа, т.е. довольно широкого спредингового бассейна, обе окраины которого относятся к пассивному типу. В действительности это не обязательно и свойственно лишь межконтинентальным поясам, да и то не всем, ибо в окраинно-континентальных поясах пассивной является лишь окраина собственно континента; противоположная, принадлежащая микроконтиненту или вулканической дуге, чаще всего бывает с самого начала активной.
На пассивной окраине на данной стадии формируется мощный обломочный клин, сложенный темноцветной сланцевой (в дистальной части с основными магматитами — диабазами, спилитами) и/или флишевой формациями. Таким огромным обломочным клином является верхоянский комплекс нижнего карбона — средней юры Верхояно-Колымской области, нижне- и среднеюрская сланцевая формация Большого Кавказа, меловая и нижнепалеогеновая формация Карпат и др. Мощность этих отложений измеряется многими (иногда более десяти) километрами.
В аридном климате существенная роль в сложении осадочной призмы пассивной окраины подвижного пояса принадлежит карбонатам, причем на внешнем краю шельфа нередко протягиваются баьерные рифы, а в их тылу накапливаются лагунные красноцветы, местами с солями. Такова, например, верхняя юра Большого Кавказа. На континентальном склоне и его подножии рифовые известняки сменяются карбонатным флишем с известковыми контуритами.
Зрелая стадия развития подвижных поясов. Эта стадия харакизуется максимальным усложнением геодинамической обстановки, которая может быть очень разнообразной, но в целом практически для большинства поясов близкой к западно-тихоокеанскому типу. В океанском бассейне на этой стадии может функционировать несколько осей спрединга (обычно возникающих разновременно), существовать несколько островных дуг, энсиматических и энсиалических, со своими зонами субдукции, глубоководными желобами над ними, преддуговыми, задуговыми и междуговыми прогибами, а также микроконтинентами. Соответственно наблюдается небольшое разнообразие типов осадков, среди которых наиболее характерны флиш и рифовые известняки.
В отличие от флиша континентальных склонов и подножий ранней стадии, песчаники которого обычно являются кварцевыми (счет сноса обломочного материала с платформ), этот флиш по составу граувакковый или туфогенный, поскольку имеет островордужное происхождение. Рифовые известняки могут венчать отмирающие островные дуги, внутриокеанские хребты типа современного Императорского в Тихом океане, и поднятия — плато типа поднятия Шатского, а также отдельные гийоты. Вулканиты в островных дугах эволюционируют от толеитов до шошонитов, но преобладают породы известково-щелочной ассоциации. Появляются малые, частично субвулканические интрузии кварцевых диоритов, гранитоидов, внедренные в основание вулканических дуг.
Континентальные окраины подвижных поясов могут на данной стадии принадлежать разным типам — атлантическому, западнохоокеанскому, андскому. Так, северная окраина Средиземноморого пояса — океана Тетис в мезозое принадлежала к западно-тихоокеанскому или андскому типу, а южная окраина оставалась пассивной, атлантического типа. При этом надо иметь в виду, что океанские окраины западно-тихоокеанского типа включают в качестве своего наиболее внутреннего элемента пассивные континенльные окраины типа современных шельфов Восточно- и Южно-Китайских морей. В процессе дальнейшего развития на них начинают надвигаться островные дуги, микроконтиненты или другие террейны, но это уже означает переход к орогенной стадии эволюции подвижных поясов.
Орогенная стадия развития подвижных поясов. Наступление этой стадии знаменуется окончанием спрединга, завершением поглощения океанской коры в зонах субдукции и установлением обстановки господства сжатия. Но эти условия не охватывают cpазу весь подвижный пояс, а обычно сначала его периферические или напротив, внутренние системы. В этих зонах происходит столкновение островных дуг или микроконтинентов друг с другом и в конечном счете с окраиной континента и в результате осадочные и вулканогенные толщи, слагающие их склоны, подвергаются интенсивным складчато-надвиговым деформациям с общим смещением в сторону континента. Большой Кавказ потому и представляет исключение в этом смысле, что он образовался в результате поддвига Закавказского микроконтинента под континент Евразии.
