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

Введение
[ редактировать ]Средняя высота над уровнем моря чуть выше 5000 м. [ 1 ] Тибетское нагорье — крупнейший возвышенный регион на Земле. Объясняя, как такая большая территория (2,5 млн км 2 ) [ 1 ] может иметь такие высокие высоты, какое-то время озадачивал геологов. Известно, что значительная тектоническая активность имела место до Индо-Азиатского столкновения, поскольку террейны аккрецировались на Евразийской плите в течение поздней юры — раннего мела , но степень деформации и влияние этих более ранних тектонических событий оказали на последующую эволюцию Тибетское нагорье изучено плохо. [ 2 ] В поисках подсказок геологи обратились к террейнам высокого давления, выступающим вдоль шовных зон, чтобы найти ответы. В частности, шов Бангонг-Нуцзян представляет собой обширные террейны высокого давления на большей части своей длины.
Разработка террейнов высокого давления
[ редактировать ]Существует множество процессов, которые могут привести к развитию террейнов высокого давления . Во-первых, породы верхней коры должны быть перенесены на большие глубины, вблизи границы мантии. Это может быть достигнуто путем субдукции окраин континента, субдукции микроконтинента, субдукции отложений, внутриконтинентальной субдукции, субдукционной эрозии или затопления корня земной коры. [ 3 ] После захоронения на глубине эти континентальные породы могут затем вернуться на поверхность через:
эдукция - процесс, при котором плита континентальной коры погружается из-за присоединения к более плотной погружающейся океанической плите, и в какой-то момент сила притяжения плиты, направленная вниз, превышает прочность плиты, что приводит к образованию шейки и отслоению , а положительная плавучесть материковой плиты приводит к ее эксгумации. [ 4 ]
вращение микроплиты - эксгумация континентальной коры в результате процесса изменения направления движения и вращения погружающейся плиты из-за изменения граничных условий. [ 3 ]
укладка коры - выдавливание слабого плавучего материала из-за отделения двух слоев: слабый плавучий слой поверх более сильного слоя с отрицательной плавучестью, когда силы плавучести превышают тягу плиты. [ 3 ]
Откат плиты - если погружающаяся океаническая литосфера откатывается назад с большей скоростью, чем конвергенция плит, происходит растяжение, позволяющее плавучей континентальной коре отделиться и эксгумироваться на поверхность. [ 3 ]
русловой поток - эксгумация континентального материала через замкнутый канал. Материал подвергается циркуляции, вызванной тягой у основания канала и относительной плавучестью материала внутри ограниченного канала. [ 5 ]
трансмантийные диапиры - диапировое поднятие материала, образовавшегося в результате субдукционной эрозии. [ 3 ]
Каждый из этих отдельных геодинамических процессов формирования и эксгумации террейнов высокого давления оставляет определенные структурные, петрологические и хронологические отпечатки. [ 3 ] Например, откат плит структурно предсказывает микроконтинент с надвиговыми нарушениями в основании, петрологически он связан с задуговым спредингом, а хронологически субдукция до эксгумации может занять примерно 15 миллионов лет с монотонным градиентом падения вниз по возрасту. . [ 3 ] Размер террейна высокого давления обратно пропорционален скорости эксгумации, что отражает стадию столкновения континентов. [ 3 ] Вдоль БНС эти террейны различаются по размеру, поэтому время эксгумации могло различаться.
Сутурная зона Бангонг-Нуцзян
[ редактировать ]Сутура Бангонг -Нуцзян имеет длину около 1200 км. [ 6 ] Зона простирания с востока на запад, разделяющая террейны Лхаса и Цянтан . Его можно разделить на три части: озеро Бангонг — Герце (западный сектор), Дунцяо — Амдо (средний сектор) и Динцин — Нуцзян (восточный сектор). В период от средней до поздней юры на север субдукция океана Мезо-Тетис между террейнами Лхаса и Цянтанг прекратилась, а в раннем мелу террейн Лхаса начал поддвигаться под террейн Цянтанг. [ 7 ] Следы океана Мезо-Тетис оставлены в виде фрагментов обдуктированных офиолитов в серпентинит -матричном меланже , разбросанных по БНС.
Типы пород высокого давления, связанные с шовными зонами
[ редактировать ]
Офиолиты
[ редактировать ]Офиолиты представляют собой фрагменты океанической коры, а также материала верхней мантии , которые тектонически внедряются на континенты во время орогенных событий, и их распространение обычно происходит вдоль шовных зон . [ 8 ] Типичная офиолитовая свита содержит перидотиты и гарцбургиты , слоистые габбро , слоистые дайки , подушечки базальтов и пелагические отложения.
