Kaevikud, nagu teada, tähistavad ookeanipõhjas litosfääriplaatide koonduvate servade tsoone, st need on ookeanilise maakoore subduktsioonivööndi morfoloogiline väljend. Valdav enamus süvamere kaevikuid asub hiiglasliku Vaikse ookeani äärealadel. Vaadake lihtsalt joonist fig. 1.16, et seda kontrollida. Vastavalt A.P. Lisitsyn, kaevikute pindala on vaid 1,1% ookeani pindalast. Kuid vaatamata sellele moodustavad nad ühiselt iseseisva hiiglasliku laviinide settimise vööndi. Kaevikute keskmine sügavus ületab 6000 m, mis on oluliselt suurem Vaikse ookeani (4280 m), Atlandi (3940 m) ja India (3960 m) ookeani keskmisest sügavusest. Kokku on maailma ookeanis praeguseks tuvastatud 34 süvamerekaevikut, millest 24 vastavad koonduvatele laamapiiridele ja 10 transformeerivatele (Romanche, Vima, Argo, Celeste kaevikud jne). IN Atlandi ookean aastal on teada Puerto Rico (sügavus 8742 m) ja South Sandwichi (8246 m) kaevikud. India ookean- ainult Sunda (7209 m). Vaatame Vaikse ookeani kaevikuid.
Lääne äärealadel vaikne ookean kaevikud on tihedalt seotud vulkaaniliste kaaredega, moodustades ühtse kaare-kraavi geodünaamilise süsteemi, samas kui kaevikud idapoolsed äärealad Need külgnevad vahetult Lõuna- ja Põhja-Ameerika mandri nõlvaga. Siin on vulkanism registreeritud nende mandrite Vaikse ookeani äärealadel. E. Seibold ja V. Berger märgivad, et praegu tegutsevast 800 aktiivsest vulkaanist 600 asuvad Vaikse ookeani ääres. Lisaks on kaevikute sügavus Vaikse ookeani idaosas väiksem kui läänes. Vaikse ookeani ääreala lohud, mis algavad Alaska rannikult, moodustavad peaaegu pideva väga piklike lohkude ahela, mis ulatub peamiselt lõuna- ja kagusuunas Uus-Meremaa saarteni (joonis 1.16).
Tabelis 1.5 püüdsime koondada kõik Vaikse ookeani kaevikute morfograafia põhitunnused (seal on märgitud ka sügavus, pikkus ja pindala ning süvamere puurimisjaamade numbrid). Tabeli andmed 1.5 veenda meid süvamerekraavide ainulaadsetes omadustes. Tõepoolest, kaeviku keskmise sügavuse ja pikkuse suhe ulatub 1:70-ni (Kesk-Ameerika kraav), paljude kaevikute pikkus ületab 2000 km ja Peruu-Tšiili kaevikut jälgitakse mööda läänerannik Lõuna-Ameerika peaaegu 6000 km. Silmatorkavad on ka andmed rennide sügavuse kohta. Kolme kaeviku sügavus on 5000–7000, kolmeteistkümnel 7000–10 000 m ja neljal üle 10 000 m (Kermadec, Mariana, Tonga ja Filipiinid), kusjuures Mariaani süviku sügavusrekord on 11 022 m (tabel 1.5).
Siinkohal tuleb aga märkida, et sügavus on sügavusest erinev. Okeanoloogid registreerivad selliseid olulisi sügavusi, nende jaoks on kaeviku sügavus põhjamärk, mõõdetuna veepind ookean. Geolooge huvitab teistsugune sügavus – arvestamata merevee paksust. Siis tuleks kaeviku sügavust võtta kui vahet kaevikulähedase ookeanilaine aluse ja kaeviku enda põhja kõrguste vahel. Sel juhul ei ületa kaevikute sügavus 2000–3500 m ja see on võrreldav ookeani keskaheliku kõrgusega. See asjaolu ei ole suure tõenäosusega juhuslik ja näitab levimis- ja subduktsiooniprotsesside energiabilanssi (keskmiselt).
Kaevikutel on ka mõned ühised geofüüsilised omadused; vähenenud soojusvoog, isostaasi järsk rikkumine, väikesed magnetvälja anomaaliad, suurenenud seismiline aktiivsus ja lõpuks kõige olulisem geofüüsiline tunnus - Vadati - Zavaritsky - Benioffi seismofokaalse tsooni olemasolu (VZB tsoon), mis sukeldub mandri all olevasse kaeviku piirkonda. Seda saab jälgida kuni 700 km sügavuselt. Kõik maavärinad, mis on registreeritud saarekaaredel ja kaevikutega külgnevatel aktiivsetel mandriservadel, on sellega seotud.
Ja ometi pole ainulaadsed mitte niivõrd süvamerekraavide morfomeetrilised omadused, kuivõrd nende asukoht Vaikses ookeanis: need näivad jälgivat litosfääriplaatide koondumiskohti (konvergentsi) mandrite aktiivsetel servadel. Siin toimub ookeanilise maakoore hävimine ja mandrilise maakoore kasv. Seda protsessi nimetatakse subduktsiooniks, mille mehhanismi on seni kõige rohkem uuritud üldine ülevaade, mis annab laamtektoonika vastastele teatud õiguse liigitada subduktsioon tõestamatuks, puhthüpoteetiliseks oletuseks, mis on väidetavalt esitatud Maa pindala püsivuse postulaadi huvides.
Tõepoolest, tänaseks välja töötatud subduktsioonimudelid ei suuda spetsialiste rahuldada, kuna tekkivate küsimuste arv ületab oluliselt olemasolevate mudelite võimalusi. Ja peamised neist küsimustest puudutavad setete käitumist süvamerekraavides, mis jälgivad morfoloogiliselt plaatide lähenemist. Fakt on see, et subduktsiooni vastased kasutavad kaevikute settetäite olemust ühe olulise argumendina mandri all asuva ookeaniplaadi allutamise vastu. Nad usuvad, et setete vaikne horisontaalne esinemine kõigi kaevikute teljesuunalistes osades ei ole kooskõlas mitmekilomeetrise ookeaniplaadi allasurumise suure energiaga protsessiga. Tõsi, Aleuudi, Jaapani, Mariana, Kesk-Ameerika ja Peruu-Tšiili kaevikutes tehtud puurimistööd (vt tabel 1.5) lahendasid mitmeid küsimusi, kuid ilmnesid uued faktid, mis ei sobi olemasolevatesse mudelitesse ja nõuavad demonstratiivset selgitust.
Seetõttu tegime katse konstrueerida sedimentoloogiliselt järjekindlat subduktsioonimudelit, mis andis vastused kaevikute settetäitega seotud küsimustele. Muidugi ei saa subduktsiooni sedimentoloogiline argumentatsioon olla peamine, kuid ükski selle protsessi tektono-geofüüsikaline mudel ei saa ilma selleta hakkama. Olgu muuseas märgitud, et kõigi tänapäeval välja töötatud subduktsioonimudelite põhieesmärk, nii kaevikute settetäitmist arvesse võttes kui ka seda tähelepanuta jättes, on selgitada seda protsessi nii, et mudel kajastaks peamisi tuntud omadusi. plaatide liikumist ja litosfäärilise aine reoloogilisi omadusi ning samal ajal ei läinud sellest tulenevad (väljund)näitajad vastuollu kaevikute ja nende struktuuri põhiliste tektooniliste elementide morfograafiaga.
On selge, et sõltuvalt sellest, millise eesmärgi uurija endale seab, fikseerib ta mudelis teatud karakteristikud ja kasutab vastavat matemaatilist aparaati. Seetõttu peegeldavad kõik mudelid (praegu rohkem kui 10) vaid ühte või kahte olulist aspekti allasurumise protsessist ja jätavad rahulolematuks need teadlased, kes tõlgendavad selle nähtuse kvalitatiivset poolt erinevalt. Sellest lähtuvalt tundub meile, et kõige olulisem on mõista täpselt subduktsiooni kvalitatiivseid omadusi, et kõik selle protsessi vaadeldud tagajärjed muutuksid füüsiliselt seletatavateks. Siis muutub formaliseeritud mudeli kvantitatiivsel alusel konstrueerimine tehnoloogiliseks küsimuseks, st põhimõttelisi raskusi ei tohiks tekitada.
Kõik praegu teadaolevad subduktsioonimudelid saab klassifitseerida joonisel fig. 1.17. Suurima panuse nende mudelite arendamisse andis L.I. Lobkovski, O. Sorokhtin, S.A. Ušakov, A.I. Shsmenda ja teised Venemaa teadlased ning välisspetsialistid - J. N. Bodine, D. S. Cowan, J. Dubois, G. A. Hall, J. Helwig J. Helwig, G. M. Jones, D. E. Karig, L. D. Kulm, W. D. Pennington, D. W. Scholl), W. J. G. F. Sharman, R. M. Siling, T. M. Tharp, A. Watts (A. W. Walts), F.By (F.T. Wu) jne. Meid huvitavad muidugi eelkõige mudelid, mis võtavad arvesse rennide settelist teostamist ühel või teisel viisil või teine. Nende hulka kuuluvad niinimetatud "akretsioonimudel" ja mudel, milles setted mängivad omamoodi "määrdeainena" kahe interakteeruva plaadi vahel.
