Складчатые пояса. Мантийные плюмы. Рифтогенез. Пассивные окраины
1) В континентальных массивах (таких, как Казахстан и Тянь-Шань) зачастую присутствуют блоки, сформировавшиеся в резличных геотектонических обстановках. Это могут быть и микроконтиненты, и вулканические плато, и зоны аккреции, и зоны активного континентального движения, и бассейны осадконакопления.
2) Фанерозойские складчатые пояса континентов
(карта)
3) Циклы Бертрана (глобальные эпохи максимального проявления орогенеза)
Идея о квазипериодичности тектоно-магматической активизации (=складчатости =орогенеза) была заложена в теории волн орогенеза М. Бертраном в 1887.
В нашей стране для поздено докембрия и фанерозоя применяется 5 эпох глобального орогенеза:
- байкальская (рифей-венд-ранний кембрий)
- каледонская (поздний ордовик – ранний девон)
- герцинская (поздний девон – ранний триас)
- киммерийская (поздний триас – ранний мел)
- альпийская (средний мел – четвертичка)
4) Недостатки теории тектоники литосферных плит
При всех достоинствах эта теория не в состоянии объяснить причины внутриплитного магматизма, причины зарождения рифтов на континентах и новых океанов (причины перестройки ячеек конвекции в мантии) и квазипериодичность в изменении интенсивности тектонических процессов (циклы Бертрана).
5) Вулканическая деятельность
Всего насчитывается около 64000 подводных гор вулканического происхождения.
Также в фанерозое были сформированы базальтовые плато и хребты (например, базальты Восточной Сибири) вне зон спрединга или субдукции.
6) Образование Гавайев
(гипотеза Уилсона и Моргана)
Так образовались Гавайи (и их продолжение к Аляске – Императорский хребет). Есть вертикальная мантийная струя. Над ней на поверхности океанической плиты образовывается действующий вулкан. Так как плита движется (из-за спрединга и тэдэ), вулкан плавно отползает от струи, и на его месте образовывается новый вулкан. Он в свою очередь тоже отползает в ту же сторону – получается целая цепочка вулканов. По мере отдаления от плюма вулканы затухающ и эродируются
7) Горячие точки .
Последующие исследования выявили на современной Земле 49 горячих точек – локальных зон интенсивного выноса тепла и вулканизма. Самые крупные из них: Гавайи, Самоа, Исландия, Реюньон (Мадагаскар) и тэдэ.
Кроме повышенного теплового потока горячие точки характеризуются отсутствием дрейфа. Они почти стационарны, то есть не движутся вместе с литосферными плитами = имеют глубокие корни, намного ниже литосферы.
К тому же, состав извергающихся там базальтов специфичен (высокое содержание редких земель).
8) Сейсмография
С 90х годов сейсмическая томография используется для выявления колебаний в мантии. При однородном составе мантии ускорение волн объясняется пониженной температурой, а замедление – повышенной.
На продолжении современных зон субдукции располагаются зоны повышенных скоростей. Эти области маркируют литосферу, поглощенную в зоне субдукции и не успевшую разогреться до температуры мантии.
Над горячими точками располагаются области горячего разуплотненного поднимающегося вверх мантийного вещества (мантийные плюмы).
9) Мантийные плюмы
Плюм-тектоника (работает на уровне всей мощности литосферы и мантии до глубины 2900 км) была разработана геологами Токийского политехнического института.
Холодная литосфера скручивается на границе верхней и нижней мантии и часто проваливается вниз огромным комком (аваланш).
Падение такого аваланша длится около 300-400 Ма, но отдельные комки могут зависать в мантии на 1 Га и более.
На современной Земле такой комок находится в Юго-Западной части Тихого океана (вулканические дуги Тонга-Кермадек).
В ответ на поступление холодного уплотненного вещества на границу ядра и мантии, из соседнего участка мантии с нее поднимается струя горячего разуплотненного вещества – плюм.
А)Тонкие и быстрые мантийные плюмы
(один под Исландией, благодаря плюму СОХ поднят над уровнем моря)
Содержание редких земель в базальтах Исландии свидетельствует о смешении вещества СОХ и мантийного плюма.
Б) Толстые и медленные суперплюмы. Сами они не пересекают граицу верхней\нижней мантии, но порождают множество вторичных плюмов, которые уже выходят на поверхность и оканчиваются базальтовыми вулканами.
Мантийные плюмы ответственны за:
- континентальный рифтогенез и зарождение новых ячеек циркуляции в верхней мантии
- долговременное вздымание гигантских территорий на 1-2 км
- за образование крупных осадочных бассейнов на континентах, заполняющих рифт в фазе пострифтового опускания (если конечно рифт не успел раскрыться в океан), пример – Восточно-Европейская платформа после рифейского рифтинга
- за образование огромных масс внутриплитных базальтов и различных анорогенных интрузий: кимберлиты, карбонатиты, граниты-рапакиви (сибирские траппы – континентальные базальты)
10) Растяжение и утонение континентальной коры
При рифтинге происходит по листрическим сбросам (остроугольные волны, подходящие одна под другую.
Когда рифт раскрылся и на его месте возник океанский бассейн, на утоненной рифтингом коре расходящихся континентов начинают формироваться пассивные континентальные окраины.
Впоследствии, при начале субдукции, пассивная континентальная окраина испытывает деформации и превращается в активную.