Серпентиниты
[ редактировать ]Серпентиниты представляют собой гидратированные (15-16 мас.% H 2 O) ультраосновные породы, сложенные преимущественно серпентином , слабым и плавучим минералом с широким полем стабильности РТ, и обычно связаны с зонами субдукции. [ 9 ] В протолитах серпентинитов преобладают оливины и пироксены. [ 9 ] Образование серпентинитов обусловлено выделением флюидов из погружающихся гидратированных океанических плит по мере их нагревания с глубиной до максимальной температуры 650-700°С. [ 9 ]
Эклогиты
[ редактировать ]Эклогиты представляют собой метаморфические породы от высокого (HP) до сверхвысокого (UHP) давления, которые свидетельствуют о метаморфизме зоны субдукции . [ 10 ] Эклогиты в центральном Тибете имеют раннемезозойское происхождение и, по-видимому, являются результатом диахронного столкновения между восточным террейном Цянтан и западной плитой Цянтан-Лхаса вдоль связанной зоны восточный Бангонг-Нуцзян-центральный Цянтан. [ 11 ]
Террейны высокого давления вдоль шва Бангонг-Нуцзян
[ редактировать ]Герце: Озеро Бангонг-Герце (западный сектор)
[ редактировать ]
Расположенный вдоль западного сектора БНС в центральном Тибете, район Герце содержит два основных изолированных проявления офиолитовых обнажений – Донг Цо и Лагкор Цо. К востоку от Герце офиолит Донг Цо выходит на поверхность в Лхасском террейне и сохраняется в виде серии черепитчатых надвигов . [ 12 ] а Лагкор Цо встречается южнее. метаморфические блоки амфиболитовой фации, серпентинитовой матрицы залегающие в меланже В этом районе также были обнаружены . Геохимические исследования, проведенные на этих амфиболитах, показали геохимические характеристики базальта срединно-океанического хребта ( MORB ) для района Донг Цо и дугообразные геохимические характеристики для Лагкор Цо. [ 12 ]
Донг Цо
[ редактировать ]Офиолитовая свита Донг Цо включает метаперидотиты и гарцбургиты , серпентиниты , изотропные и слоистые габбро , слоистые дайки , подушечки базальтов и незначительное количество кремней . [ 12 ] Геохимические данные перидотитов Донг Цо указывают на то, что они имеют надсубдукционной зоны . характеристики [ 12 ] Серпентиниты претерпели кремнеземно-карбонатные изменения преимущественно вдоль основных зон разломов, но эти изменения можно обнаружить и на близлежащих участках. [ 12 ] Датирование образца габбро, связанного с офиолитовой свитой, дало Sm-Nd возраст 191 ± 22 млн лет, однако использование метода U/Pb SHRIMP для цирконов из образца габбро к северу от Донг Цо дало среднеюрский возраст. [ 12 ] Геохимический анализ амфиболитов Донг Цо показал, что эти амфиболиты имеют характеристики, подобные MORB, а присутствие офиолитов в Донг Цо может представлять собой раннюю стадию среднеюрского океанического бассейна . [ 12 ]
Ланкор Цо
[ редактировать ]Как и Донг Цо, Ланкор Цо также включает метаперидотиты, изотропные и слоистые габбро, подушечные базальты и кремни. [ 12 ] Однако на этом участке серпентинит-матричный меланж более выражен и несет следы вулканокластических пород, диорита , гранодиорита и тоналита . U/Pb SHRIMP-датирование цирконов из пород, связанных с офиолитовым меланжем, дает среднеюрский возраст. [ 12 ] К северо-востоку от Лагкор-Цо встречаются амфиболиты, метагаббро и другие комплексы метаморфических пород. Условия давления и температуры ( PT ) оцениваются в 5-7 кбар и 555-655 °C для метаморфизма амфиболитовой фации в этом районе. [ 12 ] В связи с присутствием в том же регионе одновозрастных гранодиоритов, связанных с дугой, повышенные условия PT могут быть обусловлены задуговой внутриконтинентальной рифтовой обстановкой с повышенным тепловым потоком. [ 12 ]

Амдо: Дунцяо-Амдо (средний сектор)
[ редактировать ]Амдо Массив расположен в центральном секторе БНС и занимает площадь около 5200 км2. 2 . Сложен преимущественно ортогнейсом , парагнейсом , амфиболитом , мрамором , кварцитом и сланцами . [ 13 ] Когда-то часть древнего океана Тетис , массив Амдо сформировался в пермско-триасовом периоде как микроконтинент , когда террейны Цянтан и Лхаса раскололись. [ 7 ]
Террейн Амдо включает в себя:
- Докембрийская группа Жарен
- Типы горных пород: присутствуют сланцы, мрамор и милонитовые ткани. Нижний метаморфизм амфиболитовой фации.