Need mudelid, mis selgitavad setete reaktsiooni ookeanilaama suure energiaga subduktsiooniprotsessile, ehkki need annavad sellele protsessile täiesti usutava tõlgenduse, jätavad siiski tähelepanuta mitmed olulised küsimused, millele on vaja vastuseid leida. kavandatud tektono-geofüüsikalisi mudeleid tuleb pidada sedimentoloogiliselt järjekindlaks. Neist olulisemad on järgmised.
1. Kuidas seletada tõsiasja, et kaeviku enda setted esinevad alati horisontaalselt, segamatult, hoolimata asjaolust, et laam on ookeani poolelt aktiivselt vajumas ja kaeviku mandrinõlvalt kasvab välja tugevalt deformeerunud akretsiooniprisma ?
2. Milline on akretsiooniprisma moodustumise mehhanism? Kas see on tingitud alamplaadilt eraldatud setete kaootilisest mahalaadimisest või mõjutavad selle kasvu mandrinõlval endal toimuvad protsessid?
Nendele küsimustele vastamiseks, st sedimentoloogiliselt järjepideva subduktsioonimudeli koostamiseks, on vaja selle protsessi kavandatud tektoonilised mehhanismid tihedamalt siduda süvamere puurimiste andmetega mööda profiile läbi mitmete kõige paremini uuritud kaevikute. need positsioonid. Seda tuleb teha ka selleks, et pakutud mudeli juhtimine "elusate" litoloogiaandmete abil muutuks mudeli lahutamatuks elemendiks.
Alustame sedimentoloogiliselt järjekindla subduktsioonimudeli esitlust selle aluseks olevate tektooniliste eelduste kirjeldusega. Tuleb märkida, et iga mudel sisaldab konkreetseid eeldusi, tugineb neile ja püüab nende abil teadaolevaid fakte siduda ühtseks tervikuks. Meie mudel kasutab tektoonilisi eeldusi, mis on tehtud subduktsiooniskeemidest, mida on juba füüsiliselt põhinevate arvutustega testitud.
Esimene eeldus puudutab allatõukeprotsessi impulss- (diskreetset) olemust. See tähendab, et alltõuke järgmisele faasile eelneb ookeanilises maakoores pingete kuhjumine, mis litosfääri tektoonilise kihistumise ja maakoore heterogeensuse tõttu kanduvad edasi erineva intensiivsusega levikeskustest ja igal juhul on ookeanis jaotunud äärmiselt ebaühtlaselt. Sellel eeldusel on üsna sügav tähendus, kuna sellega saab seletada ookeanilaama juba vee all oleva osa petroloogiliste omaduste muutusi, mis osaliselt määrab järgmise subduktsiooniimpulsi võimaluse.
Teine eeldus eeldab pingete mitmesuunalist jaotust otse Wadati-Zavaritsky-Benioffi tsoonis (WZB). See näeb välja selline. Sügavamal horisondil survejõude kogedes on süvamere kaevikut tähistav pöördepunkti tsoon tõmbepingete all, mis põhjustab nii kaeviku sise- kui ka välisküljel tekkivaid tõrkeid. plaadi osade eraldamine ookeanipoolsest küljest eraldi segmentideks (sammudeks); järgmise tõukejõu impulsiga kaasatakse sellesse protsessi kaeviku teljele lähim segment. Seda ideed testis konstruktiivselt L.I. Lobkovski oma subduktsiooni kinemaatilises skeemis.
Kolmas eeldus viitab kraavi keskjoone diskreetsele ookeanisuunalisele rändele. See on kahe esimese eelduse tagajärg. Spetsiaalsed uuringud on samuti kindlaks teinud, et kaeviku telje migratsiooni kiirus sõltub neelduva maakoore vanusest ja VZB tsooni kaldest.
Neljas eeldus eeldab ookeanilise maakoore kasvuprotsesside energiabilanssi ajas ookeani keskahelikes ja selle töötlemisel aktiivsetel servadel. Asjaolu, et see eeldus ei ole alusetu, on kaudselt kontrollitud ookeani keskharja kõrguste ja kaevikute sügavuste võrdsusega (keskmiselt), mis vastavad konkreetsetele levivektoritele, mida oleme juba märkinud. Nagu märkis T. Hatherton, andis levimis- ja subduktsiooniprotsesside võimalik tasakaal laamtektoonikale usaldusväärse aluse füüsiline alus. Selle tasakaalu rikkumine teatud hetkedel põhjustab kaarekujuliste kõrguste kasvu, ümberstruktureerimist globaalne süsteem ringlus ookeaniveed ja selle tagajärjel globaalsete settimise katkestusteni.
Kui otsida põhjust kaevikute sügavuste erinevustele, siis tuleb arvesse võtta tihedat korrelatsiooni subduktsiooni kiiruse ja neelduva maakoore vanuse vahel (kindla kaldenurga väärtuse juures). WZB tsoon). Seda küsimust uurisid üksikasjalikult S. Grillet ja J. Dubois kümne koonduva süsteemi (Tonga-Kermadeci, Kuriili, Filipiinide, Izu-Bonini, Uus-Hebriidide, Peruu-Tšiili, Aleuudi, Kesk-Ameerika, Indoneesia ja Jaapani) materjalide põhjal. ). Eelkõige leidsid need autorid, et mida kõrgem on subduktsioonimäär, seda madalam (keskmiselt) on kaeviku sügavus. Kuid kaeviku sügavus suureneb koos allutamisplaadi vanusega. M.I. Streltsov täiendas edukalt seda uuringut, tuvastades, et kaeviku sügavus sõltub ka vulkaanilise kaare kumerusest: sügavamad kaevikud piirduvad maksimaalse kõverusega kaaredega.
Vaatleme nüüd üksikasjalikumalt kaevikute settegeneesi mehhanismi, st konstrueerime kaeviku üldise sedimentoloogilise mudeli. Ühelt poolt süvamere puurkaevude lõikude ja teiselt poolt kaevikute tektoonilise struktuuri olemuse analüüs võimaldab teha järgmised üsna usaldusväärsed järeldused.
1. Settekate on kaeviku sise- (mandri-) ja välis- (ookeanilistel) nõlvadel oluliselt erinev ning kuigi ka nende kaevikustruktuuri elementide tektooniline struktuur on samuti heterogeenne, on setete koostis eelkõige setete funktsioon. Sedimentoloogilised protsessid kaeviku erinevatel nõlvadel: pelaagiline settegenees välimisel nõlval ja suspensioonvoog, mis asetseb pelaagilisel - sisemisel nõlval.
2. Kaeviku sisenõlva põhjas registreeritakse sageli setete tunglemist, siin on need alati tihedamalt tihendatud ja kujutavad struktuurilt suurt läätsekujulist keha, mida nimetatakse akretsiooniprismaks. Välisnõlval on setted kaeviku telje suhtes kerge nurga all ning põhjas horisontaalsed.
3. Geofüüsika järgi esinevad kaevikute põhjas setted kahe "kihina": akustiliselt läbipaistev alumine kiht, mida tõlgendatakse ookeanilise plaadi tihendatud pelaagiliste setetena, ja ülemine kiht, mida esindavad edasi kantud turbidiidid. mandri nõlvalt kaevikusse kahe külgneva tõukeimpulsi vahelisel perioodil.
4. Turbidiidi lademete paksus kaevikute põhjas sõltub paljudest teguritest: mandri nõlva reljeefist ja kliimast, mis näib määravat külgneva maa denudatsiooni kiiruse, maavärinate intensiivsusest ja sagedusest. kraavi piirkonnas ja paljudel muudel põhjustel. Laama interaktsiooni kestus, st konkreetse subduktsioonivööndi eluiga, peaks samuti mängima olulist rolli kaeviku põhjas asuvate turbidiidikihtide paksuse suurenemisel, kuid ainult siis, kui kaevik kui tektooniline struktuur oleks sõltumatu tähtsus subduktsiooniprotsessis; kuid kuna see kujutab endast ainult reaktsiooni sellele protsessile, mis väljendub ookeanipõhja reljeefis ja pealegi ei ole selle asend ajas konstantne, ei mängi see tegur otsustavat rolli turbidiitide kogunemise protsessis merepõhja põhjas. kaevik. Teame, et kaevikute praegune asukoht tähistab alles pikalt areneva allasurumise protsessi viimast faasi.
5. Neli peamist faatsia setete kompleksi on tihedalt seotud süvamere kaevikutega: mandri nõlva alluviaalsed lehvikud, sisenõlva põhja ja basseinide turbidiidid, kaeviku kõigis morfoloogilistes elementides registreeritud pelaagilised setted ja lõpuks akretsiooniprisma setted.
Praeguseks on piisavalt detailselt välja töötatud Aleuudi, Peruu-Tšiili ja eriti Kesk-Ameerika kaevikute sedimentoloogilised mudelid. Kuid need mudelid pole kahjuks seotud ühine mehhanism nendes kaevikutes.
