Трансформные окраины калифорнийского типа

Некоторые проблемы геодинамической типизации террейнов, перекрывающих и «сшивающих» комплексов
Материал из wiki.fegi.ruб авторы - А.И.Ханчук, В.В. Голозубов, С.М.Родионов, Н.А.Горячев, В.П. Симаненко

Трансформные окраины калифорнийского типа могут замещать по латерали участки активных окраин, составляя с ними своеобразные динамопары и характер взаимодействия на каждом из участков определяется геометрическими соотношениями направления дрейфа океанической плиты и ориентировками краевых частей малоподвижного прилегающего континента. С учетом данных о Калифорнийской окраине, можно сформулировать признаки трансформных границ плит, которые можно использовать при их выделении в структурах геологического прошлого:

а) наличие вдоль границ плит сдвиговых зон с перемещениями в сотни и тысячи километров, активных в рассматриваемый отрезок времени.

б) формирование бассейнов синсдвигового растяжения (pull-apart basins), которые в континентальной части окраины заполнялись терригенным материалом и вулканитами, а вблизи континента, на океаническом основании, характеризовались лавинной седиментацией.

в) проявления вулканизма со смешанными субдукционными и внутриплитными характеристиками приурочены к бассейнам синсдвигового растяжения и распределены вдоль окраин крайне неравномерно.

Трансформные окраины калифорнийского типа
Севернее экватора Восточно-Тихоокеанский спрединговый хребет ориентирован в северо-восточном (почти поперечном относительно края Северо-Американской плиты) направлении. Ряд мелких его фрагментов установлен в Калифорнийском заливе, а возможным его продолжением на северо-западе считается хребет Хуан Де Фука.

Соответственно, вдоль границы малоподвижного Северо-Американского континента с Тихоокеанской плитой, до настоящего времени перемещавшейся в северо-западном направлении со средней скоростью 6,0-6,4 см/г (Engebretson et al., 1985), практически на всем ее протяжении (вплоть до Алеутской дуги) имели место крупномасштабные правосторонние скольжения (Crowell, 1962; Plafker, 1990 и др.). Отражением этих скольжений являются системы окраинно-континентальных сдвигов Калифорнии и Королевы Шарлотты, протяженность (каждой из которых) составляет около 1500 км и которые являются трансформными разломами типа хребет-дуга (Wilson, 1965). Проявления субдукции, разделяющие по латерали участки трансформного скольжения, установлены в районе Каскадных гор, где происходит погружение плиты Хуан Де Фука под континент и где вплоть до настоящего времени происходит формирование аккреционной призмы (Brendon et al., 1998; Чамов, 2001; Чамов, 2003 и др.). Система Калифорнийских сдвигов (Биг Бенд) представляет собой серию сближенных, часто ветвящихся разломов северо-западного (с отклоненими до широтного) простирания, установленные как вдоль побережья, так и на прилегающей окраине континента (бордерленде).

Ширина полосы распространения этих разломов достигает 450 км. Правосторонние перемещения по наиболее изученному разлому Сан-Андреас установлены по изломам гидросети, разобщениям маркирующих комплексов (в том числе – слоев с характерной фауной), ориентировкам приразломных складок и ромбовидных бассейнов синсдвигового растяжения (pull-apart basins). Подсчитано, что только после нижнего миоцена амплитуда перемещений по этому разлому составила, по одним данным - около 260 (Crowell, 1962), а по другим – около 315 км (Matthews, 1976). Калифорнийское побережье и в настоящее время отличается повышенной сейсмичностью, причем зарождение некоторых из разломов путем формирования системы сближенных сколов Риделя наблюдалось во время одноактных землетрясений; амплитуда правосторонних перемещений составляла при этом до 4,5 м (Tchalenko, 1970). В перерывах между землетрясениями, как показали повторные триангуляции, вдоль разлома Сан-Андреас происходят плавные правосторонние скольжения со скоростью 1,5-2,2 см/г.

