Введение
Актуальность темы.
Окраинные моря и островные дуги составляют главные элементы переходной зоны от Тихого океана к континентальному обрамлению и характеризуются особым геодинамическим режимом - режимом активных окраин. Изучение причин, механизмов и разнообразия типов активного взаимодействия двух разнородных тектоносфер -океанической и континентальной - имеет длительную историю, однако до сих пор остается одной из ключевых проблем в геолого-геофизических и геодинамических исследованиях, поскольку открывает путь к решению проблемы происхождения и развития окраинных морей. Среди последних Филиппинское море занимает особое место: это наиболее крупный краевой бассейн, окруженный со всех сторон активными островными дугами и глубоководными желобами. На востоке его ограничивают островодужные системы Идзу-Бонинская и Марианская, на севере - островная дута Рюкю, а на северо-западе он примыкает к области древней литосферы Азиатского континента.
Островодужная система Рюкю, район островов Тайвань и Лусон рассматриваются в качестве зоны конвергентного взаимодействия литосферной плиты Филиппинского моря с континентальной окраиной Азии. В этой зоне сконцентрированы тектонические и магматогенные процессы, носящие порой катастрофический характер. В силу этого указанный район является одним из важнейших и привлекательных объектов для изучения процессов конвергентного сочленения океанической и континентальной тектоносфер. Его исследованию посвящено большое количество работ, однако, несмотря на достаточно хорошую изученность, многие аспекты его глубинного строения и природы геодинамических событий еще во многом не ясны.
Анализ геолого-геофизических работ, выполнявшихся здесь ранее, показал, что в указанном комплексе недостаточно использованы возможности гравиметрии. Как известно, гравитационное моделирование, выявление плотяостных неоднородностей и на этой основе - расчет современного напряженно-деформированного состояния литосферы может внести заметный вклад в познание рассматриваемого района. Результаты таких исследований могут иметь не только фундаментальное, но и прикладное значение, поскольку в рассматриваемой зоне и непосредственной близости от нее располагаются известные нефтегазоносные районы, имеющие существенное значение для экономики ближайших стран Азии. Вышеизложенное определяет актуальность предпринятых исследований.
5
Настоящая работа посвящена структурно-плотностному моделированию и изучению напряженно-деформированного состояния коры и литосферы в зоне конвергенции плиты Филиппинского моря с окраиной Азиатского континента в районе острова Тайвань. В морфоструктурном плане этот район включает западную часть Западно-Филиппинской котловины, юго-западную оконечность островодужной системы Рюкю и северную оконечность Лусон-Тайваньской островной дуги (рис. 1,2).
По современным представлениям Филиппинская плита в зоне островной дуги Рюкю претерпевает субдукцию, а в районе о-ва Тайвань происходит ее коллизия с материковой литосферой. Кроме этого, на юго-западе рассматриваемого района происходит также коллизия с материком островной дуги Лусон. В целом, по характеру протекающих здесь процессов данный район является одним из активнейших и сложных тектонических узлов планеты.
Выполненная работа базировалась на следующих теоретических и методологических предпосылках. Зона сочленения Филиппинской плиты с окраиной континента, независимо от какой-либо концептуальной позиции, объективно является устойчивой системой конвергентного сочленения океанской и континентальной литосферы. Формирование и эволюция данной системы должна приводить к ее существенной плотностной неоднородности. Гравитационные силы, которые возникают при неоднородном распределении масс, помимо других геотектонических факторов, могут создавать значительный вклад в напряженное состояние среды и, как следствие, существенно влиять на формирование геолого-структурной обстановки. В условиях активных геодинамических процессов возможно нарушение изостатического равновесия и усиление гравитационной неустойчивости в тектоносфере. В результате этого должны возникать дополнительные источники напряжений и их соответствующая реализация. С этой позиции исследования должны разделяться на два этапа, на первом из них необходимо выполнить структурно-плотностное моделирование на базе инструментальных гравиметрических данных и другой геолого-геофизической информации, а затем - рассчитать напряженно-деформированное состояние геологической среды. В последнем случае решается прямая задача математической физики с объемными силами, вызванными плотностными неоднородностями.
