МЕХАНИЗМЫ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СОКРАЩЕНИЯ КОРЫ
ПРИ ВОЗДЫМАНИИ ОРОГЕНА АНД
М.Г.Ломизе
В основе представлений о формировании орогена Анд лежат все более полные геолого-геофизические, сейсмологические и геодезические и данные о строении, тектонических движениях и деформациях их центрального сегмента, который по высоте и площади сравним с Гималайско-Тибетским.
Важным условием было длительное субдукционное наращивание толщины континентальной окраины путем подслаивания морских осадков (и вовлечения их в магмогенез), а также за счет внедрения и выхода на поверхность глубинных магматических расплавов, несущих материал океанического слэба и мантийного клина. Наряду с прибавлением материала, происходило его горизонтальное перераспределение в связи с тектонической эрозией: ее продукты перемещались от фронта активной окраины, затягивались в зону субдукции, подслаивались и тоже вовлекались в магмогенез.
С обособлением Южно-Американского континента <заякоренный> в мантии слэб Андской зоны субдукции служил упором на пути его западного дрифта, порождавшим устойчивое сжатие активной континентальной окраины и ее деформационное сокращение. Всё дальнейшее развитие Анд (начиная с середины мела) определялось этим сжатием, деформационное воздействие которого изменялось по мере утолщения и разогрева коры. К среднему эоцену, когда в связи с ускорением субдукции сжатие усилилось, термическая эволюция коры уже подготовила переход к орогенному этапу развития: ко все нараставшему вязкопластичному сокращению и утолщению механически ослабленной нижней коры с соразмерными взбросово-надвиговыми деформациями верхней коры. Эти деформации сжатия длительное время определялись взбросами и надвигами как структурами <чистого скола> пород всей верхней коры (pure shear, thick-skinned thrusting). Однако на последней, главной стадии орогенеза в позднем миоцене, когда произошло дальнейшее снижение вязкости и даже плавление коры, началось пододвигание Южно-Американского кратона под Анды, латеральное внедрение его края в размягченные и частично расплавленные массы андской коры, их нагнетание под действием этого <поршня> и, как следствие, быстрый (0,2-0,3 мм/год и более) подъем Альтиплано с обширными ареальными извержениями продуктов плавления коры - палингенных игнимбритов. Пододвигание края кратона сопровождалось срывом и шарьированием его осадочного чехла (thin-skinned thrusting) - деформацией <простого скола> (simple shear): происходила и все еще продолжается шарьяжная проградация складчатой системы Субандских хребтов, где скорость горизонтального сокращения достигает 15 мм/год, а суммарная величина уже превысила 100 км. Подъем Альтиплано сопровождался сравнительно небольшим (до 30 км) сокращением его ширины.
Благодаря методам космической геодезии стало возможным прямое наблюдение продолжающихся орогенных деформаций и это открыло принципиально новые возможности их изучения. Обнаружено, что в Центральных Андах под действием горизонтального давления со стороны конвергентной границы происходит упругая деформация континентальной окраины, в том числе путем антиизостатического изгиба коры. По данным GPS, эта деформация прослеживается на расстояние до 800 км от границы плит и, если измерять ее горизонтальными смещениями относительно Южно-Американского кратона, достигает 30-40 мм/год у желоба, равномерно убывая в глубь континента. Такая аккомодация движений во время интерсейсмической фазы сейсмогенного цикла находится в хорошем соответствии с моделью упругой деформации коры. Накопление энергии в каждом таком цикле завершается сейсмическими событиями, снимающими упругое смещение, после чего остается то необратимое сокращение коры, которое формировалось длительными складчато-разрывными (в верхах) и вязкими (в низах) деформациями. Данные GPS подтверждают, что сейчас необратимое сокращение сосредоточено в области Субандских хребтов, это заметно по отклонению измеренных там смещений от тех, которые предусмотрены моделью упругой деформации.
Горизонтальное сокращение максимально у 18о южной широты, оно убывает вдоль складчатого пояса и в северном, и в южном направлении, что определило дугообразный изгиб орогена. Ориентировка палеомагнитных векторов в породах неогена подтверждает ороклинальную природу этого изгиба и датирует его. Усредненная величина разворота около -5о (против часовой стрелки) на северном крыле ороклинали и +18о (по часовой стрелке) на южном. Сходные значения разворотов были вычислены независимо от палеомагнитных данных на основании продольных градиентов деформационного сокращения складчатой системы (по геологическим структурным профилям и путем балансирования площади коры на геофизических разрезах с учетом ее утолщения). Геодезические измерения (GPS) показали, что изгиб продолжается со скоростями вращения сопоставимыми с прежними: -0,4о/млн лет на северном крыле и +0,8о/млн. лет на южном.
Общее сжатие Центральных Анд относительно упора, создаваемого океаническим слэбом, составило на орогенном этапе более 250 км и аккомодировало до 40% западного дрифта континента за это время c увеличением мощности коры до 65-75 км.
|