Maastoanalyysi ( terraneologia , terraanitektoniikka, terraanikollaasin käsite ) on levytektoniikan osa , joka tutkii taittuneiden vyöhykkeiden rakennetta ja kehityshistoriaa . Tämän teorian näkökulmasta taittohihnojen sisällä voidaan erottaa erilliset lohkot - terraanit , joilla on yksilöllinen historia. Maastoanalyysi koostuu joukosta erityisiä menetelmiä näiden äärimmäisen monimutkaisten maankuoren osien tutkimiseksi.
Terraanianalyysin sisältö koostuu terraanien tunnistamisesta, niiden rajojen luonteen määrittämisestä, terraanien muodostumisen geodynaamisten asetusten, geologisen historian, liikeradan, sulautuman, koontumisen ja yhteyden naapuriteraaneihin tutkimisesta ja selvittämisestä.
Tyypillisiä terrane-analyysin tehtäviä ovat:
Yleensä terraani on suhteellisen pieni alue maankuoressa, ja se koostuu enemmän tai vähemmän homogeenisesta kivikompleksista. Tässä tapauksessa ei voida soveltaa tavanomaisia geodynaamisen jälleenrakennuksen menetelmiä, jotka perustuvat eri menetelmien monimutkaiseen käyttöön, ja käytettävissä olevista muodostumista on tarpeen poimia mahdollisimman paljon tietoa.
Maastoanalyysi on sekä teoria että joukko menetelmiä . Monet tutkijat lähtevät siitä tosiasiasta, että taitetulla alueella[ tuntematon termi ] kaikki peräkkäin, mikä tarkoittaa, ettei sen sisällä ole mitään järkeä erottaa erillisiä lohkoja.
Se tosiasia, että koostumukseltaan ja alkuperältään jyrkästi eroavien kivien lohkot tai kehitysnauhat esiintyvät usein rinnakkain taittuneissa vyöhykkeissä, on tiedetty jo pitkään. Kotimaisessa kirjallisuudessa sellaiset alueet tunnistettiin rakenteellisiksi muodostumisvyöhykkeiksi (tai rakenne-faciesiksi). Geosynklinaalisen teorian käsitteiden mukaan rakenteelliset muodostelmavyöhykkeet erotettiin toisistaan syvällä murroksella, joita pitkin tapahtuu merkittäviä pystysuuntaisia liikkeitä pitkään. Siten pystyttiin selittämään, miksi matalan veden hiekkakivet esiintyvät yhdellä rakenteellisella muodostumisvyöhykkeellä ja hyvin lähellä, viereisellä vyöhykkeellä, syvänmeren piipitoisia kerrostumia, jotka ovat lähellä ikää. Oletettiin, että merkittäviä vaakasuuntaisia siirtymiä ei ollut.
Kuitenkin, kun alueellista geologiaa koskevia tietoja kertyi, tämä malli koki yhä enemmän vaikeuksia. Lukuisten geologisten argumenttien joukossa rakenteellis-muodostusvyöhykkeiden kiinteää sijaintia vastaan on huomioitava naapurialueiden klastiesiintymien (konglomeraatit ja hiekkakivet) koostumuksen tutkimus. Tällaiset havainnot osoittivat, että tiettyyn aikaan asti suljetut vyöhykkeet modernissa rakenteessa kehittyivät täysin eristyksissä. Siten yllä olevassa esimerkissä herää heti kysymys, miksi purkaminen koholla olevasta sokkelista, jolle hiekkakivet kerrostettiin, ei laimentanut kondensoitunutta piipitoista sedimentaatiota. Toisaalta myöhemmät geologiset tapahtumat (magmaattiset, sedimenttiset ja tektoniset) menevät usein päällekkäin molemmilla vyöhykkeillä, käytännössä huomiotta niitä erottavat syvät vauriot. Vakavia vastaväitteitä nousivat paleontologia: naapurilohkoja löydettiin taittuneilta alueilta, samanikäisistä kivistä, eri ilmastovyöhykkeille ominaisia eläimistökomplekseja. Lopuksi paleomagneettisten tutkimusten laaja kehitys on osoittanut, että näennäisen magneettisen napaliikkeen (APDP) liikeradat vaihtelevat eri lohkoilla. Siten yritykset kuvata orogeenisten vyöhykkeiden tektonista rakennetta fiksistiasennoista epäonnistuivat.
