Внутриплитная тектоно-магматическая активность на континентах и океанах, мантийные плюмы.

Внутриплитные обстановки - спокойные области, удобны для изучения следующих процессов:

1. Внутриплитная активность:

· Под литосферой.

· Внутри континентальной литосферы. При этом по мере движения плиты будет унаследованно перемещаться и магматизм, и его геохимия.

2. Планетарная трещиноватость - та трещиноватость, которая отражает напряжения, связанные с ротационным режимом Земли, и напряжения, связанные с изменениями формы геоида. Особенно хорошо такая трещиноватость проявляется в осадочных породах.

3. Кольцевые структуры - кальдеры, метеоритные кратеры и др.

4. Колебательные движения.

5. Изостатические движения.

Внутриплитная тектоническая активность сводиться к разномасштабным колебательным движениям и к горизонтальным движениям, которые наводятся извне, с активных бортов плиты. Горизонтальные движения могут передаваться к центру плиты достаточно глубоко, они разряжаются в виде сколов - это и есть системы глубинных плитных разломов.

Горячие точки (мантийные струи). В 1963 г. Уилсон вернулся с Гавайев и ввел понятие " горячая точка". Там все время извергаются базальтовые вулканы, а сами острова представлены вулканическими постройками. Был прослежен возраст излившихся базальтов по всей цепочке островов и подводных хребтов. Гавайи - современные, около Камчатки - 81 млн. лет (поздний мел). 45 млн. лет - переломный момент.Продолжение этого хребта субдуцирует по Камчатку и сказывается на характере вулканизма в этой области. Состав излившихся лав - щелочные базальты, либо базальты гавайского типа. Тогда Уилсон высказал предположение о том, что Тихоокеанская плита движется над неподвижной горячей точкой, которая, дает на поверхность мантийный базальтовый расплав, т.о., Гавайи постепенно сместятся.

Этим материалом много занимался Морган, он ввел понятие " мантийная струя". Он выдвинул гипотезу, что горячая точка в основании движущейся литосферы - это вершина вертикальной мантийной струи. Он связывал это с явлением мантийной конвекции.

Следы горячих точек известны и в океанах (Гавайи), и на континентах (Йеллоустоун).

Геохимия MORB показывается, что их источник - истощенная (деплетированная) мантия, т.е. отдавшая когерентные элементы и обогащенная некогерентными (легкие и редкие земли, элементы с большими ионными радиусами). Гавайский материал геохимически обогащен когерентными элементами.ε - изотопное отношение радиогенного изотопа к стабильному.

К мантийной струе подходит нормальная океаническая кора. За время нахождения ее над мантийной струей, сверху нагромождаются базальты, проявляется компенсационное прогибание коры, увеличивается ее толщина. Т.о., прочерченный горячей точкой след абсолютно независимо накладывается на внутреннюю структуру плиты. В какой-то полосе образуется утолщенная океаническая кора (до 17 км), а на поверхности - выступы рельефа.

Асейсмичный хребет Гавайского типа - образован вулканическими постройками над горячей точкой. Такое спокойное состояние связано с состоянием изостатического равновесия, в котором пребывает эта структура.Еще примеры: острова Тристан-да-Кунья, остров Святой Елены (Атлантика).

Йеллоустоун - горячая точка на континенте, дискордантно сечет складчатый пояс Кордильер. Самая поздняя датировка - 16 млн. лет. Это полоса Снейк-Ривер, за это время пройдено 600 км, скорость 2, 5-3 см/год. На поверхности вулканизм выражен не только мантийными базальтами с повышенной щелочностью, но и риолитами и игнимбритами, выплавленными из внутрикорового близповерхностного очага (бимодальный источник магм).

Еще внутриконтинентальная горячая точка - Эйфель, два пересекающихся столбообразных тела. Там живы корни вулканов, являющихся типичным проявлением внутриплитного магматизма.

Изначально считали, что горячие точки неподвижны, но на самом деле они испытывают собственные движения, что было определено но палеомагнитным данным. Определена ее палеоширота: с момента ее образования она переместилась на 1500 км на юг, но последние миллионы лет она неподвижна. Траектории движения горячих точек отражают траекторию кажущейся миграции магнитного полюса. HSNUVEL 1A - система абсолютных движений литосферных плит, пересчитанная на координаты горячих точек.

