Зона Беньофа (строение, сейсмичность, магматизм).

Сейсмофокальные зоны (СФЗ) еще называют зоны Беньофа.30-е годы - К.Вадати установил под Японией первую СФЗ, а в следующее десятилетие (1938—1945) Б.Гутенберг и Ч.Рихтер дали информацию о большинстве остальных сейсмофокальных зон. А.Н.Заварицкий-об определяющей роли глубинных сейсмоактивных зон для близповерхностных тект - х и вулканич-х процессов над ними, являющихся вторичными (1946) X.Беньоф(Калифорния) опубликовал следующее поколение обобщающих работ о сейсмофокальных зонах (1949—1955 гг.)

Продольный «профиль» зоны Беньофа - проекция сейсмических очагов на вертикальную поверхность, которая следует вдоль СФЗ.

Погружение литосферы до определенной глубины порождает очаги упругих колебаний, а далее - как асейсмичный процесс (пробелы).

Глубинность зон Беньофа зависит от зрелости субдуцирующей океанской литосферы: до максимальных глубин 600—700 км для зрелой (до 850 км), и до глубин 200—100км, а иногда и менее при тонкой и высокотемпературной (молодой) литосфере.

Наклон зон Беньофа:В окраинно-материковых системах субдуцирует океанская литосфера. Для океанского (марианского) типа -погружается та, которая древнее, а следовательно, толще и тяжелее.

Профиль зон Беньофа:Наклон СФЗ меняется с глубиной до почти вертикального.Два крайних вида: типа Новые Гебриды, Идзу-Бонинская -сравнительно крутой наклон близ поверхности (около 30°), перегиб уже на глубинах до 100 км, увеличение до максимальных значений и на самых больших глубинах (на подходе к нижней мантии) - резкое выполаживание

типа Андской системы-зона Беньофа уходит от желоба очень полого (10—20°), перегиб находится значительно глубже (200— 250км), а за ним крутая часть профиля прослеживается с пробелами.

Решение фокального механизма очагов по первым вступлениям сейсмических волн дает ориентировку главных осей напряжения, и определение направления растяжения (сжатия) или сдвиговых усилий в области очага:Вверху - преобладают растяжения, полого, вкрест простирания желоба. На контакте плит- сдвиги по относительному смещению в ходе субдукции.

Глубинность этого отрезка зон Беньсфа определяется толщиной надвигающейся литосферной плиты: до 60—70 км во внутриокеанских зонах, до 100км и более при субдукции под континентальную литосферу. Глубже - очаги тяготеют к двум плоскостям: к верхней плоскости (к верхам литосферы) -очаги сжатия, к нижней плоскости (к средней части л-сферы) - очаги растяженияглубже 350км –сжатие.

 

Офиолиты.

Офиолиты - это ассоциация г/п встречаемых на континентах. Считаются остатками древней океанической коры, поднятой на поверхность. Представлена закономерным чередованием снизу вверх ультраосновных и основных интрузивных (дунит, перидотит, пироксениты и др.), эффузивных (базальты и туфы) и глубоководных кремнистых осадочных отложений.

Они представляют собой фрагменты др.океан.коры, сохранившихся в складчатых областях конт.коры. Большая часть поглощается в мантии в зонах субдукции, и лишь малая часть сохр.в з/к в виде офиолитов.

В полной офиолитовой ассоциации снизу вверх по разрезу представлены след. Типы пород (снизу вверх): - ультрабазитовый комплекс (дунит, гарцбургит и др.) в разл.количественных соотношениях обычно обладающих текстурами тектонитов и в большей или меньшей степент серпентинизированных.

- слой расслоенных габброидных интрузий, менее деформированные чем ультрабазитовый комплекс.

-комплекс //-ных даек диабазов.

- комплекс базальтов, обычно с подушечной отдельностью и кремнистые осадки.

Офиолитовые комплексы образуют пакеты тектонических пластин, надвинутых на вмещающие отложения. В подошве офиолитовых аллохтонов залегают серпентинитовые меланжи. Породы подстилающих автохтона нередко подвергнуты специфическому контактовому метоморфизму с обратной зональностью. Он возникает за счет высокой, почти мантийной температуры, нижней части офиолитовой пластины. При заползании этой платины на конт.кору тепло пластины прогревает нижележащие толщи. В резуль.обр.зональный метаморфический комплекс.

Возраст офиолитов они имеют архейский возраст. Офиолиты обнаружены во всех складчатых областях. Встречаются – офиолиты на Оманском полуострове, Агардакская офиолитовая зона идр.

 

Обдукция.

Обдукция (Р. Колман, 1971) - океанская литосфера поднята и надвинута на континентальную окраину. В настоящее время нигде не происходит. Сравнительно недавний (плиоценовый) эпизод установлен на сочленении Чилийского спредингового хребта с Андской активной окраиной. Там же м.б. надвигание следующего фрагмента океанской литосферы. Фрагменты океанской литосферы размером в десятки и первые сотни километров, залегающие в виде пологих тектонических покровов (офиолитовых аллохтонов;) поверх осадочных или вулканических формаций на пассивных и активных континентальных окраинах

В надвинутых фрагментах - только верхняя часть океанской литосферы:

вся кора (осадки I слоя, базальты и долеритовые дайки II слоя, габброиды и расслоенный гипербазит-базитовый комплекс III слоя)

и неск. км (до 10км в мощных пластинах) перидотитов верхней мантии:отслаивание верхней части океанской литосферы.

Только она надвигалась затем на континентальную окраину, а остальная, нижняя часть перидотитов литосферы перемещалась и деформировалась на глубине.

При сжатии формируются сколы, переходящие в надвиги, сдваивание разреза верхов океанской литосферы с динамотермальным метаморфическим воздействием горячих перидотитов, слагающих низы литосферной пластины, на породы автохтона

базальные метаморфические ореолы: метаморфический ореол мощностью в несколько сотен метров: амфиболиты и мафические гранулиты, переходящие вниз в зеленые сланцы, а затем в неметаморфизованные вулканиты или осадочные породы.

Этот ореол - формирование в условиях средних (500—850°) или высоких (700—1000°) температур при высоких термических градиентах (до 2—3° на 1 м) и давлении 5—10кбар.

Иногда на контакте с автохтоном - глаукофановые минеральные ассоциации, т.е. более высокие давления и низкие температуры.

Геодинамические механизмы обдукции. H.Кристенсен и M.Сэлсбари (1975) предложили модель обдукции при столкновении спредингового хребта с активной континентальной окраиной: контин.плита перекроет ближайшее его крыло и придет в соприкосновение с поднятым краем другого крыла, которое в результате может оказаться надвинутым на контин. окраину + возобновление субдукции, а на континентальной окраине останется надвинутая на нее пластина океанской литосферы.

Геодинамические механизмы обдукции. Обдукция при замыкании бассейнов океанского типа. Фрагменты океанской литосферы вблизи глубинных офиолитовых швов складчатых поясов связаны с замыканием малых океанских бассейнов (Красное море). Если раскрытие таких бассейнов сменяется сжатием, высокий тепловой поток благоприятствует отслаиванию литосферных пластин. Дальнейшее гравитационное перемещение обдуцированных пластин океанской литосферы, сопровождаемое формированием олистостром – от подъема шва.

При замыкании краевых морей: надвигание фрагментов океанской коры на южноамериканский борт Патагонского задугового бассейна при его закрытии в середине мела (И. Диэл, 1977).

Дж.Диксон и Э.Феррар (1978) - термин эдукция (англ, eduction — извлечение). Пример францисканского комплекса Калифорнии - миоцен. Это в основном меланж из глубоководных осадочных пород (в т. ч. турбидитов) и офиолитов. Характерен метаморфизм в фации «голубых сланцев», т.е. с новообраз-м глаукофановой минеральной ассоциации выс. давлений - низких температур. Эта ассоциация свойственна внешней части парных метаморфических поясов зон субдукции.

Если скорость спрединга превышает скорость пододвигания хребта под континент, то продолжающаяся дивергенция может вынести оттуда обратно к поверхности тектониты и метаморфиты, образовавшиеся ранее в зоне субдукции.

Или ортогональная конвергенция сменяется их косоориентированным или даже продольным относительным движением и при угловатой или извилистой конфигурации линии.

Коллизия.

Коллизия (лат.collisio; англ.,франц. collision), т.е. столкновение литосферных плит. Если к конвергентной границе с обеих сторон подходит континентальная литосфера, то относительно легкие сиалические породы не погружаются в мантию, а вступают в активное механическое взаимодействие. Интенсивное сжатие порождает сложные структуры и горообразование. При этом проявляется внутренняя тектоническая расслоенность литосферы, она делится на пластины, которые испытывают горизонтальное смещение и дисгармоничные деформации.В условиях тектонического скучивания и утолщения континентальной коры в ней образуются палингенные очаги гранитной магмы. Столкновение континента с континентом.

Коллизионное взаимодействие Гималаев и Тибета началось в эоцене 50—45 млн лет назад. Океанская литосфера, отделявшая субконтинент Индостана от Евразийской окраины, полностью под нее субдуцировала. Суммарное сближение после начала коллизии превышает 2000 км. Коллизия в наст.время продолжается(сейсмичность, надвиги Памира, Таласо-Ферганский сдвиг).

Коллизия - геодинамический режим, который в настоящее время проявляется на протяжении многих тысяч километров вдоль Средиземноморско-Гималайского складчатого пояса и выражен соответствующей сейсмичностью. Коллизия «континент—континент»,коллизия континента и островной дуги или двух островных дуг т.е. межконтинентальные взаимодействия (столкновения).

Сближение континентальных единиц = переход от субдукции к коллизии - в настоящее время на границе Евразийской и Австралийской плит. Коллизия началась в районе современного острова Тимор в плиоцене (5—3,5 млн лет назад), когда обрамлявшая Австралийский континент с севера океанская литосфера полностью субдуцировала под вулканическую дугу Банда на активной евразийской окраине.

Погрузившаяся в астеносферу плита проявляет себя сейсмическими очагами реликтовой зоны Беньофа. Коллизия тоже выражена сейсмичностью, которая маркирует надвигание австралийской окраины, и разрывные смещения в обстановке сжатияСкладки, надвиги формируются и в отложениях плиоцен - квартера на южном крае коллизионной системы в Тиморском троге.

Аналоги: Формирование коллизионного орогена на Большом Кавказе, др. м-бы и мощности срывов и «счешуивания».

Коллизия в Восточных Альпах, где субдукция под евразийскую окраину завершилась надвиганием на нее комплексов Адриатического микроконтинента (Австро-Альпийских покровов), тектонич. расслаивание конт.коры.

Коллизия: интенсивные складчато-надвиговые деформации, проявления высокоградиентного метаморфизма, в том числе высокотемпературного, обусловленного подъемом изотерм.

Внедрение гранитоидов палингенного происхождения: коллизионных гранитоидов типа S (англ, sedimentary) и субдукционных гранитоидов типа I (англ, igneous), предложенное Б. Чаппелом и А. Уайтом.

Горообразование при коллизии сопровождается накоплением мощных моласс в передовых и межгорных прогибах.