Amerikkalaiset geologit, pääasiassa P. Coneyb, D. L. Jones ja J. W. Monger, kehittivät käsitteen terraneista ja itse terraneologiasta orogeenisten vyöhykkeiden alueellisen tektonisen analyysin menetelmänä tutkiessaan Pohjois-Amerikan Kordillerien ja Alaskan paleomagnetismia ja paleogeografiaa 1970 - luvun lopulla . gg. Ei ole sattumaa, että ensimmäisenä uuden käsitteen loivat amerikkalaiset, joilla oli vähemmän kokemusta aluegeologian ja geologisen kartoituksen alalla. Pohjois-Amerikan geologisessa koulukunnassa ei ollut sellaisia käsitteitä kuin rakenne-muodostusvyöhyke ja rakenne-materiaalikompleksi (venäläinen koulukunta) tai isoopinen vyöhyke (eurooppalainen koulukunta), mikä vaikeutti tektonisten karttojen luomista ja tektoniikan systemaattista kuvausta. suurilta alueilta. Toisaalta useimmat amerikkalaiset geologit omaksuivat nopeasti levytektoniikan ja sovelsivat sitä ensimmäisinä mannergeologiaan. Kuten S. D. Sokolov totesi, terraanikollaasin käsitteen syntyminen liittyi tarpeeseen yhdistää levytektoniikan ja alueellisen geologisen materiaalin teoreettiset käsitteet.
Paleomagnetismia ja paleofaunan leviämistä koskevien tietojen perusteella P. Coneyb, D. L. Jones ja J. V. Monger totesivat ensimmäistä kertaa, että merkittävä osa Alaskasta ja Kanadan Cordillerasta on "vieraana" Pohjois-Amerikan kratonille , eli se voisi kuljetetaan tuhansien kilometrien päähän etelästä. Äskettäin on ilmaantunut paleomagneettista tietoa, joka osoittaa Cenozoic laajamittaisen liikkeen ja Kordillerien valtameren ulkoreunan laajojen alueiden nopean pyörimisen. Geologit ovat keränneet, tiivistäneet ja analysoineet valtavan määrän stratigrafiaa ja paleontologiaa, erityisesti radiolaarien tietoja, ja osoittaneet, että suurin osa Cordillera-lajeista, erityisesti niiden läntisen ulompi reuna, koostuu erikokoisista lohkoista ja irtautuneista alueista (terraneista). kymmenistä metreistä kymmeniin kilometreihin ja että niiden alkuperäistä sijaintia suhteessa toisiinsa ja Pohjois-Amerikan kratoniin on edelleen vaikea tulkita, vaikka se on mahdollista yksittäisille maastoille. Monet terraanit ovat luonteeltaan selkeästi valtamerisiä ja koostuvat saarien kaarista, valtameren nousuista ja vuorista, Tyyneltämereltä tuoduista vedenalaisista harjuista . Muilla terraneilla on vanhemmat mannerpohjat ja ne ovat siirtyneet pohjoiseen mantereen reunaa pitkin, samalla tavalla kuin pitkä ja kapea salininen ( terrane ) liikkuu nyt pohjoiseen San Andreasin siirtoa pitkin .
Termin "terrane" määritelmä tektonisten kontaktien rajoittamana tektonis-stratigraafisena maantieteellisenä yksikkönä hyväksyttiin pitkään (Jones et ai., 1983; Howell et ai., 1985). Jonkin verran myöhemmin, kun terraanien käsitettä alettiin käyttää taittuneiden vyöhykkeiden alueellisen tektonisen analyysin menetelmänä levytektoniikan käsitteen puitteissa, geodynaamisia kriteerejä alettiin sisällyttää käsitteeseen "terrane" (Plafker, 1990; Wheeler ja McFeely, 1991; Parfenov, 1990; Parfenov et ai., 1993; Parfenov et ai., 1993; Zonenshain ja Kuzmin, 1993; Parfenov et ai., 1996; Nokleberg et ai., 1994).
