Островные дуги и их полезные ископаемые
- Горная энциклопедия
(a. island arcs, festoon islands; н. Inselbogen; ф. arcs insulaires, guirlandes insulaires; и. arcos insulares, arcos isleсos, arcos insulanos) — цепи вулканических островов, протягивающиеся по окраинам океанов и отделяющие океаны от краевых (окраинных) морей и континентов. Teпичный пример — Kурильская дуга. O. д. co стороны океанов всегда сопровождаются глубоководными желобами, к-рые протягиваются параллельно им на расстоянии от них в среднем 150 км. Oбщий размах рельефа между вершинами вулканов O. д. (выс. до 2-4 км) и впадинами глубоководных желобов (глуб. до 10-11 км) составляет 12-15 км. O. д. — самые грандиозные из известных на Земле горных цепей. Приокеанич. склоны O. д. на глуб. 2-4 км заняты преддуговыми бассейнами шириной 50-100 км. Oни выполнены многокилометровой толщей осадков. B нек-рых O. д. (напр., Mалые Aнтильские o-ва) преддуговые бассейны подверглись складчатости и надвигообразованию, их внеш. части подняты выше уровня моря, образуя внеш. невулканич. дугу. Подножие O. д. вблизи глубоководного желоба имеет чешуйчатое строение: состоит из серии тектонич. пластин, наклонённых в сторону O. д. Cами O. д. образованы активными или действовавшими в недавнем прошлом наземными и подводными вулканами. B их составе главное место занимают средние лавы — андезиты, принадлежащие к т.н. известково-щелочной серии, но присутствуют также как более основные (базальты), так и более кислые (дациты, риолиты) лавы. Bулканизм совр. O. д. начался от 10 до 40 млн. лет назад. Hек-рые O. д. наложились на более древние дуги. Pазличают O. д., возникшие на океанической (энсиматич. O. д., напр. Aлеутская и Mарианская дуги) или континентальной (энсиалические O. д., напр. Hовая Kаледония) коре. O. д. расположены вдоль границ сближения литосферных плит. Под ними располагаются глубинные сейсмофокальные зоны (зоны Заварицкого — Беньоффа), уходящие наклонно под O. д. на глуб. до 650-700 км. Bдоль этих зон океанич. литосферные плиты погружаются в мантию. C процессом погружения плит и связан вулканизм O. д. B зонах O. д. формируется новая континентальная кора. Bулканич. комплексы, не отличимые от вулканич. пород совр. O. д., обычны для фанерозойских складчатых поясов, к-рые, очевидно, возникли на месте древних O. д. C O. д. связаны многочисл. п. и.: медно-порфировые руды, стратиформные сульфидные свинцово-цинковые залежи типа куроко (Япония), руды золота; в осадочных бассейнах — преддуговых и тыловодужных — известны скопления нефти и газа.
Л. П. Зоненшайн.
Источник:
Горная энциклопедия
на Gufo.me
Значения в других словарях
- островные дуги —
(островные гирлянды ), геоантиклинальные поднятия в зонах перехода от континента к океану, выраженные в рельефе гористыми архипелагами (Алеутские, Курильские, Японские и др. о-ва ).
География. Современная энциклопедия - Островные дуги —
Выраженные в рельефе структуры современных геосинклинальных систем в зонах перехода от континента к океану. О. д. представляют собой линейно ориентированные горные сооружения, отделяющие котловины окраинных морей от глубоководных желобов. Основанием О.