M. Underwood ja D. Karig, samuti F. Shepard ja E. Reimnitz, kes uurisid üksikasjalikult Kesk-Ameerika süviku sisenõlva morfoloogiat Mehhiko mandriserva piirkonnas, märgivad, et alles a. sellel alal külgneb kaeviku sisenõlvaga neli suurt kanjonit, millest kõige rohkem uuriti põhjalikult Rio Balsast (Balsase jõe veealune jätk), mis ulatub kaeviku endani. Selge korrelatsioon on kindlaks tehtud kaeviku põhjas ja suurte kanjonite suudmetes olevate turbidiitide paksuse vahel. Kaeviku kõige paksem setete kate (kuni 1000 m) piirdub kanjonite suudmega, teistes osades väheneb nende paksus mitme meetrini. Kanjonite suudmes on alati jäädvustatud setete lehvik; seda lõikavad läbi arvukad kanalid – omamoodi alluviaalkoonuse jaotussüsteem. Kanjonite kaudu sisenev plastmaterjal kantakse pikisuunalise vooluga piki kaeviku keskjoont põhja vajumise suunas. Iga kanjoni mõju sademete jaotusele kaeviku keskosas on tunda isegi 200-300 km kaugusel suudmest. Süvamere puurimisandmed Kesk-Ameerika süvikus kinnitasid seda erinevad osad selle setete reaktsioon allasurumise protsessile ei ole sama. Seega ei kaasne Guatemala puurimisprofiili piirkonnas subduktsiooniga setete kogunemine, samas kui Mehhiko profiili piirkonna kaevud näitasid vastupidiselt akretsioonilise setteprisma olemasolu põhjas. kraavi mandripoolne külg.
Nüüd peatume üksikasjalikult subduktsiooni peamisel sedimentoloogilisel paradoksil. Nagu nüüdseks on geofüüsikaliste tööde ja süvamere puurkaevude abil kindlalt kindlaks tehtud, esindavad kõigi kaevikute põhjas setteid erineva litoloogilise koostisega, horisontaalselt esinevad turbidiidid. Paradoks on see, et need setted peaksid kas rebima ookeanilaama küljest lahti ja akumuleeruma mandri nõlva alusesse akretsiooniprisma kujul (akretsioonilise subduktsiooni mudelid) või neelduma koos ookeaniplaadi fragmendiga allatõuke järgmine faas, nagu tuleneb “määrimismudelist » O.G. Sorokhtin ja L.I. Lobkovski.
Subduktsioonivastaste loogika on seega lihtne ja õiglane: kuna subduktsioon on suure energiaga protsess, milles osalevad kümnete kilomeetrite paksused jäigad plaadid, siis õhuke lahtiste setete kiht ei saa sellele protsessile reageerimata jätta. Kui kaevikute põhjas asuvad setted asetsevad horisontaalselt, siis subduktsiooni ei toimu. Tuleb tunnistada, et varasemad katsed seda sedimentoloogilist paradoksi selgitada ei olnud veenvad. Setete horisontaalset esinemist seletati nende nooruse, juba kogunenud turbidiitide perioodilise raputamise, misjärel need ladestusid justkui uuesti jne. Muidugi leidus realistlikumaid tõlgendusi, mis arvestasid kaevikute setete mahu sõltuvust kaevikute mahust. settimise ja subduktsiooni kiiruse suhe.
O.G. Sorokhtin tegi selle protsessi kohta lihtsa, kuid kahjuks ebaveenva arvutuse, püüdes anda faktilist alust oma ülalpool käsitletud määrimismudelile. Ta märkis, et enamikus vihmaveerennides on võim settekate väheoluline, vaatamata väga suurele sademete kogunemiskiirusele (mitu sentimeetrit 100 aasta kohta). Sellisel kiirusel oleks O. G. Sorokhtini sõnul “määrimismehhanismi” puudumisel rennid mõnekümne miljoni aasta jooksul täielikult settega kaetud. Tegelikkuses seda ei juhtu, kuigi mõned kaevikud on olemas ja arenevad edasi sadu miljoneid aastaid (Jaapan, Peruu-Tšiili).
See arvutus ei ole veenev kahel põhjusel. Esiteks, olenemata setete neeldumismehhanismist, on vihmaveerennid kriitilise tähtsusega komponent dünaamiline süsteem subduktsioonivööndid ja seetõttu oli võimatu arvutada nende setetega täitumise kiirust, nagu oleks tegemist statsionaarse settepaagiga. Teiseks salvestavad kaevikud oma kaasaegses morfoloogilises väljenduses ainult reaktsiooni allatõukeprotsessi viimasele faasile (vt meie mudeli kolmandat eeldust) ja seetõttu ei saa nende olemasolu aega samastada kogu subduktsioonitsooni arengu kestusega. , st rääkida kümnetest, kuid Pealegi ei loeta kaeviku vanuseks sadu miljoneid aastaid. Samadel põhjustel ei saa J. Helwigi ja G. Halli artiklis välja toodud sarnast lähenemist sellele probleemile pidada veenvaks.
Seega ei saa seda paradoksi lahendada, kui tugineda juba väljatöötatud subduktsiooniskeemidele, milles plaatide subduktsiooni mehhanism ja kiirusomadused ei ole seotud setete kogunemise mehhanismi ja kiirusomadustega.
Teave settekiiruste kohta Vaikse ookeani kaevikutes, mida hinnati süvamere puurimise tulemuste põhjal, sisaldub mitmeköitelises väljaandes, mille materjalid lubavad järeldada, et üldiselt iseloomustavad kaevikuid tõepoolest suhteliselt kõrged määrad setete kogunemine: mõnekümnest kuni sadade ja isegi tuhandete meetriteni miljoni aasta kohta. Need kiirused muidugi muutuvad aja jooksul isegi ühes puurimispunktis, kuid üldiselt säilib numbrite järjekord.
Pöörakem aga tähelepanu ühele asjaolule, mis ilmselt geoloogide tähelepanu alt jäi. Fakt on see, et geoloogid on harjunud hindama setete kogunemise kiirust Bubnovi ühikutes: millimeetrit 10,3 (mm/10,3) või meetrit 10,6 (m/10,6) aasta kohta. Seda lähenemist nimetatakse objektiivsetel põhjustel, sest geoloogidel on usaldusväärne teave ainult lõigu paksuse kohta ja palju vähem usaldusväärsed andmed vastava stratigraafilise intervalli kestuse kohta. Nad muidugi kujutavad ette, et sel viisil saadud kiiruse väärtustel on väga kauge seos just setete kogunemise kiirusega, kuna see ei võta arvesse asjaolu, et erinevat tüüpi kivimid tekivad erinevatel kiirustel, ega ka seda, et lõigu uuritud intervalli sees võib esineda varjatud katkestusi setete kuhjumisel (diasteemid). Kui võtta arvesse ka seda, et kaevikute aksiaalse osa setted moodustuvad tsüklosedimentogeneesi sissepritserežiimil, siis antud juhul on setete kogunemise kiiruse hindamisel seda lähenemist üldiselt võimatu kasutada, sest rangelt võttes ei saa seda meetodit kasutada. kogu turbidiitide paksus moodustub suspensiooni-voolu settegeneesi superpositsioonina normaalse pelaagilise setete korral: teisisõnu koguneb turbidiitide paksus settimise pauside ajal. Tuginedes arvukatele faktilistele materjalidele tänapäevaste ja iidsete turbidiitide kohta, on selline settegeneesi mehhanism autori monograafiates põhjendatud.
Kui laamtektoonika alane töö ilmus ja geofüüsikud avaldasid esimesed andmed levimis- ja subduktsioonikiiruste kohta (mõõdetuna sentimeetrites aastas), püüdsid geoloogid seostada neile teadaolevaid settimiskiiruste väärtusi äsja saadud teabega. plaatide liikumise kiirused, opereeriti endiselt kiiruse muutustega Bubnovi ühikutes, püüdmata võrrelda võrreldavaid väärtusi ühisele nimetajale. On lihtne mõista, et selline lähenemine tekitab mitmeid arusaamatusi, mis segavad sedimentoloogiliste protsesside tegeliku rolli uurimist erinevates subduktsioonimudelites ja viivad nende olulisuse ebaõige hinnanguni. Selle punkti illustreerimiseks esitame mõned tüüpilised näited, kordamata süvamere puurkaevude abil avastatud setete litoloogilise koostise kirjeldust.
Aleuudi süviku põhja setted on vanuselt holotseen, nende paksus ulatub 2000 ja kohati 3000 m. Vaikse ookeani laama subduktsiooni kiirus Aleuudi süviku all on K. Le Pichoni jt andmetel 4-5 cm/aastas ja V. Vakye järgi - isegi 7 cm/aastas.
Bubnovi ühikutes mõõdetud settekiirust kraavis tõlgendatakse ebaharilikult kõrgeks (A.P. Lisitsyni järgi "laviin"): 2000-3000 m/106 aastat. Kui väljendada settimiskiirusi subduktsioonikiirusega samades ühikutes, saame 0,2-0,35 cm/aastas, jääajavaheliste perioodide puhul on see veelgi madalam: 0,02-0,035 cm/aastas. Ja ometi on setete kuhjumise kiirus Aleuudi süvikus (ükskõik millistes ühikutes me neid mõõdame) väga kõrge; R. von Huene märgib õigesti, et Vaikse ookeani lääneserva kraavid, mida iseloomustab settekate põhja paksusega üle 500 m, asusid kahtlemata suurte laiuskraadide ranniku liustike mõjuvööndis. Ka deltadel on märkimisväärne mõju suured jõed, mis voolab kaeviku piirkonnas ookeani.
Seega osutub see, mida litoloogid peavad "laviiniks" settimise kiiruseks, peaaegu kaks suurusjärku madalamaks kui plaadi allasurumise kiirus. Kui need andmed on õiged ja kui need on korrelatsioonis monotoonse (frontaalse) subduktsiooni mudeliga, siis saab selgeks, et allatõukemehhanismi sellise tõlgenduse korral poleks setetel lihtsalt aega koguneda ja vähemalt aksiaalne osa kaevik peaks olema täielikult settevaba. Samal ajal ulatub selle paksus Aleuudi süviku kirdeosas, nagu me juba märkisime, 3000 meetrini.