Р
ис.
12.9. Формирование складчатых зон
юго-западной Японии в результате
последовательного столкновения активной
континентальной окраины с микроконтинентами
Хонсю (на рубеже перми и триаса) и
Куросегава (в конце юры — начале мела).
По М. Фору, Ж. Шарве и др., 1987:
1 —
континентальная кора; 2 — океанская
кора; 3 — литосферная мантия; 4 — осадки;
5 — гранитоидные плутоны
Р
ис
12.10. Палинспастические профили через
Южный Урал в палеозое (в современных
координатах запад слева), по В.Н. Пучкову,
1993.
Континенты: ВЕК — Восточно-Европейский
(с силура — ЕАК, Еврамерийский), ККК —
Казахстано-Киргизский. Тектонические
зоны: С — Сакмарская, М — Магнитогорская
(И — Ирендыкская островная дуга в ее
пределах), ВМ — Восточно-Мугоджарская
Д — Денисовская, ВВ — Восточная
вулканогенная. Мегазоны: ЗУ — Зауральская,
ВУ — ВосточноУральская. ПУ — Предуральский
краевой прогиб. 1—3 — земная кора:
континентальная (1), переходного типа
(2), океанская (3); 4 — аккреционные призмы;
5 — осадочные комплексы; 6 — мантия; 7—8
— направление движения: литосферных
плит и материала мантии (7), тектонических
покровов (8); 9 — главные сутуры; 10 —
вулканические дуги
Р
ис
12.11. Аккреция континентальной окраины
в Новой Гвинее, столкновение с
Новобританской островной дугой. По Б.
Берчфилу (1981), с изменениями.
НГ —
Новая Гвинея; островные дуги: Новобританская
(НБ) и Соломонова (СД); моря: Арафурское
(А), Бисмарка (Б), Соломоново (См); I — линия
профиля. 1—4 — зона аккреции:
позднекайнозойские (1) и доэоценовые
(2) островодужные вулканиты, офиолиты
(3), осадочные толщи (4); 5 — комплексы
континентальной платформы; 6— то же под
морем, а также верхи осадочного чехла
на северной окраине; 7 — складчатость;
8 — современные зоны субдукции; 9 —
надвиги; 10 — современный островодужный
вулканизм
Рис.
12.12. Семаильский офиолитовый аллохтон
(С) в Горном Омане, надвинутый на край
Аравийской платформы. Внизу справа —
датировки осадочных формаций, офиолитов
и базальных метаморфитов, определяющие
время обдукции, которая сопровождалась
телескопированием формаций континентального
склона в подстилающем офиолиты аллохтонном
комплексе Хавасина (X). По Б. Рейнгарту
(1969), А. Робертсону (1987), с изменениями,
1 — офиолитовый аллохтон (на карте)
и надвиги; 2 — серпентинизированные
перидотиты; 3 — габброиды; 4 — комплекс
параллельных даек (долериты); подушечные
базальты; 6 — аллохтонный комплекс
Хавасина (формации континентального
склона и его подножия); 7 — блоки
известняков; 8 — трансгрессивная серия
неоавтохтона
Рис.
12.13. Главные шовные зоны складчатой
области Тянь-Шаня, их деформация и
взаимодействие (по М.Г. Ломизе, 1993):
1
— каледонская Киргизско-Терскейская
офиолитовая сутура; 2 — герцинская
Алай-Кокшальская офиолитовая сутура;
3 — альпийские разломы (в том числе
подновленные позднегерцинские разломы);
4—6 — главные континентальные единицы:
Северо-Тяньшаньская (4), Срединно-Тяньшаньская
(5) и Южно-Тяньшаньская (6)
Подобные эпизоды частичной коллизии, предшествующие общему и окончательному замыканию подвижного пояса, обычно отвечают заключительным эпохам одного из циклов Бертрана или одной из крупных эпох диастрофизма в пределах этих циклов. Иногда, как отмечалось выше, отдельные сегменты пояса могут испытывать полное замыкание, как это произошло с западной частью Средиземноморского пояса в конце палеозоя и, возможно в конце протерозоя.