Цель исследований. Изучение глубинной структуры коры и подкоровой литосферы, выявление особенностей и закономерностей плотностной дифференциации указанной среды, оценка вклада в современное геодинамическое состояние района выделенных плотностных неоднородностей литосферы.
6
Задачи исследований. Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Построение структурно-плотностных моделей земной коры и подкоровой литосферы, на основе гравитационного моделирования, по профилям, пересекающим зону сочленения Филиппинской плиты с окраиной континента в области островодужных систем Рюкю и Лусон; исследование особенностей структурно-плотностной дифференциации изучаемой зоны.
2. Расчет полей напряжений и оценка вклада в современное геодинамическое состояние района плотностных неоднородностей, вьщеленных по результатам структурно-плотностного моделирования.
3. Выявление основных закономерностей распределения структурно-плотностных неоднородностей и напряжений в литосфере изучаемой зоны, интерпретация полученных результатов.
Защищаемые положения:
1. Установлена структурно-плотностная дифференциация литосферы в притайваньской зоне сочленения плиты Филиппинского моря с окраиной Азиатского континента. По различию средних плотностей и особенностям латерального распределения плотностных неоднородностей в коре и мантии выделены три типа литосферных блоков: океанический, островодужный и окраинно-континентальный.
2. По геодинамическим параметрам также выявлено деление литосферы изучаемой зоны на океанический, островодужный и окраинно-континетальный блоки. На этой основе показано, что структурно-плотностные неоднородности литосферы являются одним из источников геодинамических напряжений, деформаций и перемещения масс в указанной среде.
3. Область окраинно-континентального блока, прилегающая к островодужной системе, характеризуется разуплотнением литосферы на всю ее мощность. Существование такой зоны связывается с деструктивным характером процессов, протекающих в тылу островной дуги.
4. По результатам гравитационного и геодинамического моделирования Рюкю-Тайваньская зона сочленения Филиппинской плиты с окраиной континента, к западу и востоку от подводного хребта Гагуа, имеет различные структурно-плотностные и геодинамические характеристики. Предполагается, что хребет Гагуа является звеном трансструктурного тектоно-магматического линеамента, протягивающегося вдоль 123° в.д., сыгравшего существенную роль в развитии местных геодинамических процессов и формировании структурного плана изучаемого района.
7 Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
1. Впервые построены детальные структурно-плотностные модели литосферы по серии профилей, пересекающих зону сочленения плиты Филиппинского моря с окраиной континента в пределах островодужных систем Рюкю и Лусон-Тайвань, которые являются основой для различных геологических, геодинамических и тектонических построений.
2. Установлена плотностная латеральная дифференциация литосферы. По различию структурно-плотностных и геодинамических характеристик выделены три типа литосферных блоков: океанический, островодужный и окраинно-континентальный.
3. Область окраинно-континентального блока, прилегающая к островодужной системе, характеризуется разуплотнением литосферы на всю ее мощность. Это может свидетельствовать о деструктивном характере протекающих здесь процессов и отсутствии прямой передачи сдавливающих динамических усилий со стороны океанической плиты Филиппинского моря.
4. По результатам гравитационного и геодинамического моделирования Рюкю-Тайваньская зона сочленения Филиппинской плиты с окраиной континента, к западу и востоку от подводного хребта Гагуа, имеет различные структурно-плотностные и геодинамические характеристики. Предполагается, что хребет Гагуа является звеном трансструктурного тектоно-магматического линеамента, протягивающегося вдоль 123° в.д., сыгравшего существенную роль в развитии местных геодинамических процессов и формировании структурного плана изучаемого района.