Noh 436 puuriti Jaapani süviku välisnõlvale. Kaevuosast hakkab meid huvitama vaid 360 m sügavuselt katmata savide ühik paksusega 20 m. Nende vanuseks hinnatakse 40-50 miljonit aastat (keskmisest miotseenist kuni paleogeeni alguseni ). Lihtne on arvutada, et nende ladestiste tekkekiirus oli tühine: 0,44 m/106 aastat (0,000044 cm/aastas ehk 0,5 μm/aastas). Selle kujundi visuaalseks ettekujutamiseks piisab, kui öelda, et tavalises linnakorteris koguneb talvekuudel (suletud akendega) selline tolmukiht nädalaga. Nüüd on selge, kui puhtad on ookeanide süvamere tsoonid klastilistest suspensioonidest ja kui tohutu on geoloogilise aja loominguline roll, mis suudab 45 miljoni aasta pärast salvestada sellisel lõigul 20 m paksuse savi paksuse. kaduvalt madal settimise kiirus.
Sama madal settimise määr täheldati Kuriili-Kamtšatka süviku (kaev 303) ookeaninõlval, kus see on vahemikus 0,5–16 m/106 aastat, st 0,00005–0,0016 cm/aastas. Sama numbrite järjekord kehtib ka teiste Vaikse ookeani äärealade kaevikute kohta. Settete kogunemise kiiruse suurenemine kaevikute sisenõlvadel mõnesaja meetrini miljoni aasta kohta, nagu on lihtne mõista, ei muuda seost kahe kiiruskarakteristiku vahel: setete kogunemine ja ookeanilaama subduktsioon. Sel juhul erinevad need vähemalt kahe suurusjärgu võrra (madalaimad subduktsioonikiiruse väärtused - 4–6 cm/aastas - märgiti Jaapani, Kermadeci, Aleuudi ja Uus-Hebridea kaevikute puhul ning kõrgeimad - alates 7 kuni 10 cm/aastas – Kuriili-Kamtšatka, Uus-Guinea, Tonga, Peruu-Tšiili ja Kesk-Ameerika puhul Lisaks leiti, et Vaikse ookeani põhja- ja idaservade lähenemise määr suurenes 10-lt (alates 140–80 miljonit aastat tagasi) 15–20 cm-ni aastas (80–45 miljonit aastat tagasi) aastat tagasi), seejärel langes 5 cm-ni aastas. Sama tendentsi täheldati ka Vaikse ookeani lääneosas.
Näib, et subduktsioonivööndi kestuse ja kaevikute põhja settekatte paksuse vahel on seos. Kuid faktiline materjal lükkab selle oletuse ümber. Seega on Uus-Hebriidide subduktsioonivööndi tööaeg vaid 3 miljonit aastat ja setete paksus kaevikus on 600 m Mariaani subduktsioonivöönd ja Tonga vöönd on eksisteerinud umbes 45 miljonit aastat, kuid nende setete paksus on vaid 400 m. Subduktsioonimäärad neis tsoonides on lähedased. Seetõttu on vaja otsida uut tõhusat mehhanismi, mis ühendaks need (ja paljud teised) omadused.
Üks on seni selge: setted kaevikus võivad säilida ainult siis, kui settimise kiirus on oluliselt suurem kui subduktsiooni kiirus. Olukorras, mida geoloogid püüdsid mõista, hinnati nende suuruste suhet täpselt vastupidiseks. See on "sedimentoloogilise subduktsiooni paradoksi" olemus.
Selle paradoksi saab lahendada ainsal viisil: settekiiruse hindamisel ärge abstraheerige setete geneetilisest tüübist, sest kordame, et tavapärane settimiskiiruste arvutamiseks kasutatav aritmeetiline protseduur ei kehti kõigi kihtide puhul: kihtide paksus (meetrites) aja stratigraafilise mahuni (miljonites aastates). Veelgi enam, autor on juba korduvalt märkinud, et see protseduur ei ole turbidiitide puhul üldse kohaldatav, kuna see ei anna setete kogunemise kiiruse kohta mitte ainult ligikaudset, vaid ka täiesti vale hinnangut. Järelikult on setete säilimiseks kaevikute aksiaalses osas ja ka horisontaalseks esinemiseks, vaatamata ookeanilaama subduktsioonile, vajalik ja piisav, et settimise kiirus oleks oluliselt suurem kui subduktsiooni kiirus, ja seda saab teha ainult siis, kui kaeviku settimine toimub tsüklosdimentogeneesi süstimisrežiimis. Selle omapärase sedimentoloogilise teoreemi tagajärjeks on kõigi süvamerekraavide põhjas olevate setete erakordne noorus, mille vanus tavaliselt ei ületa pleistotseeni. Sama mehhanism võimaldab seletada kõrge karbonaadisisaldusega setete esinemist sügavustel, mis ilmselgelt ületavad karbonaatmaterjali lahustumise kriitilist taset.
Enne kui mõista teist meie esitatud küsimust (setete normaalse stratigraafilise järjestuse katkemise kohta kaeviku mandri nõlva põhjas), tuleb märkida järgmine asjaolu, millele arvatavasti mõtlesid paljud, kes proovisid. analüüsida subduktsioonimehhanismi. Tõepoolest, kui allatõukeprotsess (kinemaatika seisukohalt) kulgeb kõigis kaevikutes sarnaselt ja kui sellega kaasneb setete kraapimine alamplaadilt, siis tuleks akretsiooniprismad registreerida kõigi kaevikute sisenõlvade jalamil ilma. erand. Süvamere puurimine ei ole aga tuvastanud selliste prismade olemasolu kõigis kaevikutes. Prantsuse teadlane J. Auboin soovitas seda asjaolu seletada, et on olemas kahte tüüpi aktiivseid veerisid: survepingete ülekaaluga ja aktiivse akretsiooniga veerised ning tõmbepinged ja peaaegu täielik puudumine setete kogunemine. Need on kaks äärmist poolust, mille vahele saab paigutada peaaegu kõik praegu teadaolevad koonduvad süsteemid, kui võtta arvesse nende kõige olulisemaid omadusi, nagu VZB tsooni kaldenurk, ookeanilise maakoore vanus, maakoore kiirus. subduktsioon ja setete paksus ookeaniplaadil. J. Auboin usub, et kaarekraavisüsteemid on lähedasemad esimesele tüübile ja Andide veerise tüüp teisele. Siiski kordame, see pole midagi muud kui umbkaudne lähenemine, sest tegelikud olukorrad konkreetsetes alamtõukepiirkondades sõltuvad paljudest teguritest ja seetõttu võib Vaikse ookeani ääreala lääne- ja idaserva süsteemides esineda väga erinevaid seoseid. Niisiis, V.E. Hein märkis juba enne, kui J. Aubuin need kaks äärmuslikku juhtumit tuvastas, õigesti, et Aleuudi, Nankai ja Sunda profiilid kinnitasid akretsioonimudelit vaid osaliselt, samas kui Mariana ja Kesk-Ameerika (Guatemala piirkonnas) kaevikute profiilid ei paljastanud akretsiooniprisma. Millised järeldused sellest järelduvad?
Tõenäoliselt ei ole setete prismad (kus neid kahtlemata eksisteerivad) alati ainult ookeaniplaadilt setete kraapimise tagajärg, eriti kuna nende prismade setete koostis ei vasta setetele. avatud ookean. Lisaks annab selliste prismade vaieldamatu puudumine (näiteks Kesk-Ameerika süvikus) põhjust mitte pidada setete kraapimist sedimentoloogiliselt universaalseks subduktsiooniprotsessiks, mis tuleneb selgelt O.G. “määrimismudelist”. Sorokhtin ja L.I. Lobkovski. Teisisõnu, lisaks setete kuhjumisele peab koonduvates süsteemides avalduma mingi üldisem sedimentoloogiline protsess, mis viib setete prisma moodustumiseni kaeviku mandrinõlva põhjas.
Oleme juba viidanud, et kaevikute mandri nõlva aluse setted on tugevalt tihendatud, volditud keeruline süsteem kurrud, on neis sageli kihtide vanuseline järjestus häiritud ja kõik need setted on selgelt häguse päritoluga. Just need faktid nõuavad ennekõike veenvat selgitust. Lisaks on akretsiooniprismas (kus selle olemasolu on kahtlemata tõestatud) tuvastatud setete uuenemine kaeviku poole jääval lõigul. See viitab mitte ainult sellele, et iga järgnev ookeanilaama küljest lahti rebitud setteplaat on justkui eelmise alla libisenud, vaid ka allatõukeprotsessi omapärast kinemaatikat, mille kohaselt kaasneb järgmise subduktsiooniimpulsiga migratsioon. kraavi telje suunas ookeani suunas koos mandri nõlva šelftivööndi samaaegse laienemisega ja selle aluse kõrvalekaldega, mis annab üldise võimaluse selle mehhanismi realiseerimiseks. Akretsiooniprismade (Jaapani ja Kesk-Ameerika kaevikute) struktuuri üksikasjalikum uurimine näitas ka, et üksikute plaatide vanusemuutuste mustrid on keerulisemad: eriti kahe- või kolmekordselt esinevad samaaegsed liikmed mõlema setete hulgas. asutati nooremaid ja iidsemaid. Seda asjaolu ei saa enam seletada puhta akretsiooni mehhanismiga. Tõenäoliselt mängivad siin juhtrolli protsessid, mis viivad osaliselt litifitseeritud setete masside nihkumiseni, mis toimuvad otse kaeviku mandrinõlval. Samuti tuleb arvestada, et setete tihenemise mehhanismil akretsiooniprismas on samuti oma eripära, mis seisneb eelkõige selles, et subduktsiooniprotsessiga kaasnevad pinged põhjustavad pooride ruumi järsu vähenemise ja vedelike pigistamine setete ülemisse horisonti, kus need toimivad karbonaattsemendi allikana. Toimub omamoodi prisma kihistumine erinevalt tihendatud kivimipakkideks, mis aitab veelgi kaasa kivimite deformeerumisele voltideks, mis jagunevad kildade lõhenemisega kihtideks. Sarnane nähtus toimus saalis eksponeeritud hiliskriidi, paleotseeni ja eotseeni turbidiitide Kodiaki kihistu. Alaska Aleuudi süviku ja Alaska poolsaare aktiivse vulkaanikaare vahel. A.P. Lisitsyn märgib, et akretsiooniprisma Aleuudi süviku piirkonnas on rikete tõttu jagatud eraldi plokkideks ja nende plokkide liikumine vastab (esimesel hinnangul) aluskoore ebatasasustele; need näivad "jälgivat" kõik suured ebatasasused ookeanilaama pinna reljeefis.
