Теория террейнов

Министерство  Образования и Науки Российской Федерации

Российский Государственный  Университет нефти и газа им. И.М. Губкина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра геологии

 

Курсовая работа по дисциплине «Геодинамика»

                                        

                                                 

 

 

 

 

 

 

 

на тему:   «Теория террейнов»

 

                                                     

 

 

 

 

 

 

 

                                                                         Выполнил:

 Перепилятников А.

 ГП-10-9

                                                                            Проверила:

Анферова Е.А.

 

                                              Москва, 2013

                               

               

   Содержание

Введение……………………………………………………………………3

1.Что такое  террейны?.................................................................................4

2. Террейновый  анализ……………………………………………………5

3.Основные понятия  террейнового анализа……………………………..6

4.Самоподобие  и фрактальная размерность множества террейнов……8

    4.1. Обсуждение………………………………………………………………..10

    4.2.Выводы………………………………………………………………...15

5.Литература………………………………………………………………16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       Введение

 

Изучение современных  и палеоактивных окраин континентов приводит к более ясному пониманию процессов поглощения океанической и формирования континентальной коры. В настоящее время существуют чисто океанические литосферные плиты, но нет чисто континентальных. Наращивание континентальной коры происходит на активных окраинах за счет надвигания участков океанической коры и находящихся на ней неоднородностей (офиолиты, океанические острова и подводные горы, поднятия, микроконтиненты, островные дуги). Прибавление массы континентальной коры обусловлено также вулканизмом субдукционных зон. Одновременно происходит и разрушение континентальной окраины за счет субдукционной эрозии и сноса осадков в желоб и затягивание их в зону субдукции. Вместе с тем происходит возврат эродированной части континентальной коры в виде аккреционных призм, надвигающихся на активную окраину. В зависимости от соотношения скоростей перечисленных процессов континентальная активная окраина может как наращиваться, так и сокращаться.

Для осуществления  перечисленных процессов необходимо относительное встречное смещение активной окраины континента и океанической плиты, сопровождающееся поглощением океанической коры. Формирование активной окраины сопровождается высокой сейсмической активностью, способствующей аккреционному смещению блоков, ускорению эрозии и сноса осадков, уплотнению аккреционных призм и т.п. Закрывшиеся палеоокеаны оставили свои следы, нарастив континенты, например, в Алтае-Саянской складчатой области, Прибайкалье, на Урале, в Альпийском поясе.

        Поэтому представляет интерес попытка количественной оценки столь сложного геологического явления. Понятно, что эта оценка должна включать огромное количество факторов: скорости субдукции, толщины океанической и континентальной коры, количество и тип неоднородностей океанической коры и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

1. Что  такое террейны?

Геологическими  исследованиями установлено, что активные окраины представляют собой нагромождение (коллаж) блоков, надвинутых на край континента. Эти блоки называют "террейнами".

Несмотря на широкое употребления термина "террейн", не существует его однозначного определения.

Согласно работе [Зоненшайн, Кузьмин, 1993] "террейном  можно, по-видимому, назвать блок любых (но в разумных пределах) размеров, который  включен в состав складчатого  пояса, который отделен от окружающих одновозрастных или более древних пород тектоническими контактами и который по составу слагающих его горных пород, их структуре, происхождению, геохимической, палеобиогеографической, палеомагнитной характеристикам резко отличается от вмещающих отложений или смежных блоков". Авторы подчеркивают условность разграничения понятий "микроконтиненты" и " терррейны".

Террейнами  называют, в общем случае, геологические  тела, отделенные четкой тектонической  границей от соседних тел и имеющие  отличное от них литолого-стратиграфическое строение. Террейны имеют различный генезис и собственную историю. Некоторые из них представляют собой неоднородности океанической коры (офиолиты, вулканические острова, поднятия, микроконтиненты, осколки кратонов, островные дуги), другие сформировались в процессе субдукции (аккреционные призмы, островные дуги). На рис.1 показана тектоническая карта северного обрамления Пацифики масштаба 1:5000000 [Summary ..., 1998], на которой видны террейны самого разного размера и происхождения. Обращает на себя внимание мозаичность картины – неупорядоченность расположения и разнообразие форм террейнов.

Рис.1. Карта  террейнов северного обрамления Пацифики.

 

 Оттенками  серого цвета показан разный  возраст террейнов.

Обстановки  формирования активных окраин также различны, зависят от направления и скорости субдукции, ее фазы, угла наклона, от геометрии желоба, наличия трансформных разломов, от неоднородностей на субдуцирующей океанической коре и т.п. Согласно многочисленным палеомагнитным данным, некоторые террейны (террейны-странники) проделали огромный путь в тысячи километров, прежде чем оказались на активной окраине, другие (может быть, террейны-сидельцы?) проделали совсем небольшой путь - десятки и сотни километров. Некоторые террейны испытали вращение относительно соседних террейнов или кратонов. Другие террейны раскололись, став субтеррейнами, прежде чем оказались на активной окраине (Врангелия, Омолон), какие-то раскалывались в процессе аккреции. Значительные по размеру террейны иногда называются "супертеррейнами".

В известной  мере, неопределенность термина "террейн" отражает сложность и разнообразие процесса формирования активных континентальных  окраин. Во многих областях науки для  изучения подобных процессов оказывается  плодотворным подход с использованием понятий фрактальной геометрии.

 

 

 

2. Террейновый  анализ

 

Террейновый анализ (террейнология, террейновая тектоника, концепция коллажа террейнов) —  раздел тектоники плит, занимающийся изучением структуры и истории  развития складчатых поясов. С точки зрения этой теории в пределах складчатых поясов можно выделить отдельные блоки - террейны, которые обладают индивидуальной историей. Террейновый анализ состоит в комплексе специфических методов для изучения этих исключительно сложных частей земной коры.

