Плитный этап развития платформ

Плитный этап характеризуется накоплением осадочного чехла. Возникший на предыдущем этапе кристаллический фундамент мог испытывать только колебательные движения. Под действием отрицательных тектонических движений самые низкие участки поверхности фундамента подвергались морским трансгрессиям – там накапливались осадочные породы морского происхождения. Так формировались плитные участки платформ. Высокие участки поверхности фундамента оставались сушей и являлись щитами. Щиты могли возникнуть и позднее, даже на месте плит – если соответствующие территории испытывали тектоническое воздымание, то с поднятой поверхности силами денудации осадочный чехол удалялся, и на поверхности обнажались породы кристаллического фундамента. В пределах древних платформ плитный этап начался в конце неопротерозоя.

Необходимо обратить внимание на особенность развития платформ, входивших в состав Лавразии и Гондваны: с момента завершения доплитного этапа блоки Гондваны преимущественно оставались поднятыми – поэтому там велика площадь щитов. Наоборот, блоки Лавразии часто и надолго погружались под воды океанов – поэтому в Евразии и Северной Америке крупные территории заняты плитными структурами. Соответственно различаются особенности современного рельефа материков, а также преобладающие комплексы полезных ископаемых. Если в пределах Южных континентов большие площади заняты денудационными равнинами, то на поверхности Северных преобладают аккумулятивные. Соответственно, Евразия и Северная Америка выделяются запасами и добычей полезных ископаемых осадочного происхождения (каустобиолитов, горно-химического сырья). На Южных материках близко к поверхности сосредоточены ресурсы металлоруд и драгоценных камней.

Субдукция и магматизм

Современные геологические проявления субдукции.

1. Магматизм - дает наиболее наглядную информацию, в частности направление и угол погружения слэба. Огненное кольцо - субдукционные цепи вулканов.

Вулканические пояса появляются над слэбом в определенном интервале глубин: расстояние между поверхность земной коры и сейсмофокальной зоной обычно составляет 80-120 км. Стало быть, вулканический фронт в плане расположен на строго определенном расстоянии от точки указанных глубин слэба. На этих глубинах - магическая изотерма, где слэб плавится и дает материал для островодужного магматизма. Arc-trench gap - зазор между дугой и желобом, зависит от угла наклона желоба (зависимость между глубиной слэба и положением вулканической цепи).

Флюиды от расплавленного слэба вверх проходят через астеносферный клин, который также частично расплавлен, их путь может быть как вертикальным, так и наклонным. Вулканические очаги в основном проявляются в верхних частях клина и в земной коре, часто они низкочастотные (что сие?).

Состав вулканитов также имеет важное значение при обнаружении зон субдукции. Чаще всего изучаются микроэлементные составляющие и изотопные характеристики: каждый раз они разные. Важно отметить, что помимо самой коры в зону субдукции затягивается и свежий осадочный материал, дающий изотоп ¹⁰Be -формируется в атмосфере, при взаимодействии космических лучей на кислород и азот, его период полураспада около 1,5 млн. лет. Ювенильного бериллия быть не может, поэтому если в лавах обнаруживается повышенное содержание ¹⁰Be, то он скорее всего идет либо с глубин магмогенеза из затянутых осадочных пород, либо возникает там в результате инфильтрации атмосферных вод.

Собственно состав вулканиты островных дуг - от базальтов до риолитов. В вулканическом поясе из параллельных дуге вулканов не может изливаться одинаковая лава, что связано с разной глубиной слэба - латеральная петрохимическая полярность. В направлении от вулканического фронта к тылу пояса (от I к III):

1. Повышается содержание K, Ba, Rb, Sr (легкие литофильные элементы с большими ионными радиусами).

2. Убывает Mg, Fe.

На основе состава вулканитов можно определить тип дуги:

Над зонами субдукции преобладают породы известково-щелочной серии, а не просто андезиты. Такого состава магмы почти не могут выплавляться непосредственно из базальтового слэба. В небольшом количестве обнаружены такие породы, выплавленные собственно из базальтовой коры, но только при условии достаточно низких давлений. В нормальных зонах субдукции таких условий нет. К таким ненормальным зонам относится остров Адак (Алеутская дуга) - адакиты, высокомагнезиальные породы андезит-дацитового состава. Сочетание температур давлений здесь: 800-1000°С, 45-70 км (а нормальный магмогенез начинается глубже). Такие ситуации возникают, где слэб разогревается с краю, снизу и сверху - чаще всего при образовании новой зоны субдукции, когда слэб расщепляется. При окно формируется окно слэба (литосферное окно) - происходит сверхразогрев и выплавляются адакиты.

Состав вулканитов также позволяет определять направление и угол погружения на основе номограмм. Первые номограммы состава Дикинсон и Хатерсон - зависимость содержания калия от глубины зоны Беньофа под действующим вулканом. С глубиной содержание калия возрастает. Т.о., можно определять приблизительную глубину залегания очага.