19.01.2021

Троги


Трог — это удлиненный осадочный бассейн. Различаются три главных типа трогов. Наиболее яркий — геосинклиналь. В геосинклиналях осадки подвержены сильному тектоническому воздействию и образуют горные цепи в несколько километров глубиной н сотни километров длиной. Два других типа трогов развиваются рядом с геосинклинальным желобом в его краевой части. Первый из них образуется синхронно с геосинклинальным осадконакоплением. Второй развивается позднее, компенсируя подъем горной цепи.

Эти три типа трогов вместе с межгорными рифтами будут описаны в следующем разделе как геосинклинальный ряд осадочных бассейнов. Для того чтобы понять бассейны в целом и в особенности геосинклинальные толщи необходимо разобраться в крупномасштабной морфологии и механизме движений Земли.

1. Тектоника плит

Когда-то студентов-геологов учили, что континенты сложены преимущественно соединениями кремния и алюминия (сиаль) и плавают изостатнческн на более плотной океанической коре, сложенной преимущественно соединениями кремния и магния (сима). Горные цепи находятся там, где сталкивались континенты и возникали складчатые пояса осадков в трогах между ними. Сжатие осадков моря Тетиса привело к образованию классической альпийской системы гор. Главной причиной этого явления было столкновение европейского и африканского щитов.

Образование таких горных цепей, как Аппалачи и Анды, трудно было уложить в эту простую схему, так как одна половина «тисков» отсутствует. Предполагалось, что другой континент, располагавшийся на океанической стороне такой горной цепи, погрузился, что явно противоречило принципу изостазии. Альтернативным предположением было то, что континенты могли дрейфовать по земной поверхности. Ключевым признаком такого дрейфа служили почти согласные очертания континентов расположенных вдоль Атлантического океана.

Эти идеи были пересмотрены на основании современных достижений в океанографии и геофизике, что привело к созданию обновленной модели, называемой «тектоникой плит», или «новой глобальной тектоникой».

На эту тему имеется громадное количество литературы. Основные работы — это книги Уилли, Тарлинга и Ранкорна, Сейферта и Сиркина. Последующее краткое рассмотрение этих концепций показывает возможности их использования в анализе осадочных бассейнов вообще и геосинклиналей.

Новая глобальная тектоника базируется на концепции, что поверхность Земли сложена мозаикой из жестких плит (фиг. 143). Эти жесткие плиты, называемые литосферными, состоят из непрерывного слоя базальтовых пород, выше которого расположен прерывистый слой континентальной коры. Слой верхней мантии соответствует в основном «симе» и образует дно океанических бассейнов. Кора образует гранитоидные континентальные участки, соответствующие «спалю».

Собранные многими учеными доказательства говорят о том, что не кора двигается по верхней мантии, а литосфера может перемещаться над более глубокими горизонтами астеносферы. Современные геофизические данные подтверждают, что граница между жесткой литосферой и пластичной астеносферой находится на глубинах 100—150 км под поверхностью Земли (фиг. 144).

Новообразованный материал литосферы пополняется в зонах спрединга морского дна. Это участки срединных океанических хребтов. Хребты характеризуются сейсмической и вулканической активностью, высоким тепловым потоком, а по топографии и палеомагнитным данным они симметричны сторонам осевых рифтовых долин. Хребты сложены молодыми базальтами, которые покрываются все более древними пелагическими осадками в направлении от хребта.

Вновь образованная в зонах спрединга морского дна литосфера перемещается, и в конечном итоге на своих краевых частях пододвигается под земную кору в так называемых зонах субдукции. Некоторые зоны субдукции находятся на стыке континентальной и океанической плит, как, например, в Центральной Америке и по краям центральных и южных Анд. В зоне субдукции, где встречаются океаническая и континентальная плиты, формируются островные дуги. Континенты дрейфуют по плитам как по ленте конвейера.

Концепция тектоники плит намного более сложна, чем приведенные объяснения, и не всеми принята. Тем не менее это одна из наиболее прогрессивных концепций в настоящее время, влияющая на все отрасли геологии. Тектоника плит обусловливает переоценку концепций анализа бассейнов осадконакопления, особенно в случае тектонических линейных трогов, называемых геосинклиналями.

2. Геосинклинали

Концепция геосинклиналей была одной из наиболее популярных идей в геологин, поскольку она столкнула интересы ученых во многих областях геологии, включая структурную геологию, геологию изверженных и метаморфических пород, стратиграфию и геофизику.

