Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Террейны высокого давления вдоль шовной зоны Бангонг-Нуцзян (BNS) протяженностью около 1200 км, простирающейся с востока на запад на Тибетском плато, были тщательно картированы и изучены. Понимание геодинамических процессов, в которых создаются эти террейны, является ключом к пониманию развития и последующей деформации BNS и евразийской деформации в целом.

Общая карта центрального Тибета. Красным цветом выделены террейны высокого давления вдоль шовной зоны Бангун-Нуйцзян: озеро Бангонг-Герце (западный сектор), Дунцяо-Амдо (средний сектор) и Динцин-Нуйцзян.

Введение [ править ]

При средней высоте чуть выше 5000 м, [1] Тибетское нагорье является самым крупным повышенным регионом на Земле. Объяснение того, как такая большая территория (2,5 миллиона км 2 ) [1] может иметь такие высокие высоты, в течение некоторого времени озадачивало геологов. Известно, что значительная тектоническая активность имела место до индо-азиатского столкновения, когда террейны нарастали на Евразийскую плиту в течение поздней юры - раннего мела , но степень деформации и влияние этих более ранних тектонических событий на последующую эволюцию Тибетское плато мало изучено. [2]В поисках ключей геологи исследовали террейны высокого давления, выходящие на поверхность вдоль швов, чтобы найти ответы. Шов Бангонг-Нуцзян, в частности, имеет обширные террейны высокого давления на большей части своей длины.

Разработка террейнов высокого давления [ править ]

Есть несколько процессов, которые могут привести к развитию террейнов высокого давления . Во-первых, породы верхней коры необходимо унести на большие глубины, приближаясь к границе мантии. Это может быть достигнуто субдукцией континентальной окраины, субдукцией микроконтинента, субдукцией отложений, внутриконтинентальной субдукцией, субдукционной эрозией или провалом корня земной коры. [3] После захоронения на глубине эти континентальные породы могут вернуться на поверхность через:

эдукция - процесс, при котором плита континентальной коры подвергается погружению из-за того, что она прикреплена к более плотной погружающейся океанической плите, и в какой-то момент тянущая сила, направленная вниз, превышает силу плиты, что вызывает образование шейки и отслоение , и положительная плавучесть континентальной плиты приводит к ее эксгумации. [4]

вращение микроплиты - эксгумация континентальной коры в процессе реверсирования погружающейся плиты в движение и вращения из-за изменения граничных условий. [3]

наслоение коры - выдавливание слабого плавучего материала из-за отделения двух слоев, слабого плавучего слоя поверх более сильного отрицательно плавучего слоя, когда силы плавучести превышают тяговое усилие плиты. [3]

откат плиты - если субдуцирующая океаническая литосфера откатывается назад с большей скоростью, чем конвергенция плит, происходит растяжение, позволяющее плавучей континентальной коре отделяться и выходить на поверхность. [3]

русловое течение - эксгумация материкового материала через ограниченный канал. Материал подвергается циркуляции, вызванной растяжением в основании канала и относительной плавучестью материала в ограниченном канале. [5]

transmantle diapirs - диапировое восхождение материала, полученного в результате субдукционной эрозии. [3]

Каждый из этих отдельных геодинамических процессов образования и эксгумации террейнов высокого давления оставляет определенные структурные, петрологические и хронологические отпечатки. [3] Например, откат плиты структурно предсказывает микроконтинент с надвиговым разломом в основании, петрологически это связано с расширением обратной дуги, а хронологически субдукция до эксгумации может занять приблизительно 15 миллионов лет с монотонным падением вниз. градиент по возрасту. [3] Размер террейна высокого давления обратно пропорционален скорости эксгумации, и они отражают стадию столкновения континентов. [3] Вдоль BNS эти террейны различаются по размеру, поэтому у них были бы различия во времени эксгумации.

