Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Тектоническая эрозия, вероятно, происходит и в желобе Тонга, тде в непосредственной близости от его оси на склоне обнаружены вулканиты островодужной толеитовой серии (базальты, андезиты, дациты), их подстилают габбро, а ниже - перидотиты. Сближение отмершего вулканического пояса с глубоководным желобом происходило, по-видимому, и над Японской зоной субдукции, где, как отмечалось выше, тектоническая эрозия продолжается до настоящего времени. По данным французских исследователей, реликты раннемиоценовых вулканов (риолиты и дациты с возрастом 22-24 млн лет) обнаружены в море у берегов северного Хонсю всего лишь в 90 км от желоба, в то время как современная цепь вулканов отстоит от него почти на 300 км. В рассмотренных случаях тектоническая эрозия висячего крылa зон субдукции, как правило, сопровождалась его погружением под уровень моря до глубин в несколько тысяч метров. Для Марианской дуги и дуги Тонга такое опускание с позднего эоцена составило 5-6 км, для Хонсю с миоцена - около 3-5 км. На Андской окраине с мощной континентальной литосферой величина его сравнительно невелика.
Таким образом, подтверждается предположение, высказанное ранее Д. Шоллом, о возможности проявления двух механизмов субдукционной эрозии, один из которых выражается срезанием переднего края висячего крыла, другой - эрозией, воздействующей на висячее крыло снизу. Эти два механизма М.Г. Ломизе (1988) предложил называть фронтальным и базальным, такие же названия использовали Р. фон Хьюис и С. Лаллемап (1990).
Базальная эрозия предполагает механическое воздействие субдуцирующей плиты на нижнюю поверхность висячего крыла зоны субдукции (см. рис. 6.26,Л). Происходит эрозия этого крыла снизу, и ведет к уменьшению его толщины и соответствующему опусканию. Сообразно наклону эродируемой нижней поверхности срезается и отступает передний край висячего крыла.
Эффективность базальной эрозии находится в прямом соотношении со сцеплением литосферных плит в зоне субдукции и скоростью их встречного движения, а также зависит от механических свойств взаимодействующих пород. В свою очередь, сцепление литосферных плит обусловлено сочетанием целого ряда факторов. Исследование приуроченности сильных землетрясений показало, что оно растет по мере убывания возраста (и соответствующей ему плотности) субдуцирующей литосферы, т.е. по мере уменьшения ее плавучести. Оно сравнительно велико при пологом падении зоны Беньофа (в ее верхней части), что наблюдается обычно при большой "абсолютной" скорости надвигания висячего крыла. Как показали У. Швеллер и Л. Кульм, тектонический рельеф субдуцирующей литосферы также способствует базальной эрозии. Напротив, большое количество осадков на субдуцирующей плите снижает силы сцепления, оно может способствовать нарастанию давлений поровой жидкости на контакте литосферных плит, предотвращая тектоническую эрозию. Вместе с тем профиль через Японский желоб (см. рис. 6.26) показывает, что при благоприятныx механических свойствах висячего крыла базальная эрозия возможна и при сравнительно слабом сцеплении литосферных плит.
Фронтальная эрозия проявляется там, где на поверхности субдуцирующей плиты образуется расчлененный тектонический рельеф: система грабенов и горстов, которая нередко контролируется изначальной линейной делимостью океанической коры. Согласно Т. Хильде, в этом случае при гравитационном опускании по сбросам, обрушении и оплывании материала с островодужного (или континентального) склона желоба он заполняет грабены на поверхности океанической плиты. Так происходят захват этого материала и его перемещение на глубину в ходе субдукции (см. рис. 6.26, Б).
Интенсивность процесса контролируется сочетанием двух главных условий: расчлененности тектонического рельефа и сглаживающей его седиментации в желобе. В свою очередь образование тектонического рельефа (системы грабенов и горстов) находится в прямой зависимости от растягивающих напряжений. Их величина определяется наложением локального изгиба океанической литосферы на борту желоба на региональное поле напряжений, количественная оценка которого учитывает среди прочего и величину сцепления в зоне субдукции. Таким образом, факторы, ведущие к снижению сил сцепления, по-видимому, даже способствуют проявлению фронтальной эрозии.
Фронтальная эрозия зависит и от механических свойств пород, слагающих островодужный (континентальный) склон желоба, а также от его геологического строения. В этом отношении показателен Японский желоб: литологический состав меловых и более молодых отложений на островодужном склоне желоба благоприятствует их гравитационному перемещению и тем самым фронтальной эрозии.
Согласно расчетам Р. фон Хьюне, скорость фронтальной эрозии в Японском желобе и на Перуанской окраине 2-3 мм/год. Он полагает, что развитию процесса благоприятствует субдукция подводных уступов, хребтов и вулканических гор.
Нейтральный режим субдукции. В пределах Гватемальского сегмента Центральноамериканского желоба на сейсмических профилях видно пододвигание почти недеформированных осадков желоба более чем на 2 км под висячее крыло, сложенное меловыми офиолитами. В нескольких скважинах глубоководного бурения здесь были непосредственно измерены повышенные значения порового давления близ сместителя, которые, по-видимому, и создают условия для свободного пододвигания осадков. Таким образом, в настоящее время субдукция там не сопровождается ни аккрецией, ни эрозией. Судя по бентосным фораминиферам в осадочном чехле поверх офиолитов на континентальном борту желоба, он не испытывал заметных опусканий с эоцена до настоящего времени, что свидетельствует против сколько-нибудь значительной тектонической эрозии и в пользу длительности нейтрального режима. Все же, по-видимому, развитие зон субдукции происходит главным образом в режиме аккреции или эрозии, а нейтральный режим имеет второстепенное значение как переходный между ними.
