Terränganalys ( terraneologi , terrantektonik, begreppet terrancollage ) är en del av plattektoniken som studerar strukturen och historien för utvecklingen av vikta bälten . Ur denna teoris synvinkel, inom vikbälten, kan separata block urskiljas - terraner , som har en individuell historia. Terränganalys består av en uppsättning specifika metoder för att studera dessa extremt komplexa delar av jordskorpan.
Innehållet i terränganalys består i att identifiera terräng, bestämma arten av deras gränser, studera och belysa de geodynamiska inställningarna för bildandet av terräng, deras geologiska historia, rörelsebana, sammanslagning, ackretion och samband med angränsande terräng.
Typiska uppgifter för terränganalys inkluderar:
Som regel är en terräng ett relativt litet område av jordskorpan och består av ett mer eller mindre homogent komplex av stenar. I det här fallet kan de vanliga metoderna för geodynamisk rekonstruktion, baserat på den komplexa användningen av olika metoder, inte tillämpas, och det är nödvändigt att extrahera maximal information från de tillgängliga formationerna.
Terränganalys är både en teori och en uppsättning metoder . Många forskare utgår från det faktum att i den vikta zonen[ okänd term ] allt i rad, vilket betyder att det inte är meningsfullt att peka ut separata block inom det.
Det faktum att block eller band av utveckling av stenar som skiljer sig kraftigt i sammansättning och ursprung ofta samexisterar i vikta bälten har länge varit känt. I den inhemska litteraturen identifierades sådana områden som strukturella-formationella (eller strukturella-facies) zoner. Strukturella formationszoner, enligt begreppen geosynklinal teori , separerades av djupa förkastningar , längs vilka betydande vertikala rörelser inträffar under lång tid. Således var det möjligt att förklara varför sandstenar i grunt vatten förekommer i en strukturell bildningszon, och mycket nära, i den angränsande zonen, djuphavskiselhaltiga avlagringar av nära ålder. Det antogs att det inte fanns några betydande horisontella förskjutningar.
Men eftersom data om regional geologi ackumulerades upplevde denna modell ökande svårigheter. Bland de många geologiska argumenten mot den fasta positionen för strukturella zoner bör det noteras studien av sammansättningen av klastiska avlagringar (konglomerat och sandsten) i angränsande zoner. Sådana observationer vittnade om att upp till en viss tid utvecklades de täta zonerna i den moderna strukturen helt isolerat. I exemplet ovan uppstår alltså omedelbart frågan varför rivning från en förhöjd sockel på vilken sandsten avsatts inte spädde ut den kondenserade kiselhaltiga sedimentationen. Å andra sidan överlappar senare geologiska händelser (magmatiska, sedimentära och tektoniska) ofta båda zonerna och ignorerar praktiskt taget de djupa förkastningarna som skiljer dem åt. Allvarliga invändningar uppstod från paleontologin: närliggande block hittades i vikta områden, i klipporna i samma ålder fanns faunakomplex som är karakteristiska för olika klimatzoner. Slutligen har den omfattande utvecklingen av paleomagnetiska studier visat att banorna för den skenbara magnetiska polrörelsen (APDP) skiljer sig åt för olika block. Således misslyckades försök att beskriva den tektoniska strukturen hos orogena bälten från fixistiska positioner.
Begreppet terraner och terraneologi i sig som en metod för regional tektonisk analys av orogena bälten utvecklades av amerikanska geologer, främst P. Coneyb, D. L. Jones och J. W. Monger, samtidigt som de studerade paleomagnetism och paleogeografi av de nordamerikanska Cordilleras och Alaska i slutet av 1970 -talet gg. Det är ingen slump att de första som skapade ett nytt koncept var amerikanerna, som hade mindre erfarenhet inom området regional geologi och geologisk kartläggning. Den nordamerikanska geologiska skolan hade inte sådana begrepp som en strukturell-formationszon och ett strukturellt materialkomplex (rysk skola) eller en isopisk zon (europeisk skola), vilket gjorde det svårt att skapa tektoniska kartor och en systematisk beskrivning av tektoniken. av stora regioner. Å andra sidan anammade de flesta amerikanska geologer snabbt plattektonik och var de första att tillämpa den på kontinental geologi. Som S. D. Sokolov noterade var uppkomsten av begreppet terrängcollage förknippat med behovet av att koppla samman de teoretiska begreppen plattektonik och regionalt geologiskt material.
