Jump to content

Дивергентная двойная субдукция

Схематическая диаграмма, показывающая систему субдукции в традиционной теории тектоники плит и расходящейся двойной субдукции.

Дивергентная двойная субдукция (сокращенно DDS ), также называемая двусторонней субдукцией с наклоном наружу , [ 1 ] Это особый тип процесса субдукции , при котором на одной океанической плите развиваются две параллельные зоны субдукции разного направления. [ 2 ] В традиционной теории тектоники плит океаническая плита погружается под другую плиту, и новая океаническая кора образуется где-то в другом месте, обычно вдоль другой стороны тех же плит. [ 3 ] Однако при расходящейся двойной субдукции океаническая плита погружается с двух сторон. Это приводит к закрытию океана и столкновению дуги с дугой.

Эта концепция была впервые предложена и применена к складчатому поясу Лахлан на юге Австралии. [ 2 ] С тех пор геологи применили эту модель к другим регионам, таким как Солонкерская шовная зона Центрально -Азиатского складчатого пояса . [ 4 ] [ 5 ] Цзяннаньский ороген, [ 6 ] Лхаса Цянтан зона столкновения [ 7 ] и граница террейна Бейкер. [ 8 ] Активными примерами этой системы являются (1) зона столкновения Молуккского моря в Индонезии, в которой плита Молуккского моря погружается под Евразийскую плиту и плиту Филиппинского моря ; с двух сторон [ 9 ] [ 10 ] и (2) Адриатическая плита в центральном Средиземноморье , погружающаяся как на западной стороне (под Апеннинами и Калабрией), так и на восточной стороне (под Динаридами ). [ 11 ] [ 12 ]

Обратите внимание, что термин «дивергент» используется для описания одной океанической плиты, погружающейся в разных направлениях с двух противоположных сторон. Это значение не следует путать с использованием того же термина в термине «граница расходящейся плиты» , который относится к центру расширения , где две отдельные плиты удаляются друг от друга.

Эволюция расходящейся системы двойной субдукции

[ редактировать ]

Полную эволюцию дивергентной системы двойной субдукции можно разделить на четыре основных этапа. [ 2 ]  

Начальная стадия: океаническая плита погружается с обеих сторон, образуя две параллельные дуги и аккреционные клинья с противоположным направлением. [ 2 ]

Начальный этап

[ редактировать ]

Поскольку центральная океаническая плита погружается с обеих сторон в две доминирующие плиты, погружающаяся океаническая плита опускает жидкости вниз, и жидкости высвобождаются в мантийном клине . [ 2 ] Это инициирует частичное плавление мантийного клина , и магма в конечном итоге поднимается на перекрывающие плиты, что приводит к образованию двух вулканических дуг на двух перекрывающих плитах. [ 2 ] В то же время осадки откладываются на двух краях перекрывающих плит, образуя два аккреционных клина . [ 2 ] По мере того как плита погружается и происходит откат, океан становится уже, а скорость субдукции снижается по мере того, как океаническая плита приближается к форме перевернутой буквы «U». [ 2 ]

Второй этап: закрытие океанского бассейна и мягкое столкновение двух напирающих плит. [ 2 ] [ 6 ]

Второй этап

[ редактировать ]

Океан в конечном итоге закрывается, поскольку субдукция продолжается. Две перекрывающие пластины встречаются, сталкиваются и свариваются вместе в результате «мягкого» столкновения. [ 2 ] [ 6 ] Перевернутая U-образная форма океанической плиты препятствует продолжению субдукции плиты, поскольку мантийный материал под плитой оказывается в ловушке. [ 2 ]  

Третий этап: отрыв океанической плиты, приводящий к частичному плавлению мантии и нижней коры. [ 2 ] [ 6 ]

Третий этап

[ редактировать ]

Плотная океаническая плита имеет высокую склонность к погружению. Когда он тонет, он разрывает океаническую плиту и сваренную наверху кору, образуя разрыв. [ 2 ] Создаваемое дополнительное пространство приводит к декомпрессионному плавлению материалов мантийного клина . [ 2 ] Расплавы текут вверх, заполняют разрыв и внедряются в океаническую плиту и сваренную кору в виде внедрения основных даек. [ 2 ] В конце концов, океаническая плита полностью отделяется от спаянной коры и продолжает погружаться. 

