Геотектоника и геодинамика реферат

Обновлено: 02.07.2024

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на 16 конференциях: XIV Международная конференция Ломоносовские чтения (Москва, 2007), XLIII, XLIV Тектонические совещания (Москва, 2008, 2010, 2012), 1-я, 2-я молодежные тектонофизические школы-семинары (Москва, 2009, 2011), Геология: история, теория, практика (Москва, 2009), XVIII и XIX Международных научных конференциях по морской… Читать ещё >

Тектоника и геодинамика ультрамедленных спрединговых хребтов ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • Глава 1. Мировая система спрединговых хребтов, как глобальная морфотектоническая структура дна океана
    • 1. 1. Общие особенности строения спрединговых хребтов
    • 1. 2. Строение медленно-спрединговых хребтов
    • 1. 3. Строение быстро-спрединговых хребтов
    • 1. 4. Строение средне-спрединговых хребтов
    • 2. 1. Хребет Рейкьянес
    • 2. 2. Хребты Кольбейнсей и Мона
    • 2. 3. Хребет Книповича
    • 2. 4. Хребет Гаккеля
    • 2. 5. Юго-Западный Индийский хребет
    • 2. 6. Американо-Антарктический хребет
    • 2. 7. Геодинамические обстановки проявления ультрамедленного спрединга
      • 2. 7. 1. Ультрамедленный спрединг на стадии раскола океанической литосферы (зароэюдение спрединга и отмирание спредингового хребта)
      • 2. 7. 2. Ультрамедленный спрединг в структурах типа пулл-эпарт
      • 2. 7. 3. Ультрамедленный спрединг при продвижении спредингового хребта в пределы континентальной литосферы
      • 2. 7. 4. Ультрамедленный спрединг на активных континентальных окраинах
      • 3. 1. Обзор подходов и методик экспериментального моделирования структурообразующих процессов
        • 3. 1. 1. Моделирование структурообразования в пределахрифтовых зон СОХ
        • 3. 1. 2. Моделирование структурообразования в зонах трансформных разломов
        • 3. 1. 3. Моделирование структурообразования в бассейнах пулл-эпарт
        • 3. 3. 1. Моделирование структурообразования в условиях влияния горячей точки (хребты Рейкъянес и Кольбейнсей)
        • 3. 3. 2. Сильно косое растяжение в пределах сдвиго-раздвиговой зоны взаимодействия спрединговых хребтов (хребет Книповича)
        • 3. 3. 3. Ортогональный ультрамедленный спрединг (хребет Гаккеля)
        • 3. 3. 4. Наклонное растяжение вне влияния горячей точки (хребет Mona)
        • 3. 3. 5. Растяжение в условиях минимальных скоростей спрединга и наличия смещений оси различной амплитуды (Юго-Западный Индийский хребет)
        • 3. 3. 6. Аналоговое моделирование внеосевого структурообразования
        • 4. 1. Факторы, определяющие особенности тектонического строения и структурообразование в ультрамедленных спрединговых хребтах
          • 4. 1. 1. Кинематика спрединга и ее влияние на сегментацию ультрамедленных спрединговых хребтов
          • 4. 1. 2. Температура мантии, толщина коры и литосферы и их влияние на тектоническое строение ультрамедленных спрединговых хребтов

          Актуальность работы. Срединно-океанические хребты (СОХ) являются планетарной морфоструктурой и протягиваются через все океаны. Их рифтовые зоны представляют собой места формирования новой океанической коры. Рельеф и глубинное строение рифтовых зон СОХ отличаются в основном в зависимости от скорости спрединга. К концу XX века согласно этому критерию сформировалось разделение срединно-океанических хребтов на 3 класса: медленноспрединговые ( 8 см/год) и среднеспрединговые (4 см/год и т. д. ). Эффективная скорость спрединга расчитывалась по методу, предложенному М. Абельсоном и А. Агноном [Abelson, Agnon, 1997] как ортогональная к простиранию хребта компонента полной скорости спрединга. Величина эффективной скорости спрединга зависит от косости спрединга, то есть от угла, а каждого из участков рассмотренных хребтов.