5. Выполнены расчеты внутренних напряжений и движений вещества литосферы, обусловленных установленными плотностными неоднородностями. Показано, что объемные силы, создаваемые собственными плотностными неоднородностями литосферы, вносят значимый вклад в ее современное геодинамическое состояние.
Практическая значимость работы. Результаты выполненных исследований могут иметь не только фундаментальное, но и прикладное значение. Реализованная в работе методика структурно-плотностного моделирования в совокупности с оценкой плотностной дифференциации литосферы как одного из источников ее геодинамического состояния может быть использована при изучении глубинного строения рудных и нефтегазовых месторождений, исследовании сейсмоактивных районов и других задач, связанных с прогнозом геодинамических событий и минерально-сырьевой базы различных регионов. Вблизи выделенных по результатам плотностного моделирования сквозных зон пониженной плотности в пределах окраинно-континентального блока располагаются известные месторождения нефти и газа.
8
Исходные материалы и личный вклад автора. В работе использованы геофизические данные, полученные ТОЙ ДВО РАН в притайваньском районе Филиппинского, Восточно - Китайского и Южно-Китайского морей в экспедициях на НИС «Академик А. Несмеянов» (1989 г.) и «Профессор Гагаринский» (1993-1994 г.г.). Комплекс исследований включил непрерывное сейсмическое профилирование (НСП), гравиметрию и магнитометрию. Автор настоящей работы принимала участие в измерениях, а также в обработке и интерпретации полученных гравиметрических и магнитометрических данных. В работе использованы многочисленные опубликованные данные российских и зарубежных авторов, в частности, результаты сейсмических работ, представленных в работе (Wang K.T. et al., 2001). Обработка, анализ и интерпретация результатов моделирования выполнены автором самостоятельно. Структурно-плотностное моделирование коры и подкоровой литосферы выполнено с использованием программ, разработанных в лаборатории гравиметрии ТОЙ ДВО РАН (Т.Н. Колпащикова) и лаборатории региональной геологии и геофизики ИТиГ ДВО РАН (к.г.-м.н. В.Я. Подгорный). Расчет напряженно-деформированного состояния коры и верхней мантии выполнен д. г.-м.н. Л.А. Масловым (ВЦ ДВО РАН) в системе MAPLE по программам, разработанным им лично и Д.А. Сырниковым.
Апробация работы и публикации. Результаты выполненной работы докладывались на двух международных конференциях: "New Concepts in Global Tectonics", Otero Junior College, La Junta, Colorado, May 5-11, 2002, США и IUGG-2003 (International Union of Geodesy and Geophysics), Саппоро, Япония; на IV Косыгинских чтениях: "Тектоника, глубинное строение и геодинамика востока Азии", г. Хабаровск, 2003; на конференции "Закономерности строения и эволюции геосфер", г. Хабаровск 2003; на семинарах лаборатории математического моделирования в геологии и геофизике и ученого совета ВЦ ДВО РАН г. Хабаровск, на заседании ученого совета ИТИГ ДВО РАН г. Хабаровск и отдела геологии и геофизики ТОЙ ДВО РАН.
По теме исследований опубликовано 12 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из Введения, трех глав и Заключения, содержит 107 страниц текста, 38 рисунков, список литературы из 182 наименований. Работа выполнена в лаборатории гравиметрии ТОЙ ДВО РАН под руководством д.г.-м.н. Кулинича Р.Г. и лаборатории математического моделирования в геологии и геофизике ВЦ ДВО РАН под руководством д.г.-м.н. Маслова Л.А. Автор благодарен сотрудникам лаборатории гравиметрии, магнитометрии и сейсмометрии ТОЙ ДВО РАН: Т.Н. Колпащиковой, СМ. Николаеву, Б.Я. Карпу, М. Валитову, П. Зимину, вместе с которыми прошла школу морской геофизики, и которые оказывали большую
9
помощь в процессе сбора, обработки и интерпретации геолого-геофизической информации. Положительному завершению работы автор обязана творческим и деловым контактам и просто дружескому отношению большого числа геофизиков, геологов и других специалистов. Большую поддержку оказал чл.-корр. СИ. Смагин. Выражаю искреннюю благодарность к. г.-м. н. В. Я. Подгорному, оказавшему существенную помощь в процессе плотностного моделирования и анализа полученных результатов. Большой вклад в осознание геологических и тектонических проблем исследуемого региона, а также истолкование полученных результатов внес д.г.-м. н. В.Г. Варнавский.