Большая советская энциклопедия - ОСТРОВНЫЕ ДУГИ —
ОСТРОВНЫЕ ДУГИ — линейно ориентированные горные сооружения, выступающие над поверхностью океанов и морей в виде островов и отделяющие котловины окраинных морей от глубоководных желобов…
Большой энциклопедический словарь
Источник
Это цепочки вулканических островов над зоной субдукциии (место, где океаническая кора погружается в мантию), возникающие там, где одна океаническая плита погружается под другую. Островные дуги образуются при столкновении двух океанических плит. Одна из плит оказывается снизу и поглощается в мантию, на другой (верхней) образуются вулканы. Выгнутая сторона островной дуги направлена в сторону поглощаемой плиты, с этой стороны находится глубоководный желоб. Основанием для островных дуг служат подводные хребты от 40 до 300 км, протяженностью до 1000 км и более. Свод хребта выступает над уровнем моря в виде островов. Нередко островные дуги состоят из параллельных горных гряд, одна из которых чаще внешняя (обращенная к глубоководному желобу), выражена только подводным хребтом. В таком случае гряды отдалены друг от друга продольной депрессией глубиной до 3-4,5 км, заполненной 2-3 километровой толщей осадков. На ранних стадиях развития островные дуги представляют собой зону утолщения океанической коры, насаженными на гребень вулканическими постройками. На более поздних стадиях развития островные дуги образуют крупные массивы островной или полуостровной суши, земная кора здесь приближается по строению к континентальному типу.
Островные дуги широко развиты на окраинах Тихого океана. Это Командоро-Алеутская, Курильская, Японская, Марианская и др. В Индийском океане самой известной является Зондская дуга. В Атлантическом океане — Антильская и Южно-Антильская дуга.
Это узкие (100-150 км) и протяженные глубокие впадины (рис. 10). Дно желобов имеет V-образную форму, реже плоское, стенки крутые. Внутренние склоны, примыкающие к островным дугам, более крутые (до 10-15°), а противоположные склоны, обращенные в сторону открытого океана, пологие (около 2-3°). Склон желоба бывает осложнен продольными грабенами и горстами, а противоположный склон — ступенчатой системой крутых разломов. На склонах и дне залегают осадки, иногда достигающие мощности в 2-3 км (Яванский желоб). Осадки желобов представлены биогенно-терригенными и терригенно-вулканогенными илами, часты отложения мутьевых потоков и эдафогенные образования. Эдафогенные образования — это несортированные продукты обвалов и оползней с глыбами коренных пород.
Глубина желобов колеблится от 7000-8000 до 11000 м. Максимальная глубинна зафиксирована в Марианском желобе — 11022 м.
Желоба наблюдаются по всей переферии Тихого океана. В западной части океана они протягиваются от Курило-Камчатского желоба на севере, через Японский, Идзу-Бонинский, Марианский, Минданао, Новобританский, Бугенвильский, Новогебридинский до Тонга и Кермадек на юге. В восточной части океана расположен Атакамский, Центральноамериканский и Алеутский желоба. В Атлантическом океане — Пуэрто-Риканский, Южно-Антильский. В Индийском океане — Яванский желоб. В Северном Ледовитом океане желоба не обнаружены.
Глубоководные желоба в тектоническом отношении приурочены к зонам субдукции. Субдукция развивается там, где сходятся континентальная и океаническая плиты (или океанская с океанской). При их встречном движении более тяжелая плита (всегда океанская) уходит по другую, а затем погружается в мантию. Установлено, что субдукция развивается по-разному в зависимости от соотношения векторов движения плит, от возраста субдуцирующей литосферы и ряда других факторов.
Поскольку при субдукции одна из литосферных плит поглощается на глубине, нередко увлекая с собой осадочные формации желоба и даже породы висячего крыла, изучении процессов субдукции связано с большими трудностями. Геологические исследования также затрудняются глубоководностью океана. Поэтому большую ценность представляют результаты первого детального картирования участка дна в желобах, которое проведено по франко-японской программе «Кайко». У берегов Барбадоса, а затем и на склоне желоба Нанкай при бурении удалось пересечь сместитель зоны субдукции, находящийся в точке бурения на глубине нескольких сотен метров под поверхностью дна.
Современные глубоководные желоба простираются перпендикулярно направлению субдукции (ортогональная субдукция) или под острым углом к этому направлению (косоориентированная субдукция). Как было сказано выше, профиль глубоководных желобов всегда ассиметричен: субдуцирущее крыло пологое, а висячее крыло более крутое. Детали рельефа варьируются в зависимости от напряженного состояния литосферных плит, от режима субдукции и других условий.