Kõige põhjalikumalt on uuritud akretsiooniprismat Antillide saarekaare piirkonnas (Barbadose saar), mida tegid R/V Glomar Challenger (nr 78-A) ja Joides Resolution (nr) kaks erireisi. . 11). Siin väljendatakse Ida-Kariibi mere aktiivset marginaali järgmised struktuurid: O. Barbados, tõlgendusena eeskaare seljandikku, > Tobago jõgikond (kaaredevaheline) > St. Vincenti (aktiivne vulkaaniline kaar) > Grenada jõgikond (tagakaar, marginaalne) > seljandik. Aves (surnud vulkaaniline kaar). Siin on Orinoco PKV paksud settekogumid ja Amazonase suudmest osaliselt transporditud setted subduktsioonivööndi lähedal. Süvaveekaevud 670-676 (lend nr 110) aktiivsete deformatsioonide esiosa lähedal kinnitas võimsa akretsiooniprisma olemasolu, mis koosneb neogeeni süvameresetete tõukejõu süvenditest, mis on rebitud nõrgalt deformeerunud Campania-oligotseeni ookeanikompleksist. Nihkevöönd koosneb ülem-oligotseeni-alammiotseeni mudakividest ja on lääne poole kaldu. Otse eraldumistsooni kohal paljanduvad mitmed järsemad tõukejõud. Puurimisega katmata lõigu kogupaksus on 310–691 m. Selle põhjas lebavad alam-kesk-eotseeni ränisisaldusega mudakivid. Ülal on savised setted, lubjarikkad turbidiidid, keskmise-ülemise eotseeni ristkihilised glaukoniitsed liivakivid, oligotseeni õhukesekihilised argilliidid ja karbonaatsed kivimid, ränisisaldusega radiolaarsed argilliidid, lubjarikkad mudakivid ja alumise miistotseen-Ple biogeensed karbonaatsed setted. Iseloomulik nähtus siin toimub vedelike külgsuunaline migratsioon nii akretsiooniprisma kehas (kloriidid) kui ka deformatsioonifrondi ookeanipoolsel küljel (metaan). Samuti rõhutame, et mitmel tasandil on ilmnenud kordumine litoloogiliselt sarnaste ja samaaegsete kivimiüksuste lõikes.
Lisaks juba teadaolevale kaevikute tektoonilise struktuuri kohta märgime: Jaapani ja teiste kaevikute sisenõlva keskosas asuval veealusel terrassil toimusid aktiivsed tektoonilised protsessid, mis ühelt poolt viitavad plokkide olulised horisontaalsed nihked ja teiselt poolt aktiivsed vertikaalsed liikumised, mis tõid kaasa settimise batümeetriliste tingimuste suhteliselt kiire muutuse. Sarnane nähtus tuvastati Peruu-Tšiili süvikus, kus plokkide vertikaalsete nihkete kiirus ulatub 14-22 cm/aastas.
Jaapani süviku üksikasjalikud geofüüsikalised uuringud on näidanud, et selle sisemine ja välimine külg on keeruline plokkide süsteem, mis puutuvad kokku rikkega. Need plokid kogevad erineva amplituudiga liikumisi. Rikete tekke jada ja maakooreplokkide käitumine peal erinevad etapid allasurve ja mis kõige tähtsam (meie eesmärgi jaoks) kõigi nende protsesside peegeldus süvamerekraavi settekattes. Jaapani geofüüsikute Ts. Shiki ja 10. Misawa seisukoht, kes usuvad, et kuna subduktsiooni mõiste on põhimõtteliselt "olemuselt laiaulatuslik ja globaalne", siis sellises mastaabis mudelis "setteid ja settekehasid ei pruugita arvesse võtta", tundub ekstreemne.
Vastupidi, ainult kaevikute nõlvadel asuvate basseinide setetega täitmise mehhanismi ja kaevikute endi kaudu saab aru subduktsiooni peentest üksikasjadest, mida teadlased muidu lihtsalt ei märkaks. Piltlikult öeldes võimaldavad setted teha rennist valu ja seeläbi mitte ainult mõista selle sisestruktuuri detaile, vaid ka sisulisemalt taastada selle tekkeni viinud protsesse.
Setete kogunemise mehhanism mandri nõlva põhjas näib olevat järgmine. Subduktsiooni algfaasis - mandri- ja ookeanilaamade kokkupõrke tagajärjel süvamerekraavi tekkimisel - tekib mandrinõlva aluses maakoore pidevuse katkemine (joon. 1.18, a. ); mööda riket vajub maakoor kaeviku telje suunas ja ülemisest astmest (terrassilt) libisevad setted alla (joon. 1.18, b). Alumises etapis registreeritakse kihtide (I, 2, 1, 2) stratigraafiliselt ümberpööratud esinemine. Suhteliselt vaikse allatõuke faasis, mil subduktsioonivööndis tekkivad pinged ei ületa mandrilitosfääri tugevuspiiri, kogunevad setted kaeviku sisenõlvale: rannikumerest süvamereni (joon. 1.18, 6, ühikud 3 ja 4) ning alumisel terrassil asuvas basseinis - turbidiidid.
Seejärel nihkub uue aktiivse subduktsiooniimpulsiga kaeviku telg ookeani poole ja sisenõlva alusesse moodustub uus rike, mida mööda ülemise terrassi setted alla libisevad (joon. 1.18, c), osa rannikumerelistest madalatest kuhjadest jõuab teisele astangule. Kaeviku sisenõlva alusesse libiseb uus osa veel ebapiisavalt tihendatud setetest, mis nõlva ebatasasel pinnamoel allapoole liikudes on kokku surutud, voltideks purustatud jne. Prisma järjekordne kasv. mandri nõlva aluses esineb.
Enamikul mandri nõlva kaevikutel on kolm morfoloogiliselt erinevat astet – terrassid. Järelikult, kui meie skeem on õige, siis subduktsioonivööndi eksisteerimise ajal toimusid vähemalt kolmel korral suuremad ehituslikud ümberkorraldused, millega kaasnes kaeviku liikumine ookeani poole ja rikete tekkimine selle sisenõlvale. Selle protsessi viimane etapp on näidatud joonisel fig. 1.18, d: mandrinõlva põhjas on tekkinud setete prisma. Selles on kihtide stratigraafiline järjestus kolm korda häiritud (selle lihtsustatud skeemi järgi).
See protsess toimub nii või teisiti, peaasi, et nendel juhtudel, kui oli võimalik välja puurida mandri nõlva alus (Jaapani ja Kesk-Ameerika kaevikud), selgus tegelikult, et kivimite normaalne stratigraafiline järjestus oli häiritud. siin; Need on palju tihedamad kui välisnõlva sünkroonsed setted ja mis kõige tähtsam, need setted ei meenuta kuidagi kaeviku ookeanilise nõlva pelaagilisi setteid. Seletatavaks muutuvad ka olulised vertikaalsed liikumised, mille tulemusena mattuvad mitme tuhande meetri sügavusele ilmselgelt madalaveelised setted.
