ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2017, том 18, № 4, с.5-16. DOI: 10.21455/gr2017.4-1
Аннотация Литература Полный текст
НОВЕЙШИЕ ПОДНЯТИЯ НА ДРЕВНИХ КРАТОНАХ: ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И СВЯЗЬ С СЕЙСМИЧНОСТЬЮ
© 2017 г. Е.В. Артюшков(1), П.А. Чехович(1,2)
(1) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
(2) Музей землеведения, МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия
Большинство современных горных сооружений и высоких плато образовалось за последние несколько миллионов лет в результате резкого ускорения восходящих движений земной коры. По объему сформированного рельефа новейшие поднятия земной коры представляют собой самое мощное явление в континентальной литосфере, для объяснения которого предложен ряд механизмов, среди которых наиболее популярным является увеличение мощности коры за счет латерального сжатия. Однако этот механизм неприменим для покрывающих 70 % площади континентов древних (докембрийских) кратонов, на которых сильное сжатие коры завершилось полмиллиарда лет назад или раньше. Другие возможные объяснения, такие как динамическая топография в мантии, деламинация мантийной литосферы и магматический андерплейтинг, также не согласуются с имеющимися геолого-геофизическими данными по докембрийским кратонам.
В качестве причины быстрых новейших поднятий в таких областях может рассматриваться разуплотнение пород в земной коре вследствие ретроградного метаморфизма при поступлении в неё мантийных флюидов. Проникновение флюидов в крупные разломные зоны коры снижает ее прочность, на что указывает неоднородность распределения поднятий по площади. Это способствует возникновению сильных землетрясений. Примерами могут служить произошедшие в центральной части Северо-Американской платформы Нью-Мадридские землетрясения 1811–1812 гг. (М»8), а также землетрясения в Вятском авлакогене на Восточно-Европейской платформе (М=4.2 и 4.7). Поэтому докембрийские кратоны являются отнюдь не такими “спокойными” в сейсмическом отношении, как это часто предполагается.
Ключевые слова: неотектоника, ретроградный метаморфизм, мантийные флюиды, разуплотнение континентальной коры, сейсмичность.
Литература
Артюшков Е.В. Геодинамика. М.: Наука, 1979. 326 с.
Артюшков Е.В. Новейшие поднятия земной коры как следствие инфильтрации в литосферу мантийных флюидов // Геология и геофизика. 2012. Т. 53, № 6. С.738–760.
Артюшков Е.В., Чехович П.А. Мощность литосферы под докембрийскими кратонами и механизмы их новейших поднятий // Докл. РАН. 2016. Т. 466, № 2. С.188–192.
Валеев Р.Н. Авлакогены Восточно-Европейской платформы. М.: Недра, 1978. 152 с.
Грановский А.Г. Магматические комплексы Донецкого складчатого сооружения (Восточный Донбасс) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Пермь: Изд-во Пермского государственного национального исследовательского университета, 2016. С.148–156.
Грачев А.Ф., Николаев В.Г., Сеславинский К.Б. Эволюция структуры, осадконакопления и магматизма Восточно-Европейской платформы в позднем докембрии и палеозое // Тектоника и магматизм Восточно-Европейской платформы. М.: КМК, 1994. С.5–36.
Каракин А.В., Курьянов Ю.А., Павленкова Н.И. Разломы, трещиноватые зоны и волноводы в верхних слоях земной оболочки. М.: ВНИИгеосистем, 2003. 222 с.
Карта новейшей тектоники Северной Евразии. 1:5000000 / Гл. ред. А.Ф. Грачев. М.: Мин-во природ. ресурсов России, РАН, 1997.
Кинг Л. Морфология Земли. Изучение и синтез сведений о рельефе Земли. М.: Прогресс, 1967. 560 с.
Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В., Кравчинский В.А. Фанерозойский внутриплитный магматизм Северной Азии: абсолютные палеогеографические реконструкции Африканской низкоскоростной мантийной провинции // Геотектоника. 2011. № 6. С.3–23.
Лаверов Н.П., Коваленко В.И., Ярмолюк В.В., Богатиков О.А., Акинин В.В., Гурбанов А.Г., Евдокимов А.Н., Кудряшова Е.А., Певзнер М.М., Пономарева В.В., Сахно В.Г. Новейший вулканизм Северной Евразии: районирование и обстановки формирования // Докл. РАН. 2006. Т. 410, № 4. С.498–502.
Неотектоническая карта мира. М-б 1:15 000 000 / Под ред. Н.И. Николаева, Ю.Я. Кузнецова, А.А. Неймарка. М.: Мингео СССР, 1981.
Николаев Н.И. Неотектоника и её выражение в структуре и рельефе территории СССР. М.: Госгеолтехиздат, 1962. 238 с.
Никонов А.А., Мокрушина Н.Г., Лубягина Л.И. Исторические землетрясения Вятского края // Вестник Вятского государственного педагогического университета. Киров, 2000. № 2/99. С.76–80.
Никонов А.А., Чепкунас Л.С. Сысольское землетрясение 13 января 1939 г. на Русской плите – уточнение параметров // Вопросы инженерной сейсмологии. 2009. Т. 36, № 4. С. 25–41.