Зона наложения швов Бангун-Нуцзян [ править ]

Bangong-Нуцзян Шовный является ~ 1200 км в длину [6] восток-запад трендом зона , которая отделяет Лхаса и террейны Qiangtang . Его можно разделить на три части: Bangong озеро -Gertse (западный сектор), Dongqiao - Амдо (средний сектор), и Dingqing - Нуцзян (восточный сектор). Во время среднего к позднему юры , к северу субдукции от мезо-океана Тетис между Лхасой и Qiangtang Террейно прекратился, и в течение раннего мела , террейн Лхаса начал поддвигающийсяпод террейном Цянтан. [7] Следы океана Мезо-Тетис остались в виде фрагментов обнаруженных офиолитов в серпентинитовой матрице меланжа, разбросанных по BNS.

Типы горных пород высокого давления, связанные с шовными зонами [ править ]

Обобщенная офиолитовая толща. Офиолиты - это фрагменты океанической коры, спорадически появляющиеся вдоль БНС.

Офиолиты [ править ]

Офиолиты - это фрагменты океанической коры, а также материала верхней мантии, которые тектонически закрепляются на континентах во время орогенных событий, и их распространение обычно происходит вдоль швов . [8] Типичная офиолитовая свита содержит перидотит и гарцбургит , слоистые габбро , прослоенные дайки , подушечные базальты и пелагические отложения.

Серпентиниты [ править ]

Серпентиниты представляют собой гидратированные (15-16 мас.% H 2 O) ультраосновные породы, которые сложены преимущественно серпентином , слабым и плавучим минералом с широким полем стабильности PT, и обычно связаны с зонами субдукции. [9] В протолитах серпентинитов преобладают оливин и пироксен. [9] Образование серпентинитов вызвано выделением флюидов из погружающихся гидратированных океанических пластов, поскольку они нагреваются с глубиной до максимальной температуры 650-700 ° C. [9]

Eclogites [ править ]

Эклогиты представляют собой метаморфические породы от высокого давления (HP) до сверхвысокого давления (UHP), которые указывают на метаморфизм зоны субдукции . [10] Эклогиты в центральном Тибете имеют раннемезозойское происхождение, и они, по-видимому, являются результатом диахронного столкновения между восточным террейном Цянтан и западной плитой Цянтанг-Лхаса вдоль связанной зоны восточная Бангун-Нуцзян-центральный Цянтан. [11]

Террейны высокого давления вдоль шва Бангонг-Нуцзян [ править ]

Герце: озеро Бангонг-Герце (западный сектор) [ править ]

Схема метаморфических фаций. Амфиболитовая фация, зеленосланцевая фация и метаморфизм эклогитовой фации наблюдались по всему Центральному Тибету.

Расположенный вдоль западного сектора BNS в центральном Тибете, район Герце содержит два основных изолированных выхода офиолитовых обнажений - Донг Цо и Лагкор Цо. К востоку от Gertse, офиолитовое Dong Ца культур в террейна Лхасе и сохраняется в серии черепитчатых упорных ломтиков, [12] и Lagkor Цо происходит дальше на юг. Метаморфические блоки амфиболитовой фации, расположенные в пределах серпентинитового матричного меланжа , также были обнаружены в этом районе. Геохимические исследования, проведенные на этих амфиболитах, показали геохимические характеристики базальтов срединно-океанических хребтов ( MORB ) для района Донг Цо и дугообразные геохимические характеристики для Лагкор-Цо. [12]

Донг Цо [ править ]