Эта концепция возникла в результате работ Холла и Дана в Аппалачах. Здесь горный хребет сложен очень мощной толщей мелководных осадков, указывающих на наличие непрерывного погружения линейного трога в течение длительного промежутка времени, за которым последовали тектонические движения и подъем.

В Европе теория геосинклиналей была введена Хогом в применении к Альпам.

Постепенно термин «геосинклиналь» стал широко и неудачно использоваться, при этом включая все типы осадочных бассейнов. Опубликован был целый ряд работ, посвященных геосинклиналям и их классификации. В монографии Обуэна геосинклииальная концепция изложена детально в таком виде, в каком обычно понимали ее большинство геологов, и модель этого автора проиллюстрирована на примерах ряда районов.

Сейчас наблюдается тенденция к пониманию под этим термином линейных, тектонически нарушенных осадочных трогов. Полагают, что они имеют сложную морфологию и определенную последовательность структурной эволюции, осадочных фаций и магматической активности. На фиг. 145 показана геосинклинальная модель в понимании Обуэна. На фиг. 146 даны два примера.


По исследованиям Обуэна, основанным большей частью на изучении складчатого пояса Гелленид в восточном Средиземноморье, геосинклинали разделяются на несколько тектономорфных зон. Устойчивая краевая часть кратона (форланд) по горизонтали переходит в мелкий трог — миогеосинклиналь (передовой прогиб, по некоторым авторам). Он отделяется положительной осевой частью, миогеоантиклиналью, от эвгеосинклинального прогиба, который является основным активным и неустойчивым трогом. Эвгеосинклиналь отделяется от океана эвгеоантиклиналью. Эта вторая положительная структура является островной дугой с развивающимся вулканизмом.

Эволюция геосинклинали начинается с развития напряженного прогиба со стороны будущей эвгеосинклинали. Синхронно с образованием шельфовых карбонатных пород и шельфовых песков на прилегающей части стабильной платформы в бассейне развиваются пелагические карбонатные илы и радиоляриевые кремнистые породы.

Прогиб углубляется с образованием эвгеосинклинальной удлиненной впадины. Проявления подводного вулканизма приводят к образованию толщи переслаивания кремнистых пород с подушечными лавами, офиолитами и спилитами. Это и есть триада Стейнмана. Одновременно образуется удлиненная впадина миогеосинклинали, отделенная от эвгеосинклинали миогеоантиклиналью.

Осадконакопление в миогеосинклинальной впадине имеет все еще большей частью шельфовый характер, здесь образуются мелководные морские фации, поскольку погружение идет достаточно постепенно, чтобы накопление осадков от него отставало. Осадки миогеосинклинали отличаются от осадков форланда скорее по большей мощности, чем по фациям. Миогеосинклинали во многом сходны с эпикратонными бассейнами.

Непрерывная вулканическая деятельность ведет к подъему эвгеоантиклинали. Она становится важным источником терригенного материала, незрелого по структуре и минеральному составу, часто вулканокластического. Эти отложения образуются в пределах эв-геосинклинали как турбидиты с образованием флишевых фаций.

Термин «флиш» имеет длинную и сложную историю в геологической литературе. Как и концепция геосинклиналей, этот термин очень живуч. Детальные описания флишевых фаций даны Дзулинским и Уолтоном и Лажуа. Семантика флиша обсуждена Шу, а обзор фаций в свете новой глобальной тектоники дан Ридингом. Флиш обычно рассматривается как синорогенные отложения геосинклинальных трогов. В седиментологическом плане он почти всегда проявляет текстуры турбидитов. Петрографически флиш разнообразен, но в более древних палеозойских и протерозойских геосинклиналях для него характерен граувакковый тип. Однако известен и карбонатный флиш, а в геосинклинали Гелленид троги выполнены обломочными карбонатными турбидитами, поступавшими, вероятно, с прилегающей миогеоантиклинали.