Enne süvamerekaevikute settemoodustiste indikaatorite rea mudelpõhjendamise juurde asumist tuleb tähelepanu pöörata ühele olulisele asjaolule, mida geoloogid varem ei arvestanud. Vahepeal tuleneb see ilmselgelt nendest subduktsiooni tektoonilis-geofüüsikalistest eeldustest, mis on põhiomadused see protsess ja mille aluseks oli meie sedimentoloogiliselt järjepidev subduktsioonimudel. See viitab tõsiasjale, et tänapäevased süvamerekraavid ei ole sette- (kuhjuvad) basseinid selle sõna otseses tähenduses, vaid kujutavad endast üksnes maakoore morfoloogiliselt väljendatud reaktsiooni ookeanipõhja reljeefis toimuvale subduktsiooniprotsessile. Teame juba, et mandri all oleva ookeanilise maakoore subduktsiooni tähistab seismofokaalne tsoon, mille pöördepunktis asub süvamere kaevik; et subduktsioon ise on impulsiivne protsess ja iga järgnev subduktsiooniimpulss vastab kraavi telje spastilisele migreerumisele ookeani suunas; et kaeviku setetel on aega koguneda ainult tänu sellele, et turbidiitide ladestumise kiirus ületab oluliselt ookeanilaama vajumise kiirust, kuid suurem osa neist läheb koos alluva plaadiga litosfääri sügavamatesse horisontidesse. või rebitakse ära mandriplaadi eendi tõttu ja visatakse kaeviku mandrinõlva alusesse. Just need asjaolud seletavad tõsiasja, et vaatamata enamiku subduktsioonivööndite pikale (kümneid miljoneid aastaid) eksisteerimisele ei ületa kaevikute põhja settetäidise vanus pleistotseeni. Seetõttu ei registreeri tänapäevased kaevikud setteregistris kõiki subduktsiooni etappe ja seetõttu ei saa neid sedimentoloogia seisukohast pidada settebasseinideks. Kui neid ikka selliseks pidada, siis rennid on väga omanäolised basseinid: “lekkiva” põhjaga basseinid. Ja alles siis, kui subduktsiooniprotsess peatub, blokeerib seismiline fookusvöönd mandri või mikrokontinendi poolt, süvamere kaeviku asukoht muutub stabiilseks ja seda hakkavad täitma settekompleksid täisväärtusliku settebasseinina. Just selle olemasolu faas on geoloogilises registris säilinud ja just sel perioodil tekkinud settemoodustiste jada võib pidada subduktsioonivööndite süvamerekraavide tunnusteks.
Liigume edasi selle kirjelduse juurde. Märgime seda kohe me räägime peenrütmiliste terrigeensete moodustiste klassikaliste sarjade tektonosedimentoloogilisel alusel: kiltkivi moodustumine > fliis > meremelass. Seda seeriat (järgides M. Bertrandi) põhjendas empiiriliselt N. B. Vassoevitš Kaukaasia kriidiajastu-paleogeense lendleva materjaliga, tehes muide tähelepanuväärse järelduse: kuna selles seerias on kõige nooremad (pidevas osas) ladestused. on madalam (mere) melass, See moodne ajastu on valdavalt melassi kogunemise ajastu; uus etapp Flyschi teke pole veel alanud ja vana on ammu lõppenud. See järeldus osutus valeks.
B.M. Keller kinnitas kehtestatud N.B. Vassoevichsmi järjekindel muutus Flysch-seeria settemoodustistes Lõuna-Uurali Zilairi sünklinooriumi devoni ja karboni sektsioonide materjalil. Vastavalt B.M. Keller, selles sünklinooriumis tekkis selles sünklinooriumis järjestikku ränikihiline moodustis, kiltkivist moodustis, mis esindab algelise flysch-tüüpi tsüklilisusega greywacke liivakivide ja kildade vaheldumist (lõigud Sakmara jõe vesikonnas) ning lõpuks tekkisid selles sünklinooriumis järjestikku meremelassi lademed. . Sama mustri paljastas I.V. Khvorova. Ida-Sikhote-Alinis kroonib alamkriidi (Hauterivian-Albeeka) lendleva kihte jämekärbs ja meremelass. Altai mäestiku Anui-Chuya sünklinooriumis asendatakse rohelist-violetset kiltkivi ja flyschoidi (greywacke-shale) moodustised musta kiltkiviga, millele järgneb subflysch-jada, seejärel (lõigu kõrgemal) madalama melassiga. Seda järjestust kroonivad mandrimelassi sette-vulkanogeensed ladestused. M.G. Leonov tegi kindlaks, et Kaukaasias asendati hilis-eotseeni meremelass iidsemate flišikompleksidega. Hilises eotseenis rändas Taga-Kaukaasia massiiv aeglaselt põhja poole, mille tulemusena registreeriti lõigul järjest enam jämedateralisi settevahesid ning hägused muutusid järjest liivasemaks. Sama nähtust, ajas vaid veidi nihutatuna, täheldatakse Austria ja Šveitsi Alpides, aga ka Apenniini poolsaarel. Eelkõige tõlgendatakse Põhja-Apenniinidel arenenud ülemkriidiajastu Antola kihistu kui süvamere kraavifaatsiate häguse jada. See registreerib setete selget jämedust üleval lõigul.
Dalnsgorski maagirajoonis (Primorje) on märgata hägusekomplekside selget jämedust lõigul. Sellega kaasneb loomulikult faunakomplekside järkjärguline “madalenemine”. OLEN. Neid ladestusi uurinud Perestoronin märgib, et allohtoonsete plaatide lõigu tunnuseks on süvamere krüsanteemi lademete järkjärguline muutumine (alt üles) radiolaariumide, esmalt aleuriitidega ja seejärel madalate liivakividega koos Bresriase-Valangini taimestikuga. Sarnane turbidiidikomplekside muutumise trend tuvastati ka Zali kihistu puhul. Cumberlandi saar Püha Jüri. See koosneb hilisjuura – varakriidiajastu turbidiitidest kogupaksusega umbes 8 km. Selle moodustumise litofaatsuse eripära seisneb selles, et lõigul ülespoole toimub üksikute tsüklite jooksul klastilise materjali jämestumine ja tsüklite endi paksuse suurenemine. Oligotseeni-miotseeni ajastu Lääne-Karpaatide vesikonnas eristatakse ka meile huvi pakkuvat lendsari > meremelassi > mandrimelassi. Lääne-Uuralites jaguneb ülempaleosoikumi flišikompleks kolmeks moodustiseks, mis lõigus üksteist järgemööda asendavad: flysch (C2) > alumine melass (C3-P1) > ülemine melass (P2-T). Veelgi enam, lõigu alumises osas tekivad peenelt rütmilised distaalsed turbidiidid.
Seega nõuab empiiriliselt kindlaks tehtud järjestikuse välimuse muster Flysch-seeria järjest jämedamate erinevuste lõigus litogeodünaamilist põhjendust. Meie pakutud mudel põhineb järgmistel eeldustel.
1. Kõigist sortidest kaasaegsed tingimused hägune kogunemine on geoloogiliselt oluline (nende tsoonide ladestused on geoloogilises registris stabiilselt säilinud) on litosfääriplaatide ääreosade (ja ristmiku) geodünaamilised seadistused. See on mandrite passiivsete servade mandrijalam, aga ka aktiivsete servade süvamerekraavid. Siin realiseeritakse laviini settimise mehhanism. Geodünaamilises vaates vastab aktiivne piir ookeanilise maakoore subduktsiooni seadistusele.
2. Autori varasemates töödes üksikasjalikult käsitletud subduktsiooni sedimentoloogiline kontroll tagab, et nende mandrinõlval asuvate kaevikute ja terrassibasseinide põhja täitvate setete peamine geneetiline tüüp on turbidiidid.
3. Suure tõenäosusega ei registreeri järjestikku muutuvad kihistused, mis on elementaarsete settimistsüklite litoloogilise koostise ja struktuuri poolest sarnased, settimisprotsesse, mis ei ole erinevad, kuigi üksteisest sõltuvad, vaid ühe tsüklogeneesi protsessi pikaajalisi arenguetappe, mis on realiseeritud sissepritserežiimis, kuid basseini sügavuste ja plastmaterjali eemaldamise intensiivsuse muutuste tõttu erinevatel arenguetappidel registreerib tsüklid lõikudes, mis erinevad setete paksuse ja granulaarsuse poolest.
4. Paigaldatud N.B. Empiiriline seeria ei pea tingimata olema võimalikult täielikult väljendatud. Näiteks Krimmi Tauria seeria triiase-juura kiltkivikihid, kesk- ja ülemkriidi lendlevad. Loode-Kaukaasia jne.
Meie pakutava litogeodünaamilise mudeli olemus on selgelt illustreeritud joonisel fig. 1.19 ning tihedus- (hägusus-) voogude tekke-, liikumis- ja mahalaadimise tingimusi ning nendest moodustuvate hägukehade koostist ja ehitust iseloomustav mahukas kirjandus annab õiguse neil teemadel üksikasjalikult mitte peatuda.
Subduktsioonitsoonides kaasneb ookeaniplaadi neeldumisega alati survepingete suurenemine ja see põhjustab nende tsoonide tagumiste osade suurenenud kuumenemist, mille tõttu mandri serva isostaatiline tõus tugevalt dissekteeritud mägine maastik. Veelgi enam, kui ookeaniplaadi enda subduktsiooniprotsess toimub impulsiivselt ja järgmise subduktsiooniimpulsiga kaasneb kaeviku telje migratsioon ookeani suunas, siis koos subduktsiooni lakkamisega fikseeritakse süvamere kaevik oma lõplikus seisukorras. asendis ning survepingete vähenemine ja subduktsioonitsoonide tagumiste osade isostaatiline tõus toimub samuti lainetaoliselt - mandrilt ookeanile. Kui nüüd võrrelda neid andmeid tõsiasjaga, et külgneva maa struktuur (morfoloogia) jääb praktiliselt muutumatuks, muutub ainult tihedusvoogude liikumistee pikkus ja sisselaskekanjonite põhja kalle (pikkus on maksimaalne , ja põhjakalle, vastupidi, on I tõusufaasis minimaalne ja III lõppfaasis muutub nende väärtuste suhe vastupidiseks), siis saab selgeks probleemi sedimentoloogiline aspekt: Selle protsessi pideva arengu käigus peaksid peenrütmiliste distaalsete turbidiitide ladestused (kiltkivi moodustumine) muutuma proksimaalseteks liivasteks turbidiitideks (flysch ja selle mitmesugused struktuursed ja litoloogilised modifikatsioonid) ning ts omakorda asenduvad jämedamateralise proksimaalse tsükliga. turbidiidid ja fluxoturbidiidid, mida meie kodumaises kirjanduses tuntakse rohkem meremelassi tsüklitena.