Офиолитовая свита Донг Цо включает метаперидотиты и гарцбургиты , серпентиниты , изотропные и слоистые габбро , прослоенные дайки , подушечные базальты и незначительные количества кремней . [12] Геохимические данные перидотитов в Донг Цо показывают, что они имеют характеристики над зоной субдукции . [12] Серпентиниты претерпели кремнеземно-карбонатные изменения преимущественно вдоль основных зон разломов, но эти изменения можно найти и в близлежащих районах. [12] Датирование образца габбро, связанного с офиолитовой свитой, дало Sm – Ndвозраст 191 ± 22 млн лет, однако, используя технику U / Pb SHRIMP на цирконах из образца габбро к северу от Донг Цо, был определен среднеюрский возраст. [12] Геохимический анализ амфиболитов Донг Цо показал, что эти амфиболиты имеют характеристики, подобные MORB, и присутствие офиолитов в Донг Цо может представлять собой раннюю стадию среднеюрского океанического бассейна . [12]

Ланкор Цо [ править ]

Как и Донг Цо, Ланкор Цо также включает метаперидотит, изотропные и слоистые габбро, подушечные базальты и кремни. [12] Однако в этой области серпентинитовый матричный меланж более выражен и несет следы вулканокластических пород, диорита , гранодиорита и тоналита . U / Pb SHRIMP датирование цирконов из пород, связанных с офиолитовым меланжем, дает среднеюрский возраст. [12] К северо-востоку от Лагкор Цо можно найти амфиболиты, метагаббро и другие ассоциации метаморфических пород. Условия давление-температура ( РТ ) оцениваются в 5-7 кбар.и 555-655 ° C для метаморфизма амфиболитовой фации в этом районе. [12] Из-за присутствия одновозрастных связанных с дугой гранодиоритов в том же регионе, повышенные PT-условия могут быть связаны с задуговыми внутриконтинентальными рифтовыми условиями с повышенным тепловым потоком. [12]

Поперечный разрез, изображающий тектоническую эволюцию шовной зоны Банггонг-Нуцзян. 1. Откат плит океанической коры между террейнами Лхаса и Амдо приводит к образованию раннеюрского океанического задугового бассейна между террейнами Амдо и Цянтан. 2. В ранне-средней юре продолжается субдукция океанической коры под террейн Амдо. 3. Закрывается задний дуговой бассейн и возникает офиолитическая обдукция. Террейны Лхаса и Цянтан сталкиваются в раннем меловом периоде, образуя шов Бангун-Нуйцзян.

Амдо: Дунцяо-Амдо (средний сектор) [ править ]

Массив Амдо расположен в центральном секторе BNS и занимает площадь около 5200 км 2 . Он преимущественно сложен ортогнейсом , парагнейсом , амфиболитом , мрамором , кварцитом и сланцем . [13] Когда-то часть древнего океана Тетис , массив Амдо сформировался в пермско-триасовом периоде как микроконтинент, когда террейны Цянтан и Лхаса разделились. [7]

Террейн Амдо включает:

  • Докембрийская жаренская группа

- Типы горных пород : присутствуют сланцы, мрамор и милонитовые ткани. Нижний метаморфизм амфиболитовой фации.

  • Палеозойская группа Цзяюцяо

- Типы горных пород : известняк, кислые вулканические породы. Метаморфизм зеленосланцевой фации.

  • Раннепермская формация ксиала

- Типы пород: мелководный известняк.

  • Quehala Group

- Типы горных пород: песчаный сланец с окаменелостями кораллов.

  • Группа Guoqu от поздней юры до раннего мела

- Типы горных пород: конгломерат, туфопесчаник и сланец. Метаморфизм зеленосланцевой фации.

Как и в случае с Донг Цо в районе Герце, геохимический анализ проб, взятых из массива Амдо, показывает особенности, связанные с дугой; таким образом, этот район находился бы в условиях активной континентальной окраины. [7]

Басу: Динцин-Нуцзян (восточный сектор) [ править ]

Массив Басу, расположенный к востоку от массива Амдо в районе Динцин-Нуцзян, имеет длину около 200 км и ширину до 50 км. Он в основном сложен метаосадочными породами и гранитными гнейсами, окруженными позднетриасовым-раннеюрским офиолитовым меланжем. [14] Эклогиты триасового возраста были обнаружены в пределах массива Басу, и их геохимия показывает два разных типа клинопироксенов, которые интерпретируются как отражение чрезвычайно быстрой эксгумации этих пород. [14] Как и массив Амдо, массив Басу считается метаморфизованным континентальным фундаментом и, возможно, также был частью бывшего микроконтинента в пределах Мезо-Тетиса Бангонга. [14]

