Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
6.2. Обдукция
Нормальное взаимодействие континентальной и океанской литосферы на конвергентных границах выражается субдукцией. Только местами и на короткое время появляется такое сочетание тектонических условий, при котором океанская литосфера бывает поднята и надвинута на континентальную окраину. В этом убеждают хорошо сохранившиеся фрагменты океанской литосферы размером в десятки и первые сотни километров, залегающие в виде пологих тектонических покровов (относимых к категории офиолитовых аллохтонов; см. гл. 12) поверх осадочных или вулканических формаций на пассивных и активных континентальных окраинах. В настоящее время этот процесс, по-видимому, нигде не происходит, но сравнительно недавний (плиоценовый) эпизод установлен на сочленении Чилийского спредингового хребта с Андской активной окраиной (см.ниже). Там же, возможно, начинается надвигание следующего фрагмента океанской литосферы.
1 Колман первоначально называл обдукцией не только надвигание океанской литосферы на континентальные окраины, но и внутриокеанские надвиги, например сейсмоактивный надвиг хр. Маккуори (на границе Австралийской и Тихоокеанской плит).
Уже в конце 60-х годов, когда крупные офиолитовые аллохтоны были идентифицированы как фрагменты океанской литосферы, возник вопрос о возможных механизмах их надвигания на контиальные окраины. Б. Рейнхардт рассмотрел его для Омана, Г.Дэвис - для Папуа (Новая Гвинея). В 1971 г. Р. Колман предал для обозначения этого тектонического процесса термин обдукция1. Обдукции посвящен ряд специальных работ, в том числе Дж. Дьюи (1976) и У. Гили (1980).
В большинстве случаев датировки свидетельствуют о том, что океанская литосфера сформировалась незадолго до своей обдукции. К моменту надвигания это была молодая, тонкая и еще не охлажденная литосфера с относительно низкой средней плотностью и поэтому, в соответствии с изостазией, обладала высоким гипсометрическим положением. Последнее, по-видимому, можно считать одним из необходимых условий обдукции.
Для суждения о механизмах обдукции важно и то, что в надвинутых фрагментах представлена только верхняя часть океанской литосферы: вся кора (осадки I слоя, базальты и долеритовые и II слоя, габброиды и расслоенный гипербазит-базитовый комплекс III слоя) и несколько километров (до 10 км в наиболее мощных пластинах) перидотитов верхней мантии. Это означает, что при обдукции происходило отслаивание верхней части океанской литосферы. Только она надвигалась затем на континентальную окраину, а остальная, нижняя часть перидотитов литосферы перемещалась и деформировалась на глубине.
Отслаивание верхов литосферы начиналось в условиях океанского дна, где, судя по геофизическим данным (см. рис. 6.11), при сжатии формируются сколы, переходящие в надвиги. В ряде случаев по пологим надвигам происходило сдваивание разреза верхов океанской литосферы и уже такой сдвоенный пакет обдуцировал на континентальную окраину. Такие сложные аллохтоны описаны, в частности, в Анатолии, на Малом Кавказе, в Северной Шотландии.
Обдукция, как правило, сопровождается динамотермальным метаморфическим воздействием горячих перидотитов, слагающих низы литосфсрной пластины, на породы автохтона. В случае сдваивания разреза метаморфизм наблюдается и в основании верхней пластины. Такие базальные метаморфические ореолы подробно изучены в Омане, на Новой Гвинее, в Новой Каледонии, на Ньюфаундленде и в ряде других регионов. В низах литосферной пластины появляются и нарастают разлинзование и милонитизация, ориентированные параллельно контакту и секущие первичную текстуру и зональность перидотитов. Далее, за поверхностью контакта, следует сам 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 несет на себе признаки формирования в условиях средних (500-850°) или высоких (700-1000°) температур при высоких термических градиентах (до 2-3° на 1 м) и давлении 5-10 кбар. Радиологические определения возраста метаморфических минералов датируют надвигание перидотитов.
Иногда внизу, на контакте с автохтоном, при метаморфизме появляются глаукофановые минеральные ассоциации, свидетельствующие о более высоких давлениях и низких температурах. Непосредственно у контакта, кроме того, нередко наблюдаются постметаморфические деформации, в том числе тектоническое перемешивание апоперидотитовых милонитов с метаморфическими породами. В амфиболитах и зеленых сланцах Омана установлено, что такие деформации возобновлялись там несколько раз при неуклонно снижавшихся температурах.
Подсчитано, что надвигающиеся литосферные пластины мощностью от 3-6 до 10-15км могут обусловить давления, необходимые для их "базального метаморфического ореола". Нужные для этого температуры могут быть на соответствующих глубинах только в самой молодой океанской литосфере (около 600° при возрасте 10 млн лет), а при большей ее древности требуется дополнительный разогрев за счет трения. Поэтому возраст литосферы, к моменту отслаивания и надвигания аллохтонной пластины, вероятно, не мог быть более 20-30 млн лет. Это согласуется с датировками, согласно которым формирование океанской литосферы и ее обдукция разделяются небольшим отрезком времени. Изучая "базальные метаморфические ореолы", Г. Уильямс, У. Смит, А. Николя и другие исследователи существенно пополнили, таким образом, представления о происхождении и обдукции пластин океанской литосферы.