10
Глава 1 Геолого-геофизическая характеристика района исследования
1.1. Общие сведения
Среди морей западной окраины Тихого океана Филиппинское море занимает особое место - это наиболее крупный краевой бассейн, глубина которого сопоставима с глубинами океанического ложа. По периферии море окаймлено активными островными системами: с севера и запада - Японской, Рюкю (Нансей), Лусон-Тайвань и Филиппинской. Со стороны Филиппинского бассейна вдоль этих архипелагов протягиваются глубоководные желоба и троги: Филиппинский, Рюкю, Нанкай. На востоке и юге котловина ограничена сопряженными системами дуга-желоб: Идзу-Бонинской, Волкано, Марианской, Яп, Палау (см. рис.1). Внутренняя часть моря подразделяется на ряд сравнительно обширных котловин, разделенных узкими протяженными хребтами. Максимальные глубины дна приурочены к западной части моря. Наиболее крупными котловинами являются: Западно-Филиппинская, Амами, Нампо, Сикоку, Паресе-Вела. Положительные подводные структуры, разграничивающие бассейны, образуют систему хребтов и возвышенностей. Самым протяженным является подводный хребет Кюсю-Палау, проходящий через центральную часть моря в субмеридиональном направлении от японского острова Кюсю на севере до архипелага Палау на юге и отделяющий Западно-Филиппинскую котловину от остальной акватории Филиппинского моря.
Первая попытка понять общие закономерности геологического строения этого региона была предпринята Хессом (Hess, 1948). Установленные им особенности главных структурных элементов дна сразу же привлекли внимание, и в последующие годы регион усиленно изучался учеными разных стран.
Современные представления о строении Филиппинского моря и его островодужного обрамления сформированы в результате исследований этого региона в последние 20-30 лет. Основной вклад в развитие теоретических моделей формирования и эволюции Филиппинского моря внесли Д. Кариг (1971, 1973,1975 и др.), С. Уеда (1986, 1972 и др.), Ц. Бен-Аврахам (1972, 1973, 1978), К. Мрозовски (1979, 1982), Д.Хейес (1984), Т. Хилде (1976, 1984), Сено Т. и Маруяма С. (1977, 1984,1993), X. Токуяма (1986, 1995) и многие другие. В основе исследований указанных авторов использовалась теоретическая основа концепции тектоники литосферных плит.
11
10
140
150
Йосточно-Йитаиское'"<у 'море
120
150
Условные обозначения
а о к 1
-\2)~ т
г
2
3
4
5
6
EZZ 7
Рис.1 Структурное районирование дна Филиппинского моря
(составлена по А.Я.Шараськину 1984 с добавлениями автора )
Условные обозначения:
1- бассейны с корой океанического типа (а-на западе Тихого океана, б-в пределах
Филиппинского моря, в-в пределах Южно-Китайского моря, г-в пределах
Каролинской плиты). Цифрами в кружочках обозначены бассейны и котловины:
I-Западно-Филиппинский, 2-Сикоку, З-Паресе-Вела, 4-Бонин, 5-Марианский,
6-Северо-Западная котловина Тихого океана, 7-Западно-Каролинский,
8-Восточно-Каролинский;
2-предполагаемые оси междугового епрединга. Цифрами в ромбах обозначены:
1-Центральный разлом , 2-Кинан, 3-разлом Яп-Паресе-Вела;
3-глубоководные желоба - границы конвергентных плит. Цифрами в квадратах
обозначены:
1-Идзу-Бонинский, 2- Марианский, З-Яп, 4-Палау, 5-Фшш1шинский,
6-Рюкю, 7-Нанкай, 8-Манильский;
4-активные островные дуги с цепями действующих вулканов:
1 -Идзу-Бонинская, 2-Волкано, З-Марианская, 4-вулканическая дуга Юго-Западной Японии,
5-Рюкю, 6-Филиппинская;
5-остаточные островные дуги. Цифрами в полукругах обозначены:
1 -Оки-Дайго, 2-Амами, З-Кюсю-Палау, 4-Западно-Марианская; 6-нрочие поднятия, их
структурные простирания: 1 -Гагуа, 2-Бенхам, З-Урданета, 4-Маркус, 5-Каролинское,
6-Эурипик.
