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.