Baserat på data om paleomagnetism och fördelningen av paleofauna, noterade P. Coneyb, D. L. Jones och J. V. Monger för första gången att en betydande del av Alaska och den kanadensiska Cordillera är "främmande" för den nordamerikanska kratonen , det vill säga den kunde transporteras tusentals kilometer söderifrån. På senare tid har paleomagnetiska data dykt upp som indikerar kenozoisk storskalig rörelse och snabb rotation av stora områden av den yttre oceaniska marginalen av Cordilleras. Geologer har samlat in, sammanfattat och analyserat en enorm mängd data om stratigrafi och paleontologi, särskilt om radiolarier, och har visat att det mesta av Cordillera, särskilt deras yttre västra marginal, är sammansatt av block och utbrytningsområden (terraner) som varierar i storlek från tiotals meter till tiotals kilometer och att deras utgångsläge i förhållande till varandra och till den nordamerikanska kratonen fortfarande är svårtolkad, även om det är möjligt för enskilda terräng. Många terräng är tydligt oceaniska till sin natur och består av fragment av öbågar, oceaniska höjningar och berg, undervattensryggar hämtade från Stilla havet . Andra terraner har äldre kontinentala baser och rörde sig norrut längs den kontinentala marginalen, liknande hur det långa och smala blocket (terran) Salinian nu rör sig norrut längs San Andreas-förkastningen .
Under lång tid var definitionen av termen "terrane" som en konsoliderad tektono-stratigrafisk geografisk enhet begränsad av tektoniska kontakter allmänt accepterad (Jones et al., 1983; Howell et al., 1985). Något senare, när begreppet terraner började användas som en metod för regional tektonisk analys av vikta zoner inom ramen för begreppet plattektonik, började geodynamiska kriterier inkluderas i begreppet ”terrane” (Plafker, 1990; Wheeler och McFeely, 1991; Parfenov, 1990; Parfenov et al., 1993; Parfenov et al., 1993; Zonenshain och Kuzmin, 1993; Parfenov et al., 1996; Nokleberg et al., 1994).
Ursprungligen användes terränganalys för relativt unga accretionära orogener i Stillahavsringen (Cordillera, Alaska, nordöstra Sovjetunionen), med ackumulering av data om regional geologi och paleomagnetiska data, började den användas för kollisionsorogener, inklusive forntida sådana (för till exempel den vikta regionen Altai-Sayan). På grundval av terrängektonik publicerades kartor över den västra delen av Paleoasiatiska oceanen (Berzin et al. 1994), Nord- och Centralasien (Parfenov 1998) och andra.
Nyligen har det skett en universalisering av metoden, cirkeln av objekt för dess tillämpning växer ständigt. Till och med de tidiga prekambriska kratonkällarna betraktas i allt högre grad som forntida accretionär-kollisions-orogena zoner, på vilka begreppen terränganalys är tillämpliga.
Objekten för terrananalys, förutom själva terranerna, är de suturzoner som begränsar dem, såväl som de överlappande och länkande geologiska komplexen.
Förkastningar som begränsar terräng ( suturzoner, suturer ) kan ha olika kinematik (halka, överdrag, förkastningar) och geologisk struktur. De representeras av zoner av kataklas och mylonitisering , de innehåller ofta melanges, inklusive ofiolit. Ibland markerar suturzoner produkterna av högtrycksmetamorfism - blå skiffer och eklogiter. Överlappande och tvärbindande formationer bildas efter ackretion eller sammanläggning av terräng och gör det möjligt att bestämma den maximala åldersgränsen för dessa processer.
Överbeläggningen består av sedimentära, vulkaniska-sedimentära och sedimentära bergarter som ackumulerats efter terrängsammanslagning eller ackretion och stratigrafiskt ligger över två eller flera intilliggande terräng eller terräng och en kratonmarginal. Överliggande formationer inkluderar täckningar av forntida eller unga plattformar, melass av marginaler och tråg mellan berg, flysch-skikt av kontinentala marginaler, etc.
Tvärbindning är påträngande komplex och metamorfa bälten associerade med dem, som skär genom intilliggande terräng och kanten av kratonen. Plutoniska formationer kan vara genetiskt relaterade till överliggande vulkaniska bergarter (t.ex. granitoider från krita Okhotsk-Chukotka kontinentala vulkaniska bältet). Stygnformationer inkluderar också tektoniska sammanslagningar av suturzoner.
I den tektoniska utvecklingen av enskilda terräng eller deras grupper särskiljs följande huvudhändelser:
Vid terränganalys blir det nödvändigt att skilja mellan superterraner (sammansatta eller sammansatta terraner) och underjordiska.
Terraner klassificeras enligt formationens geodynamiska inställning, eller, om den inte är definierad, efter sammansättning. Terraner kan vara fragment av mikrokontinenter, ensialiska och ensimatiska öbågar och deras individuella element (accretion wedge, backarc eller forearc bassin), vulkaniska höjningar, havsberg, etc. Dessutom förskjutna, exotiska och mystiska terräng.