Интересны формы рельефа прилегающих к глубоководным желобам территорий, строение которых также определяются зонами развития субдукции. Со стороны океана это пологие краевые валы, которые возвышаются над ложем океана на 200-1000 м. Судя по геофизическим данным, краевые валы представляют собой антиклинальный изгиб океанской литосферы. Там, где фрикционное сцепление литосферных плит велико, высота краевого вала находится перпендикулярно относительной глубине соседнего отрезка желоба.
С противоположной стороны, над висячим крылом зоны субдукции, параллельно желобу протягиваются высокие хребты или подводные гряды, имеющие иное строение и происхождение. Если субдукция направляется непосредственно под окраину континента (и глубоководный желоб примыкает к этой окраине), обычно образуются береговой хребет и отдельный от него продольными долинами главный хребет, рельеф которого бывает осложнен вулканическими постройками.
Поскольку любая зона субдукции уходит на глубину наклонно, ее воздействие на висячее крыло и его рельеф может распространяться на 600-700 км и более от желоба, что зависит прежде всего от угла наклона. При этом в соответствии с тектоническими условиями образуются различные формы рельефа при характеристике латеральных структурных рядов над зонами субдукции.
Источник
Японско-Курило-Камчатская зона субдукции, цветом обозначены глубины землетрясений. Видно как зона контакта плит заглубляется до 500—800 километров.
Зона субдукции — линейно протяжённая зона, вдоль которой происходит погружение одних блоков земной коры под другие. Чаще всего в них океаническая кора пододвигается под островную дугу или активную континентальную окраину и погружается в мантию. В составе зоны субдукции выделяются ведущий (верхний, висячий) край плиты (leading upper edge) и погружающийся край плиты (sinking edge)[1]. Результатом взаимодействия этих блоков земной коры являются активный вулканизм и повышенная сейсмичность в этой зоне.
В качестве синонимов зоны субдукции употребляются: сейсмофокальная зона, так как в ней сосредоточено большинство глубокофокусных землетрясений, или зона Заварицкого-Вадати-Беньофа (зона Вадати-Беньофа, зона Заварицкого-Беньофа) по именам ученых, которые выделили эту особую зону. Поводом для этого стали сейсмические данные, которые показали, что фокусы землетрясений располагаются все глубже по направлению от глубоководного жёлоба к континенту.
Зона субдукции хорошо прослеживается на сейсмотомографических профилях, вплоть до границы верхней и нижней мантии (670 км). На большей глубине происходит расплавление и потеря механической жесткости погружающегося края плиты, в результате чего землетрясения на такой глубине уже невозможны.[2] Скорость же субдукции измеряется в сантиметрах в год, средняя скорость составляет приблизительно от 2 до 8 см/год.
Зоны субдукции в рамках концепции глобальной тектоники плит[править | править код]
Спредингово-субдукционный круговорот вещества
Согласно положениям концепции глобальной тектоники плит, зона субдукции является частной разновидностью конвергентных границ между литосферными плитами, приуроченным к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами либо активными континентальными окраинами. На этой границе происходит столкновение двух литосферных плит, чаще всего океанической и континентальной, и поддвигание более плотной и тонкой океанической плиты под континентальную.
Субдукция является одним из основных геологических режимов. При общей протяженности современных конвергентных (активных) границ плит около 57 000 километров, 45 000 из них приходится на субдукционные, остальные 12 000 — на коллизионные.[источник не указан 2455 дней]
В классическом варианте субдукция реализуется в случае столкновения двух океанических, или океанической и континентальной плит. Однако в последние десятилетия выявлено, что при коллизии континентальных литосферных плит, также имеет место поддвиг одной литосферной плиты под другую, это явление получило название континентальной субдукции. Но при этом не происходит погружения ни одной из плит в мантию из-за малой плотности континентальной коры. В результате происходит скучивание и нагромождение тектонических пластин с образованием мощных горных сооружений. Классический пример — Гималаи.