          Кинематика спрединга на рассмотренных хребтах значительно отличается. Классифицируем рассмотренные хребты в зависимости от их кинематики согласно подходу [Withjack, Jamison, 1986] на хребты с ортогональным (а=75−90°), субортогональным (а=70−75°), косым (а=50−70°), сильнокосым спредингом (а разделенных ТР Мелвилл , строение рифтовой зоны кардинально меняется (рис. 2.33, 2.34, 2.35). Это происходит, несмотря на практически полное сходство кинематических характеристик спрединга в их пределах (таблица 4.1, рис. 4.1, 4.2). Для сегмента Д4 характерны магматические сегменты высотой 1200−1500 м и длиной 35−40 км. Они разделяются наклонными амагматическими сегментами длиной 35−45 км. Максимальные глубины достигают 4,5−4,8 км. Средняя глубина на данном участке составляет 4435 м. Среднее значение МАБ составляет -21 мГал. В пределах краевых частей амагматических сегментов были обнаружены свежие вулканические постройки и минимуму МАБ [Sauter et al., 2004]. Для сегмента характерно среднее значение содержания натрия, нормализованного к магнию — 3,48%. Все это свидетельствует о высокой активности магматических процессов на данном сегменте [Cannat et al., 2008].

          Сегмент El длиной около 350 км характеризуется наличием одного МС и одного редуцированного вулканического сегмента. Днище рифтовой долины располагается на глубинах 5−5,5 км. На флангах располагаются валообразные поднятия. Для АС характерны величины МАБ порядка -10−5 мГал, величина магнитного поля порядка 100 150 нТл [Sauter et al., 2004]. Для данного участка хребта характерно среднее содержания натрия нормализованного к магнию 3,89% - максимальное для всего хребта [Cannat et al., 2008]. Все это свидетельствует о низкой активности магматических процессов.

          Для ЦАС хребта Гаккеля характерны минимальная толщина коры порядка 0−3,5 км, практически полное отсутствие проявлений вулканизма (один вулканический центр на расстоянии около 200 км), среднее содержания натрия нормализованного к магнию 3,5%,.

          174 преобладание серпентинизированных перидотитов в драгировках. Для ВВС хребта характерна толщина коры в 2,5−3,5 км, MC, располагающиеся через 50−150 км, небольшая доля перидотитов при преобладании базальтов в драгировках, проявления вулканизма в виде лавовых потоков и вулканических построек (см главу 2). Все эти особенности свидетельствуют о восстановлении магматизма, но данный процесс идет в условиях минимальных величин УЭф=0,82−0,92 см/год, что ниже Уэф~1,3 см/год, характерных для ЦАС хребта. Это свидетельствует о воздействии на характер рельефа и сегментации наряду с геометрией и кинематикой спрединга других факторов.

          Кинематика и геометрия спрединга оказывают непосредственное воздействие на сегментацию спрединговых хребтов. В целом можно выделить три типа сегментации (рис. 5.4, 5.5): 1. сегментация ультрамедленного ортгонального спрединга, 2. сегментация ультрамедленного косого спрединга, 3. сегментация в условиях сложно устроенной переходной зоны между двумя спрединговыми хребтами.

          — 8−12о > юн 8 ЮЗИХА? ЮЗИХВ дЮЗИХД оЮЗИХБ О ЮЗИХГ КЮЗИХЕ й в д.

          18п 1614 12 108.

          К Гаккеля ДМоллой % Рейкьянес пМона + Кольбейнсей °Книповича ¦ трог Лена А.

          ЗВС о и ЦАС О о.

          Первый тип характерен для участков ЗВС и ЦАС хребта Гаккеля, хребта Кольбейнсей, провинций А, В, Г и сегментов Д1, ДЗ и Е2 Юго-Западного Индийского хребта. Он характерен для 46% длины рассмотренных спрединговых хребтов.

          Второй типа характерен для хребтов Рейкьянес, Мона, ВВС хребта Гаккеля, ААХ, провинции Б и сегментов Д2, Д4, El, Е2, Е4 ЮЗИХ. Он характерен для 43% длины рассмотренных ультрамедленных спрединговых хребтов. Наряду с третьим типом, который был отмечен в пределах транзитной зоны между хребтами Мона и Гаккеля хребет Книповича, хребет Моллой и трог Лена, 11% длины рассмотренных спрединговых центров), в которой спрединг также развивается по наклонному механизму, он образует большинство. То есть для ультрамедленного спрединга в целом характерно наклонное растяжение.

          Рассмотрим основные особенности каждого из типов. Для ортогонального спрединга характерно как практически полное отсутствие магматизма (ЦАС хр. Гаккеля, сегмент Е2 ЮЗИХ), так и относительно повышенный для данной скорости растяжения магматизм, возможно, вызванный повышенной температурой подстилающей мантии (ЗВС хребта Гаккеля, провинции А, В, Г ЮЗИХ). В условиях ортогонального ультрамедленного спрединга при повышенном магматизме формируется система ортогональных растяжению вулканических хребтов, разделенных небольшими смещениями амплитудой 10−15 км и неглубокими впадинами, глубиной до 3,5−4 км (Рис. 5.5).