Завершающая стадия: продолжающееся погружение океанической коры. Частичное плавление мантии и нижней коры продолжает стимулировать интрузии и вулканизм. Вулканические и осадочные породы несогласно отлагаются на аккреционном комплексе. [ 2 ] [ 6 ] [ 7 ] Пунктирные линии со стрелками показывают полоидальное мантийное течение, вызванное откатом плиты . [ 2 ]

Заключительный этап

[ редактировать ]

Когда океаническая плита отрывается от земной коры и погружается в мантию, андерплейтинг продолжает происходить. В то же время погружающаяся океаническая плита начинает обезвоживать и выбрасывать жидкости вверх, способствуя частичному плавлению мантии и коры над ней. [ 2 ] [ 6 ] Это приводит к обширному магматизму и бимодальному вулканизму . [ 2 ] [ 6 ]

Магматические и метаморфические особенности

[ редактировать ]

Дуговой магматизм

[ редактировать ]

В отличие от односторонней субдукции, когда на перекрывающей плите генерируется только одна магматическая дуга, на обеих сталкивающихся перекрывающих плитах образуются две параллельные магматические дуги, когда океаническая плита погружается с двух сторон. Вулканические породы, указывающие на дуговой вулканизм, встречаются по обе стороны шовной зоны . [ 2 ] Типичные типы горных пород включают известково-щелочные базальты, андезиты, дациты и туфы. [ 2 ] [ 6 ] Эти дуговые вулканические породы обогащены крупноионными литофильными элементами (LILE) и легкими редкоземельными элементами (LREE), но обеднены ниобием , гафнием и титаном . [ 6 ] [ 13 ]

Обширные вторжения

[ редактировать ]

Частичное плавление мантии приводит к внедрению мафических даек . Поскольку мантия является основным источником, эти дайки фиксируют изотопные характеристики обедненной мантии, в которой 87 старший/ 86 Отношение Sr около 0,703, а самарий-неодимовое датирование положительное. [ 2 ] С другой стороны, частичное плавление нижней коры (аккреционного комплекса) приводит к интрузиям гранитоидов S-типа с обогащенной окисью алюминия на протяжении всей эволюции дивергентной двойной субдукции. [ 2 ] [ 6 ]

Бимодальный вулканизм

[ редактировать ]

Когда океаническая плита отделяется от перекрывающей коры, происходит интенсивное декомпрессионное плавление мантии. Большое количество горячей базальтовой магмы проникает и расплавляет кору, образуя риолитовый расплав. [ 6 ] [ 2 ] Это приводит к попеременному извержению базальтовой и риолитовой лавы. [ 2 ] [ 6 ]  

Метаморфизм низкой степени

[ редактировать ]

Без столкновения континентов и глубокой субдукции метаморфизм высокой степени не является обычным явлением, как другие зоны субдукции. Большинство осадочных толщ и вулканитов аккреционного клина испытывают метаморфизм от низкой до средней степени, вплоть до зеленосланцевой или амфиболитовой фации . [ 6 ]  

Конструктивные особенности

[ редактировать ]
Схематическое поперечное сечение, показывающее современный пример расходящейся системы двойной субдукции в зоне столкновения Молуккского моря, Индонезия. [ 10 ] Дуга Сангихе перекрывает дугу Хальмахера, и аккреционный комплекс формируется на преддуге дуги Хальмахера. [ 10 ]

Толкание и складывание

[ редактировать ]

Когда две доминирующие плиты сойдутся, два аккреционных клина разовьются . Два аккреционных клина направлены в противоположные стороны. Таким образом, направление надвига и вергентность складок в аккреционных клиньях также противоположны. [ 2 ] Однако эта предложенная особенность может не наблюдаться из-за непрерывной деформации. Например, в современном примере зоны столкновения Молуккского моря непрерывное активное столкновение приводит к тому, что дуга Сангихе перекрывает дугу Хальмахера , а задняя дуга дуги Хальмахера надвигается сама на себя. [ 10 ] [ 14 ] При этом формируется сложный складчато-надвиговый пояс, включающий аккреционный комплекс. В будущем арка Сангихе заменит арку Хальмахеры, и каменные записи в Хальмахере исчезнут. [ 10 ]