Согласно теории тектоники плит механизм субдукции (сокращения и разрушения океанической коры) компенсируется спредингом — механизмом формирования молодой океанической коры в срединно-океанических хребтах: Объем поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равен объему коры, нарождающейся в зонах спрединга. В то же время, в зонах субдукции происходит постоянное наращивание континентальной коры за счет аккреции, то есть сдирания и интенсивного смятия осадочного чехла с погружающейся плиты. Разогрев погружающейся коры является также причиной широкого развития вулканизма вдоль активных континентальных окраин. Наиболее известно в этом плане Тихоокеанское огненное кольцо. Масштабное поглощение океанической коры по периферии Тихого океана указывает на процесс сокращения (закрытия) этого древнейшего из ныне существующих океанических бассейнов планеты. Подобные процессы имели место и в прошлом. Так, древний океан Тетис начал сокращаться с мезозоя и к настоящему времени прекратил своё существование с образованием остаточных бассейнов, известных теперь как Средиземное, Черное, Азовское, Каспийское моря.
Наиболее известные зоны субдукции находятся в Тихом океане: Японские острова, Курильские острова, Камчатка, Алеутские острова, побережье Северной Америки, побережье Южной Америки. Также зонами субдукции являются острова Суматра и Ява в Индонезии, Антильские острова в Карибском море, Южные Сандвичевы острова, Новая Зеландия и др.
Классификации зон субдукции[править | править код]
Выделяется 4 типа зон субдукции по структурным признакам[1]:
- Андский
- Зондский;
- Марианский;
- Японский;
Зона субдукции андского (андийского) типа — зона, которая формируется там, где молодая океанская литосфера с большой скоростью и под пологим углом (около 35—40° к горизонту) пододвигается под континент. Латеральный структурный ряд от океана к континенту включает в себя: краевой вал — жёлоб — береговой хребет (иногда подводное поднятие или террасу) — фронтальный бассейн (продольную долину) — главный хребет (вулканический) — тыловой бассейн (предгорный прогиб). Характерен для восточного побережья Тихого океана.
Зона субдукции зондского типа — зона, где происходит пододвигание древней океанской литосферы, уходящей на глубину под крутым углом под утоненную континентальную кору, поверхность которой находится в основном ниже уровня океана. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал — жёлоб — невулканическую (внешнюю) островную дугу — преддуговой бассейн (прогиб) — вулканическую (внутреннюю) дугу — задуговой бассейн (краевое (окраинное море)). Внешняя дуга — это либо аккреционная призма, либо выступ фундамента висячего крыла зоны субдукции.
Зона субдукции марианского типа — зона, формирующаяся при пододвигании двух участков океанской литосферы. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал — жёлоб (терригенного материала довольно мало) — береговой хребет, невулканическую дугу — преддуговой бассейн (в качестве фронтального) — энсиматическую вулканическую дугу — задуговой бассейн (или междуговой в качестве тылового на утоненной континентальной или новообразованной океанской коре).
Зона субдукции японского типа
Зона субдукции японского типа — зона пододвигания океанской литосферы под энсиалическую островную дугу. Латеральный структурный ряд включает в себя: краевой вал — жёлоб — береговой хребет (иногда подводное поднятие или террасу) — фронтальный бассейн (продольную долину) — главный хребет (вулканический) — задуговой бассейн (краевое, окраинное море) с новообразованной корой океанского или субокеанского типа.
Перечисленные типы зон субдукции часто по морфологическому признаку условно объединяют в 2 группы:
- Восточно-Тихоокеанская — сюда входит зона андского типа. Характерно наличие активной континентальной окраины.
- Западно-Тихоокеанская — сюда входят остальные типы зон субдукции. Характерно развитие в висячем краю вулканической островной дуги.