          В условиях отсутствия магматизма на ЦАС хребта Гаккеля сегментация вулканических хребтов заменяется системой протяженных переуглубленных впадин (глубиной до 5,5 км), разделенных перемычками высотой до 0,2−0,5 км (рис. 5.5). Вулканические центры располагаются на расстоянии 100−150 км друг от друга. Для участков хребта Кольбейнсей и провинции Г ЮЗИХ характерно наличие трансформных разломов, которые располагаются через 250−600 км. Характерно, что трансформные разломы наблюдаются в зоне влияния горячих точек: о. Марион, плато Крозе и о. Исландия. В пределах провинции В ЮЗИХ и ЗВС хребта Гаккеля ТР не наблюдаются. В условиях влияния горячей точки наблюдается изменение параметров сегментации при удалении от горячей точки.

          В условиях косого ультрамедленного спрединга формируется система эшелонированных вулканических хребтов ориентирующихся субортогонально растяжению. Их разделяют трансформные разломы, нетрансформные смещения и впадины небольшой амплитуды (хр. Рейкьянес, хр. Кольбейнсей), либо амагматические сегменты различной длины (от 30−40 км на хребте Мона до 200−250 км (сегменты Б2 и Е1.

          ЮЗИХ)). Амагматические сегменты ориентируются субпараллельно простиранию хребта.

          Глубина дна в пределах сегментов, высота вулканических поднятий и длина магматических и амагматических сегментов изменяются в зависимости от сокращения эффективной скорости спрединга. Максимальные контрасты вдольосевого рельефа наблюдаются на сегментах с ее минимальными значениями, где на участках МС г.

          Джозефа Майеса и МС 67,5° в.д. формируется осевое поднятие (Сегменты Б2 и Е1 ЮЗИХ, соответственно), но данная закономерность не подтверждается на участках ВВС хребта.

          Гаккеля и сегментов Д2 и Д4 ЮЗИХ. Здесь амагматические сегменты короткие и обладают тонким базальтовым покровом. Повсеместно в пределах амагматических сегментов наблюдаются небольшие редуцированные вулканические постройки высотой до 500−600 м, являющиеся короткоживущими вулканами, они не обладают устойчивыми внеосевыми следами.

          Наиболее сложная в пределах данного типа сегментация наблюдается в восточной части Юго-Западного Индийского хребта к востоку от ТР Галлиени (рис. 4.3). Здесь сегменты хребты ориентируются под углом от 46° до 90° к направлению растяжения. Сегментация формируется в условиях сокращения полной скорости спрединга по направлению на восток. Ее величина сокращается от 1,50 до 1,26 см/год, достигая максимума в 1,42 мм/год на сегментах ДЗ и Д4.

          ЗАКЛЮЧЕНИЕ

          1. Анализ рельефа и тектонического строения рифтовых зон ультрамедленных спрединговых хребтов показал, что разнообразие их морфоструктурной выраженности определяется разной интенсивностью проявления эндогенных процессов, контролируемых геодинамическими условиями формирования и развития хребтов, кинематикой спрединга, температурой мантии. Структурная сегментация рассмотренных спрединговых хребтов характеризуются следующими особенностями:

          — сочетание малоамплитудных нетрансформных смещений и протяженных эшелонированных осевых вулканических хребтов s-образной формы при косом спрединге, морфометрические параметры которых и морфология хребта в целом меняются по мере приближения к горячей точке (хр. Рейкьянес, хр. Кольбейнсей, участки 3−9° и 35−52° в.д. ЮЗИХ);

          — чередование впадин амагматических сегментов и вулканических хребтов магматических сегментов примерно равной длины в днище рифтовой долины при косом спрединге (хр. Мона);

          — сочетание коротких раздвиговых магматических сегментов в виде осевых вулканичесих хребтов и протяженных впадин сдвиговых амагматических сегментов при косом спрединге (хр. Книповича);

          — сочетание протяженных осевых вулканических хребтов и коротких малоамплитудных нетрансформных смещений при. ортогональном спрединге (участок 16−25° ЮЗИХ, ЗВС хр. Гаккеля);

          — сочетание коротких и крупных осевых вулканических хребтов магматических сегментов и протяженных максимально глубоких (с глубинами до 5,7 км) амагматических сегментов, наличие пологих и отдаленных друг от друга сбросов на флангах хребта (участки 9−16° и 60−70° в.д. ЮЗИХ, ЦАС хр. Гаккеля).