Несоответствие

[ редактировать ]

Когда две доминирующие плиты сталкиваются и океанский бассейн закрывается, седиментация прекращается. Опускание океанической плиты тянет вниз сваренную кору, образуя бассейн, в котором происходит дальнейшее осаждение осадков. [ 2 ] [ 6 ] [ 7 ] После того, как океаническая плита полностью отделяется от вышележащей коры, происходит изостатический отскок, оставляющий значительные несогласия в осадочных разрезах. [ 2 ] [ 6 ]  

Факторы, контролирующие эволюцию дивергентной системы двойной субдукции

[ редактировать ]

В природе перевернутая U-образная форма океанической плиты в условиях расходящейся двойной субдукции не всегда должна быть идеально симметричной, как идеализированная модель. Предпочтительна асимметричная форма, как в реальном примере в Молуккском море, где длина погруженной плиты длиннее на ее западной стороне под дугой Сангихе, а более короткая плита на ее восточной стороне под дугой Хальмахера . [ 9 ] Трехмерное численное моделирование было проведено для моделирования расходящейся двойной субдукции и оценки различных факторов, которые могут повлиять на эволюцию и геометрию системы, показанной ниже. [ 15 ]  

Ширина океанической плиты

[ редактировать ]
Тороидальный поток плиты, захваченной мантией, на краю океанической плиты

Ширина плиты определяет, сможет ли поддерживаться расходящаяся двойная субдукция. [ 15 ] Форма океанической плиты в форме перевернутой буквы «U» не является эффективной геометрией для ее погружения из-за находящегося под ней материала мантии. [ 2 ] Эти мантийные материалы должны улетучиваться тороидальным потоком на краю погружающейся океанической плиты. [ 15 ] При узкой океанической плите (ширина <2000 км) мантия, захваченная под океанической плитой, может эффективно покинуть ее посредством тороидального потока. [ 15 ] Напротив, для устойчивой океанической плиты (ширина> 2000 км) захваченная мантия под океанической плитой не может эффективно покинуть ее посредством тороидального потока, и система не может поддерживаться. [ 15 ] Следовательно, дивергентная двойная субдукция может происходить только на небольшой узкой океанической плите, но не на океанической плите большой ширины. [ 15 ] Это также объясняет, почему он редок в природе и большинство зон субдукции односторонние. [ 15 ]

Порядок субдукции

[ редактировать ]

Порядок субдукции контролирует геометрию расходящейся двойной субдукции. [ 15 ] Та сторона, которая раньше начинает субдуцировать, раньше выходит на уровень эклогитизации. Контраст плотности между плитой и мантией увеличивается, что ускоряет погружение плиты, создавая положительную обратную связь. Это приводит к асимметричной геометрии, когда длина плиты больше на той стороне, которая погружается раньше. [ 15 ] Уменьшится тяга плиты, величина полоидального потока и скорость схождения на стороне меньшей длины. [ 15 ]

Остается неясным, как происходит инициация для обеих сторон единой плиты, если субдукция имеет форму расходящейся двойной субдукции, хотя этот тип субдукции четко наблюдался. Это связано с тем, что движущуюся океаническую плиту трудно сломать (т. е. действовать как задний край, который движется в направлении, обратном продолжающейся, ранее инициированной субдукции) из-за отсутствия сжатия, необходимого для начала принудительной (индуцированной) субдукции. [ 16 ] Поэтому самосогласованное возникновение дивергентной двойной субдукции, как и других форм двойной субдукции, требует дальнейшего изучения структурных и магматических записей. [ 17 ]

Состояние движения перекрывающих пластин

[ редактировать ]