Прогнозные модели деформации [ править ]

Для объяснения деформации, наблюдаемой в Центральной Азии, были предложены две модели конечных членов. Англия и Хаусман (1986) предложили численную модель для прогнозирования процессов деформации «мягкого Тибета», рассматривая Тибет как тонкий вязкий слой. [15] В этой модели предполагается , что континентальная литосфера более пластичная , а рост Тибетского плато будет вызван непрерывным утолщением земной коры из-за сближения Индийской и Евразийской плит. Реактивация вдоль BNS будет происходить в виде серии множества мелких разломов вдоль границы зоны шва. Вторая модель конечного члена, предложенная Tapponnier et al. (2001) использует тектоническую модель микроплит. [16]В этой модели предполагается , что локализованный сдвиг между когерентными блоками литосферы объясняет высокие возвышения, наблюдаемые в Тибете. [16] Косая субдукция и крупномасштабные левосторонние сдвиги, ведущие к вытеснению литосферного материала на восток, будут ответственны за рост Тибета на восток.

См. Также [ править ]

  • Геология Гималаев , их тектонические движения влияют на шовную зону Бангонг-Нуцзян.
  • Зона швов Ярлун-Зангпо , к югу от зоны швов Бангонг-Нуцзян
  • Трансхималая , к югу от шовной зоны Ярлун-Зангпо, которая также включает Лхасский террейн на юго-востоке.
  • Цянтанский террейн , к северо-западу от шовной зоны Бангун -Нуцзян

