Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Эту идею поддержали как сейсмологи, продолжившие изучение сейсмофокальных зон (Б. Гутенберг, Ч. Рихтер, а впоследствии X. Беньоф), так и геологи, в их числе А.Н. Заварицкий. К такому же выводу пришел Дж. Умбгрове, связавший воедино накопленные в середине 40-х годов геолого-геофизические данные об островных дугах. Р. Ганн рассчитал возможность образования глубоководных желобов в результате скола и упругой деформации земной коры под действием горизонтального сжатия. К концу 60-х годов Г. Штилле высказал мысль, что образование глубоководных желобов, сопутствующих им отрицательных гравитационных аномалий и уходящих в мантию сейсмофокальных зон сопряжено с наклонным поддвиганием океанской земной коры; на определенной глубине она подвергается плавлению, порождая вулканические цепи, протянувшиеся параллельно желобу (рис. 6.2).
Эта схема была уже очень близка к современному представлению о субдукции как форме конвергентного взаимодействия литосферных плит. Оно сложилось в 60-х годах, когда была разработана модель литосферной субдукции. Сам термин "субдукция" (лат. sub - под, ductio - ведение) был заимствован из альпийской геологии: в начале 50-х годов А. Амштуц назвал субдукцией подвиг и затягивание на глубину одних сиалических комплексов Альп под другие. В своем новом значении термин "субдукция" был одобрен на II Пенроузской конференции и с тех пор широко используется для одного из основополагающих понятий тектоники литосферных плит. За последние десятилетия учение о субдукции превратилось в обширный раздел геотектоники.
Следует подчеркнуть, что понятие и термин "субдукция" были введены для обозначения сложного глубинного процесса, ранее неизвестного. Субдукцию нельзя свести ни к "поддвигу", ни к "надвигу" литосферных плит. Их сближение при субдукции складывается из векторов движения двух контактирующих плит, причем наблюдается разнообразное соотношение направления и величины этих векторов. Кроме того, в тех случаях, когда происходит быстрое гравитационное погружение одной из литосферных плит в астеносферу, их взаимодействие осложняется откатом конвергентной границы. Установлено, что субдукция развивается по-разному в зависимости от соотношения векторов движения плит, от возраста субдуцирующей литосферы и ряда других факторов.
Поскольку при субдукции одна из литосферных плит поглощается на глубине, нередко увлекая с собой осадочные формации желоба и даже породы висячего крыла, изучение процессов субдукции сопряжено с большими трудностями. Геологические наблюдения затрудняются и глубоководностью океана над субдукционными границами. Поэтому большую ценность представляют результаты первого детального картирования участков дна в желобах (Японском, Нанкай и Курило-Камчатском), которое проведено по франко-японской программе "Кайко" с применением погружаемых аппаратов. Несколько лет назад у берегов Барбадоса (островная дуга Малых Антил), а затем и на склоне желоба Нанкай при бурении с корабля "Джойдес Резолюшн" удалось пересечь сместитель зоны субдукции, находящийся в точке бурения на глубине нескольких сотен метров под поверхностью дна.
Современная субдукция выражается в подводном и наземном рельефе, тектонических движениях и структурах, вулканизме и условиях седиментации. Глубинное строение зон субдукции, ее сейсмические и геотермические проявления изучаются методами геофизики. Для расчетов кинематики субдукционного взаимодействия литосферных плит используются параметры их движения, определяемые относительно осей спрединга и в координатах горячих точек, а также решения фокального механизма непосредственно в верхней части зон Беньофа. В последние годы все большее значение приобретают прямые измерения относительного движения литосферных плит методами лазерных отражателей и радиоинтерферометрии.
6.1.1. Выражение зон субдукции в рельефе
Сам способ конвергентного взаимодействия литосферных плит при субдукции предопределяет асимметрию каждой такой зоны и ее рельефа. Линия активного контакта отчетливо выражена глубоководными желобами, глубина которых, как литосферных структур, находится в прямой зависимости от скорости субдукции и от средней плотности (т.е. от возраста) погружающейся плиты (рис. 6.3). Поскольку желоба служат седиментационной ловушкой, в первую очередь для турбидитов островодужного или континентального происхождения, их глубина искажается осадконакоплением, которое определяется физико-географическими условиями. Глубина океана над современными желобами широко варьирует, она максимальна в Марианском желобе (11022м). Глубина желобов относительно смежного краевого вала субдуцирующей плиты достигает 4000 м.
Рис. 6.3. Зависимость глубины желоба от скорости субдукции и возраста субдуцирующей океанской литосферы, по К. Греле и Ж. Дюбуа (1982). Для сравнения - глубины, океана за пределами желобов, по Б. Парсонсу и Дж. Слейтеру, 1977 (пунктир).
Глубоководные желоба; 1 - Новогебридский 1а - северная часть, 1б- южная часть); 2 - Тонга - Кермадек (2а - Тонга; 2б - Кермадек); 3 - Курильский; 4 - Чилийско-Перуанский; 5 - Яванский; 6 - Центральноамериканский, 7 - Алеутский; 8 - Индонезийский; 9 - Нанкай; 10 - Палау; 11 - - Рюкю; 12 - Яп; 13 - Новобританский; 14 - Пуэрто-Рико; 15 - Филиппинский- 16 - Идзу-Бонинский: 17 - Марианский