- Палеозойская группа Цзяюцяо
- Типы горных пород: Известняк, кислые вулканические породы. Зеленосланцевый метаморфизм.
- Раннепермская свита Ксиала
- Типы горных пород: Мелководный известняк.
- Группа Кехала
- Типы горных пород: песчаный сланец с окаменелостями кораллов.
- Группа Гоцю от поздней юры до раннего мела
- Типы горных пород: конгломерат, туфопесчаник и сланец. Зеленосланцевый метаморфизм.
Как и в случае с Донг Цо в районе Герце, геохимический анализ проб, взятых из массива Амдо, показывает особенности, связанные с дугой; таким образом, эта территория находилась бы в зоне активной континентальной окраины. [ 7 ]
Басу: Динцин-Нуцзян (восточный сектор)
[ редактировать ]Массив Басу, расположенный восточнее массива Амдо в районе Динцин-Нуцзян, имеет длину около 200 км и ширину до 50 км. Он в основном сложен метаосадочными породами и гранитными гнейсами, окруженными позднетриасово-раннеюрским офиолитовым меланжем. [ 14 ] Эклогиты триасового возраста были обнаружены в массиве Басу, и их геохимия показывает два разных типа клинопироксенов, которые интерпретируются как отражающие чрезвычайно быструю эксгумацию этих пород. [ 14 ] Как и массив Амдо, массив Басу считается метаморфизованным континентальным фундаментом и, возможно, также был частью бывшего микроконтинента в пределах Бангонг Мезо-Тетис. [ 14 ]
Прогнозные модели деформации
[ редактировать ]Для объяснения деформации, наблюдаемой в Центральной Азии, были предложены две модели конечных членов. Инглэнд и Хаусман (1986) предложили численную модель для прогнозирования процессов деформации «мягкого Тибета», рассматривая Тибет как тонкий вязкий лист. [ 15 ] В этой модели континентальная литосфера предполагается, что более пластична , а рост Тибетского нагорья будет вызван непрерывным утолщением земной коры из-за сближения Индийской и Евразийской плит. Реактивация вдоль БНС будет происходить в виде серии множества мелких разломов вдоль границы шовной зоны. Вторая модель конечного члена, предложенная Tapponnier et al. (2001) использует тектоническую модель микроплит. [ 16 ] В этой модели , что локализованные сдвиги между связными литосферными блоками объясняют высокие высоты, наблюдаемые в Тибете. предполагается [ 16 ] Наклонная субдукция и крупномасштабные левые сдвиги, ведущие к экструзии литосферного материала на восток, могли быть ответственны за рост Тибета на восток.
См. также
[ редактировать ]- Геология Гималаев , их тектонические движения влияют на шовную зону Бангонг-Нуцзян.
- Суточная зона Ярлун-Зангпо , к югу от шовной зоны Бангонг-Нуцзян.
- Трансгималаи , к югу от шовной зоны Ярлун-Зангпо, которая также содержит Лхасский террейн на юго-востоке.
- Террейн Цянтан , к северо-западу от шовной зоны Бангонг-Нуцзян.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Харрис, Найджел (2006). «История возвышения Тибетского нагорья и ее последствия для азиатских муссонов». Палео . 241 (1): 4–15. Бибкод : 2006PPP...241....4H . дои : 10.1016/j.palaeo.2006.07.009 .
- ^ Лейер, Эндрю Л.; Пол Капп; Джордж Э. Герелс; Питер Дж. ДеСеллес (2007). «Геохронология обломочного циркона каменноугольно-меловых толщ Лхасского террейна, Южный Тибет». Бассейновые исследования . 19 (3): 361–378. Бибкод : 2007BasR...19..361L . дои : 10.1111/j.1365-2117.2007.00330.x . S2CID 140611605 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Хакер, Геря; Тарас Геря (22 мая 2013 г.). «Новые и старые парадигмы тектонизма сверхвысокого давления». Тектонофизика . 603 : 79–88. Бибкод : 2013Tectp.603...79H . дои : 10.1016/j.tecto.2013.05.026 .
- ^ ван Хунен, Йерун; Марк Аллен (2011). «Столкновение континентов и откол плиты: сравнение трехмерных численных моделей с наблюдениями». Планета Земля . 302 (1–2): 27–37. Бибкод : 2011E&PSL.302...27В . дои : 10.1016/j.epsl.2010.11.035 .
- ^ Англия, ПК; TJB Голландия (1979). «Архимед и тауренские эклогиты: роль плавучести в сохранении экзотических эклогитов». Письма о Земле и планетологии . 44 (2): 287–294. Бибкод : 1979E&PSL..44..287E . дои : 10.1016/0012-821x(79)90177-8 .
