Палеотектонические реконструкции (стр. 2 из 3)

Если вектор углов столкновения плит расположен под углом к углу субдукции, то субдукция является косой, и здесь могут присутствовать сдвиговые разломы с возможными выступами растяжения, особенно, там, где имеются изменения простирания этих разломов. В целом эти разломы будут иметь простирание, почти параллельное вектору столкновения, и они секут островную дугу косо (под углом). Направление их миграции будет таким же, как направление скоса. Если угол субдукции находится справа относительно угла миграции, то направление движения будет правосторонним, и если он располагается слева, то направление движения будет левосторонним (рис. 4b). Ориентация структур растяжения может быть определена, как только будет известно направление миграции (рис. 5).

Там, где угол скоса (рис. 4с) большой, наклон зоны субдукции также будет большим. Сдвиговые разломы будут протягиваться параллельно островной дуге и могут перекрывать или простираться рядом с дугой, если имеется высокая степень сцепления между верхней и нижней плитами. К сожалению, только угол скоса может определяться для старых островных дуг. По нему можно лишь прийти к выводу о том, что имеется ли высокая вероятность параллельного наложения сдвиговых разломов, там, где угол скоса превышает 45°, но это не всегда присутствует в случае современных островных дуг. Это наиболее особый случай, когда происходило формирование больших депрессий тыловых дуг. Ситуация, где островная дуга и сдвиг накладываются или простираются параллельно дуге, наблюдается на Суматре, центральных Филиппинах, Колумбии и на юге Чили. Очевидно это очень благоприятная ситуация, поскольку пересечение разломов, которые могут иметь расширяющиеся выступы, и островные дуги максимально похожи (на примере Суматры; рис. 6).

При условии, что дуга является лишь частью верхней плиты, то частота встречаемости сдвигов вдоль дуг не является случайностью. Вулканический фронт имеет высокий тепловой поток и эти породы, ослабленные на глубине такими сдвигами, образуются преимущественно вдоль дуг (Jarrard, 1986). Следовательно, там, где имеются данные о высокой степени скоса (косого направления движения плиты к зоне субдукции), имеется очень высокий шанс, что сдвиги будут простираться вдоль островной дуги.

Также необходимо отметить, что не все гидротермальные системы находятся в выступах расширений разломов. Таким примером является Вулканическая Зона Таупо в Новой Зеландии. Образование сдвигов и формирование выступов растяжения происходят на востоке вулканической зоны, а не внутри неё. Рудная минерализация, открытая внутри Вулканической зоны Таупо, рассеяна и с низкими концентрациями в основном потому, что отсутствуют выступы растяжения. Следовательно, поскольку там, где имеется выступ растяжения в островной дуге, то имеется очень большая вероятность присутствия гидротермальной системы, но присутствие гидротермальной системы не обязательно означает наличие расширяющегося выступа.

5 Разломы и структуры

Землетрясения, формирующие зоны Беньофа-Вадати, которые являются на сегодняшний день тектоническими индикаторами субдукционных зон, образуют разрывы в опускающейся слябе (плите) и, следовательно, плохо наблюдаемые геологами. Сейсмические события могут продуцировать процессы, которые обеспечивают проницаемость гидротермальных систем, но они являются результатом взаимодействия тектонических плит, которые создают общую структуру, проявляемую в виде системы разломов и разрывов. Векторы миграции современных плит и более старые векторы, определяемые по магнитным картам морского дна, могут использоваться для оценки предпочтительной ориентации различных структур при разведке в очень молодых быстро поднимающихся районах (раздел 4).

В более древних районах, где векторы миграции плит не могут быть диагностированы, системы разломов и структур должны читаться непосредственно и определяться предпочтительная ориентация структур расширения. Это может требовать значительных исследований в региональном масштабе. Weinberg (1992) провёл такие исследования в западном Никарагуа (рис. 7).