7-бассейны с корой континентального типа.
Структуры условно оконтурены по изобате 2000м .
АВ, А1В1 ,А2В2 - линии исследуемых профилей.
12
Огромное значение для выяснения геологического строения дна Филиппинского моря имело глубоководное бурение. В экспедициях буровых судов "Glomar Challenger" и "Joides Resolution" в пределах акватории и расположенных на востоке островных дуг пробурено более 40 скважин.
Большой объем геологических исследований выполнен при драгировании в рейсах японских и отечественных ученых. В рамках японского Гео динамического проекта (GDP) проведено несколько экспедиций в северной части Филиппинского моря, результаты которых обобщены в 1985 г. в работе: "Geology of the Northern Philippine Sea. Geological Results of the GDP Cruises of Japan"(Geology...l985).
Регулярные геолого-геофизические исследования Филиппинского моря до конца 80-х годов прошлого столетия проводились и институтами Дальневосточного Отделения АН СССР (в настоящее время ДВО РАН) на НИС "Первенец", "Пегас", "Каллисто", "Академик Александр Виноградов", "Академик Александр Несмеянов", "Профессор Богоров", "Профессор Гагаринский", «Морской геофизик», «Вулканолог» и др. Большой объем драгирования подводных склонов возвышенностей, зон глубинных разломов дна Филиппинского моря и глубоководных желобов, позволил детально изучить строение подводных морфоструктур и состав магматических, метаморфических и осадочных пород (Евланов 2000). В этом направлении значительный вклад внесли: Васильев Б.И., Пущин И.К., Евланов Ю.Б., Сьедин В.Т., Свининников А.И., Леликов Е.П., Маляренко А.Н., Обжиров А.И. (ТОЙ), Щека С.А., Высоцкий СВ., Тарарин И.А. (ДВГИ). Вопросы рельефа дна и морфотектоники изучались Сваричевским А.С. и Мельниченко Ю. И. (ТОЙ). Проблемы биостратиграфии этого региона исследуются Точилиной СВ. (ТОЙ). Геофизические исследования в разное время выполняли Кулинич Р.Г. и Карп Б.Я. (ТОЙ). Результаты перечисленных исследований обобщены в совместной российско-японской монографии "Geology and Geophysics of the Philippine Sea " (Tokuyama Т., Shcheka S., Isezaki N. et al., 1995. TERRAPUB, Tokyo).
В 1980 г. были опубликованы результаты 17-го рейса НИС "Дмитрий Менделеев" с подробным описанием офиолитовых и вулканических комплексов южной части хребта Кюсю-Палау и желоба Яп (Геология дна Филиппинского моря, 1980).
В 1991 г. были опубликованы результаты исследований, выполненных советскими, японскими и китайскими учеными по международному проекту "Геотраверс". Геотраверс протяженностью 5500 км проходит через Северо-Китайскую равнину, Восточно-Китайское море, островную дугу Рюкю, Филиппинское море, Марианскую островную дугу, Восточно-Марианскую котловину Тихого океана.
