Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Авулканическая субдукция и ее причины. Многие отрезки современных зон субдукции лишены вулканизма, несмотря на продолжающееся конвергентное взаимодействие, выраженное сейсмичностью. Почти третья часть общей протяженности субдукционных границ приходится на такие авулканические отрезки, тектоническая приуроченность которых, как оказалось, закономерна. В большинстве случаев (21 из 24, согласно С. Мак-Гири с соавторами, 1985) вулканизм прекратился там, где субдуцируют асейсмичные хребты и вулканические цепи, т. е. утолщения океанской литосферы. На примере Анд М. Баразанги и Б. Айзеке показали, что субдукция такой утолщенной, низкоплотностной и поэтому плавучей литосферы сопровождается резким выполаживанием зоны субдукции (I на рис. 6.17). На значительной части профиля пододвигающаяся плита перемещается почти горизонтально, прижимаясь к подошве литосферы висячего крыла. Между ними нет обычной прокладки астеносферного вещества, и это ухудшает условия, необходимые для магмообразования: на профилях зоны Беньофа здесь нет среднеглубинного асейсмичного ("магмогенерирующего") пробела, а на поверхности нет вулканизма.
Пологая субдукция утолщенной океанской литосферы, повышая сцепление плит, способствует накоплению сжимающих напряжений и формированию структур сжатия, которые локализуются в тылу континентальной окраины. Это складчатость, взбросы и надвиги, в Андах они все еще продолжают развиваться, что видно по размещению сейсмических очагов и решению их фокального механизма. Тектоническую взаимосвязь между местом и временем проявления таких деформаций "ларамийского стиля" (по Ларамийским горам в Кордильерах) и прекращением субдукционного вулканизма рассмотрел У. Дикинсон.
Размеры авулканических отрезков андской окраины (2-15 и 28-33° ю. ш.) и последовательность отмирания вулканизма на этих отрезках Т. Кросс и Р. Пильгер объяснили с учетом диагональной ориентировки субдуцирующих хребтов Наска и Хуан-Фернандес относительно конвергентной границы, а также направления субдукции (рис. 6.18).
Для южного из этих двух авулканических отрезков Андской активной окраины С. Кэй восстановил постепенное выполаживание зон субдукции с миоценового времени, когда началось погружение хр. Хуан-Фернандес. Это выразилось расширением, а затем и распадом вулканического пояса, а также соответствующим изменением состава вулканитов (см. II на рис. 6.17). О другом примере дает представление график С. Кейта, где изображена кривая изменений угла наклона зоны субдукции под одним из отрезков Северо-Американской активной окраины (см. III на рис. 6.17). Резкое выполаживание субдукции в эоцене привело там к прекращению вулканизма, который впоследствии начал возобновляться по мере восстановления более крутого наклона зоны субдукции. И в этом случае выполаживание палеозоны Беньофа, перерыв в вулканизме и сопутствующие ему деформации сжатия в тылу активной окраины считают свидетельством субдукции хребта, существовавшего на океанской плите Фаральон. Полагают также, что этот хребет был ориентирован под углом к континентальной окраине, поскольку установлено, что авулканический пробел сместился вдоль нее на юг.
Рис. 6.18. Пробелы в цепи современных вулканов Андской активной окраины, сопряженные с выполаживанием зоны Беньофа (карта слева). На карте справа - реконструкции, объясняющие прекращение вулканизма субдукцией хребтов Наска и Хуан-Фернандес (для 4,2, 9 и 19,5 млн лет, на карте указаны номера соответствующих магнитных аномалий). По Т. Кроссу и Р. Пильгеру (1982). 1 - Чилийско-Перуанский желоб; 2 - глубины зоны Беньофа, км; 3 - современные вулканы; 4 - наиболее высокие участки хребтов Наска и Хуан-Фернандес; 5 - субдуцировавшая часть хр. Наска; 6 - направление субдукции
Локальным перерывом в вулканизме отмечена и субдукция подводных хребтов Теуантепек и Кокос (Центральноамериканская зона субдукции), а также Луисвиль (зона Тонга-Кермадек).
Прекращение вулканизма наблюдается, кроме того, на некоторых современных тройных сочленениях литосферных плит типа "хребет - желоб - желоб", где к зоне субдукции подходит и поглощается спрединговый хребет. Это происходило, в частности, по мере надвигания Северо-Американской плиты на Восточно-Тихоокеанскую ось спрединга начиная с конца палеогена (см. рис. 6.22). Завершается отмирание субдукционного вулканизма и в Антарктических Андах, где был поглощен спрединговый хребет Алук. В обоих случаях отмирание вулканизма выражает прекращение субдукции.
Однако при столкновении со спрединговым хребтом возможны кинематические соотношения, при которых и субдукция, и вулканизм позже возобновляются. Последовательные стадии такого взаимодействия, согласно С. Канде и Р. Лесли (1986), наблюдались вдоль Андской активной окраины начиная от места ее сочленения с Чилийским спрединговым хребтом и далее на юг. На 47-48° ю. ш., где два разделенных разломами сегмента субдуцировали соответственно 3 и 6 млн лет назад, ось спрединга оказалась сейчас под окраинно-материковым вулканическим поясом и там прекратились как нормальное субдукционное взаимодействие, так и вулканизм. На следующем отрезке (48-55° ю.ш.), где очередной сегмент Чилийского хребта был поглощен 10-14 млн лет назад и под вулканическим поясом находится уже западное крыло спредингового хребта, цепь активных вулканов появляется вновь. Полагают, что там возобновилась субдукция, поскольку скорость сближения с хребтом превышает скорость спредингового отодвигания его западного крыла. При этом скорость конвергенции у желоба (2 см/год), полученная как разность двух этих величин, там гораздо меньше, чем к северу от тройного сочленения (9,7 см/год). Согласно изложенной схеме в будущем, после поглощения очередного отрезка Чилийского хребта, находящегося севернее трансформного разлома Тайтао, авулканический пробел сместится к нему, а на отрезке 47-48° ю. ш. тоже возобновится субдукционный вулканизм.