Исландия - тоже результат мантийного плюма. Извергается нечто среднее между гавайскими базальтами и типичными базальтами СОХ. Над этой струей океаническая кора была ослаблена, поэтому там и произошел раскол и образовался сегмент Срединно-Атлантического хребта. Сейчас там аномально толстая океаническая кора с нормальным строением (40 км вместо 5-7). По законам изостазии эта утолщенная кора возвышается над поверхностью океана, и все породы там формируются над уровнем моря.

Острова Тристан-да-Кунья. От них до Африканского побережья тянется подводный хребет Рио-Гранде. Здесь наблюдается ареал щелочных базальтов, как в Исландии, апт-альбского возраста. Такие же базальты наблюдаются в Южной Америке (Парана) и в Африке (Этендека). По подводным хребтам очень хорошо видно, как расходились Южно-Американский и Африканский континенты по отношению к неподвижной горячей точке Тристан-да-Кунья. Когда-то САХ сместился на запад, и с тех пор по оси спрединга изливаются нормальные базальты.

И вообще на основе горячих точек и образованных ими подводных хребтов можно реконструировать раскол Пангеи.

51. «Горячие точки», их заложение и развитие во внутриплитных областях. Постулатнеподвижности «горячих точек».

См. вопрос 50.

Исходным примером для данной гипотезы послужили Гавайский и Императорский хребты в Тихом океане. Гавайский хребет представляет собой цепь островов с потухшими вулканами, заканчивающуюся на юго-востоке о. Гавайи с крупными действующими вулканами; это широко известные Килауэа, Мауна-Лоа и Мауна-Кеа. Возраст потухших вулканов закономерно возрастает до эоценового (42 млн. лет) на северо-западной оконечности цепи. Здесь она сочленяется с цепью подводных вулканических возвышенностей, известных как Императорский хребет. Таким образом, перед нами картина закономерной миграции во времени и в пространстве вулканических центров.

Со всеми или почти всеми горячими точками связаны проявления вулканической деятельности. Магма этих вулканов, как в океанах, так и на континентах неизменно относится к щелочно-базальтовой формации, т.е. происходит из недеплетированной мантии. Это доказывает глубинное положение «корней» горячих точек. Ряд исследователей считают в настоящее время, что мантийные струи, создающие горячие точки поднимаются от границы ядра, так как наблюдается определенная их корреляция с выступами поверхности последнего. Вместе с тем локализация горячих точек на земной поверхности обнаруживает определенную зависимость от особенностей структуры коры и литосферы. Возникает еще один вопрос, — каким образом вертикально поднимающиеся мантийные струи преодолевают горизонтальные конвективные течения в астеносфере? Очевидно, это возможно при условии, ecли скорость струи выше, чем скорость астеносферного течения, некоторое его отклоняющее влияние вероятно.

Горячие точки, если их источник действительно стационарен относительно фигуры Земли, дают возможность определять не относительные, как это обычно делается по полюсам вращения, абсолютные движения плит. Существует и другой способ определения последних, используя так называемую безмоментную систему отсчета. Она основана на том, что каждая из существующих в данное время плит сообщает мезосфере вращательный момент, который можно вычислить, зная границы плит и их угловую скорость. Затем надо найти такую систему, в которой суммарный момент, сообщаемый мезосфере всеми плитами, равен нулю. Этот способ используется в большинстве работ для вычисления абсолютных движений плит. Сравнение полученных результатов с данными по горячим точкам показывает довольно хорошее, но все же неполное соответствие. Последнее указывает на то, что горячие точки испытывают относительно друг друга некоторые перемещения, но они незначительны по сравнению с движениями самих литосферных плит.

52. «Горячие точки» на дивергентных границах литосферных плит.

См. вопрос 50.

53. «Подводные горы» и гайоты, их происхождение и тектоническая интерпретация.