13
Несмотря на достаточно высокую степень изученности, это море до сих пор остается одним из самых популярных объектов изучения. Среди многочисленных исследователей нет общего мнения относительно механизма возникновения и эволюции его внутренних бассейнов. Что касается происхождения и развития Филиппинского моря в целом, то среди исследователей превалирует общий теоретический и методологический фундамент, разработанный в рамках концепции тектоники литосферных плит. Многие рассматривают данный бассейн, как часть океана, изолированную от основной его акватории перечисленными выше островными дугами.
1.2. Геологическая характеристика основных морфоструктур района исследований
1.2.1. Западно-Филиппинская котловина
Как сказано выше, район исследований располагается в пределах Западно-Филиппинской котловины. Ниже приводятся основные характеристики геологического строения этого района.
Западно-Филиппинская котловина является наиболее крупным подразделением Филиппинского моря, ограниченным на севере хребтом Оки-Дайто, на западе островодужными системами Рюкю и Филиппинской, на востоке - хребтом Кюсю-Палау, на юге - хребтом Палау (см. рис.1). Котловина характеризуется максимальными для этого моря глубинами, на отдельных участках превышающими 6000 м. В ее пределах выделяется несколько крупных морфоструктур: поднятие Бенхам, плато Урданета, хребты Лапу-Лапу и Гагуа, а также линейная зона Центрального разлома (Шараськин А.Я. 1984).
По мнению многих исследователей, большая часть котловины сформировалась в эоцене. Сведений о более древних образованиях немного. На северо-западном окончании Центрального разлома скважиной 293 (ODP) на глубине около 6 км под плиоценовыми турбидитами вскрыты брекчии толеитовых базальтов и габбро, измененные до низких степеней амфиболитовой фации. Возраст этих образований не установлен, но по аналогии с офиолитовым комплексом Замбалес на о-ве Лусон условно принимается ранне-среднеэоценовым. В зоне того же разлома в 3-м рейсе НИС "Академик Виноградов" драгированы породы офиолитовой ассоциации, магнезиальные и магнезиально-железистые пиллоу-базальты, плагиоклазовые базальты (Щека и др., 1986). Позднее здесь же в небольшом количестве были драгированы долерито-базальты (Ханчук и др. 1987). Базальты вскрыты и в основании скв. 447 глубоководного бурения. Эта 183-метровая
14
толща чередующихся базальтовых потоков и пиллоу-лав близка по составу к базальтам срединно-океанических хребтов.
По результатам сейсмических исследований (Watts et al.,1977; Hotta, 1970; Ludwig et al., 1973; Murauchi, 1979, Sclater et al., 1976) кора Западно-Филиппинской котловины относится к океаническому типу, более того, ее мощность (не превышающая 6 км) существенно меньше средней мощности коры северо-западного сектора Тихого океана, которая равна 7.5 км. Несмотря на многочисленные, ранее проведенные работы, многие вопросы возраста и механизма образования котловины и ее отдельных морфоструктур, до сих пор остаются неясными.
1.2.1.1. Подводный хребет Гагу а
Хребет Гагуа располагается в западной половине Западно-Филиппинской котловины и представляет собой линейную морфоструктуру, вытянутую вдоль меридиана 123° в.д. примерно от 20°30' с.ш. на юге до желоба Рюкю на севере (см рис. 2, 3). Вещественный состав, возраст и происхождение хребта изучены недостаточно. Известно лишь, что драгированные с поверхности хребта породы входят в известково-щелочной ряд (Lewis and Hayes, 1987).
