Ахкозовв Ю.Л. О роли трансформных разломов в эволюции зон спрединга - файл n1.doc

Ахкозовв Ю.Л. О роли трансформных разломов в эволюции зон спрединга
скачать (84.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc85kb.13.10.2012 20:12скачать

n1.doc

О роли трансфертных разломов в эволюции зон спрединга

УДК 551.24

О роли трансформных разломов в эволюции зон спрединга

Ахкозов Ю.Л.

(Научно-исследовательский горнорудный институт, г. Кривой

Рог)

Анализ литературных данных о геологическом строении транс-формных разломов показал, что наличие компоненты поперечного расширения разломов обусловливает продольное удлинение зон спрединга (до 20% от величины поперечного наращивания океанической коры). Сделан вывод о том, что рассредоточенное продольное растяжение является не чисто механическим, а происходит с наращиванием также и океанической коры (литосферы) и может быть объяснено только расширением Земли.

Трансформные разломы являются неотъемлемым специфическим структурным элементом зон спрединга (Дж.Уилсон, 1965). В отличие от других типов разрывных нарушений, движение в трансформных разломах сосредоточивается в так называемой активной части, заключенной между двумя сегментами рифтовой зоны срединно-океанического хребта (СОХ), при этом движения эти являются чисто сдвиговыми. Однако по мере исследования этих структур были выявлены такие особенности их строения, которые указывали на наличие движений не только чистого сдвига, но и на компоненту поперечного к разлому растяжения земной коры.

Сторонники тектоники плит последнее связывают с изменением направления движения плит. В.Н.Ларин, И.А.Соловьева [2], по-видимому, первыми, сделали вывод о продольном в глобальном масштабе удлинении СОХ как следствии расширения Земли. Позже эту идею в какой-то мере поддержали Ю.М.Пущаровский с соавторами [6]. Но главным выводом из уже накопившегося фактического материала, по нашему мнению, должно быть то, что продольное удлинение СОХ является не чисто механическим, а происходит также с наращиванием океанической коры в этом направлении.

В пользу наличия компоненты продольного расширения СОХ В.Н.Ларин, И.А.Соловьева [2] приводят следующие аргументы: 1) наличие в строении СОХ двух структурных планов; 2) наличие фактов смещения трансформных разломов и их расширение по разные стороны рифтовой зоны; 3) в структурном (морфометрическом) отношении продольные и поперечные прогибы СОХ идентичны. Как и рифтовые зоны, поперечные разломы представляют собой многоступенчатые грабены, что указывает на формирование их в условиях растяжения. Последний факт нашел отражение также в работах С.А.Ушакова и Ю.И.Галушкина [7], А.С.Монина и В.С.Ястребова [5], В.А.Унксова [8], Е.Г.Мирлина [3], Ю.М.Пущаровского и др. [6] и др.

При наличии раздвиговой составляющей трансформный разлом превращается в симметричную или асимметричную впадину, обрамлен-ную с обеих сторон гребнями (систему параллельных грабенов и горстов)
Геолого-мінералогічний вісник № 1-2, 2000р. 37.
Ахкозов Ю.Л.

[2-8]. В образовавшееся раздвиговое пространство могут внедриться мантийные магмы. Так наличие регионального минимума силы тяжести в зоне разлома Вернадского Срединно-Атлантического хребта (САХ), установленное В.Г.Будановым и др. (1970), объясняется наличием здесь клина разуплотненной мантии [3]. Раздвиг трансформного разлома может приводить к образованию впадины, имеющей форму параллелограмма (разлом Курчатова, САХ). Такое возможно при условии, если продольная для рифтовой зоны растягивающая составляющая существенна и по порядку близка к поперечным усилиям, определяющим спрединг. Но эти же факты говорят о том, что сегменты рифтовой долины, примыкающие к острым углам впадины-параллелограмма, в процессе формирования трансформного разлома отдаляются друг от друга.