При изучении горизонтов пород различного возраста были собраны данные, относящиеся к типу разломов и их ориентации, а также ориентации структур и складок. Типы и ориентация структур ограничивались более молодыми породами. Чтобы определить серии структурных режимов, показанных в виде эллипсов напряжений на рисунке 7, они были последовательно вычленены из типов и ориентации структур боле древних горизонтов пород,

Плио-плейстоценовая группа Лас Сьеррас представляет рудоносную дугу в Западном Никарагуа. Эпитермальные золотые жилы размещены в подстилающих более древних образованиях группы Эл Койол и распространены, преимущественно, на севере и северо-западе (Malone, Stoiber, 1987). Они имеют рудную минерализацию, сформировавшуюся во время перехода от второй к третьей стадии деформаций (рис. 7). Эллипс напряжений для второй стадии деформаций показывает северо-западное простирание нормальных разломов. Они параллельны линиям напряжений, вмещают рудную минерализацию, тогда как во время третьей фазы деформации нормальные разломы простирались в меридиональном направлении. Этот переходный период совпадает с концом магматической активности группы Лас Сьеррас. Идентификация рудных дуг и структур в районах гидротермальной активности, одновременных с островной дугой, следовательно, может непосредственно указывать на локализацию рудной минерализации.

В дополнении к полевому картированию можно использовать дистанционные методы исследований. Стерео пары или радарные изображения, которые также дают топографическую информацию, могут использоваться при реконструкции наиболее полезных рельефных цифровых моделей (DEM). DEM могут затем обрабатываться с использованием программ ERmapper (земное картирование) и разнообразных усилений, таких как изменение угла солнечной освещенности и точек наблюдений, в результате чего можно идентифицировать главные разломы и структурные системы, связанные с выступами растяжения в районах островной дуги.

Аэромагнитные исследования могут также помочь в диагностике главных разломов. Расшифровка магнитных аномалий, благодаря небольшим различиям магнитных свойств главных литологических образований, может использоваться при идентификации резких линейных перерывов, образованных главными разломами.

6 Реальный мир

В предыдущих разделах рассматривалась ситуация, когда линейный пояс пересекался линейными разломами и структурами различного происхождения. Однако там, где происходило после рудообразующее столкновение (коллизия) дуги и других тектонических образований (террейнов), которые в некоторых случаях могли быть необходимым процессом при подъёме и вскрытии рудной минерализации, ситуация становится более сложной. Имеется возможность активизации структур при различных режимах напряжений.

Возможные три сценария коллизий представлены на рисунке 8. Если рассматривать все комбинации разных направлений скоса субдукции, то возникает более сотни различных базисных сценариев столкновения двух террейнов и тысячи - между тремя и более террейнами.

Следовательно, три сценария, представленные здесь, являются иллюстрациями, а разные районы необходимо рассматривать конкретно на базисном примере. Кроме факторов, которые должны рассматриваться, необходимо учесть, что субдукция и последующее образование магм и гидротермальных систем не будут завершены немедленно после коллизии и магматическая деятельность может продолжаться до 3 миллионов лет после окончания субдукции. Следовательно, предполагается, что дальнейшее рудообразование может происходить при активизации в новых разломах во время или после столкновения (коллизии). В частности необходимо тщательное датирование для идентификации таких ситуаций, поскольку они могут быть благоприятным временем для образования богатой рудной минерализации. Это относится не только к эпитермальной и порфировой минерализации, связанной с магматизмом, но может быть применимо к мезотермальной минерализации, образовавшейся как результат коллизии.

Там, где коллизия происходит с протяженным террейном, параллельным островной дуге (рис. 8а), линейность будет сохранена, но будут формироваться новые разломы, по которым совершается подъём. Эти разломы необходимо идентифицировать и отличать от более ранних, возможно, рудоносных разломов.

Там, где коллизия совершается лишь частично по отношению к островной дуге (рис.8Ь), она будет изгибаться вокруг террейна и не будет линейной. Также может происходить образование разломов и изогнутая часть дуги может компенсироваться оставшейся частью дуги. Эти продолжения дуги имеют смысл при идентификации возможных новых оснований при определении новой рудной минерализации в главной части дуги. Новая система разломов будет формироваться во время ранней минерализации в изогнутой части дуги, а рудоносные структуры не будут иметь ориентацию, прогнозируемую по векторам миграции плит.

Там, где коллизия происходит перпендикулярно дуге маломощному террейну (рис. 8с), дуга будет изгибаться вокруг обеих сторон террейна и, возможно, компенсируется на любой стороне террейна вдоль соответствующих разломов. Это приводит к образованию новых после рудных структур и ранее минерализованные разломы будут иметь различную ориентацию, по отношению к той, в которой они образовались.