Содержание  террейнового анализа заключается  в выделении террейнов, определении  характера их границ, изучении и  выяснении геодинамических обстановок формирования террейнов, их геологической  истории, траектории перемещения, амальгамации, аккреции и связи с соседними террейнами.

В числе типичных задач террейнового анализа можно  указать:

   1.   Выделение террейнов. Как правило разные исследователи в одном и том же районе выделяют разные террейны, и спорят друг с другом чья схема правильнее.

   2.   Сопоставление разных террейнов, и определение среди них блоков, образовавшихся в результате разделения одного участка земной коры.

   3.   Восстановление истории каждого террейна. Так как данные принципиально не полны и ограничены, то это область блестящих предсказаний и смелых предположений.

Как правило  террейн представляет собой относительно небольшой участок земной коры, и  сложен более менее однородным комплексом пород. В таком случае обычные  методы геодинамических реконструкции, основанные на комплексном использовании различных методов, не могут применяться, и приходится вытягивать максимум информации их доступных формаций.

Террейновый анализ это одновременно и теория и набор  методов. Многие исследователи исходят  из того, что в складчатой зоне сгребается всё подряд, а значит и выделять в её пределах отдельные блоки бессмысленно.

 

                    

 

 

 

3.Основные  понятия террейнового анализа

 

Объектами террейнового анализа кроме самих террейнов  служат, ограничивающие их шовные зоны, а также перекрывающие и сшивающие геологические комплексы.

Разломы, ограничивающие террейны (шовные зоны, сутуры) могут  иметь различную кинематику (сдвиги, надвиги, сбросы) и геологическое  строение. Они представлены зонами катаклаза и милонитизации, в  них часто локализуются меланжи, в том числе офиолитовые. Иногда шовные зоны маркируют продукты высокобарического метаморфизма – голубые сланцы и эклогиты. Перекрывающие и сшивающие образования формируются после аккреции или амальгамации террейнов и позволяют определить максимальный предел возраста этих процессов.

Перекрывающие образования представлены осадочными, вулканогенно-осадочными и осадочными породами, которые накапливались  после амальгамации или аккреции террейнов и стратиграфически перекрывают  два или более смежных террейнов или террейны и окраину кратона. К перекрывающим образованиям относятся чехлы древних или молодых платформ, молассы краевых и межгорных прогибов, флишевые толщи континентальных окраин и др.

Сшивающими  служат интрузивные комплексы и  ассоциирующие с ними метаморфические пояса, которые пронизывают смежные террейны и окраину кратона. Плутонические образования могут быть генетически связаны с перекрывающими вулканическими породами (например гранитоиды мелового Охотско-Чукотского окраинно-континентального вулканического пояса). К сшивающим образованиям относят также тектонические меланжи шовных зон.

В тектонической  эволюции отдельных террейнов или  их групп выделяются следующие основные события:

   *   Аккреция – тектоническое причленение террейна или террейнов к континенту (кратону). Аккреция является кардинальным событием в тектонической эволюции террейна. Геологические образования, сформированные до аккреции, определяются как доакреционные, а сформированные после аккреции – как постаккреционные.

   *   Амальгамация - тектоническое объединение двух или более террейнов в единую более крупную тектоническую единицу, до их причленения к кратону.

   *   Дисперсия – тектоническое разрушение, расчленение на фрагменты ранее аккретированных или амальгамированных террейнов. Дисперсия террейнов может осуществляться

      1.   путём расчешуивания и трансляции по крупным сдвиговым зонам,

      2.   путём рифтогенеза,

      3.   путём расчленения террейна глубинными надвигами на серию пластин.

При террейновом  анализе, возникает необходимость выделять супертеррейны (композитные или составные террейны) и субтеррейны.

   *   Субтеррейнами называют обособленные части одного и того же террейна, Субтеррейны имеют одинаковую природу, но могут отличаться по составу, деформированности и другим структурно-вещественным особенностям: например, отдельные тектонические пластины в террейне аккреционной призмы, отличающиеся по степени метаморфизма блоки в субдукционном метаморфическом террейне, разобщенные фрагменты офиолитового разреза в палеоокеаническом террейне и т. д.

   *   Супертеррейны возникают, если в результате столкновения происходит амальгамация нескольких террейнов, и в дальнейшем они развиваются как единое целое. Возраст формирования супертеррейна определяется по сшивающим и перекрывающим образованиям, а также по палеомагнитным данным (так как с момента амальгамации ТКДП для входящих в его состав террейнов имеют сходную форму). Геодинамическая природа супертеррейна определяется по обстановке накопления перекрывающих образований.

Террейны классифицируются по геодинамической обстановке формирования, или, если она не определена – по составу. Террейны могут представлять собой обломки микроконтинентов, энсиалических и энсиматических островных дуг и их отдельных элементов (аккреционного клина, задугового или преддугового бассейна), вулканических поднятий, симаунтов и др. Кроме того, по особенностям истории и взаимоотношениям с соседними комплексами выделяются перемещённые, экзотические и мистические террейны.

   *   Перемещенные (displaced) или аллохтонные (allochtonous) - террейны для которых доказаны значительные перемещения.

   *   Экзотическими (exotic) – т. называют, чтобы подчеркнуть их чужеродную природу по отношению к окружающим геологическим комплексам. Например, если во внешней зоне складчатой области, насыщенной микроконтинентами, отколовшимися от ближайшей континентальной окраины и имеющими почти идентичный чехол, встречается обломок континентальной коры, резко отличного строения, то можно предположить, что этот микроконтинент откололся от одного из противоположных берегов океана.