Для большей части Средиземноморского пояса и для восточной части Урало-Охотского пояса было характерно последова тельное откалывание микроконтинентов от их южных пассивных окраин путем спрединга с последующей коллизией этих микроконтинентов с северной континентальной окраиной пояса. Это и явилось причиной проявления в первом из названных поясов ранне- и позднекиммерийских эпох диастрофизма, а во втором — байкальской, салаирской, каледонской с закономерным смещением зон проявления этого диастрофизма с севера на юг.
Нечто подобное происходило и в Ниппонском сегменте Западно-Тихоокеанского пояса. Здесь, на юго-западе современной Японии, с северо-запада на юго-восток, т.е. в направлении современного океана, друг друга сменяют зоны позднегерцинской (конец перми — начало триаса), позднекиммерийской (конец юры — начало мела) и альпийской (предсреднемиоценовой) складчатости. Деформациям всякий раз подвергалось выполнение окраинных морей с корой океанского типа в результате столкновения очередного микроконтинента (Хонсю, Куросегава, Куросио) с окраиной континента, наращенной зоной предшествующей складчатости (рис. 12.9).
Аналогичный процесс представляет надвигание на край континента вулканических и невулканических островных дуг. Так, завершающий этап развития Уральской системы состоял в последовательном надвигании на окраину Восточно-Европейского континента начиная с середины девона все более восточных островных дуг, пока, наконец, в середине карбона не произошло столкновение со всей этой системой Казахского микроконтинента, т.е. межконтинентальная коллизия (рис. 12.10).
Следует отметить, что в тылу сталкивающихся с окраиной континента микроконтинентов или вулканических дуг может проявляться вторичный спрединг и могут возникать новые бассейны типа окраинных морей. Именно так происходило в упоминавшемся выше случае юго-западной Японии и во многих других.
В окраинно-континентальных поясах на данной стадии происходит наращивание (аккреция) края континента примыкающими к нему разнородными террейнами. На таком фундаменте нередко образуются краевые вулканоплутонические пояса андского типа. Мощный и протяженный пояс подобного типа образовался вдоль восточной окраины Азиатского материка в среднем и позднем мелу вдоль западной окраины Северной и Южной Америки с конца юры.
Процессы регионального сжатия, вызванные столкновением микроконтинентов, островных дуг или других «террейнов» с континентальными окраинами, обычно сопровождаются развитием шарьяжей, состоящих из пород промежуточных бассейнов или из пород самих этих террейнов (рис. 12.11). Так образуются, в частности, флишевые, офиолитовые, метаморфитовые тектонические покровы. Перед фронтом таких покровов за счет их разрушения часто формируются олистостромы, нередко включающие в качестве своих элементов глыбы — олистолиты пород этих покровов, иногда огромных размеров (сотни, тысячи кубических километров), заключенные в глинистом матриксе — осадке бассейнов, куда под действием силы тяжести спускались эти покровы. В дальнейшем движении последние нередко перекрывают олистостромы — продукты своего же разрушения.
Микститами (лат. mixlum — смешанный) называются породы любого происхождения (в том числе, например, тиллиты), состоящие из смеси неокатанных обломков самых разных пород.
В подошве шарьяжей, особенно офиолитовых, часто встречаются микститы¹ другого, не гравитационного, а чисто тектонического происхождения, именуемые меланжем; в случае офиолитов серпентинизированный меланж, матрикс которого состоит из тонкоперетертого серпентинитового материала. Впрочем, меланж может в дальнейшем испытать переотложение и войти в состав олистострома, а олистостром — подвергнуться тектоническому дроблению и превратиться в меланж. Такие гибридные образования именуют «олистомеланжем».
