ГИДРАТАЦИЯ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ И ТЕКТОНИКА ОКЕАНИЧЕСКОЙ КОРЫ

  • А. М. Городницкий Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Н. А. Шишкина Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2018.46(3).9
Ключевые слова: Тектоника, верхняя мантия, океаническая кора, гипербазиты, серпентинизация, срединные хребты, трансформные разломы, магнитное поле, поле силы тяжести, тепловой поток, магнитное моделирование, зоны субдукции, изостазия

Аннотация

Совместный анализ результатов геолого-геофизических исследований океанической литосферы и современных моделей теоретической геодинамики позволяет выделить три основных типа гидратации гипербазитов верхней мантии океанской водой с их последующей серпентинизацией. К первому типу относится фронтальная гидратация, билатеральная по отношению к осевым зонам срединных хребтов на их флангах по системе микротрещин, которая приводит к формированию в низах коры пластичного серпентинитового слоя мощностью около 2 км. Это приводит к образованию в зонах сжатия покровно-надвиговых структур. Второй тип связан с проникновением океанской воды в зонах растяжения по крупным сквозькоровым трещинам в верхнюю мантию, где серпентинизация лимитируется глубиной изотермы Хесса. В этом случае в бортах разломов формируются субвертикальные протрузии и силлы. Пониженная плотность серпентинитов стимулирует субвертикальный подъем вышележащих блоков коры. К третьему типу относится сложный процесс образования серпентинитов в зонах субдукции в пододвигающейся плите при гидратации океанской водой сверху и в надвигающейся плите в результате дегидратации снизу. Дегидратация пододвигающейся океанской плиты делает ее хрупкой и может стимулировать сильные землетрясения. Серпентинитовые образования имеют высокую намагниченность и вносят существенный вклад в аномальное магнитное поле в океанических областях.

Литература


  1. Астафурова Е.Г., Городницкий А.М., Лукьянов С.В., Мащенков С.П. Природа магнитных аномалий и строение океанической коры Срединно-Атлантического хребта и прилегающих котловин в пределах Канаро-Багамского геотраверса // Природа магнитных аномалий и строение океанической коры. М.: Изд-во ВНИРО, 1996. С. 171–202.

  2. Валяшко Г.М., Городницкий А.М., Лукьянов С.В., Попов Э.А. Зоны срединных хребтов и глубоководных океанических котловин // Петромагнитная модель литосферы. Киев: Наукова думка, 1994. С. 55–82.

  3. Гордин В.М., Городницкий А.М. Обобщенная петромагнитная модель литосферы. Киев: Наукова думка, 1994. С. 103–107.

  4. Городницкий А.М., Беляев И.И., Брусиловский Ю.В., Попов К.В., Щербаков В.П. Геомагнитные характеристики подводного хребта Горриндж (северная Атлантика) // Океанология. 1988. Т. 28. № 5. С. 814.

  5. Городницкий А.М., Беляев И.И., Филин А.М. Центральная котловина Индийского океана // Магнитное поле океана. М.: Наука, 1993. С. 156–165.

  6. Городницкий А.М. Строение океанской литосферы и формирование подводных гор. М.: Наука, 1985. 166 с.

  7. Городницкий А.М., Брусиловский Ю.В. Природа магнитных аномалий и строение океанической коры в зонах асейсмичных хребтов и внутриплитовых дислокаций // Природа магнитных аномалий и строение океанической коры. М.: Изд-во ВНИРО, 1996. С. 203–242.

  8. Городницкий А.М., Шишкина Н.А. Обобщенная петромагнитная модель океанской литосферы // Природа магнитных аномалий и строение океанической коры. М.: Изд- во ВНИРО, 1996. С. 243–252.

  9. Городницкий А.М., Федорова Т.П. Латеральные изменения аномалий силы тяжести в зоне САХ и процессы серпентинизации // Гравиметрические исследования Мирового океана. М.: Высшая школа. 1991. С. 15–20.

