Глава 07. ТЕКТОНИКА ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ ПРОТЕРОЗОЯ И ФАНЕРОЗОЯ (1119269), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Как правило, они всегда располагаются перпендикулярно кпростиранию рифтовых трещин. При этом активными участками разломов являютсятолько их отрезки, соединяющие две смежные рифтовые зоны (трансформирующие однуиз них в другую). За пределами этих активных участков никаких смещений плит потрансформным разломам не происходит. Амплитуда смещений по большинству таких203разломов не превышает десяти или нескольких десятков километров, но иногда онадостигает и сотен километров.Трансформные разломы иногда пересекают зоны поддвига плит или протягиваютсяот них к рифтовым зонам, но все же большинство их рассекает только срединноокеанические хребты.

Наиболее крупными из них являются разломы Гиббс, Атлантис,Вима и Романш в Атлантическом океане; разломы Оуэн и Амстердам в Индийскомокеане; разломы Элтанин и Челленджер в Тихом океане. Кроме того, в северной половинеТихого океана остались следы ныне отмерших, но некогда гигантских разломов,смещения по которым происходили на многие сотни и даже на 1200 км. Это такназываемые великие разломы дна Тихого океана: Мендосино, Пионер, Меррей, Молокаи,Кларион и Клиппертон.

Примером границ третьего типа на континентах может служитьразлом Сан-Андреас в Калифорнии. В рельефе океанические трансформные разломычетко фиксируются сопряженными параллельными структурами узких хребтов и ложбинс крутой общей стенкой (рис. 7.1). При этом благодаря “спаиванию” друг с другомлитосферных плит на пассивных флангах трансформных разломов и более быстромупогружению молодых плит всегда трансформные разломы обрамляются узкими хребтамитолько со стороны более молодых плит и, наоборот, ложбины возникают только состороны более старых плит. Как правило, трансформные разломы амагматичны, хотя внекоторых случаях (при наличии раздвиговой составляющей в движении плит) на ихфлангах могут возникать базальтовые вулканы со щелочной ориентацией.Рис. 7.1. Блок-диаграмма трансформного разлома океанической литосферыПеремещения литосферных плит сопровождаются их трением друг о друга ивозникновением по границам плит землетрясений.

Поэтому границы литосферных плитможно выделять не только по геоморфологическим признакам, но и по зонам повышеннойсейсмичности. При этом разным границам плит соответствуют и разные механизмыземлетрясений. Так, в океанских рифтовых зонах все землетрясения, расположенные подгребнями срединно-океанических хребтов, мелкофокусные с глубиной очага до 5–10 км ихарактеризуются механизмами растяжения. Глубина землетрясений в трансформныхразломах достигает 30–40 км, а их механизмы чисто сдвиговые.

Сейсмически наиболееактивными являются зоны поддвига плит. В этих зонах встречаются как мелкофокусныеземлетрясения с глубиной очага до 30 км, промежуточные землетрясения на глубинах от30 до 150–200 км, так и глубокофокусные землетрясения с глубиной очага до 600–700 км.Главная сейсмофокальная поверхность зон поддвига плит опускается обычно под угломоколо 30–50° от оси глубоководного желоба под островную дугу или континентальнуюокраину, оконтуривая собой тело погружающейся в мантию пододвигаемой океанической204плиты.

В зонах поддвига плит происходят землетрясения разного типа, но средимелкофокусных землетрясений преобладают сдвиговые и взбросо-надвиговые механизмы,а на средних и больших глубинах – механизмы сдвига и сжатия.Как правило, предельная глубина глубокофокусных землетрясений соответствуетположению эндотермической фазовой границы на глубине около 670 км (см. рис. 6.2).Глубже этой границы происходит нарушение кристаллических связей в мантийномвеществе, и оно, по-видимому, приобретает свойства аморфного вещества. Тем не менее,судя по данным сейсмической томографии, следы опускающихся океанических плитпрослеживаются и глубже в нижней мантии, вплоть до земного ядра. Видно это и порельефу его поверхности: везде под зонами поддвига плит, обрамляющими, например,Тихий и Индийский океаны, прослеживаются депрессии на поверхности ядра амплитудойдо 4 км, а под восходящими потоками в центрах этих же океанов, а также под СевернойАтлантикой, наоборот, наблюдаются подъемы его рельефа амплитудой до 6 км (см.

рис.2.12).Обращает на себя внимание, что многие плиты включают в себя какконтинентальные массивы, так и припаянные к ним участки океанической литосферы.Например, в Африканскую плиту входит сам континент Африка и примыкающие к немувосточные половины Центральной и Южной Атлантики, западные части дна Индийскогоокеана, а также примыкающие к континенту участки дна Средиземного и Красного морей.Помимо плит смешанного континентально-океанического строения, существуют плиты,состоящие только из океанической литосферы с океанической корой на поверхности.

Ктакому типу относятся Тихоокеанская, Наска, Кокос и Филиппинская плиты.В первом приближении литосферные плиты можно рассматривать как фрагментыжесткой сферической оболочки, перемещающиеся по поверхности Земли. В этом случаедля количественного описания перемещений литосферных плит по сферическойповерхности Земли обычно используют теорему Эйлера, сформулированную им еще в1777 г.

