Строение тектоносферы Зондской зоны субдукции на основе геофизических данных

Глава 1. Геолого-геофизическая характеристика региона.

Индонезийская переходная зона располагается на стыке крупных литосферных плит (Евразийская, Индо-Австралийская, Филиппинская). Переход восточной части Индийского океана к Азиатской части суши - зона субдукции, к которой проявляется повышенный интерес.

Зондская зона субдукции, окаймляющая западное побережье Южно-Азиатской части суши, имеет в своём составе Зондский желоб (Sunda Trench), а также ряд пограничных островов и более мелких желобов и трогов. В океанической части ЗЗС отмечается серия крупных поднятий и котловин. Отличительной чертой данного участка является наличие протяжённых субмеридиональных хребтов и разломов. Характерной особенностью висячего крыла ЗЗС является чередование крупных участков суши (островов и полуостровов) с обводнёнными территориями (моря, заливы и проливы).

Зондская зона субдукции - конвергентная граница, отражающая процессы взаимодействия при встречном движении Индо-Австралийской и Евразийской литосферных плит. Данное сопряжение проходит вдоль Андаманских и Никобарских островов, а также о. Суматра и о. Ява. Упомянутая субдукционная система является активной, по крайней мере, с середины третичного периода, о чём свидетельствуют датировки протянувшихся вдоль конвергентной границы вулканов [Hamilton, 1988]. Процессы конвергенции на палеореконструкциях Юго-Восточной Азии могут быть прослежены уже с раннего Кайнозоя (55 млн л.н.) [Hall, 2004], а для мелового времени известно существование направленной к северу субдукции плиты Изанги (Izangi Plate), подстилающей мезозойский Тетический Океан, вдоль Прото-Зондского желоба [Widiyantoro & van der Hilst, 1996].

По характеру взаимодействующих участков литосферы Зондская зона субдукции относится к тектонической категории окраинно-материковых зон. Для континентального крыла Зондской зоны субдукции нехарактерно горообразование, свойственное классическому окраинно-материковому режиму Андского типа, где с южно-американским материком контактирует молодая <лёгкая> океанская литосфера. В изучаемом регионе более древняя литосфера Индийского океана субдуцирует под более крутым углом под Евразийскую плиту и не вызывает столь сильных горизонтальных напряжений на висячем крыле зоны субдукции. В результате висячее крыло ЗЗС менее мощное по сравнению с андским, находится, главным образом, ниже уровня мирового океана.

Данное сочленение характеризуется изменением горизонтального угла конвергенции океанических и континентальной плит. Взаимодействие литосферных плит происходит на границе, которая меняет своё географическое простирание с широтного на меридиональное (с юга на север). При северо-северо-восточном генеральном движении Индо-Австралийской плиты (относительно внутренней части Евразийской плиты) [De Mets et al., 1990] такое взаимодействие не может не сказаться на режиме субдукции. Если на юге Индо-Австралийская плита субдуцирует субортогонально, то в районе Бенгальского залива имеет место косое субкасательное погружение. Вместе с тем с юга на север происходит ярко выраженное замедление скорости конвергенции с 76 до 59 мм/год соответственно [USGS, 2005].

Движение крупных литосферных плит вызывает перемещение более мелких плит, располагающихся между Индо-Австралийской и Евразийской плитами. Характер взаимодействия сильно усложняется в северной и юго-восточной частях, географически соответствующих районам Андаманского моря и моря Банда. В частности, на севере раскрывается бассейн типа pull-apart [Bird, 2003].

Со стороны океана к конвергентной границе подходит неоднородная океанская литосфера. В первую очередь, это связано со временем формирования отдельных участков Индийского океана. Возраст океанической литосферы вдоль субдукционной зоны увеличивается к северо-западу и юго-востоку от экватора: именно в районе экватора происходит пересечение с палеоосью спрединга. Если в северной части изучаемого района океанская литосфера начала своё формирование около 120 млн лет назад, то в районе Явы субдуцирует наиболее древняя (150 - 160 млн лет) плита. Последняя активность оси спрединга, разделявшего Индийскую и Австралийскую плиту зафиксирована на рубеже 40-50 млн лет назад [Sdrolias & Muller, 2006; Шрейдер, 2001]. Именно, начиная с данного отрезка кайнозойской истории, Индо-Австралийская плита ведёт себя как единое целое в геодинамической системе литосферных плит.

Влияние Бенгальского конуса выноса сильно сказывается на уровне дна океана в пределах глубоководного желоба. Большие мощности осадков в Андаманском сегменте уменьшаются к югу, и в районе центральной части о. Ява местами достигают отметки 0 м. Неравномерные седиментационные процессы вдоль конвергентной границы, а также рельеф являются важными факторами при формировании геологической обстановки в субдукционной системе.

Исследуемый регион характеризуется повышенным тепловым потоком. В экваториальной части острова Суматра величина теплового потока достигает 360 mW/m² [IHFC, 2005]. Вдоль Зондской зоны субдукции хорошо выражена сейсмофокальная зона Беньофа, уходящая до глубин более 700 км [USGS/NEIC, 2006]. Прослеживается чёткая закономерность - к юго-востоку происходит увеличение глубины залегания гипоцентров землетрясений. Самые глубокофокусные землетрясения приходятся на область, характеризующуюся максимальными скоростями конвергенции, а также субдукцией наиболее древней океанской литосферы.

Использование результатов моделирования слэбов, полученных в Австралийском университете по данным сейсмотомографии [Gudmundsson & Sambridge, 1998] и карта возраста океанического дна, полученная по магнитометрическим данным [Sdrolias & Muller, 2006; Шрейдер, 2001], позволяют учитывать пространственное поведение погруженного блока океанической литосферы. Тем самым мы получаем ещё один ключ к построению геолого-геофизической модели Зондской субдукционной зоны.