Надо напомнить, что олистостромы не обязательно являются остатками шарьяжей. Они нередко образуются в подножии листрических сбросов пассивных континентальных окраин, как это было отмечено при исследовании западно-африканской окраины Атлантического океана.
Особый интерес представляют крупные офиолитовые покровы, непосредственно перекрывающие окраину континентов в результате обдукции, т.е. надвигания океанской литосферы (см. гл. 6). Особенно впечатляющи офиолитовые покровы Омана (рис. 12.12), где мощность офиолитовой пластины достигает 12 км (!). Обдуцированные покровы офиолитов наблюдаются также в ряде районов периферии Тихого океана — на Новой Гвинее, Новой Каледонии, на восточном Сахалине, в Олюторской зоне Корякии и на ее продолжении в восточной Камчатке. Известны случаи образования гранитогнейсовых куполов за счет разогрева и ремобилизации континентальной коры под малотеплопроводными офиолитовыми покровами.
В случае отсутствия обдуцированных офиолитовых покровов офиолиты выступают в виде меланжа или протрузий, т.е. диапировых внедрений, обязанных высокой пластичности серпентинитов, вдоль офиолитовых швов или сутур, маркирующих след столкновения литосферных плит. К этим же сутурам нередко приурочены ывходы глаукофановых сланцев — метаморфитов высокого давления — низкой температуры. Вдоль некоторых швов, особенно древних, выступают эклогиты и бластомилониты, более высокотемпературные образования. Иногда признаком сутуры является лишь резкий контраст между геологическим строением соприкасающихся по разлому блоков, а офиолиты вовсе отсутствуют или представлены небольшими выходами отдельных элементов офиолитовых комплексов. Это свидетельствует о полном поглощении океанской коры в зоне субдукции. Тем ценнее фиксация редких реликтов офиолитовых или глаукофан-сланцевых и эклогитовых комплексов. В ходе развития складчатой области офиолитовые сутуры могут претерпеть деформацию, а иногда активизируются в новой геодинамической обстановке совместно с более поздними структурными швами (рис. 12.13).
На орогенной стадии ядро формирующегося складчатого горного сооружения подвергается региональному метаморфизму до амфиболитовой фации и внедрению крупных плутонов гранитоидов, часто батолитовых размеров. В межконтинентальных, коллизионных орогенах это происходит за счет нагнетания и сопутствующего разогрева и плавления нижней части континентальной коры. В окраинно-континентальных орогенах типа Кордильер гранитно-метаморфическое ядро образуется над зонами субдукции, но обычно также при участии плавления нижней части континентальной коры в их висячем крыле. Гранитные батолиты — как правило, многофазные образования, формирующиеся на протяжении нескольких десятков миллионов лет. анние фазы являются гранодиоритовыми или граносиенитовыми, более поздние отличаются повышенной щелочностью. В целом эти гранитоиды отличаются от более ранних преобладанием К2О над Na2O.
Развитие межконтинентальных коллизионных орогенов может быть проиллюстрировано на примерах Альп и Гималаев (рис. 12.14), окраинно-континентальных, субдукциопных — Северо-Американских Кордильер и Анд (рис. 12.15).
Орогенную стадию (этап) часто разделяют на две подстадии или даже самостоятельные стадии: раннеорогенную и позднеорогенную. В раннеорогенную стадию горообразование идет в основном за счет тектонического скучивания, вызванного тангенциальным сжатием, к которому постепенно добавляется эффект метаморфизма и гранитизации. Эти процессы, как и складчато-надвиговые деформации центральной части сооружения, достигают кульминации именно на данной стадии. Но горный рельеф еще низкий или умеренный, поэтому обломочный материал, постугппощий с гор в результате их эрозии, еще мелкий. За счет этого материала отлагается сначала в морских, а потом в лагунных условиях нижняя, песчано-глинистая, нередко с участием пачек известняков и (или) эвапорптов моласса. Известняки и эваапориты отлагаются, видно, во время относительных пауз в воздымании орогена.