Märkigem muide, et Kaukaasias ei registreerita seda lainetaolist arenguprotsessi mitte ainult suunamuutused mööda litoloogiliselt erinevat tüüpi kärbeste lõiku, vaid ka nende tektoonilis-settestruktuuride järjekindlat noorenemist. neid. Seega on Lok-Karabahhi tsoonis selgelt teisenenud hiliskriidieelsed voldid, Adzhar-Trialeti tsoonis - varajases Pürenee ja nooremas faasis tekkinud voldid. Gruusia bloki piirkonnas on voldid veelgi nooremad. Post-paleogeen on setete struktuurimuutused Lääne-Abhaasia ja Loode-Kaukaasia piirkonnas.
Kui analüüsida üksikasjalikumalt Kaukaasia häguse komplekside materjali, jõuame paratamatult järeldusele, et kogu külgmised tektooniliste üksuste jada Väike-Kaukaasia ookeanibasseini servast Põhja-Kaukaasia laamani sobib hästi ideega keeruline mandriäär, mis alates Bajocianist näitas aktiivse subduktsioonirežiimi märke. Samal ajal nihkus aktiivse vulkanismi telg järk-järgult põhja suunas.
Siin moodustunud hägukompleksid peavad reageerima ka subduktsioonivööndi telje migratsioonile. Teisisõnu peaks subduktsioonipaleosoonides esinema mandri külge “kleepunud” turbidiidimoodustiste külgmine jada, mille vanus on subduktsioonivööndi tekke suunas vanem. Niisiis, vesikonnas Arake ( kaguosa Väike-Kaukaasia) hägused kompleksid muutuvad läänest itta vanemaks. Samal ajal väheneb samas suunas hägune kuhjumise sügavus. Kui Hrazdani ja Azati jõe kaldal esindavad ülem-eotseeni setteid mõõdukalt süvaveelised turbidiidid, siis ida pool (Apna, Nahhichevanchay, Vorotan jt jõed) asenduvad need madalate setetega.
Sellest võib järeldada, et kihistute muutumine reas kiltkivimoodustis > flysch > melass ei registreeri erinevaid tsüklogeneesi režiime, vaid ainult meie poolt kirjeldatud muutusi litogeodünaamilistes tingimustes klastilise materjali tekkekohas, kattudes pidev protsess settegenees süvamere kaevikus. Melassi moodustumise ladestused viivad seega lõpule kaevikute täieliku sedimentoloogilise evolutsiooni.
Huvitav on see, et süvamere puurimise käigus õnnestus saada andmeid, mis tegelikult kinnitavad kaevikute täitmise mehhanismi klastsete setetega, mis lõiku jämedavad. Noh 298 puuriti Nankai süvendisse, mis on osa subduktsioonivööndi osast ja mille sees Filipiinide plaat liigub aeglaselt Aasia plaadi alla. Kaev läbis 525 m kvaternaari setteid, mis on terrigeense koostisega peenrütmilised distaalsed turbidiidid. Kasutades neid materjale esmakordselt tänapäevaste süvamerekraavide faatsiate jaoks, on tuvastatud setteterade suuruse suurenemine lõigul ülespoole. Kogu praegu teadaoleva teabe valguses võib seda tõsiasja pidada omaseks mis tahes süvamerekraavide setete puhul, mis registreerivad ookeanilaama allasurumise lõppfaasi. Mis puutub geoloogilise mineviku paleosubduktsioonivööndite diagnoosimisse, siis see on isegi informatiivsem kui hoovuste tekstuurid ja kahtlemata turbidiitide olemasolu lõigus.
Rõhutagem, et kui turbidiidikompleksid võivad tekkida ookeani erinevates struktuursetes ja morfoloogilistes keskkondades, siis kaevikud on pärast subduktsiooni lakkamist alati täidetud turbidiidisademetega, mis jämedad piki lõiku ülespoole, registreerides kihistute järjestikuse muutumise: kiltkivi (distaalne). turbidiidid) > flysch (distaalsed ja proksimaalsed turbidiidid) > meremelass (proksimaalsed turbidiidid ja fluxoturbidiidid). Lisaks on oluline, et pöördjärjestus on geneetiliselt võimatu.
Piklikke, kohati alla 100 km laiuseid, järskude nõlvadega ookeanisüvendeid, mille tekkimist seostatakse laamade servade laskumisega tagasi vahevöösse, nimetatakse süvamerekraavideks. Mõned Maa sügavaimad punktid asuvad süvamere kaevikutes. Java süviku sügavus Lääne-Indias ja Mariaani süviku sügavus Vaikses ookeanis on keskmiselt 7450–11 200 meetrit.
Kahe plaadi koonduval piiril moodustub süvamere kaevik. Subduktsioon tekitab ookeanikaevikuid, kui üks plaat põrkub teisega, purustades selle enda alla ja tekitades süvamere kaeviku. Pealmise plaadi esiserv mureneb ja tõuseb üles nagu lumi lumepuhuri ees. Kokkupõrkejõud ja pidev rõhk piki kahe laama piiri moodustavad kraaviga paralleelsed ülestõstetud mäeahelikud, näiteks Andid piki Peruu-Tšiili süvikut.
Enne globaalse laamtektoonika idee vastuvõtmist olid meregeoloogid hämmingus süvamerekraavide päritolu üle. Nad ei saanud aru, mis põhjustas ookeanipõhja orud nii sügavaks. Nad püüdsid jätkuvalt välja selgitada, miks näib, et tuum või alumine vahevöö kandis litosfääri alla. Nad ei teadnud sealsetest konvektsioonivooludest suurt midagi ega leidnud seetõttu mandrite liikumiseks energiaallikat.
Kuna enamik subduktsioonivööndeid asub Vaikses ookeanis, siis servad Vaikse ookeani plaat, kus pinnakivimid pidevalt põrkuvad ja eroduvad, on kõige sügavamalt kaevatud kaevikud. Vaikse ookeani ümber on need süvamerekraavid, mis on tingitud Vaikse ookeani plaadi pidevast mõjust Põhja-Ameerika, Euraasia, Indo-Austraalia, Filipiinide ja Antarktika plaatidele.
Süvamere kaevikuid leidub nii mandri servadel kui ka ookeani-ookeani lähenemisvööndites piki saarekaarte. Java kraav, tuntud ka kui Sunda kraav, on India ookeani sügavaim kaevik, mis asub Sumatra ja Java (Indoneesia) saarte rannikust 350 km kaugusel. 2600 km pikkune kaevik ja India ookeani sügavaim punkt on 26. detsembril 2004 toimunud tohutu maavärina magnituudiga 9 ja tsunami koht, mis tappis üle 200 000 inimese.
Tuvastatud on 22 süvamerekaevikut, kuigi mitte kõik pole suured kaevikud. Neist 18 asuvad Vaikses ookeanis ja üks (Java süvend) India ookeanis. Peamiste kaevikute sügavus on üle 5,5 km ja laius nende vahel 16–35 km. Sügavaim koht, Challenger Deep (sügavus 11 km), avastati Mariaani süvikust. Lõuna-Ameerika ranniku lähedal asuv Peruu-Tšiili kraav on pikim süvamere kaevik, mille pikkus on 1609 km, samas kui Jaapani kraav, mille pikkus on 241 km, on kõige lühem.
Sisu juurde 2016-04-25
| Mariana | Vaikne | ||
| Tonga | Vaikne | ||
| Filipiinid | Vaikne | ||
| Kermadec | Vaikne | ||
| Izu-Boninski | Vaikne | ||
| Kurilo-Kamtšatski | Vaikne | ||
| Puerto Rico | Atlandi ookean | ||
| jaapanlane | Vaikne | ||
| Tšiili | Vaikne | ||
| romaani keel | Atlandi ookean | ||
| Aleuut | Vaikne | ||
| Ryukyu (Nansei) | Vaikne | ||
| sunda (jaava) | Indiaanlane | ||
| Kesk-Ameerika | Vaikne | ||
| Peruu | Vaikne | ||
| Vityaz | Vaikne |
Mariana kraav
Kui maismaal pole enam nii palju kohti inimlikuks uurimiseks, siis maailmameredel on meie jaoks veel palju saladusi, mida uudishimulikud peavad veel lahti harutama.
Raskus seisneb selles, et vee all ja suurel sügavusel ei ole lihtne materjali koguda ja kohalikke elanikke uurida. See iseloomustab ka sügavaimat kaevikut – Mariaani kraavi.
Oma nime sai see Mariaani saarte läheduse tõttu ning nõgu sügavaim punkt asub 10971 m sügavusel ja kannab nime “Challenger Deep”. Vaikse ookeani ja Filipiinide ristumiskohas tekkis lohk tektoonilised plaadid.
Veesamba tohutu rõhk ei võimalda teadlastel piiranguteta uurida ookeani sügavaimat kohta.
Salvestatud kogu aeg ainus juhtum inimese keelekümblus. Ameerika leitnant Don Walsh ja teadlane Jacques Piccard laskusid 10918 m sügavusele batüskaafil Trieste.
Mariaani süviku uurimine
Hilisem uurimus sügavaimast Mariana kraav toimus spetsiaalse aparaadi abil, mis 10 902 m sügavuselt kogus uurimiseks materjale, tegi mitmeid fotosid ja salvestas video.