Определения механизмов в очагах землетрясений в трансформных разломах (Б.Айзекс, Дж.Оливер, Л.Сайкс, 1974) показали, что они отвечают сдвиговому смещению в них. Но оказалось, что есть и исключения. Д.Форсайтом (1975) отмечен толчок на пассивном продолжении одного из трансформных разломов в Южной Атлантике и при этом перемещения в очаге оказались противоположные тем, которые следовало бы ожидать для трансформного разлома. Аналогичные, хотя и немногочисленные примеры имеются и в других трансформных разломах Мирового океана [3J. По нашему мнению, такие землетрясения являются следствием расширения Земли. В этом случае движения, обусловленные растягивающей продольной компонентой СОХ, могут проявиться и на удалении от активной части трансформного разлома, обусловив, например, современную реактивацию трансформных разломов экваториальной части Атлантики [7] или формирование трога Ройял как элемента трансформного разлома Зеленого Мыса, находящегося за пределами его активной части [6].

Прямые указания на то, что литосфера в пределах долины трансформного разлома, при доминирующих сдвиговых движениях, подвергается также и растяжению, выявлены в разломе Томайо (Калифорнийский залив). К.Макдональд с соавторами [3] установили, что вблизи гребня Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП) противоположные склоны долины данного разлома имеют различное строение: северный склон более сглажен, южный - ступенчатого строения, что, по мнению авторов, обусловлено различным возрастом океанического ложа по обе стороны от трансформного разлома. Однако для активной части трансформного разлома, в силу известного механизма его формирования, нельзя однозначно судить о разном возрасте ложа. Если же один из уступов действительно отличается по возрасту на всем своем протяжении, то это указывает на формирование днища долины по принципу одностороннего спрединга, что возможно при наличии компоненты поперечного его растяжения (или продольного для всей рифовой зоны) и внедрении клиньев разуплотненного мантийного вещества. Факт поперечного растяжения днища долины трансформного разлома Томайо К.Макдональд и др. подтверждают следующим [3]: для разлома характерно наличие большого количества сбросов, ориентированных под углом 50° к основному простиранию долины; на участке, где разлом Томайо разделяет сегменты литосферы возрастом более 1 млн. лет, его строение усложняется, долина становится шире и

  1. Геолого-мінераолгічний вісник №1-2., 2000р.


О роли трансформных разломов в эволюции зон спрединга

внутри её располагается хребет высотой 500-600 м. Образование последнего авторы связывают с внедрением мантийного вещества в период раскрытия разлома, что произошло в результате приспособления литосферы к меняющейся кинематике плит.

Этот участок трансформного разлома, по нашему мнению, можно рассматривать как зону спрединга, формирующуюся как результат продольного растяжения ВТП. Не вступая в дискуссию по поводу постоянно меняющейся кинематики плит, заметим, что если она и изменяется, то это должно отразиться не в отдельных трансформных разломах, а во всей серии определенного интервала СОХ. В крупных разломах длиной в несколько сот километров должны появиться изломы, скачкообразные изменения простирания, что в действительности не наблюдается. Трудно также объяснить, почему изменение кинематики плит проявляется на участках СОХ с высокими скоростями спрединга. Это выражается в появлении именно здесь кулисообразно расположенных рядов новообразованных разрывов, локализованных в зонах трансформных разломов, как, например, в разломе Уилкса (восточная часть Тихого океана) или на гребне хребта Рейкьянес, где кулисообразные ряды тектонических нарушений с тем же простиранием переходят в неовулканическую зону Исландии. Признание же проявления в таких участках СОХ растяжения в двух направлениях или даже радиального просто объясняет отсутствие здесь типичной рифтовой зоны и появление разнонаправленных структур растяжения.

Анализируя геологические и геофизические данные о регионе Фа-рерско-Гренландского порога, Е.Г.Мирлин [3] пришел к выводу, что на предокеанической стадии развития на его месте в раннем палеоцене существовал сводово-вулканический рифт, а позже образовался остров Исландия. В тоже время анализ поведения полосовых магнитных аномалий к северу и к югу от данного порога свидетельствует, что вдоль последнего должен был бы протягиваться трансформный разлом. Таким образом, в пределах Фарерско-Гренландского порога проявляются как признаки рифта так и трансформного разлома, то есть - это трансформный разлом с существенно проявленной компонентой расширения, обусловливающей продольное удлинение САХ. На последнее также указывает изменение ширины Фарерско-Гренландского порога при переходе его в о. Исландия и рост Ян-Майенской плиты не только в субширотном, но и в субмеридиональном направлении [3].