Terränganalys, som alla forskningstekniker, involverar en viss sekvens av operationer. Först och främst är det nödvändigt att känna igen själva terrängen och förstå att vi har att göra med en främmande formation som skiljer sig från närliggande komplex. Nästa steg är att kartlägga denna terräng, avgränsa dess gränser och förstå deras natur. Vidare, baserat på en omfattande studie av bergarterna som utgör terrängen (deras petrologi, geokemi, metamorfism, sedimentationsförhållanden, paleontologi, etc.), dras en slutsats om dess ursprung (främst om den geodynamiska miljön för dess bildning). När terrängens beskaffenhet bestäms klargörs tidpunkten för terranets anknytning till kontinenten och arten av processer efter ackretion. Terrängfästning är kollisionsartad och leder till deformationer. Därför, om materialsammansättningen i första hand studeras för att bestämma den geodynamiska miljön, övervägs först och främst deformationer och relationer med yngre bergarter för att studera ackretionsprocesser. Tidpunkten för fastsättning av blocket bestäms av överlappningen, alltid oformlig, av både klipporna i terrängen och intilliggande komplex av samma avlagringar; tidpunkten för avvikelse och överlappning kan anses vara tidpunkten för terrängfästning. Dessutom kan absoluta geokronologiska metoder användas för att datera syntektoniska mineral (till exempel lätt glimmer) från suturzonerna som avgränsar terrängen. I detta fall bör det beaktas att den tektoniska aktiviteten av blockgränser kan bestå under lång tid efter ackretion, eftersom terränger ofta rör sig avsevärda avstånd längs den konvergenta plattgränsen, genomgår kollisioner med andra terränger etc. Slutligen, det är nödvändigt för att fastställa var terrängen kom ifrån. Åtminstone två metoder, paleomagnetiska och paleoklimatiska, gör det möjligt att bestämma terrängens primära latitudinella position; av dessa bör paleomagnetiska företräde ges som verkligt kvantitativa. På tal om terrängrörelser bör vi inte glömma att vi inte talar om rörelsen eller anhopningen av en terräng i dess moderna form, utan vi menar en viss paleostruktur (öbåge, mikrokontinent, oceanisk platta) som denna terräng är ett fragment av. Resultaten av den genomförda terränganalysen presenteras på rums- och tidsdiagram.
Hittills är konceptet med ett terrängcollage allmänt erkänt, och terränganalys fungerar som en metodologisk grund för att studera den geodynamiska utvecklingen av nästan alla veckzoner (fortfarande exklusive de äldsta). Den disciplin som ligger närmast terränganalys är ackretionstektonik, som fungerar som den verkliga grunden för metoden. Terränganalys har framgångsrikt använts för regional metallogen analys. Som akademiker V.E. Khain och M.G. Lomize, som bedömer terranetektonikens roll: "Terranskonceptet har visat att rörligheten för jordskorpan och litosfären i framtida vikta bälten fortfarande är mycket högre än vad man tidigare trott, och att intensiv longitudinell rörelse av material äger rum i dessa bälten" ( Khain och Lomize, 1994, s. 304).
Metamorfa terränger med ultrahöga tryck kan tjäna som ytterligare ett exempel på att utöka utbudet av objekt för terränganalys. När i mitten av 1980 - 1990. i ett antal metamorfa komplex, huvudsakligen sammansatta av bergarter av den kontinentala jordskorpan - gnejs och skiffer, hittade ett index av ultrahögtrycksmetamorfosmineraler ( coesite och diamant ), visade det sig att UHPM (ultrahigh pressure metamorphism) komplex strikt motsvarar konceptet av terräng (tektoniska kontakter, regional storlek, egen utvecklingshistoria, etc.). Deras skillnader från närliggande geologiska komplex beror dock inte på rörelser längs jordklotets yta (i tvärgående eller längsgående riktning, i förhållande till de konvergerande gränserna för litosfäriska plattor), utan på sänkning längs subduktionszoner djupt in i manteln och stiger tillbaka. ( subduktion och uppgrävning). Därför kommer skillnaderna mellan de kombinerade terrängerna främst att bero på skillnaden i parametrarna för metamorfism (främst tryck). Sålunda visade sig den nämnda rörligheten hos litosfären också vara vertikal, och materialrörelsen i framtida vikta bälten har också en tredje dimension. För de flesta UHPM-terränger, till exempel för Kokchetav, har en kontrasterande karaktär av metamorfism etablerats, vilket gör det möjligt att dela upp den i ett antal underjordiska områden som skiljer sig huvudsakligen i tryck vid toppen av metamorfosen, det vill säga i djupet av sänkning i manteln. Kombinationen av underjordiska fält uppstår på grund av olika uppgrävningshastigheter av enskilda plattor (den ökar med djupet). I den geodynamiska analysen av UHPM används terraner som en indikator på den kontinentala subduktionsregimen.