- ^ Ши, Рендэн; Цзинсуй Ян; Чжицинь Сюй; Сюэсян Ци (2008). «Офиолит озера Бангонг (северо-запад Тибета) и его влияние на тектоническую эволюцию шовной зоны Бангонг-Нуцзян». Журнал азиатских наук о Земле . 32 (5–6): 438–457. Бибкод : 2008JAESc..32..438S . дои : 10.1016/j.jseaes.2007.11.011 .
- ^ Jump up to: а б с Чжан, Сяорань; Рэндэн Ши; Цишуай Хуан; Дэлян Лю; Сяохань Гун; Шэншэн Чен; Кан Ву; Гуодин И; Линь Дин (2013). «Раннеюрский метаморфизм высокого давления террейна Амдо, Тибет: ограничения цирконовой U-Pb геохронологии основных гранулитов». Исследования Гондваны . 26 (3–4): 975–985. дои : 10.1016/j.gr.2013.08.003 .
- ^ Чжай, Цин-го; Бор-Минг Ян ; Цзюнь Ван; Ли Су; Сюань-Сюэ Мо; Го-Лунг Ван; Суо-хан Тан; Хао-ян Ли (2013). «Каменноугольный офиолит в центре террейна Цянтан, Северный Тибет: датирование SHIMP U-Pb, геохимические и изотропные характеристики Sr-Nd-Hf». Литос . 168–169: 186–199. Бибкод : 2013Litho.168..186Z . дои : 10.1016/j.lithos.2013.02.005 .
- ^ Jump up to: а б с Дешам, Фабьен; Маргарита Годар; Стефан Гийо; Кейко Хаттори (2013). «Геохимия серпентинитов зоны субдукции: обзор». Литос . 178 : 96–127. Бибкод : 2013Лито.178...96Д . дои : 10.1016/j.lithos.2013.05.019 .
- ^ Чжай, Цин-Го; Ру-Юань Чжан; Бор-Минг Ян; Цай Ли; Шу-Гуан Сун; Цзюнь Ван (2011). «Триасовые эклогиты из центрального Цянтана, северного Тибета, Китай: петрология, геохронология и путь метаморфизма PT» (PDF) . Литос . 125 (1–2): 173–189. Бибкод : 2011Litho.125..173Z . дои : 10.1016/j.lithos.2011.02.004 .
- ^ Чжан, Кай Цзюнь; СяньЧун Тан (2009). «Элогиты внутри Тибетского нагорья и их геодинамические последствия». Китайский научный бюллетень . 54 (15): 2556–2567. Бибкод : 2009SciBu..54.2556Z . дои : 10.1007/s11434-009-0407-9 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Ван, Вэй-Лян; Дж. К. Эйчисон; Чинг-Хуа Ло; Цин-Гао Цзэн (2008). «Геохимия и геохронология амфиболитовых блоков в офиолитовых меланжах вдоль шва Бангонг-Нуцзян, центральный Тибет». Журнал азиатских наук о Земле . 33 (1–2): 122–138. Бибкод : 2008JAESc..33..122W . дои : 10.1016/j.jseaes.2007.10.022 .
- ^ Гинн, Дж.; П. Троппер; П. Капп; Г. Э. Герельс (2013). «Метаморфизм метаморфического комплекса Амдо, Тибет: последствия для юрской тектонической эволюции шовной зоны Бангонг». Журнал метаморфической геологии . 31 (7): 705–727. Бибкод : 2013JMetG..31..705G . дои : 10.1111/jmg.12041 . S2CID 129932839 .
- ^ Jump up to: а б с Чжан, Кай-Цзюнь; Ю-Сю Чжан; Сиань-Чунь Тан; Яо-У Се; Шао-Ли Ша; Син-Цзе Пэн (2008). «Первое сообщение об эклогитах из центрального Тибета, Китай: свидетельства сверхглубокой континентальной субдукции до кайнозойского столкновения Индии и Азии». Терра Нова . 20 (4): 302–308. Бибкод : 2008TeNov..20..302Z . дои : 10.1111/j.1365-3121.2008.00821.x . S2CID 128738480 .
- ^ Англия, Филип; Грегори Хаусман (1986). «Расчет конечной деформации континентальной деформации 2. Сравнение с зоной столкновения Индии и Азии». Журнал геофизических исследований . 91 (Б3): 3664–3676. Бибкод : 1986JGR....91.3664E . дои : 10.1029/jb091ib03p03664 .
- ^ Jump up to: а б Таппонье, Поль; Сюй Чжицинь; Франсуаза Роже; Бертран Мейер; Николя Арно; Джерард Виттлингер; Ян Цзинсуй (2001). «Наклонный ступенчатый подъем и рост Тибетского нагорья». Наука . 294 (5547): 1671–7. Бибкод : 2001Sci...294.1671T . дои : 10.1126/science.105978 . ПМИД 11721044 . S2CID 24563782 .