К. Бовин ранее высказывал мнение, что хребет Гагуа является останцем ранее существовавшей осевой зоны спрединга. Это заключение было сделано на основании идентификации линейных магнитных аномалий в одноименной небольшой котловине, примыкающей с запада к рассматриваемому хребту (Bowin et al., 1978). Позднее К. Мрозовский с соавторами пришел к заключению, что в небольшом бассейне, каким является котловина Гагуа, трудно выделить линейные магнитные аномалии, связанные со спредингом дна. Они предположили, что хребет Гагуа является тектонически взброшенной пластиной океанической коры подобно тем хребтам, которые ограничивают некоторые крупные зоны разломов (Mrozowsky et al., 1982). Кулинич Р.Г. на основе интерпретации гравиметрических данных сделал вывод о том, что хребет Гагуа является результатом тектонического скучивания океанической коры и ограничивает с востока зону активных коровых деформаций, вызванных коллизией в районе о-ва Тайвань (Кагр et al, 1997). Как видно, последний вывод в целом согласуется с точкой зрения К. Мрозовского, расширяя и уточняя ее.
1.2.1.2. Котловина Гагуа.
Между западным склоном хребта Гагуа и Северо-Лусонским хребтом на востоке располагается небольшая, но достаточно глубокая одноименная котловина (глубины дна
15
достигают 4500 м) (см рис 2,3). По сейсмическим данным она подстилается корой океанического типа (Lewis S.D. & Hayes D.E., 1987). Осадочный слой котловины представлен в основном турбидитами, накопление которых, по мнению Б.Я. Карпа, происходило в течение двух циклов - в позднем плиоцене - раннем плейстоцене и в позднем миоцене (Кагр et al, 1997). Возникновение этой морфоструктуры не вполне ясно, однако, можно предполагать, что она является лишь частью общей Западно-Филиппинской котловины, отгороженной хребтом Гагуа.
1.2.2. Островодужная система Рюкю
В эту систему входит собственно островная гряда (архипелаг) Рюкю, желоб Рюкю и формирующийся задуговой бассейн - трог Окинава. Указанная система протягивается от о-ва Кюсю в юго-западном направлении почти до о-ва Тайвань (см. рис. 1). На меридиане 123° в. д. наблюдается излом в простирании островодужной системы. Здесь ее простирание меняется на близширотное и даже запад-северо-западное. При этом, меняются и некоторые морфологические характеристики отдельных элементов этой системы, о чем будет сказано ниже. Западнее указанного меридиана, вплоть до о-ва Тайвань, располагается наиболее активный сейсмотектонический участок зоны сочленения Филиппинской плиты с окраиной континента. Этот район характеризуется самой высокой в пределах островодужного обрамления Филиппинской плиты сейсмичностью и очень сложной разломной тектоникой.
Рассмотрим краткую геологическую характеристику каждого из указанных морфоструктурных элементов данной островодужной системы.
1.2.2.1. Желоб Рюкю
Переход от Западно-Филиппинской котловины к островодужной системе фиксируется желобом Рюкю. Таким образом, он является фронтальной зоной сочленения океанской плиты с континентом. Как известно, желоб составляет единую с островной дугой тектонопару, имеет с ней единое простирание, однако ему присущи свои особенности пространственного расположения и строения. Желоб простирается в юго-западном направлении от хребта Кюсю-Палау, где он сочленяется с желобом Нанкай, до о-ва Тайвань, вблизи которого он и вырождается. Общая длина желоба - около 1200 км при средней ширине 60 км. Его средняя глубина составляет 6000 м, максимальная - 7800 м.