Состояние движения перекрывающих плит контролирует геометрию расходящейся двойной субдукции и положение столкновения. [ 15 ] Длина погружающейся плиты под застойной перекрывающей плитой короче, поскольку мантийный поток слабее и субдукция происходит медленнее. [ 15 ] Напротив, длина погружающейся плиты под свободно движущейся плитой больше. [ 15 ] Кроме того, положение столкновения больше смещается в сторону неподвижной пластины, поскольку откат происходит быстрее на свободно движущейся стороне. [ 15 ]  

Толщина перекрывающих пластин

[ редактировать ]

Толщина перекрывающих плит имеет такой же эффект, как и состояние движения перекрывающих плит, для управления геометрией расходящейся двойной субдукции и положением столкновения. [ 15 ] Более толстая перекрывающая пластина препятствует субдукции из-за большего трения. В результате получается более короткая плита. [ 15 ] И наоборот, более тонкая перекрывающая пластина имеет более длинную пластину. [ 15 ]  

Контраст плотности океанической плиты и мантии

[ редактировать ]

Больший контраст плотности между океанической плитой и мантией создает большую отрицательную плавучесть океанической плиты. [ 15 ] Это приводит к более быстрой субдукции и более сильному откату. [ 15 ] Следовательно, усиливается и мантийное течение, вызванное откатом (полоидальное течение). Скорость сближения увеличивается, что приводит к более быстрому и энергичному столкновению между двумя перекрывающими пластинами. [ 15 ]