  10. Городницкий А.М., Брусиловский Ю.В., Иваненко А.Н., Попов К.В., Шишкина Н.А., Веклич И.А. Гидратация океанической литосферы и магнитное поле океана // Геофизические исследования. 2017. Т. 18. № 4. С. 32–49. DOI: 10.21455/gr2017.4-3.

  11. Городницкий А.М., Брусиловский Ю.В., Иваненко А.Н., Попов К.В., Шишкина Н.А. Природа магнитных аномалий в зонах субдукции // Физика Земли. 1917. № 5. С. 1–8.

  12. Зоненшайн Л.П., Кузмин М.И., Лисицын А.П. и др. Тектоника рифтовой долины САХ между 26 и 24°с.ш., свидетельства вертикальных перемещений // Геотектоника. 1989. № 4. С. 99–112.

  13. Линькова Т.И., Кашинцев Г.Л., Городницкий А.М., Райкевич М.И. Магнитные характеристики пород в разрезе океанической коры разлома Хизена // Океанология. 1982. Т 22. № 3. С. 446–453.

  14. Линькова Т.И., Райкевич М.И. Палеомагнитные исследования коренных пород западной части Тихого океана. Магадан: СВКНИИ ДВО АН СССР, 1989. 41 с.

  15. Лобковский Л.И. Геодинамика зон спрединга, субдукции и двухъярусная тектоника плит. М.: Наука, 1988. 230 с.

  16. Магнитное поле океана. М.: Наука, 1993. 298 с.

  17. Назарова Е.А., Городницкий А.М. Магнитные характеристики глубинных слоев океанической коры и структура аномального магнитного поля океанов // Океанология. 1986. Т 26. № 3. С.446-450.

  18. Николаевский В.Н. Граница Мохоровича как предельная глубина хрупко-дилатансионного состояния горных пород // Докл. АНСССР. 1979. 249. № 4. С. 817–821.

  19. Blakely R., Brocher T., Wells R. Subduction-zone magnetic anomalies and implications for hydrated forearc mantle // Geology. 2005. No. 33. P. 445-448. DOI: f10.1130/G21447.

  20. Bostock M., Hyndman R., Rondenay S., Peacock S. An inverted continental Moho and serpentinization of the forearc mantle // Nature. 2002. Vol. 417(6888). P. 536-538.

  21. Fox P.J., Opdykte N.D. Geology of the oceanic Crust: magnetic properties of the oceanic rocks // J. Geophisic. Res. 1973. Vol. 78. No. 23. P. 5139-5154.

  22. Kirby, S., Engdahl E., Denlinge R. Intermediate-depth intraslab earthquakes and arc volcanism as physical expressions of crustal and uppermost mantle metamorphism in subducting slabs, in Subduction // Top to Bottom, edited by Bebout, G.E. et al. 1996. P. 195–214.

  23. Levis B.T.R. Evolution of oceanic crust, seismic velocities // Earth. Planet. Sci. 1978. P. 377–404.

  24. Maekawa H., Yamanoto K., Teruaki I., Ueno T., Osada Y. Serpentinite Sea mounts and Hydrated Mantle Wedge in the Izu-Bonin and Mariana Forearc Regions // Bull. Earthq., Res. Inst. Univ. Tokyo. 2001. Vol. 76. P. 355–366.

  25. Oleskevich D., Hyndman R., Wang K. The up dip and down dip limits to great subduction earthquakes: Thermal and structural models of Cascadia, south Alaska, SW Japan, and Chile // J. Geophys. Res. 1999. Vol. 104(B7). P. 14,965–14,991.

  26. Stokking L.B., Merrill D.L., Haston R.B., Ali J.R., Saboda K.L. Rock magnetic studies of serpentinite seamounts in the Mariana and Izu-Bonin regions // Proceedings of the Ocean Drilling Program. Scientific Results. 1992. Vol. 125. P. 561–579.

Опубликован
2018-12-26
Выпуск
Том 46 № 3 (2018): Океанологические исследования
Раздел
Морская геология, геофизика и геохимия

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)