В связи с крупномасштабными перемещениями вдоль всей системы калифонийских сдвигов формировались и формируются многочисленные синсдвиговые бассейны, в том числе – рифтовая долина озера Солтон Си на продолжении Калифорнийского залива, а также система параллельных грабенов в провинции Хребтов и Бассейнов, в числе которых - классический ромбовидный грабен (pull-apart basin) Долины Смерти, опущенный на 85 м ниже уровня моря. На участках разветвлений сдвиговых зон располагаются крупные нефтеносные бассейны калифорнийского бордерленда, характеризующиеся чрезвычайно высокими (до 3600 м/млн л.) скоростями лавинного осадконакопления (Christie-Blick & Biddle, 1985).

Седиментация вдоль самой границы океанической и континентальной плит в условиях трансформного скольжения не отличается от накопления терригенных толщ в условиях пассивной окраины. Главным фактором, обеспечивающим вынос с континента больших объемов обломочного материала, является наличие дельт крупных рек. В условиях засушливого климата Калифорнии, однако, даже река Колорадо не доходит до оффшора. Значительная часть обломочного материала осаждается в пределах эпиконтинентальных синсдвиговых бассейнов. По этим причинам седиментация вдоль калифорнийского подножья континентального склона происходит в условиях дефицита обломочного материала и мощность осадочных отложений, перекрывающих базальты ложа океана, не превышает здесь 700 м (Лисицын, 1988). При наличии рек – гигантов в условиях трансформных скольжений плит можно ожидать появления окраинных бассейнов с лавинным характером седиментации (как раннемеловой Журавлевский турбидитовый бассейн Сихотэ-Алиня).

Проявления магматизма Калифорнийской окраины приурочены к бассейнам синсдвигового растяжения. В позднекайнозойских разрезах некоторых из этих бассейнов установлены дайки, силлы и потоки базальтов, андезитов, дацитов и риолитов.

Геохимические особенности этих вулканитов свидетельствуют о смешанных источниках магм, включающих как субдукционную, так и внутриплитовую, а иногда - и коровую компоненты (Bacon et al., 1997; Asmeron et al., 1994). Состав вулканитов определяется интенсивностью синсдвигового растяжения в конкретных бассейнах – при больших скоростях растяжения изливаются лавы основного, а при меньших – кислого составов (Asmeron et al., 1994).

При скольжении вдоль системы сдвигов Королевы Шарлотта с эоцена до наших дней вдоль окраины террейны транспортировались на расстояния в сотни и тысячи километров (Bruns, 1983; Plafker, 1990; Scotese et al., 2001). Таковым является составной террейн Якутат, состоящий из фрагментов позднемеловой и третичной активной окраины и океанической коры и который за последние 45 МУ перемещен на расстояние около 2500 км (Bruns, 1983). В эти перемещения вовлекались также фрагменты палеозойских и раннемезозойских пассивных и активных окраин. Таковы составные террейны Стикиния, Врангелия и ряд более мелких, а также фрагменты аккреционных призм с офиолитами, например, террейн Ангаючам. Конечным пунктом этих перемещений являлся участок излома края Северо-Американской плиты, где сдвиговые перемещения в той или иной мере трансформировались в поддвиговые и где эти террейны, интенсивно сминаясь, нагромождались друг на друга. В настоящее время северо-западное окончание Северной Америки (Аляска и прилегающие к ней участки Канады) представляют собой коллаж террейнов различного состава, возраста и происхождения. Не удивительно, что террейновая концепция возникла на материалах именно этого региона (Coney et al., 1980; Jones et al., 1983).

Трансформные окраины калифорнийского типа могут замещать по латерали участки активных окраин, составляя с ними своеобразные динамопары и характер взаимодействия на каждом из участков определяется геометрическими соотношениями направления дрейфа океанической плиты и ориентировками краевых частей малоподвижного прилегающего континента. С учетом данных о Калифорнийской окраине, можно сформулировать признаки трансформных границ плит, которые можно использовать при их выделении в структурах геологического прошлого:

а) наличие вдоль границ плит сдвиговых зон с перемещениями в сотни и тысячи километров, активных в рассматриваемый отрезок времени.

б) формирование бассейнов синсдвигового растяжения (pull-apart basins), которые в континентальной части окраины заполнялись терригенным материалом и вулканитами, а вблизи континента, на океаническом основании, характеризовались лавинной седиментацией.

в) проявления вулканизма со смешанными субдукционными и внутриплитными характеристиками приурочены к бассейнам синсдвигового растяжения и распределены вдоль окраин крайне неравномерно.

ТРАНСФОРМНAя ОКРАИНA CA