          2. Обобщение геолого-геофизической информации, а также результаты морфоструктурного и кинематического анализа, а также экспериментального моделирования, позволили установить основные параметры и геодинамические причины, определяющие специфику структурообразования при ультрамедленном растяжении в процессе аккреции коры. Основными из них являются: геодинамическая обстановка формирования хребта, кинематика спрединга, температура мантии, толщина коры и литосферы. Изменение этих параметров в пространстве и времени в условиях ультрамедленного спрединга определяют интенсивность проявления эндогенных процессов (тектонических, магматических и метаморфических) и, как следствие, особенности аккреции коры и структурообразования.

          3. Установлены главные факторы, определяющие специфику структурообразования на исследуемых хребтах:

          — для хребтов Рейкьянес и Кольбейнсей — увеличение температуры мантии, толщины коры, ширины зоны прогрева, интенсивности вулканических процессов и магмоснабжения по мере приближения к Исландской термической аномалии, неортогональность спрединга;

          — для хребта Книповича — формирование в пределах транзитной зоны между хребтами Гаккеля и Мона в условиях взаимодействия сдвиговых и раздвиговых напряжений и многочисленных перестроек спрединганеортогональность спрединга, близость континентальной литосферы Баренцева моря и Шпицбергена;

          — для хребта Мона — косой спрединг в условиях толстой и относительно холодной литосферы и узкой стабильной рифтовой зоны;

          — для хребта Гаккеля и Юго-Западного Индийского хребта — наиболее низкие скорости спрединга в условиях изменяющейся вдоль оси спрединга температуры мантии и кинематики спредингасоотношение эндогенных структурообразующих процессов меняется вдоль простирания хребтов: при преобладании тектонического фактора в рельефообразовании, на отдельных участках важную роль играют магматические и метаморфические процессы;

          — для Американо-Антарктического хребта — формирование в пределах океанической литосферы при наличии значительных сдвиговых напряжений.

          4. Выявлены геодинамические обстановки проявления ультрамедленного спрединга. Анализ геолого-геофизической информации показал, что растяжение литосферы, сопровождаемое ультрамедленным спредингом, может проявляться как в пределах спрединговых хребтов, так и в других обстановках. Ультрамедленный спрединг наблюдается на спрединговых хребтах: а) сформированных при расколе континентальной литосферы и расположенных вблизи полюсов относительного вращения (хребты Гаккеля, Мона, Рейкьянес, Юго-западный Индийский, Красноморский и Аденский рифты) — б) расположенных в транзитных зонах, сформированных между двумя спрединговыми хребтами (хребет Книповича) — в) расположенных в сдвиго-раздвиговых зонах в пределах океанической литосферы (Американо-Антарктический хребет);

          Другие обстановки, в которых растяжение литосферы может сопровождаться ультрамедленным спредингом: а) перескок оси спрединга сопровождающийся отмиранием одного спредингового хребта (затухание спрединга) и формированием нового хребта при переходе от рифтинга к спредингу (хр. Математиков и северная ветвь Восточно-Тихоокеанское поднятие) — б) локальное растяжение на фоне регионального сдвига, приводящее к формированию структур типа pull-apart (трог Кайман) — в) продвижение спредингового хребта в пределы континентальной литосферы: (Красноморско-Аденский рифт, рифт Калифорнийского залива) — г) в зонах активных континентальных окраин: междуговой спрединг (Марианский трог) — задуговой спрединг (спрединговый центр моря Фиджи) — рассеянный, или диффузный спрединг в задуговых районах (центральный бассейн моря Скотия в древности и современный рассеянный спрединг в юго-восточной части моря Скотия).

          Специфика геодинамической обстановки в значительной степени определяет морфоструктурную выраженность спрединговых систем.

          5. Установлено, что геодинамические условия и кинематика спрединга определяют следующие основные тектонические типы ультрамедленных спрединговых хребтов: 1) хребты, развивающиеся в условиях высокой прогретости мантии под влиянием горячей точки (хр. Рейкьянес и хр. Кольбейнсей, участки 3−9° и 35−52° в.д. ЮЗИХ) — 2) хребты с субортогональным растяжением без трансформных разломов (западный сегмент хр. Гаккеля, участок 16−25° в.д. ЮЗИХ) — 3) хребты с косым растяжением, с относительно холодной мантией и обедненным магмоснабжением (центральный сегмент хребта Гаккеля, участки 9−16° и 60−70° в.д. ЮЗИХ, хребет Мона) — 4) хребты, развивающиеся со значительной компонентой сдвига в транзитной зоне между двумя спрединговыми хребтами (хр. Книповича, трог Лена).

          Читайте также: