16.4. Развитие складчатых поясов
16.4.2. Плейттектоническая концепция
Субдукционная (островодужная) стадия (рис. 16.7, табл. 16-3) – стадия формирования разнотипных островодужных систем – следует за океанической, а ранние ее подстадии нередко по времени совпадают с океанической. Иначе говоря, океанические (рифтогенно-спрединговая, абиссальных впадин и пассивных континентальных окраин) и островодужные геодинамические обстановки в различных частях одного и того же подвижного пояса могут проявляться синхронно. При этом, геологические комплексы, сформированные в океанической обстановке в каждом данном (конкретном) сегменте подвижного пояса всегда будут древнее островодужных, ибо субстрат (основание), в котором и на котором функционирует любая островодужная система образуется в предшествующий островодужному океанический период.
Рис. 16.7. Палеогеодинамические обстановки и структурные элементы подвижных поясов неогея (субдукционная стадия).
Геодинамические комплексы и геологические формации
субдукционной стадии развития подвижных поясов
субдукционной стадии развития подвижных поясов
| Геодинамические режимы | Геодинамические обстановки | Геодинамические комплексы | Геологические формации,входящие в состав геодинамического комплекса, и их ассоциации |
|---|---|---|---|
| Субдукционный (энсиматических островных дуг на океанической и переходной коре) | Окраинного (задугового) спредингового океанического бассейна | Окраинного (задугового) спредингового океанического бассейна | Осадочные и вулканогенно-осадочные |
| Глубоководные осадочные формации ложа бассейна | |||
| Вулканогенно-обломочные, флишево-турбидитные, терригенно-кремнистые формации склона островной дуги | |||
| Осадочные флишевая и терригенно-карбонатная формации пассивной окраины бассейна | |||
| Офиолитовая ассоциация формаций спрединговых центров (см. выше) | |||
| Вулканогенные формации толеитовой серии (бонинитова, риолит-базальтовая, андезит-базальтовая др.) спрединговых центров | |||
| Интрузивные формации толеитового ряда (габбро-плагиогранитовая, плагиогранитовая и др.) | |||
| Глубоководного желоба | Глубоководного желоба | Осадочные флишевая и турбидитная | |
| Преддугового бассейна | Преддугового бассейна | Метаморфическая глаукофан-сланцевая формация по офиолитам и пелагическим осадкам ложа бассейна | |
| Вулканогенно-обломочная (граувакковая) терригенная, карбонатная мелководная и флишево-турбидитная группа формаций осадочного чехла бассейна | |||
| Юных (подводных) магматических дуг | Юных (подводных) магматических дуг | Марианит-бонинитовая, толеит-базальтовая и риолит-базальтовая вулканические формации | |
| Флишевая и вулканогенно-обломочные формации | |||
| Зрелых (субаэральных) магматических дуг | Зрелых (субаэральных) магматических дуг | Вулканогенные формации известково-щелочной шошонитовой серий (андезит-базальтовая, андезитовая, порфиритовая и др.) | |
| Интрузивные формации известково-щелочной серии натриевого ряда (габбро-диорит-плагиогранитовая, диорит-гранодиоритовая и др.) | |||
| Осадочные континентальные молассовые терригенные и вулканогенно-терригенные формации | |||
| Аккреционные хаотические (в т.ч. меланжевые) комплексы с фрагментами офиолитов и осадочных пород | |||
| Субдукционный (активных континентальных окраин на континентальной и переходной коре) | Глубоководного желоба | Глубоководного желоба | Осадочные флишевая и турбидитная |
| Преддугового бассейна (аккреционной призмы) | Преддугового бассейна (аккреционной призмы) | Метаморфическая глаукофансланцевая по офиолитам и пелагическим осадкам основания преддугового бассейна | |
| Вулканогенно-обломочная и флишевая | |||
| Шельфовый | Шельфовый | Осадочная терригенная мелководная | |
| Вулкано-плутонического пояса | Вулкано-плутонического пояса | Осадочные континентальные терригенные и туфогенно-терригенные формации | |
| Вулканические формации известково-щелочной и латитовой серий | |||
| Интрузивные формации тех же серий | |||
| Вулканические формации риолитовой серии | |||
| Интрузивные формации риолитовой серии | |||
| Зоны тыловодужного рифтогенеза | Зоны тыловодужного рифтогенеза | Осадочная терригенная и вулканогенная континентальные формации (молассы) | |
| Интрузивные формации щелочного ряда (щелочных гранитов,сиенитовая и др.) |
Процесс расхождения литосферных континентальных плит бесконечно продолжаться не может: на определенной стадии развития рифтогенно-спрединговых структур вследствие различных скоростей движения конвективных течений и материковых блоков возникает проблема пространства. В природе она преодолевается путем формирования зон субдукции (пододвигания океанической коры под океаническую или континентальную) или обдукции (надвигания – шарьирования океанической коры на океаническую или континентальную).
Субдукционные системы подразделяются на океанические (периферийно-океанические) или энсиматические, и окраинно-континентальные или энсиалические.
Океанические дуги формируются в надсубдукционных областях – зонах погружения океанической коры, сформированной в рифтогенно-спрединговых структурах, под океаническую.