Р
ис.
12.14. Схема тектонической эволюции
Западных Альп от раннего мела до
современной эпохи. По Д. Авигаду, X.
Шойену, Б. Гоффе, А. Мишару (1993). Структурные
единицы: адриатического происхождения
— Ивреа (Iv), Сезия (Se), Дан-Бланш (DB);
пьемонтские (океанские) — «блестящие
сланцы» (SL), офиолиты (Ор); европейского
происхождения — Дора Майра (DM), Бриансонская
(Вг), Гельветско-Дофинейская (HD). 1—2 —
континентальная кора: европейская (1) и
адриатическая (2); 3 — океанская кора и
офиолиты; 4 — «блестящие сланцы»; 5 —
граниты
Р
ис
12.15. Развитие окраинно-континентальнего
(субдукционного) орогена в Кордильерах
Калифорнии. По Ж. Дебельмасу и Ж. Масле
(1991), упрощено.
Буквы в кружках —
главные фазы деформаций: Н — невадийская
О — орегонская, Л — ларамийская. 1 —
континентальная кора; 2 — океанская
кора; 3 — вулканические формации островных
дуг; 4—5 — осадочные формации: морские
(4) и континентальные (5); 6 — формация
голубых сланцев; 7 — все невадийские
формации без расчленения; 8 — гранитоиды;
9 — разрывы
На позднеорогенной стадии воздымание складчатого сооружения резко ускоряется. Теперь поднятие идет уже в основном за счет изостазии, поскольку к началу этой стадии кора приобретает резко повышенную, вдвое против обычной для платформ с равнинным рельефом, мощность. Такое большое пририащение мощности коры является следствием совокупности нескольких процессов — интенсивного, часто лавинного по А. П. Лисицыну осадконакопления, интенсивной вулканической деятельности с накоплением продуктов тектонического скучивания, регионального метаморфизма и, наконец, гранитизации. По мере остывания литосфера становится все более проницаемой для мантийных расплавов. Известково-щелочной вулканизм в коллизионных орогенах сменяется базальтовым. В окраинно-континентальных орогенах кордильерскогоо типа ближе к краю континента продолжают существовать краевые вулканоплутонические пояса, а базальтовый и (или) щелочной вулканизм проявляется в тылу последних. Общая обстановка тангенциального сжатия сохраняется, но в осевой части орогена на него нередко накладывается растяжение, могущее приводить к образованию эпиорогенных рифтов, с которыми и бывает связан базальтовый или щелочно-базальтовый вулканизм. В других случаях ороген расчленяется сдвигами — продольными, диагональными, поперечными; первые иногда имеют весьма значительную амплитуду. Складчато-надвиговые деформации сжатия продолжаются в эту эпоху на периферии орогена и в прилегающих частях передовых и межгорных прогибов. В самих этих прогибах, как и раньше, идет накопление моласс, теперь уже в основном континентальных и крупно- или даже грубообломочных, большой мощности.
Тафрогенная стадия развития подвижных поясов. Орогенная стадия обычно длится не более первых десятков миллионов лет; по окончании наступает релаксация напряжений тангенциального сжатия и оно сменяется растяжением. Горные сооружения как бы расползаются, нередко вдоль поверхностей надвигов, испытывающих обратные смещения и превращающихся в листрические сбросы. За счет этого они осложняются тафрогенами — грабенами, специфической разновидностью рифтов. Их классическими примерами являются позднетриасовые — раннеюрские грабены восточного склона Урала и Западной Сибири — Челябинский и другие, а таккже одновозрастные и однотипные структуры восточного склона Аппалачей и основания Приатлантической равнины США. Их выполняют континентальные угленосные, на юге красноцветные песчаники, перемежающиеся с покровами толеитовых базальтов. В определенном смысле эта стадия гомологична раннеавлакогенной стадии развития древних платформ.