К аналогичному выводу приходим при рассмотрении механизма образования хребтов Рио-Гранде и Китового. Считается, что они являются следом движения плит от "горячих точек", зафиксированных на гребне САХ, а их V-образная форма свидетельствует о "ножницеподобном" раскрытии Южной Атлантики. Если простирание этих хребтов - направления движения плит, например на восток, то, с учетом простирания Фарерско-Гренландского порога, Средиземное море в течение Мz3-Kz должно было бы закрыться, а не иметь признаков расширения. Тем более это касается раскрытия Красного моря. Странным, на первый взгляд, выглядит также то, что расстояния между следами "горячих точек" на континентах и гребне САХ разные. Кроме того, если сравнить простирание транс-

Геолого-мнерэлогічний вісник № 1-2, 2000р. 39.

Ахкозов Ю.Л.

формных разломов в этом регионе, то оказывается, что они не совсем совпадают с простираниями названных хребтов. Все эти противоречия снимаются, если допустить, что наряду с известным нормальным расширением океанического дна в САХ имеет место и продольная компонента, то есть САХ во времени не только расширяется, но и удлиняется. В этом случае оконечности хребтов Рио-Гранде и Китового, находящиеся на гребне САХ, неизбежно будут мигрировать на юг и приобретать V-образную форму, а все более молодые трансформные разломы будут иметь все более дискордантное простирание к общему простиранию хребтов.

Продольным удлинением СОХ можно объяснить конвергенцию. трансформных разломов Тихого океана в западном направлении (А. и Г. Мейерхоффы) и их дугообразное искривление (Г. Хесс).

Сторонники тектоники плит считают, что современная конфигурация и относительное положение континентов определились расколом Пангеи и раздвижением её частей в результате развития СОХ Индийского, Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Но зарождение и развитие названных СОХ должно было происходить внутри суперконтинента Пангеи и при этом центры спрединга (восходящие ветви конвективных ячеек) не должны менять своего положения во времени. Иначе говоря, длина и конфигурация СОХ в течение Мzз-Kz не менялась. Но тогда возникает проблема постоянства суммарной их современной длины: её невозможно поместить внутри праконтинента, одновременно не укорачивая. Это проблема того же характера, что и изменение периметра Тихого океана для того же отрезка времени, требующая, по топологическим расчетам Месерви, расширения Земли (стесненность по периметру).

На удлинение СОХ указывает также характер наращивания океанической коры в Тихом океане (рис. 1). Если взять самую молодую зону наращенной коры, то не вызывает сомнения, что её длина и конфигурация соответствуют длине и конфигурации зоны спрединга. Но поскольку мы имеем непрерывный последовательный ряд таких зон, то необходимо признать, что по мере перехода к более древним зонам их укорочение (рис. 1) соответствует меньшей длине СОХ для соответствующего времени. В обратном же порядке это означает удлинение СОХ во времени.

Таким образом, по мере исследования трансформных разломов, накопились факты, свидетельствующие о том, что неотъемлемой чертой их развития, наряду с преобладанием сдвига, является присутствие компоненты растяжения вплоть до появления признаков спрединга (разлом Томайо) и интенсивного вулканизма (поперечные вулканические хребты, разлом Зеленого Мыса). Но расширение трансформных разломов - это признак удлинения СОХ. Последнее происходит также при косом сдвиге по трансформному разлому, ориентированному под углом к оси рифта. Мож­но даже сделать вывод, что появление таких оригинальных структур как трансформные разломы, их расширение и косая ориентировка являются реакцией зоны спрединга на наличие компоненты её продольного растяжения.

Косую вплоть до ортогональной ориентировку зон спрединга окраинных морей к простиранию островных дуг В.Е. Хаин [9] объяснил фор-

40. Геолого-мінералогічний вісник№ 1-2, 2000 р.
О роли трансформных разломов в эволюции зон спрединга

мированием вулканических дуг вдоль соответствующего перпендикулярно расположенного трансформного разлома (Южно-Китайское, Западно-Филиппинское, Карибское моря, море Скотия). Такое объяснение в данном случае приемлемо только частично, поскольку часть островных дуг (островов), ограничивающих перечисленные моря, имеют континентальную кору. По-видимому, при определенных условиях трасформные разломы и примыкающие сегменты' зон спрединга могут даже меняться ролями. Только так можно объяснить частую и при этом "ортогональную" смену систем спрединга в Филиппинско-Индонезийском регионе, наличие признаков одновременного растяжения дна окраинных морей как в продольном, так и поперечном направлениях [3, 4]. Изложенное дает возможность предположить, что различия между трансформными разломами и рифтовыми зонами не качественные, а количественные. Одним из проявлений такой функциональной взаимозаменяемости является формирование подводных вулканических хребтов вдоль трансформных разломов [3, 9].







Рис. 1. Карта наращивания дна Тихого океана (по С.М.Есиповичу [I]).
Для САХ можно приближенно оценить его удлинение в связи с формированием трансформных разломов. Из чисто геометрических построений следует, что это удлинение (?Lp) будет равно сумме произведений длин активных частей разломов (l) на синус угла между простиранием оси рифта и ортогональю к трансформному разлому (): Lр = sin. По П.Фурмарье (1971), суммарное смещение САХ по трансформным разломам достигает 3000 км. Среднестатистический угол . по материалам Е.Г.Мирилина [3], равен 10°. Отсюда Lp=3000sin10° = 30000,26 = 780 км. Ширина долины трансформных разломов изменяется от 1-2 до первых десятков километров. Если принять поперечное растяжение днища разлома в 1 км и количество их 212 для САХ


Геолого-мінералогічний вісник № 1-2, 2000р. 41.

Ахкозов Ю.Л.

(Н.Ю.Бочарова и К.В. Попов [3]), то величина растяжения составит, соответственно, 212 км, а в сумме около 1000 км. При величине раскрытия Атлантики в 5000 км (Д. и М. Тарлинги, 1973) доля продольного расширения САХ к поперечному составит порядка 20%. Это существенное и в тоже время рассредоточенное в глобальном масштабе продольное растяжение СОХ. Учитывая широкое распространения в трансформных разломах экструзивной зоны с внедрением мантийного вещества и прямым проявлением вулканизма в ней [3, 6, 7, 9], можно сделать вывод, что продольное растяжение является не чисто механическим, а сопровождается наращиванием океанической коры. Рассредоточенное продольное растяжение СОХ с одновременным наращиванием океанической коры невозможно объяснить конвективным или диапировым механизмом расширения, так как они предполагают наличие центров расширения и векторный характер последнего. Объяснением может быть только расширение Земли.

ЛИТЕРАТУРА

1. Осипович С.М. История развития планеты Земля - пульсирующее расширение под действием космического пресинга// Одесса: Астропринт, 1992.- 152 с.

2. Ларин В.Н., Соловьева И.А. Морфологические свидетельства продольного растяжения средимно-океанических хребтов// Доклады АН СССР.- 1979, 244.-№ 6.-С. 1437-1441.

3. Мирлин Е.Г. Раздвижение литосферных плит и рифтогенез // Москва: Недра, 1985.-249с.

4. Мишина А.В., Зорина Ю.Г. Структурная эволюция земной коры переходных зон Юго-Восточной Азии и Восточной Австралии / Итоги науки и техники. Общая геология // 1981, 13.

5. Монин А.С., Ястребов B.C. Экспедиция в Красное море // Природа.- 1980.- № 9.- С. 25-36.

6. Пущаровский Ю.М., Пейве А.А., Разницын Ю.Н. и др. Разлом Зеленого Мыса: веще­ственный состав пород и структуры (Центральная Атлантика) // Геотектоника.- 1988.- № 6.- С. 18-31.

7. Ушаков С.А., Галушкин Ю.И. Литосфера Земли (по геофизическим данным). Часть I. Кинематика плит и океаническая литосфера// Москва: ВИНИТИ, 1978.-272 с.

8. Унксов В.А. Тектоника плит.- Ленинград: Недра, 1981.- 288 с.

9. Хаин В.Е. Тектоника плит двадцать лет спустя (размышления о прошлом, настоящем и будущем) // Геотектоника.- 1988.-№ 6.-С. 3-17.

Надійшла до редакції 2грудня 1999р.

42. Геолого-Мінералогічний вісник № 1-2, 2000 р.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации