Тафрогенний режим

Тафрогенез – це утворення глибоких прогинів у покрівлі консолідованої земної кори, і він може вважатися протилежним орогенезу. Такі прогини повністю або частково компенсуються накопиченням осадків, поверхня яких може бути вище або нижче рівня моря. Форма таких прогинів може бути різноманітною, від ізометричної округлої до неправильної, І не обов’язково щоб вони обмежувалися розривами. Сам термін “тафрогенний” (лат. тафрос – рів) може тлумачитися в дуже широкому змісті. Структури, які формуються внаслідок тафрогенного режиму називають “лабігенними структурами”, “овалами просідання” тощо. Однією з властивостей таких депресій є те, що її краї, здебільшого характеризуються східчастою будовою і ускладнені скидами, по яких відбувається просідання земної кори. Жругою характерною властивістю тафрогенного режиму є тем, що він зв’язаний з сильним скороченням потужності консолідованої кори. Незважаючи на те, що прогин заповнений осадками, потужність усієї кори загалом значно менша від середньої потужності, а поверхня Мохоровічіча характеризується випуклою формою. Таку випуклість покрівлі мантії називають “анти корінням”.

Прикладами тафрогенів можуть слугувати Вілюйська та Прикаспійська синеклізи.

Глибинна будова тафрогенних прогинів може бути різною. В одних випадках потужності всіх шарів консолідованої кори зменшуються приблизно однаково. В інших – різко зменшується потужність верхнього граніто-гнейсовго шару. Бувають також випадки, коли при збереженні загалом нормальної потужності кори під тектонічними прогинами, заповненими осадками, присутні верстви, або лінзи з аномально щільного матеріалу швидкість проходження сейсмічних хвиль у яких досягає 7 км/с. Усі ці випадки – “анти коріння”, зменшення потужності граніто-гнейсового шару”, лінзи високо щільного матеріалу, є результатом єдиного явища – заміщення частини континентальної кори матеріалом більш щільним, з високими сейсмічними швидкостями, джерелом якого, очевидно, є мантія.

Особливої уваги на континентах заслуговують ті прогини, де свя консолідована кора складена шаром, який за сейсмічними швидкостями належить до грануліт-базитового (базальтового).Прикладом такого прогину може бути Прикаспійська синекліза., в якій осадконакопичення відбувалося від Рисею до пізніх часів четвертинного періоду, а загальна потужність осадків становить близько 20 км. До середини девону ця область мало відрізнялася від інших областей Східно-Європейської платформи. З середини девону в центрі Прикаспійської западинии розпочалося некомпенсоване прогинання земної кори, яке випереджувало осадконакопичення. Вона відбувалося шляхом просідання по численних скидах. Стійка компенсація розпочалася тільки в ранній пермі, коли сформувався потужний соленосний комплекс, після якого в мезозої – кайнозої осадконакопичення змінилося на мілководне морське і континентальне.

Суттєвою властивістю центральної частини Прикаспійської западини є те, що в районі де прогинання було найінтенсивнішим граніто-гнейсовий шар відсутній і осадки залягають на грунуліт-базитовому зі швидкостями проходження сейсмічних хвиль від 6,5 до 7,5 км/с. Його потужність у районі найбільшого прогинання становить 6 – 9 км, а поверхня Мохоровічіча зі швидкостями в покрівлі мантії 8 км/с, знаходиться на глибині 26 – 30 км, тоді як по краях западини, де є граніто-гнейсовий шар, потужність грануліт-базитового досягає 15 км, а загальна потужність кори зростає до 40 км. Подубними рисами будови характеризуються Панонська западина, западина Середземного моря та інші.

Усі подібні структури утворилися в процесі просідання земної кори. Вони відрізняються віком, ступінню компенсації прогинання, сучасним положенням поверні осадового шару. Проте в усіх випадках все починалося в континентальній обстановці. Початок прогинання носив завжди відрізнявся некомпенсованістю осадконакопичення. Саме цим, тафрогенні структури відрізняються від прогинів, створених поступовими коливними рухами, коли потужність осадків близька до амплітуди прогинання. При тафрогенезі відбувається не стільки прогинання, скільки швидке просідання земної кори по численних розломах. Саме швидкість просідання і є причиною відсутності його компенсації накопиченням осадків. Наприклад, Середземне море досягло глибини 3000 м менше ніж за 5 млн. років, що в декілька разів швидше континентальнимх компенсованих прогинань. Чим глибше прогинання тим більше земна кора відрізняється від свого нормального стану. Спершу відбувається зменшення потужності земної кори, яка залишається континентальною, а пізніше змінюється її склад: збільшується кількість щільних порід і земна кора, за характером швидкостей проходження сейсмічних хвиль, набуває властивостей кори океанічного типу. Змінюється також і мінеральний та хімічний склад. Під осадками залягає шар толеїтових базальтів, аналогічних таким які є в океанічній корі. Молоді тафорогенні структури такі як Панонська западина, Егейське море, західні басейни Середземного моря, характеризуються розущільненим станом верхніх шарів мантії і підвищеним тепловим потоком.

Середні сейсмічні швидкості в консолідованій корі областей тафрогенного режиму значно вищі швидкостей, які характеризують ерогенний геосинклінальний режим. Якщо в епігеосинклінальних оргенах з потужною корою середні сейсмічні швидкості не вище 6,3 км/с, то в тафрогенних структурах вони досягають 6,6 км/с.

Що лежить в основі зменшення потужності солідованої континентальної кори під тафрогенами і її повного заміщення корою океанічного типу ?

Однією з причин, як вважає більшість дослідників, є явище розтягу земної кори. Спершу земна кора пластично розтягується і стає тоншою, а пізніше розривається . В цей час на відслоненій у розривах поверхні мантії формується нова океанічна кора.

Пороте, якщо взяти до уваги внутрішньоконтинентальні западини, такі, як Прикаспійська, Чорне або Егейске море, Панонська депресія, місця для необхідного значного розтягування немає, так як сусідні структури не допустять цього.

Друга версія припускає океанізацію континентальної кори шляхом її переходу в еклогіт. При переході габро в еклогіт суттєво зростає щільність породи від 2,9 до 3,4 г/см³. підвищення щільності призводить до опускання поверхні і занурення нижніх шарів кори в мантію. Проте тут можуть бути деякі заперечення. По-перше, не всі породи континентальної кори можуть перехотити в еклогіт. Для порід кислого та середнього складу цей перехів виключений, а саме вони складають основну частину континентальної кори. По-друге, перехід габро та інших основних порід в еклогіт вимагає певних температур і тисків, від яких залежить швидкість самої реакції. Експериментально встановлено, що при температурах у нижніх шарах кори 800 ^оС швидкість реакції становить більше 10⁶ років. Таким чином кора під Егейським і Середземним морями, які утворилися в міоцені, пройшла цикл океанізації менше ніж за 10 – 15 млн. років, а тиск повинен складати 2 · 10⁹ Па. Проте такий тиск в корі відсутній і в підніжжі кори він може досягати не більше половини зазначеної величини. Таким чином і дана версія не є переконливою.

Володимир Володимирович Білоусов вважає океанізація можлива при поглинанні континентальної кори мантією. Такі умови можуть виникати у випадку коли на межі між корою та мантією виникає достатня інверсія щільності.

Встановлено, що в районах океанізації кори швидкості поширення сейсмічних хвиль у верхніх шарах мантії знижуються, тобто мантія зазнає розущільнення, що може бути спричинено підвищеним тепловим потоком в самій мантії. Це теплове збудження верхньої мантії мабуть і є основною причиною не тільки її розущільнення, але й зміни фізичного стану на більш рідкий. А це відповідно є умови для занурення земної кори в саму мантійну речовину.

При цілій низці ендогенних режимів, наприклад, рифтогенному, “аномальна” розущільнена мантія піднімається до підошви змної кори в формі діапірів. Це свідчить про те, що мантійна частина літосфери повністю поглинена аномальною мантією. В зв’язку з цим можливе виникнення інверсії щільності між аномальною мантією та мантійною частиною літосфери, але цього недостатньо. Необхідна інверсія щільності між аномальною мантією та континентальною корою, щоб і остання могла бути поглинена мантією.

Можна припустити, що в умовах особливо сильного теплового збудження і значної розсяної проникливості кори, при незначному її розтягуванні остання пронизується основними та ультра основними інтрузіями, а на поверхню виливаються потоки базальтів. Спершу обстановка пождіюна до плато базальтового режиму, але з часом, після застигання магми основних і ультра основних порід, щільність кори збільшується з 2,8 до 3,2 г/см³. окрім того блоки земної кори обмежені дайкуами та сілами розплавленої магми, що сприяє її прогріванню, це призводить до дегідратації порід і підвищенню ступеню метаморфізму. Наприклад метаморфізм гранулітової фації може відбуватися при температурі 700 ^оС і тиску 600 Мпа та більше. Відповідно це сприяє збільшенню щільності нижньої частини земної кори, а вже це може супроводжуватися зануренням кори в мантію.Важкі блоки кори поступово занурюються в мантію. Тут нижня частина кори руйнується і кора стає все тоншою. Так продовжується до тих пір поки континентальна кора не заміниться мантійним матеріалом. Який і є джерелом формування кори океанічного типу. Одночасно в процесі руйнування кори виділяється значна кількість води, яка піднімається догори і заповнює утворену на земній поверхні западину.

Не слід також забувати про додаткові обставини, які сприятливо впливають на океанізацію.

В процесі тривалого піднімання кори на поверхні відбуваються активні процеси вивітрювання і денудації кислих порід, що також сприяє потоншенню граніт-гнейсового шару.

Океанізація тісно пов’язана з толеїтовим магматизмом, а толеїтові базальти характеризуються дуже низьким вмістом летких компонентів, що сприяє можливості сильному перегріванню магми і збільшенню її рухливості. Така магма легко проникає в кору і розтікається між верствами порід, що підвищує процес океанізації.

Відірвані від кори брили тонуть в мантії і вже на глибині 60 км частина з низ зазнає еклогітізації, що значно підвищує їх щільність і збільшує швидкість опускання в мантійну речовину. Пізніше вже з мантії у вигляді магматичних розчинів ця речовина знову потрапляє в земну кору в якості магматичних порід і так забезпечується кругообіг речовини в межах земної кори.

Таким чином механізм тафрогенного режиму можна представити у вигляді наступних стадій:

Тривале піднімання ділянки земної кори.

Утворення на краях такого склепеневого підняття системи скидів.

Опускання по скидах окремих блоків і занурення їх нижніх частин у верхню мантію.

Виникнення в верхній мантії теплового збудження, що спричиняє розущільнення кори і швидке її опускання.

Розущільнення сприяє формуванню в верхніх горизонтах зон розсіяної проникливості по яких толеїтова магма піднімається в верхні горизонти кори, де застигає у вигляді лавових потоків або дайок та малих інтрузивів.

На глибині 60 км відбувається еклагітизація кори континентального типу при якій щільність зростає і окремі блоки нанурюються ще швидше.

На земній поверхні відбувається її опускання з утворенням глибокої западини.

З глибини в процесі дегідратації магми піднімаються значні об’єми води. Які заповнюють западину.

Процес опускання відбувається дуже швидко і осадконакопичення не встигає компенсувати амплітуди опускання.

В кінцевому результаті виникає глибока западина, заповнена потужною товщею осадових порід, які залягають на корі океанчноготтипу, тиак як континентальна кора, а точніше граніто-гнейсовий шар зазнав океанізації і перетворився на грануліт-базитовий.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Клас платформних режимів	\|	Тектоносфера при різних ендогенних режимах

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.013 сек.