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Харрис, Найджел (2006). «История возвышений Тибетского плато и ее значение для азиатских муссонов». Палео . 241 : 4–15. DOI : 10.1016 / j.palaeo.2006.07.009 .
  2. ^ Лейер, Эндрю Л .; Пол Капп; Джордж Э. Герельс; Питер Дж. ДеСеллес (2007). «Геохронология детритового циркона каменноугольно-меловой толщи в террейне Лхаса, Южный Тибет». Бассейновые исследования . 19 : 361–378. DOI : 10.1111 / j.1365-2117.2007.00330.x .
  3. ^ a b c d e f g h Хакер, Герия; Тарас Герия (22 мая 2013 г.). «Новые и старые парадигмы тектонизма сверхвысоких давлений». Тектонофизика . 603 : 79–88. DOI : 10.1016 / j.tecto.2013.05.026 .
  4. ^ ван Хунен, Йерун; Марк Аллен (2011). «Столкновение континентов и отрыв плиты: сравнение трехмерных численных моделей с наблюдениями». Планета Земля . 302 (1–2): 27–37. Bibcode : 2011E и PSL.302 ... 27V . DOI : 10.1016 / j.epsl.2010.11.035 .
  5. ^ Англия, ПК; TJB Holland (1979). «Архимед и эклогиты тауренов: роль плавучести в сохранении экзотических блоков эклогита». Письма о Земле и планетах . 44 : 287–294. Bibcode : 1979E и PSL..44..287E . DOI : 10.1016 / 0012-821x (79) 90177-8 .
  6. ^ Ши, Rendeng; Цзинсуи Ян; Чжицинь Сюй; Сюэсян Ци (2008). «Офиолит озера Бангонг (северо-запад Тибета) и его влияние на тектоническую эволюцию шовной зоны Бангун-Нуцзян». Журнал азиатских наук о Земле . 32 : 438–457. Bibcode : 2008JAESc..32..438S . DOI : 10.1016 / j.jseaes.2007.11.011 .
  7. ^ a b c Чжан, Сяорань; Ренденг Ши; Цишуай Хуанг; Делианг Лю; Сяохань Гун; Шэншэн Чен; Кан Ву; Гуодин Йи; Линь Дин (2013). «Раннеюрский метаморфизм высокого давления террейна Амдо, Тибет: ограничения от цирконовой U-Pb геохронологии основных гранулитов». Гондванские исследования . 26 : 975–985. DOI : 10.1016 / j.gr.2013.08.003 .
  8. ^ Чжай, Цин-го; Бор-минг Ян ; Цзюнь Ван; Ли су; Сюань-Сюэ Мо; Куо-лунг Ван; Суо-хань Тан; Хао-ян Ли (2013). «Офиолит каменноугольного периода в центре террейна Цянтан, Северный Тибет: U-Pb датирование SHIMP, геохимические и изотропные характеристики Sr-Nd-Hf». Lithos . 168–169: 186–199. DOI : 10.1016 / j.lithos.2013.02.005 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  9. ^ a b c Дешам, Фабьен; Маргарита Годар; Стефан Гийо; Кейко Хаттори (2013). «Геохимия серпентинитов зоны субдукции: обзор». Lithos . 178 : 96–127. DOI : 10.1016 / j.lithos.2013.05.019 .
  10. ^ Чжай, Цин-Го; Ру-Юань Чжан; Бор-Мин Джан; Цай Ли; Шу-Гуан Сун; Цзюнь Ван (2011). «Триасовые эклогиты из центрального Цяньтана, северного Тибета, Китай: петрология, геохронология и метаморфический путь PT». Lithos . 125 : 173–189. DOI : 10.1016 / j.lithos.2011.02.004 .
  11. ^ Чжан, Кайцзюнь; Сяньчунь Тан (2009). «Эклогиты в недрах Тибетского нагорья и их геодинамические последствия» . Китайский научный бюллетень . 54 : 2556–2567. DOI : 10.1007 / s11434-009-0407-9 .
  12. ^ Б с д е е г ч я J K Wang, Вэй Лян; JC Aitchison; Чинг-Хуа Ло; Цин-Гао Цзэн (2008). «Геохимия и геохронология амфиболитовых блоков в офиолитовых меланжах вдоль шва Бангун-Нуйцзян, Центральный Тибет». Журнал азиатских наук о Земле . 33 : 122–138. DOI : 10.1016 / j.jseaes.2007.10.022 .
  13. ^ Guynn, J .; П. Троппер; П. Капп; GE Gehrels (2013). «Метаморфизм метаморфического комплекса Амдо, Тибет: последствия для юрской тектонической эволюции шовной зоны Бангонг». Журнал метаморфической геологии . 31 : 705–727. DOI : 10.1111 / jmg.12041 .
  14. ^ a b c Чжан, Кай-Цзюнь; Ю-Сю Чжан; Сянь-Чун Тан; Яо-У Се; Шао-Ли Ша; Син-Цзе Пэн (2008). «Первое сообщение об эклогитах из центрального Тибета, Китай: свидетельства сверхглубокой субдукции континентов до кайнозойского столкновения Индии и Азии». Terra Nova . 20 (4): 302–308. DOI : 10.1111 / j.1365-3121.2008.00821.x .
  15. ^ Англия, Филипп; Грегори Хаусман (1986). "Расчет конечной деформации континентальной деформации 2. Сравнение с зоной столкновения Индия-Азия". Журнал геофизических исследований . 91 : 3664–3676. Bibcode : 1986JGR .... 91.3664E . DOI : 10,1029 / jb091ib03p03664 .
  16. ^ a b Таппонье, Поль; Сюй Чжицинь; Франсуаза Роже; Бертран Мейер; Николя Арно; Джерард Виттлингер; Ян Цзинсуй (2001). «Косой ступенчатый подъем и рост Тибетского плато». Наука . 294 : 1671–7. Bibcode : 2001Sci ... 294.1671T . DOI : 10.1126 / science.105978 . PMID 11721044 .