Энсиматические островные дуги имеют ширину в сотни километров и простираются на многие тысячи километров. Они представляют собой «ансамбль» тектонических структур, в состав которого входят (в направлении от океана к материку):
- погружающаяся в зону субдукции океаническая плита (в относительно малоглубинных частях зон субдукции в обстановке высоких стрессовых напряжений и низких-умеренных температур (t°=300-500°C, P – 6-8 до 14 кбар) за счет глинистых осадков формируются глаукофановые сланцы, происходит частичная дегидратация мафитов и ультрамафитов; в глубинных частях зон субдукции происходит полная дегидратация ультрамафитов и формирование апогаббровых эклогитов; позднее, следуя механизму глубинной обдукции умеренно- и глубокометаморфизованные мафиты и ультрамафиты могут быть подняты с глубин и войти в состав аккреционной призмы основания невулканической дуги (см. ниже));
- глубоководный желоб (осевая его зона маркирует границу пододвигаемой и надвигаемой океанических плит), представляющий собой ваннообразную глубоководную депрессию (современные структуры этого типа имеют глубины от 5 до 11 км) и характеризующийся вулканогенно-осадочным осадконакоплением (алевролиты, песчаники, гравелиты, крупно-глыбовые оползневые отложения, туфогенно-глинистые порoды, флишоиды);
- невулканическая дуга, или преддуговый бассейн (пространство между глубоководным желобом и вулканической дугой) с поверхности представляет собой область мелко-, глубоководного седиментогенеза, где формируются вулканогенно-терригенные (с туфогенным материалом), терригенные и терригенно-карбонатные отложения мощностью до 5-6 км); в тектоническом отношении невулканическая дуга – это аккреционная призма (серия тектонических пластин, падающих в сторону от глубоководного желоба к островной дуге и сложенных геологическими комплексами пододвигаемой и надвигаемой плит, в том числе офиолитами поверхностных и глубинных частей зон субдукции и слабо метаморфизованными офиолитами надвигаемой плиты);
- вулканическая (магматическая) надсубдукционная дуга, характеризующаяся формированием в ее контурах в морской и континентальной обстановке мощных (до 10-12 км) вулканических и осадочно-вулканических комплексов, в основании которых залегают (и постелью которых являются) офиолиты (в порядке последовательности формирования): контрастная риолит-базальтовая формация (TiO2<1%, K2O=0,5% и более) с бонинитами (базальты с содержанием MgO~12%,SiO2~57%,TiO2-0,1-0,3%) &rarr базальт-андезит-базальтовая и базальт-андезит-дацит-риолитовая (непрерывно дифференцированнная) формации &rarr андезитовая формация в ассоциации с прибрежно-морскими флишоидными осадками, вулканогенно-осадочными и континентальными отложениями; в глубинных надсубдукционных зонах островных дуг формируются интрузивные комагматы названных вулканических формаций, принадлежащие габбро-плагиогранитовой, габбро-диорит-плагиогранитовой, диорит-плагиогранитовой и др. формациям;
- задуговый надсубдукционный глубоководный (окраинный спрединговый, тыловодужный) на океанической коре бассейн, в составе которого выделяются зоны:
- спрединговые центры (подобные СОХ), в которых формируются офиолиты, а также присутствуют вулканиты риолит-базальтовой, бонинитовой и андезит-базальтовой формаций; все они перекрыты и перемежаются с осадочными преимущественно терригенными комплексами небольшой и умеренной мощности, содержащими пепловый материал;
- ложе бассейна, сложенное осадочными флишоидными комплексами и глубоководными отложениями мощностью до нескольких километров;
- континентальный шельфовый бассейн, по структурному положению и составу осадков аналогичный пассивным континентальным окраинам, но сложенный наряду с терригенными, также и вулканогенно-терригенными толщами от прибрежно-морских до глубоководных (мощность их достигает 5-10 км).
Окраинно-континентальные островные дуги (ОКД) формируются в надсубдукционных областях – зонах погружения океанической литосферы под континентальную (или субконтинентальную). Основными элементами этого типа островодужных систем являются: океаническая плита, глубоководный желоб, внешняя невулканическая дуга (сложена в основном расчлененными, разделенными разрывными нарушениями блоками-пластинами надвигаемой континентальной коры и, в меньшей степени, пододвигаемой океанической плиты, перекрытыми чехлом осадочных пород), вулканическая (магматическая) дуга на континентальном основании, зона тыловых рифтов и бассейнов (также на континентальном основании).
Первые три структуры по строению и вещественному (формационному) составу подобны аналогичным структурам энсиматических дуг.
Формационный облик геологических комплексов, слагающих вулкано-плутонические пояса в составе окраинно-континентальных дуг, по сравнению с энсиматическими дугами, существенно иной. В их пределах типоморфными являются следующие геологические формации:
- вулканогенные (андезитовая, риолитовая, базальт-(трахит)-риолитовая и др.);
- интрузивные (тоналит-гранодиоритовая, диорит-гранодиоритовая, габбро-гранодиорит-гранитовая и др.);
- осадочные (преимущественно континентальные и, реже, морские).
Офиолиты, слагавшие основание погружавшихся в зоны субдукции океанических плит, подвергались процессам частичной, а на глубинных их уровнях – полной дегидратации. В результате за счет серпентинитов, серпентинизированных дунитов и гарцбургитов последовательно формировались (по мере увеличения глубины погружения): перекристаллизованные оливин-антигоритовые породы, оливиновые, и энстатит-оливиновые и оливин-энстатит-антофиллитовые породы. Пироксениты и габбро в условиях эклогитовой фации преобразуются в жадеитовые и омфацит-гранатовые породы, амфиболизированные базиты – в кварцевые эклогиты [4]. В верхних частях зон субдукции в условиях глаукофансланцевой фации за счет терригенных пород формировались кварц-глаукофановые и кварц-фенгитовые породы.