Ранний докембрий Балтийского щита / Отв. ред. В.А. Глебовицкий. СПб.: Наука, 2005. 711 с.
Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. М.: Наука, 1979. 382 с.
Суворов В.Д., Мельник Е.А., Мишенькина З.Р., Павлов Е.В., Кочнев В.А. Сейсмические неоднородности верхней мантии под Сибирским кратоном (профиль Метеорит) // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 9. С.1411–1426.
Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Иванов В.Г. Внутриплитная позднемезозойская – кайнозойская вулканическая провинция Центрально-Восточной Азии – проекция горячего поля мантии // Геотектоника. 1995. Т. 29, № 5. С.395–421.
Artemieva I.M. The Lithosphere. An Interdisciplinary Approach. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2011. 773 p.
Artyushkov E.V. Can the Earth’s crust be in a state of isostasy? // J. Geophys. Res. 1974. V. 79. P.741–752.
Artyushkov E.V., Hofmann A.W. Neotetonic crustal uplift on the continents and its possible mechanisms. The case of Southern Africa // Surveys in Geophysics. 1998. V. 19. P.369–415.
Artyushkov E.V., Mörner N.-A., Tarling D.L. The cause of loss of lithospheric rigidity in areas far from plate tectonic activity // Geophys. J. Inter. 2000. V. 143. P.752–776.
Austrheim H. Eclogitization of lower crustal granulites by fluid migration through shear zones // Earth Planet. Sci. Lett. 1987. V. 81. P.221–232.
Bogdanova S.V., Pashkevich I.K., Gorbatschev R., Orlyuk M.I. Riphean rifting and major Palaeoproterozoic crustal boundaries in the basement of the East European Craton: geology and geophysics // Tectonophysics. 1996. V. 268. P.1–21.
Burov E.B., Diament M. The effective elastic thickness (Te) of the continental lithosphere: What does it really mean? // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P.3095–3927.
Cloetingh S., Willett S.D. TOPO-EUROPE: Understanding of the coupling between the deep Earth and continental topography // Tectonophysics. 2013. V. 602. P.1–14.
Flament N., Gurnis M., Müller R.D. A review of observations and models of dynamic topography // Lithosphere. 2013. V. 5, N 2. P.189–210. doi: 10.1130/L245.
Johnston A.C., Schweig E.S. The Enigma of the New Madrid Earthquakes of 1811–1812 // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1996. V. 24. P.339–384.
Kostyuchenko S.L., Egorkin A.V., Solodilov L.N. Structure and genetic mechanisms of the Precambrian rifts of the East-European Platform in Russia by integrated study of seismic, gravity, and magnetic data // Tectonophysics. 1999. V. 313. P.9–28.
Lekić V., Romanowitz B. Inferring upper-mantle structure by full waveform tomography with the spectral element method // Geophys. J. Int. 2011. V. 185. P.799–831. doi: 10.1111/j.1365-246X. 2011.04969.x.
Massonne H.-J., Willner A.P., Gerya T. Densities of metapelitic rocks at high to ultrahigh pressure conditions: what are the geodynamic consequences? // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. V. 256. P.12–27.
Nyabeze P., Saeze H., Yibas B., Tekere M., Tshibalo A.E., Venter J.S., Olivier J., Jonker C.Z., Sekiba M., Motlakeng T. The Geological and Biological Hot Spring Scene in South Africa // Optimal Utilization of Thermal Springs in South Africa. Water Research Commission / Eds. Jana Olivier, Nelia Jonker. 2013. P.15–35.
O’Reilly S.Y., Griffin W.L. Imaging global chemical and thermal heterogeneity in the subcontinental lithospheric mantle with garnets and xenoliths: Geophysical implications // Tectonophysics. 2006. V. 416. P.289–309.
Partridge T.C., Maud R.P. Geomorphic evolution of southern Africa since the Mesozoic // S. Afr. J. Geol. 1987. V. 90. P.179–208.
Schaeffer A.J., Lebedev S. Global shear speed structure of the upper mantle and transition zone // Geophys. J. Int. 2013. V. 194. P.417–449.
Semprich J., Simon N.S.C., Podladchikov Yu.Yu. Density variations in the thickened crust as a function of pressure, temperature, and composition // Int. J. Earth Sci. 2019. V. 99. P.1487–1510. DOI: 10.1007/ s00531-010-0557-7.
Spear F.S. Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time paths. Miner. Soc. Amer. Monograph. Washington DC, 1993. 799 p.
Summerfield M.A. Geomorphology and Global Tectonics. N.Y.: Wiley, 2000. 386 p.
Vinnik L., Oreshin S., Makeyeva L., Dündar S. Fluid-filled porosity of magmatic underplates from joint inversion of P and S receiver functions // Geophys. Res. Abstr. 2017. V. 19. EGU2017-4039.
Vinnik L.P., Reigber C., Aleshin I.M., Kosarev G.L., Kaban M.K., Oreshin S.I., Roecker S.W. Receiver function tomography of the central Tien Shan // Earth Planet. Sci. Lett. 2004. V. 225. P.131–146.