Основные структурные элементы[править | править код]
В поперечном сечении зон субдукции Западно-Тихоокеанского типа выделяются:
- глубоководный жёлоб
- преддуговый склон
- вулканическая дуга
- задуговый бассейн
Глубоководный жёлоб[править | править код]
Расстояние от оси жёлоба до вулканического фронта — 100—150 км (в зависимости от угла наклона зоны субдукции, на активных континентальных окраинах расстояние достигает 350 км). Это расстояние соответствует глубине погружения слэба в 100—150 км, где начинается магмообразование. Ширина зоны вулканизма около 50 км, при общей ширине всей зоны тектонической и магматической активности 200—250 км (на активных континентальных окраинах до 400—500 км).
Преддуговый склон[править | править код]
Преддуговый склон включает 2 основных элемента:
- Аккреционная призма
- Преддуговая терраса
Аккреционная призма — самая нижняя часть преддугового склона, имеющая чешуйчатое строение, шириной от первых км до 10, иногда и 50 км. Снизу она ограничена поверхностью главного скола, которая выходит на поверхность в зоне контакта основного склона с осадками океанической земной коры. Первоначально считалось, что она образуется за счёт «соскабливания» осадков с океанической плиты — «бульдозерного эффекта». В последнее врем выяснилось, что это имеет место, но является частным случаем. Установлено, что океаническое ложе со слоем залегающих на нем осадков уходит под преддуговый склон до 40 км, где происходит подслаивание этих осадков снизу, за счёт чего и образуется эта призма.
Область между вулканическим фронтом и аккреционной призмой, состоит из нескольких структурных террас, разделенных крутыми уступами. Пологие участки террас заняты преддуговыми бассейнами седиментации, на которых отлагаются вулканогенными и пелагическими осадками, в тропической зоне на верхней террасе могут быть развиты коралловые рифы. Могут обнажаться породы кристаллического фундамента либо породы чужеродных блоков, в разное время причленившихся в островной дуге.
Вулканическая дуга[править | править код]
Под вулканическими островными дугами понимаются тектонически активные пояса, пространственно совпадающие с областями наиболее сильных землетрясений, и состоящих из дугообразно выгнутых цепочек действующих стратовулканов. Для них типичен эксплозивный характер извержений, связанный с повышенным содержанием флюида в островодужных магмах.
Обычно термин «островная дуга» применяется к области, расположенной между окраинным морем и внешним краем жёлоба. Радиус кривизны их в плане изменяется в широких пределах.
По морфологическим признакам выделяют: одинарные, двойные, тройные островные дуги, также активные и пассивные (например, Командорские острова). К особому типу относятся раздваивающиеся островные дуги.
Различают островные дуги, сформировавшиеся на океаническом фундаменте — энсиматические, и на материковой земной коре — энсиалические.
Окраинные бассейны[править | править код]
Это полузамкнутая котловина (серия котловин), сформировавшаяся между островной дугой и материком. Большинство их образовалось за счёт разрыва материка при отделении крупного блока от него (ставшего основой для энсиалической островной дуги), и в глубоких котловинах открывшихся морей начинает образовываться новая океаническая кора — процесс этот получил название «задуговый спрединг». При этом в некоторых окраинных морях не обнаружено признаков активного рифтогенеза в настоящее время. Обычно это связывают с перескоком зоны субдукции.
Существуют окраинные бассейны, происхождение которых не связано с задуговым спредингом — так называемые отгороженные окраинные бассейны (Берингово море) — которые представляют по сути кусок океанической коры, отгороженный растущей зоной субдукции.
Зоны субдукции Восточно-Тихоокеанского типа отличаются тем, что в их структуре вулканические дуги и окраинные бассейны отсутствуют, а вместо преддугового склона находится материковый склон.
Значение[править | править код]
См. также[править | править код]
- Активная континентальная окраина
- Островная дуга
- Зона Вадати-Бениофа
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- ЗОНЫ СУБДУКЦИИ: ДЕЙСТВУЮЩИЕ СИЛЫ, ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ТИПЫ, СЕЙСМИЧНОСТЬ И МЕТАЛЛОГЕНИЯ
Источник