Применительно к задаче определения параметров движения жестких сферическихоболочек – литосферных плит по поверхности земного шара эта теорема утверждает, что вкаждый данный момент времени любое такое движение может быть представленоповоротом плиты с определенной угловой скоростью относительно оси, проходящей черезцентр Земли и некоторую точку на ее поверхности, называемую полюсом вращения этойплиты.В процессе подробного изучения тектонического строения океанского днавыяснилось одно замечательное правило. Оказалось, что практически все рифтовыеразломы всегда ориентированы на соответствующие полюса раздвижения плит, асопряженные с ними трансформные разломы всегда перпендикулярны этимнаправлениям.

Следовательно, сеть рифтовых и трансформных разломов, возникающихмежду двумя раздвигающимися плитами, всегда ориентирована по меридианам иширотным кругам, проведенным из полюса взаимного вращения плит. Из теории Эйлераследует, что скорость взаимного смещения двух литосферных плит будет меняться судалением от полюса вращения по закону синуса полярного угла данной точки,отсчитываемой от этого же полюса вращения плит. В результате учета особенностейдвижений плит теорема Эйлера позволила по палеомагнитным аномалиям на океанскомдне количественно рассчитывать перемещения всего ансамбля литосферных плит поповерхности Земли и строить палеогеодинамические реконструкции положений древнихокеанов и континентов в прошлые геологические эпохи.Для определения скоростей движения литосферных плит обычно используютданные по расположению полосчатых магнитных аномалий на океанском дне (см.

рис.2.8). Напомним еще раз, что эти аномалии, как теперь установлено, появляются врифтовых зонах океанов благодаря намагничиванию излившихся на них базальтов теммагнитным полем, которое существовало на Земле в момент излияния базальтов. Но, как205известно, геомагнитное поле время от времени меняло направление на прямопротивоположное. Это приводило к тому, что базальты, излившиеся в разные периодыинверсий геомагнитного поля, оказывались намагниченными в противоположныестороны. Но благодаря раздвижению океанского дна в рифтовых зонах срединноокеанических хребтов более древние базальты всегда оказываются отодвинутыми набóльшие расстояния от этих зон, а вместе с океанским дном отодвигается от них и“вмороженное” в базальты древнее магнитное поле Земли.Раздвижение океанической коры вместе с разнонамагниченными базальтамиобычно развивается строго симметрично по обе стороны от рифтового разлома.

Поэтому исвязанные с ними магнитные аномалии также располагаются симметрично по обоимсклонам срединно-океанических хребтов и окружающих их абиссальных котловин (см.рис. 2.8). Такие аномалии теперь можно использовать для определения возраста океанского дна и скорости его раздвижения в рифтовых зонах. Однако для этого необходимо знатьвозраст отдельных инверсий магнитного поля Земли и сопоставить эти инверсии снаблюдаемыми на океанском дне магнитными аномалиями.Возраст магнитных инверсий был определен по детальным палеомагнитнымисследованиям хорошо датированных толщ базальтовых покровов и осадочных породконтинентов и базальтов океанского дна (рис.

7.2). В результате сопоставленияполученной таким путем геомагнитной временной шкалы с магнитными аномалиями наокеанском дне удалось определить возраст океанической коры на большей частиакваторий Мирового океана (см. рис. 2.9).Приведенные выводы теории позволяют количественно рассчитывать параметрыдвижения в начале двух смежных плит, а затем и для третьей, взятой в паре с одной изпредыдущих. Таким путем постепенно можно вовлечь в расчет главные из выделенныхлитосферных плит и определить взаимные перемещения всех плит на поверхности Земли.За рубежом такие расчеты были выполнены Дж.

Минстером и его коллегами, а вРоссии – С.А. Ушаковым и Ю.И. Галушкиным (рис. 7.3). Оказалось, что с максимальнойскоростью океанское дно раздвигается в юго-восточной части Тихого океана (возле о.Пасхи). В этом месте ежегодно наращивается до 18 см новой океанической коры. Погеологическим масштабам это очень много, так как только за 1 млн лет таким путемформируется полоса молодого дна шириной до 180 км, при этом на каждом километрерифтовой зоны за то же время изливается примерно 360 км3 базальтовых лав! По этим жерасчетам Австралия удаляется от Антарктиды со скоростью около 7 см/год, а ЮжнаяАмерика от Африки – со скоростью около 4 см/год. Отодвигание Северной Америки отЕвропы происходит медленнее – 2–2,3 см/год.

Еще медленнее расширяется Красное море– на 1,5 см/год (соответственно здесь меньше изливается и базальтов – всего 30 км3 накаждый погонный километр Красноморского рифта за 1 млн лет). Зато скорость“столкновения” Индии с Азией достигает 5 см/год, чем объясняются развивающиеся нанаших глазах интенсивные неотектонические деформации и рост горных системГиндукуша, Памира и Гималаев. Эти деформации и создают высокий уровеньсейсмической активности всего региона (тектоническое влияние столкновения Индии сАзией сказывается и далеко за пределами самой зоны столкновения плит, распространяясьвплоть до Байкала и районов Байкало-Амурской магистрали).

Характеристики

Список файлов книги