Подводные горы стали известны тогда, когда рельеф океана стали картировать из космоса. В Тихом океане их очень много, это нормальные вулканические постройки, разбросаны неравномерно, сгруппированы в асейсмичные хребты -большая часть этих вулканов связывают с прохождением Тихоокеанской плиты над горячими точками. Но есть и разрозненные подводные горы, не связанные с горячими точками.

Категории вулканов:

- На хребте вблизи оси спрединга -преобладают по количеству.

- Вулканы, формирующиеся на отдаленных склонах осей спрединга -на втором месте.

- Вулканы на большом удалении от оси спрединга, не принадлежащие к спрединговому хребту -меньше всего.

Недавно была обнаружена вулканическая постройка возрастом 6 млн. лет вблизи Японского глубоководного желоба, т.е. вблизи зонысубдукции. Образование такого вулкана связывают с разогревом литосферы на изгибе краевого вала.

Гайоты-подводные вулканы со срезанной вершиной. Этот дает глубину воды в момент образования гайота.

Формула Слейтера: чем древнее литосфера, ем она толще и тем глубже океан.

54. Горизонтальные движения относительные и «абсолютные», определение ихнаправления и скорости.

Результаты изучения горизонтальных движений показывают, что скорость их не уступает скорости вертикальных движений, а часто превосходит последнюю. При этом горизонтальные движения имеют не колебательный, а направленный характер, чем и объясняется то, что их суммарная амплитуда за определенный интервал времени намного превышает амплитуду вертикальных движений.

Однако заключение об устойчивом однонаправленном знаке горизонтальных движений не должно абсолютизироваться. В отношении ряда сдвигов установлено, что знак перемещения по ним изменялся во времени. Но такие изменения происходили через значительные промежутки времени, на несколько порядков превосходящие период наблюдений за современными движениями. Тем не менее, следует отметить, что во время некоторых крупных землетрясений, например Токийского 1923 г., наблюдались кратковременные обращения знака горизонтальных движений земной поверхности.

Особый интерес представляет выявление относительных смещений литосферных плит. Прежние попытки измерения этих смещений путем повторного определения географических координат для пунктов, расположенных на разных континентах, обычным астрономическим методом были признаны недостаточно надежными. В настоящее время используются два других, значительно более точных метода повторного измерения расстояния между отдаленными пунктами: 1) с помощью лазерных отражателей, установленных на Луне или на искусственных спутниках Земли; 2) с помощью регистрации радиосигналов от квазаров (длиннобазовыйрадиоинтерферометрический метод). Точность определения относительного смещения плит этими методами достигла порядка сантиметров в год. Поскольку скорость смещения плит составляет обычно несколько сантиметров в год (для некоторых плит более 1 см/год), то данные, накопленные за несколько лет измерений, уже, по крайней мере, на порядок превосходят возможную ошибку этих измерений.

55. «Асейсмичные хребты» в океанах, их главные типы и происхождение.

Хребет асейсмичный - хребет на океанском дне, сложенный вулканическими толщами, возникшими в результате действия «горячей точки», которая последовательно «прожигала» движущуюся над ней плиту. Он включает серию вулканических аппаратов центрального типа. Характерно закономерное изменение возраста излияний по простиранию хребтов. Состав лав отвечает щелочным (около 5%) и толеитовым (более 90%) базальтам.

- Гавайского типа

- Гренландско-Фарерского типа

В Тихом океане их очень много, это нормальные вулканические постройки, разбросаны неравномерно, сгруппированы в асейсмичные хребты -большая часть этих вулканов связывают с прохождением Тихоокеанской плиты над горячими точками. Но есть и разрозненные подводные горы, не связанные с горячими точками.

56. Пассивные континентальные окраины, их главные типы.

Пассивные окраины - внутриплитные.

Главные особенности: внутриплитное положение, низкая сейсмичность и вулканическая активность с отсутствием глубинных сейсмофокальных зон.Характерны для молодых океанов — Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого, для антарктической окраины Тихого океана. Образовались они в процессе раскола суперконтинента Пангея, начавшегося около 200 млн. лет назад, и их возраст колеблется в пределах от этой даты до эоцена включительно.