Tänu tehnoloogia kasutamisele sai teatavaks, et isegi sellisel sügavusel pilkases pimeduses, kuhu valguskiired ei ulatu, eksisteerib elu.
Huvitav on ka see, et avastati lesta sarnased lestakalad. Ja kuna hapnik on kalade eluks vajalik, siis on võimalik, et Mariaani süvikus on vertikaalsed hoovused, mis toovad seda veepinnalt.
Siiani uurimata sügavaima kaeviku maailm annab fantaasiale vabad käed – teadlased ei eita võimalust, et sellisel sügavusel säilisid tohutud eelajaloolised loomad.
SÜVAVEE TUTSID
Leitud ookeanide äärealadel erivormid põhja topograafia - süvamere kaevikud. Need on suhteliselt kitsad, järskude ja järsude nõlvadega lohud, mis ulatuvad sadade ja tuhandete kilomeetrite pikkuseks.
Selliste süvendite sügavus on väga suur. Süvamere kaevikutel on peaaegu tasane põhi. Need on ookeanide suurimad sügavused.
Tavaliselt asuvad kaevikud saarte kaare ookeanipoolsel küljel, korrates nende käänakuid või sirutuvad piki kontinente. Süvamerekraavid on üleminekutsoon mandri ja ookeani vahel.
Kaevikute teke on seotud litosfääriplaatide liikumisega. Ookeaniline laam paindub ja näib "sukelduvat" mandrilaama alla. Sel juhul moodustab ookeaniplaadi serv, mis sukeldub vahevöösse, kaeviku.
Süvamere kaevikute alad asuvad vulkanismi ja kõrge seismilisuse tsoonides. Seda seletatakse asjaoluga, et kaevikud külgnevad litosfääriplaatide servadega.
Enamiku teadlaste arvates peetakse süvamerekraave marginaalseteks lohudeks ja just seal toimub intensiivne setete kuhjumine hävinud kivimitest.
Maa sügavaim on Mariaani kraav.
Selle sügavus ulatub 11 022 m. Selle avastas 50ndatel Nõukogude uurimislaeval Vityaz toimunud ekspeditsioon. Selle ekspeditsiooni uurimistöö oli väga suur tähtsus vihmaveerennide uurimiseks.
Süvamere kaevikud. Need on suhteliselt kitsad, järskude ja järsude nõlvadega lohud, mis ulatuvad sadade ja tuhandete kilomeetrite pikkuseks. Selliste süvendite sügavus on väga suur. Süvamere kaevikutel on peaaegu tasane põhi. Need on ookeanide suurimad sügavused. Tavaliselt asuvad kaevikud kaare ookeanipoolsel küljel, korrates nende painutust või sirutuvad piki kontinente. Süvamerekraavid on üleminekuvöönd mandri ja ookeani vahel.
Vihmaveerennide teke on seotud liikumisega. Ookeaniline laam paindub ja näib "sukelduvat" mandrilaama alla. Sel juhul moodustab ookeaniplaadi serv, mis sukeldub vahevöösse, kaeviku. Süvamere kaevikute alad on avaldumisvööndites ja kõrged. Seda seletatakse asjaoluga, et kaevikud külgnevad litosfääriplaatide servadega.
Enamiku teadlaste arvates peetakse süvamerekraave marginaalseteks lohudeks ja just seal toimub intensiivne setete kuhjumine.
Maa sügavaim - Mariana kraav. Selle sügavus ulatub 11 022 m. Selle avastas 50ndatel Nõukogude uurimislaeval Vityaz toimunud ekspeditsioon. Selle ekspeditsiooni uurimistöö oli kaevikute uurimisel väga oluline.
Maa süvamerekraavid
| Vihmatoru nimi | Sügavus, m | Ookean |
|---|---|---|
| Mariana kraav | 11022 | Vaikne |
| () | 10882 | Vaikne |
| Filipiinide kraav | 10265 | Vaikne |
| Kermadec (Okeaania) | 10047 | Vaikne |
| Izu-Ogasawara | 9810 | Vaikne |
| Kuriili-Kamtšatka kraav | 9783 | Vaikne |
| Puerto Rico kraav | 8742 | |
| Jaapani vihmaveerenn | 8412 | Vaikne |
| South Sandwichi kraav | 8264 | Atlandi ookean |
| Tšiili kraav | 8180 | Vaikne |
| Aleuudi kraav | 7855 | Vaikne |
| Sunda kraav | 7729 | Indiaanlane |
| Kesk-Ameerika kraav | 6639 | Vaikne |
| Peruu kraav | 6601 | Vaikne |
Ookeanikraav on pikk, kitsas süvend ookeani põhjas, mis on peidetud sügavale vee alla. Neid tumedaid müstilisi süvendeid võib leida kuni 10 994 meetri sügavusel. Võrdluseks, kui Mount Everest asetataks selle sügavaima lohu põhja, oleks selle tipp umbes 2,1 kilomeetrit veepinnast allpool.
Ookeani kaevikute teke
Ookeani kraav
Maailmas on palju kõrgeid vulkaane ja mägesid, kuid sügavad ookeanikraavid jäävad mandri mägismaa kohta kääbusse. Kuidas need depressioonid tekivad? Lühike vastus pärineb geoloogiast ja tektooniliste plaatide liikumiste uurimisest, mis on seotud nii maavärinate kui ka vulkaanilise tegevusega.
Teadlased on avastanud, et Maa vahevöö pinnal liiguvad sügavad maakoore plokid. Tavaliselt, ookeaniline maakoor surutakse saarekaarte või mandri servade alla. Piir, kus nad kohtuvad, on kohtades, mis on sügavad ookeanikraavid. Näiteks Mariaani kraav, mis asub Vaikse ookeani põhjas, Mariana saare kaare kõrval, Jaapani rannikul, on nn subduktsiooni tulemus. Mariaani kraav tekkis Euraasia ja Filipiinide laamade ristumiskohas.
Vihmaveerenni asukoht
Ookeanikraavid eksisteerivad kogu maailmas ja on tavaliselt kõige sügavamad alad. Nende hulka kuuluvad: Filipiinide kraav, Tonga kraav, Lõuna-Sandwichi kraav, Puerto Rico kraav, Peruu-Tšiili kraav jne.
Paljud (kuid mitte kõik) on otseselt seotud subduktsiooniga. Huvitaval kombel tekkis Diamantina kraav umbes 40 miljonit aastat tagasi, mil see piiritleti. Enamik kõige sügavamast ookeanilised kaevikud, mis teadaolevalt avastati Vaiksest ookeanist.
Mariaani süviku sügavaimat kohta nimetatakse Challenger Deepiks ja see asub peaaegu 11 km sügavusel. Kuid mitte kõik ookeanikraavid pole nii sügavad kui Mariaani kraav. Kaevikute vananedes võivad need täituda setetega (liiv, kivid, muda ja surnud organismid, mis settivad ookeanipõhja).
Ookeani kaevikute uurimine
Enamik vihmaveerennid olid teada alles 20. sajandi lõpus. Nende uurimiseks on vaja spetsiaalseid allveesõidukeid, mis eksisteerisid alles 1900. aastate teisel poolel.
Batüskaaf "Trieste"
Need sügavad ookeanikraavid ei sobi enamikule elusorganismidele eluks. Veesurve nendel sügavustel tapaks inimese silmapilkselt, mistõttu ei julgenud keegi aastaid Mariaani süviku põhja uurida. 1960. aastal aga sukeldusid kaks teadlast Trieste nimelise batüskaafi abil Challengeri sügavusse. Ja alles 2012. aastal (52 aastat hiljem) julges teine inimene vallutada maailma ookeani sügavaima punkti. Just filmirežissöör (tuntud filmidest “Titanic”, “Avatar” jne) ja allveeuurija James Cameron tegid Deepsea Challengeri batüskaafi abil soolosukeldumise ja jõudsid Mariaani süviku Challengeri basseini põhja. Enamik teisi süvamere uurimissõidukeid, nagu Alvin (kasutab Massachusettsi Woods Hole'i okeanograafiaasutus), pole siiani sukeldunud suurtesse sügavustesse, kuid võivad siiski laskuda umbes 3600 meetrini.
Kas süvamere kaevikutes on elu?
Üllataval kombel, vaatamata kõrgsurve süvamere kaevikute põhjas valitseva vee ja külma temperatuuri tõttu areneb elu nendes äärmuslikes tingimustes.
Pisikene üherakulised organismid elavad suurel sügavusel, aga ka mõned kalaliigid (kaasa arvatud), toruussid ja merikurgid.
Süvamere tulevane uurimine
Avastades süvamerd maanteel ja raske protsess, kuigi teaduslik ja majanduslik kasu võib olla üsna märkimisväärne. Inimeste uurimine (nagu Cameroni süvamere sukeldumine) on ohtlik. Tulevased uuringud võivad (vähemalt osaliselt) tugineda automatiseeritud droonidele, nagu astronoomid kasutavad neid kaugete planeetide uurimiseks. Süvaookeani uurimise jätkamiseks on palju põhjuseid; need jäävad kõige vähem uuritud maapealseks keskkonnaks. Edasised uuringud aitavad teadlastel mõista laamtektoonika toimimist ning tuvastada uusi eluvorme, mis on kohanenud mõne planeedi kõige ebasõbralikuma elupaigaga.
Kui leiate vea, tõstke esile mõni tekstiosa ja klõpsake Ctrl+Enter.