  1. ^ Холт, А.Ф.; Ройден, LH ; Беккер, ТВ (04 января 2017 г.). «Динамика субдукции двойной плиты» . Международный геофизический журнал . 209 (1): ggw496. дои : 10.1093/gji/ggw496 . ISSN   0956-540X .
  2. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и Сосоо, Альвар; Бонс, Пол Д.; Грей, Дэвид Р.; Фостер, Дэвид А. (август 1997 г.). «Дивергентная двойная субдукция: тектонические и петрологические последствия». Геология . 25 (8): 755–58. Бибкод : 1997Geo....25..755S . doi : 10.1130/0091-7613(1997)025<0755:DDSTAP>2.3.CO;2 .
  3. ^ К., Конди, Кент (1997). Тектоника плит и эволюция земной коры . Конди, Кент К. (4-е изд.). Оксфорд: Баттерворт Хайнеманн. ISBN  9780750633864 . OCLC   174141325 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Сяо, Вэньцзяо; Уиндли, Брайан Ф.; Хао, Цзе; Чжай, Минго (2003). «Аккреция, ведущая к столкновению, и пермский солонкерский шов, Внутренняя Монголия, Китай: завершение центральноазиатского складчатого пояса» . Тектоника . 22 (6): 1069. Бибкод : 2003Tecto..22.1069X . дои : 10.1029/2002TC001484 . S2CID   131492839 .
  5. ^ Эйзенхёфер, Пауль Р.; Чжао, Гочунь; Чжан, Цзянь; Сан, Мин (01 апреля 2014 г.). «Окончательное закрытие Палео-Азиатского океана вдоль Солонкерской шовной зоны: ограничения на основе геохронологических и геохимических данных пермских вулканических и осадочных пород». Тектоника . 33 (4): 2013TC003357. Бибкод : 2014Tecto..33..441E . дои : 10.1002/2013tc003357 . hdl : 10722/202788 . ISSN   1944-9194 . S2CID   59146817 .
  6. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Чжао, Гочунь (2015). «Цзянанский ороген в Южном Китае: развитие в результате расходящейся двойной субдукции». Исследования Гондваны . 27 (3): 1173–80. Бибкод : 2015GondR..27.1173Z . дои : 10.1016/j.gr.2014.09.004 . S2CID   128424279 .
  7. ^ Jump up to: а б с Чжу, Ди-Чэн; Ли, Ши-Мин; Кавуд, Питер А.; Ван, Цин; Чжао, Чжи-Дань; Лю, Шэн-Ао; Ван, Ли-Цюань (2016). «Сборка террейнов Лхаса и Цянтан в центральном Тибете путем расходящейся двойной субдукции» (PDF) . Литос . 245 : 7–17. Бибкод : 2016Litho.245....7Z . дои : 10.1016/j.lithos.2015.06.023 . hdl : 10023/9072 . S2CID   121172110 .
  8. ^ Шварц, Джей-Джей; Сноук, AW; Фрост, компакт-диск; Барнс, КГ; Громет, LP; Джонсон, К. (2010). «Анализ границы террейна Валлова-Бейкер: последствия тектонической аккреции в провинции Голубые горы, северо-восточный Орегон». Бюллетень Геологического общества Америки . 122 (3–4): 517–36. Бибкод : 2010GSAB..122..517S . дои : 10.1130/b26493.1 . S2CID   129000860 .
  9. ^ Jump up to: а б Маккаффри, Роберт; Сильвер, Эли А.; Райт, Рассел В. (1980). Хейс, Деннис Э. (ред.). Тектоническая и геологическая эволюция морей и островов Юго-Восточной Азии . Американский геофизический союз. стр. 161–77. дои : 10.1029/gm023p0161 . ISBN  9781118663790 .
  10. ^ Jump up to: а б с д и Холл, Роберт (2000). «Неогеновая история столкновений в регионе Хальмахера, Индонезия». Труды 27-го ежегодного съезда Индонезийской нефтяной ассоциации : 487–93.
  11. ^ Кирай, Агнес; Холт, Адам Ф.; Фуничелло, Франческа; Факценна, Клаудио; Капитанио, Фабио А. (2018). «Моделирование взаимодействия плит с плитами: динамика двусторонних субдукционных систем, погружающихся наружу». Геохимия, геофизика, геосистемы . 19 (3): 693–714. Бибкод : 2018GGG....19..693K . дои : 10.1002/2017gc007199 . hdl : 10852/72198 . ISSN   1525-2027 . S2CID   134490772 .
  12. ^ Кирай, Агнес; Факценна, Клаудио; Фуничелло, Франческа (9 октября 2018 г.). «Взаимодействие зон субдукции вокруг микроплиты Адрия и происхождение Апеннинской дуги». Тектоника . 37 (10): 3941–53. Бибкод : 2018Tecto..37.3941K . дои : 10.1029/2018tc005211 . ISSN   0278-7407 . S2CID   135189573 .
  13. ^ Гилл, Робин (2011). Магматические породы и процессы. Практическое руководство . Уайли-Блэквелл. п. 190.
  14. ^ Холл, Роберт; Смит, Хелен Р. (2008). Специальный документ 436: Формирование и применение осадочной записи в зонах столкновения дуг . Том. 436. стр. 27–54. дои : 10.1130/2008.2436(03) . ISBN  978-0-8137-2436-2 .
  15. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т Чжан, Цинвэнь; Го, Фэн; Чжао, Лян; У, Янмин (01 мая 2017 г.). «Геодинамика дивергентной двойной субдукции: трехмерное численное моделирование кайнозойского периода в регионе Молуккского моря, Индонезия». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 122 (5): 2017JB013991. Бибкод : 2017JGRB..122.3977Z . дои : 10.1002/2017jb013991 . ISSN   2169-9356 . S2CID   133371837 .
  16. ^ Стерн, Р.Дж. (11 сентября 2004 г.). «Инициирование субдукции: спонтанное и индуцированное». Письма о Земле и планетологии . 226 (3–4): 275–292. Бибкод : 2004E&PSL.226..275S . дои : 10.1016/j.epsl.2004.08.007 . ISSN   0012-821X .
  17. ^ Карл, Гильметт (27 августа 2018 г.). «Начало принудительной субдукции зафиксировано в подошве и коре Семаильского офиолита в Омане» (PDF) . Природа . 11 (3–4): 688–695. Бибкод : 2018NatGe..11..688G . дои : 10.1038/s41561-018-0209-2 . hdl : 10852/67313 . ISSN   1752-0908 . S2CID   135272092 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 904219bc3c01ec28fa5df4ed4bd9e2e9__1722195420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/90/e9/904219bc3c01ec28fa5df4ed4bd9e2e9.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Divergent double subduction - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)