В строении типичных пассивных окраин всегда выделяется 3 элемента:

- Шельф - подводное продолжение прибрежной равнины материка, обладает крайне пологим наклоном в сторону моря и имеет изменчивую ширину, достигающую многих сотен км. Внешний край шельфа, называемый его бровкой, лежит в среднем на глубине 100 м, но может спускаться до 350 м (у берегов Антарктиды). Поверхность шельфа - аккумулятивная, реже абразионная равнина.

- Континентальный склон - сравнительно узкую полоса дна шириной не более 200 км. Отличается крутым уклоном, в среднем около 4°, но иногда гораздо больше, порядка 35 и даже до 90°. В его пределах глубина океана увеличивается от 100—200 до 1500—3500 м. Границы с шельфом и континентальным подножием бывают выражены в рельефе дна достаточно резкими перегибами.

- Континентальное подножие может обладать значительной шириной, до многих сотен и даже тысячи км (последнее — в Индийском океане). Оно полого наклонено в сторону абиссальной равнины, и переход к последней знаменуется уменьшением уклона до почти горизонтального; он происходит на глубине около 5000 м. Континентальное подножие сложено мощной толщей осадков. Это основная область разгрузки обломочного и взвешенного материала, приносимого с суши, область лавинной седиментации.

Шельфы обычно подстилаются той же консолидированной континентальной корой, как и прилегающая часть материка, но эта кора утонена до 25—30 км, разбита разломами и пронизана дайками основных пород. Ее верхняя часть обычно представляет чередование горстов и грабенов или полуграбенов, обычно с наклоном поверхности блоков фундамента и слоев в грабене в сторону континента и увеличением мощности осадков в них и том же направлении.

Континентальные склоны и внутренние части континентальных подножий подстилаются переходной (субокеанической) корой, резко утоненной, переработанной и часто пронизанной дайками основных пород первично-континентальной корой. Граница этой переходной коры и собственно океанской проходит в средней части континентального подножия; ее трудно уловить под мощной толщей осадков.

Современные пассивные окраины развивались на протяжении последних двухсот млн. лет. Но первые пассивные окраины появились еще в раннем протерозое, более 2 млрд. лет назад. Так, типичным шельфовым образованием пассивной окраины является супергруппа Гурон Канадского щита, обнаженная на северо-западном побережье озера Верхнего и послужившая стратотипом нижнего протерозоя. На периферии Тихого океана образования типа пассивных окраин появляются в среднем и позднем рифее в Северной Америке и Австралии. С кембрия они получают широкое распространение практически на всех континентах.

В своем дальнейшем развитии древние пассивные окраины подвергались надвиганию или, вернее, пододвигались под сближавшиеся с ними островные дуги, микроконтиненты или даже континенты. В результате слагавшие их осадочных комплексы испытывали интенсивное сжатие и соответствующие деформации, сминались в складки, нарушались надвигами, образовывали пластины шарьяжей, часто срываясь со своего фундамента и (или) расслаиваясь вдоль более пластичных толщ. При этом листрические сбросы могли превращаться в надвиги, чтобы иногда затем, при повторном раскрытии новых океанов, снова превратиться в такие же сбросы. В складчатых поясах геологического прошлого на основе пассивных окраин образуются их внешние зоны, а затем и передовые (краевые) прогибы, заполняемые молассами. В классической геосинклинально-орогенной терминологии пассивным окраинам, вовлеченным в складчато-надвиговые деформации, соответствует понятие «миогеосинклиналь».

Типы пассивных окраин:

1.Рифтогенные - зарождаются при рифтогенном расколе континентов:

- Вулканические - магматизм сопутствует ранним стадиям раскрытия океанического бассейна (Красное море).

-Не вулканические.

2. Трансформные - формируются там, где при раздвижении континентальных единиц были континентальные разломы.

Обстановка пассивной окраины - по сути, это реликты обстановок и структур континентального рифтогенеза (соли, например, системы ступенчатых сбросов, вулканиты). Собственно формации пассивных окраин - флишевые, олистолитовые, карбонатные органогенные (рифы, банки). Магматизм интрузивный, с повышенной щелочностью.