По современным представлениям желоб Рюкю, как и другие подобные морфоструктуры, является внешним проявлением субдукции океанской плиты под
26*00'-
25*30'-
25*00'-
24*30'-
24-00'-
23*30'-
23*00'-
22*3 О1'
22*00'-
21*30'-
21*00'-
п ¦
Восточно-Китайское море
• А2Ч
119 30
120"0О' 120*3() 121*00'
121 30
122"00' 122*30' 123*00' 123*30'
Рис. 2 Предварительная неотектоническая карта Тайваня и прилегающей территории. (По Deffontaines et al. 2001)
Условные обозначения
I- Прибрежная дренажная система;2- Наземная дренажная система;3- Изобаты;
4- Разломы со смещением; 5- Разломы; 6- Надвиги;7- Нормальные разломы;
8- Активные разломы со смещением; 9- Активные разломы;10- Активные надвиги;
11 -Активные нормальные разломы; 12 - Активные антиклинали; 13- Активные синклинали;
14 - Береговые Четвертичные аллювиальные отложения; 15- Бассейны;16- Четвертичные
равнинные террасы;17- Плейстоценовые конгломераты Тоукошан;18 - Плиоценовые песчаники и сланцы;19- Плейстоценовые рифовые известняки; 20- Плио-плейстоценовый
флиш Такангкоу-Пэливан;21- Меланжи Личи и Кентин;22- Миоценовые андезиты Тулуаншан и сопряженные осадки; 23- Третичные рассланцованные известняки хре&та Хсюешан;24- Донеогеновые сланцы;25- Мраморы Тананао;26- Гнейсы Танано; 27- Неогеновые песчаниковые сланцы предгорий; 28: Неогеновые сланцы-известняки хребта Бэкбоун;29- Вулкан Татун, четвертичные андезиты;30- Подводный вулканизм.
AD, А1 DI, A2B2 - линии исследуемых профилей
17
островную дугу и континент, а субдукция, как процесс, является определяющим фактором геологической эволюции данного района. Выделяемая здесь зона Беньофа, погружается на северо-запад и многими исследователями отождествляется с
погружающейся океанической плитой (Katsumata and Sykes, 1969 и др.). Вдоль нее сконцентрирована основная часть гипоцентров землетрясений изучаемого района.
Желоб довольно хорошо изучен геофизическими методами благодаря международному сотрудничеству. Здесь были проведены экспедиции геологической службы Японии (1975, 1982 и др.), а также экспедиции в рамках совместного франко -японского проекта "Динамика и эволюция литосферы" (1984, 1986 г.г.) и др. В 1989 г. ТОЙ ДВО РАН выполнил в притайваньском районе профильные геофизические работы на НИС «Академик А. Несмеянов» (Р.Г. Кулинич, И.К. Пущин, 1989). В указанной экспедиции были сделаны гравиметрические наблюдения вдоль двух профилей, один из которых (субмеридиональный) пересек островодужную систему Рюкю в ее юго-западном окончании, а второй (субширотный) был проложен вкрест простирания хр. Гагуа и островной дуги Лусон с выходом в Южно-Китайское море. В период 1993-1994 г.г. этот же институт совместно с Национальным Тайваньским Океанологическим Университетом (г. Килунг) здесь же выполнил площадные геофизические работы на НИС «Профессор Гагаринский» (Б.Я. Карп). В состав указанных работ вошли НСП, гравиметрия и магнитометрия.
Строение желоба и особенно его внутреннего (островодужного) склона связано со строением прилегающей островной гряды. Вся система дуга-желоб делится на три сегмента (Konishi, 1965) - северо-восточный, центральный и юго-западный, разделенные каналом Токара и депрессией Мияко (указанные структуры располагаются севернее исследуемой территории). Сегменты существенно различаются составом и строением досреднемиоценового фундамента, количеством вулканов, морфологией преддуговых зон, углом наклона погружающейся Филиппинской плиты, стадиями эволюции задугового трога Окинава.
В северной части желоба - в пределах его внутреннего склона, развита система грабенов, некомпенсированных осадконакоплением. Здесь, в основании островодужного склона выделяются предцуговые бассейны, одним из которых является бассейн Нанао, и предполагается существование аккреционной призмы (Lalleman et al., 1997, 1999; и др.)
В юго-западной части желоб Рюкю заметно меняет свое простирание с юго-западного на западное и северо-западное (см. рис. 2, 3). Внутренний склон желоба -крутой, сложен верхнепалеозойско-мезозойскими образованиями, а внешний, довольно пологий, сложен эоценовыми базальтами Филиппинской плиты. Помимо вышеуказанных

 Часть из работы     Получить работу