Главная орогенная фаза геосинклиналей разнообразна и ее обсуждение выходит за рамки настоящей работы. Она может характеризоваться образованием крутых надвигов и синклинальных складок (горы Роки, Скалистые горы) или перевернутых складок и пологих надвигов (Альпы). Орогенез включает также региональный метаморфизм и плутоническую активность в пределах эвгеосинклинали. В процессе орогенеза ось поднимающейся эвгеоантиклинали мигрирует по направлению к кратону. Это вызывает смещение оси флишевой фации в том же направлении и распространение зоны накопления осадков на зону передового прогиба. В процессе миграции происходит смена флишевых фаций молассовыми. Термин «моласса», также как и «флиш», приобретал различный смысл после того как в 1897 г. впервые был использован Бертраном при изучении французских Альп. Под молассовыми отложениями обычно понимают «позднеорогенные кластические тела, которые отложены вдоль линейных передовых прогибов на флангах кратонов». Это в основном грубозернистые терригенные осадочные породы с обильной примесью конгломератов, небольшой примесью глинистых сланцев и незначительным количеством известняков. Эти пласты осаждаются обычно не в морских обстановках, а в речных и фангломератовых. Размеры зерен и мощность слоев уменьшаются от фронта гор. В районе Альп, однако, часть моласс — морские.

Конечной фазой эволюции геосинклинали является эпейрогенический подъем территории. Для этой фазы типично проявление блоково-глыбовых движений в пределах новообразованной горной цепи. В межгорных трогах отлагаются мощные неморские кластиты, часто в ассоциации с излияниями базальтов вдоль разломов. Типичный пример — провинция и бассейн Скалистых гор. Хороший пример представляют собой также девонские породы Северной Атлантики, отложившиеся в посторогенном осадочном бассейне. Эти континентальные красноцветные толщи включают как посторогенные молассы передового прогиба, например фации Поконо и Кэтскилл в Аппалачах, так и отложения межгорных рифтовых бассейнов типа района Мидленд-Воллей в Шотландии.

Итак, геосинклинальное осадконакопление показывает, что эволюция геосинклинали приводит к образованию четырех различных типов осадочных бассейнов, называемых геосинклинальным рядом. Каждый такой бассейн характеризуется своей морфологией, тектоническим положением, временем развития и типом выполнения. В эвгеосинклинальном бассейне осаждаются доорогенные пелагические осадки, которые перекрываются синорогенной флишевой фацией. Эти породы обычно тектонически деформированы и метаморфизованы. Главный флишевый трог часто сопровождается рифтовыми трогами меньшего порядка, выполненными посторогенными континентальными кластитами. Между главной осью геосинклинали и кратоном в передовом прогибе развиваются два типа бассейнов. Отложения более раннего эпикратонного бассейна часто перекрываются чехлом посторогенной молассы, представленной континентальными терригенными осадками, принесенными с поднимающейся горной цепи.

Геосинклинальная модель, обрисованная в общих чертах выше, в последние годы пересмотрена с позиций новой глобальной тектоники. Ахмад и Койн критически рассмотрели эту концепцию на основе того, что временной оттенок развития геосинклинального цикла с выделением начального, серединного и конечного интервалов едва ли совместим с непрерывностью процессов субдукции и спрединга, постулируемых в новой теории.

Более конструктивные попытки объединения концепций геосинклинали и тектоники плит были предприняты Митчелом и Ридингом, Швабом и Робертсом. Митчел и Ридинг показали, что большая часть геосинклиналей, древних и современных, разделяются на четыре главных типа.

Атлантический тип геосинклиналей развит по краям континентов, которые не являются зонами субдукции (как это видно в современной Атлантике). Седиментация здесь идет в основном в виде карбонатных шельфовых пород, песчаников и флишевых осадков поднимающегося океана, которые Шваб сравнивает с миогеосинклинальным и эвгеосинклинальным типами. Эти осадки осаждаются в неорогенной ситуации. Флншевые фации могут быть, хотя и не обязательно, следствием турбидитовых процессов, как продукты отложения потоков на океаническом дне, а Стэнли полагает, что отложения краевых частей Атлантики следует называть флишоидами, в отличие от синорогенного турбидитового флиша.

Андский тип геосинклиналей характерен для зон субдукции, где океаническая кора погружается вдоль подводного желоба близ континентальной дугообразной горной цепи.

Островодужный тип геосинклиналей обнаруживается там, где зона субдукции вовлекает только океаническую кору.

Четвертый тип, тип геосинклинали Японского моря, имеет место там, где между континентом и островной дугой находится малый океанический бассейн.

Эта схема достаточно хорошо объединяет теории геосинклиналей и тектоники плит и помогает объяснить многие типы древних геосинклинальных прогибов.





Яндекс.Метрика