Aluksi terraanianalyysiä käytettiin Tyynenmeren renkaan suhteellisen nuorille lisääntymisorogeeneille (Cordillera, Alaska, koillis-Neuvostoliitto), kun alueellisen geologian ja paleomagneettisen tiedon kerääntyessä sitä alettiin käyttää törmäysorogeeneihin, mukaan lukien muinaiset (esim. esimerkiksi Altai-Sayanin taitettu alue). Terraanitektoniikan perusteella julkaistiin karttoja Paleoasian valtameren länsiosasta (Berzin et al. 1994), Pohjois- ja Keski-Aasiasta (Parfenov 1998) ja muista.
Viime aikoina menetelmä on yleistynyt, ja sen sovellusten kohteiden piiri kasvaa jatkuvasti. Jopa varhaisen esikambrian kratonin kellareita pidetään yhä enemmän muinaisina lisääntymis-törmäysvyöhykkeinä, joihin terraanianalyysin käsitteet soveltuvat.
Terraanianalyysin kohteita ovat itse terraanien lisäksi niitä rajoittavat ommelvyöhykkeet sekä päällekkäiset ja toisiinsa liittyvät geologiset kompleksit.
Terraaneja rajoittavilla vaurioilla (ommelvyöhykkeet , ompeleet ) voi olla erilainen kinematiikka (liukumat, ylityöntymät, viat) ja geologinen rakenne. Niitä edustavat kataklasis- ja mylonitisaatiovyöhykkeet , ne sisältävät usein melansseja , mukaan lukien ofioliittiset. Joskus ommelvyöhykkeet merkitsevät korkean paineen muodonmuutoksen tuotteita - sinisiä liuskeita ja eklogiitteja. Päällekkäisiä ja silloittuvia muodostelmia muodostuu terraanien kertymisen tai yhdistämisen jälkeen, ja niiden avulla on mahdollista määrittää näiden prosessien enimmäisikäraja.
Päällystys koostuu sedimentti-, vulkaani-sedimentti- ja sedimenttikivistä, jotka ovat kertyneet terraanin sulautumisen tai kertymisen jälkeen ja jotka peittävät stratigrafisesti kahden tai useamman vierekkäisen terraanin ja kratonin marginaalin. Päällimmäisiä muodostumia ovat muinaisten tai nuorten tasanteiden kannet, reuna- ja vuortenvälisten koukkujen melassit, mantereen reunojen flysch- kerrosteet jne.
Ristisidokset ovat tunkeutuvia komplekseja ja niihin liittyviä metamorfisia vöitä, jotka leikkaavat vierekkäisten terraanien ja kratonin reunan läpi. Plutoniset muodostelmat voivat olla geneettisesti sukua pinnalla oleviin vulkaanisiin kiviin (esim. liitukauden Okhotsk-Chukotka mantereen reunavulkaanisen vyöhykkeen granitoidit). Ommelmuodostelmiin kuuluvat myös ompelevyöhykkeiden tektoniset langat.
Yksittäisten terraanien tai niiden ryhmien tektonisessa kehityksessä erotetaan seuraavat päätapahtumat:
Terrane-analyysissä on välttämätöntä erottaa superterranit (komposiitti- tai komposiittiteraanit) ja maanalaiset.
Terraanit luokitellaan muodostuman geodynaamisen asetelman mukaan, tai jos sitä ei ole määritelty, koostumuksen mukaan. Terraanit voivat olla sirpaleita mikromantereista, ensi- ja ensimaattisista saarikaareista ja niiden yksittäisistä elementeistä (akkretiokiila, backarc tai forearc-allas), vulkaanisia kohoumia, merenvuoria jne. Lisäksi syrjäytyneitä, eksoottisia ja mystisiä terraaneja.
Maastoanalyysiin, kuten kaikkiin tutkimustekniikoihin, liittyy tietty toimintosarja. Ensinnäkin on välttämätöntä tunnistaa itse terraani ja ymmärtää, että olemme tekemisissä muukalaismuodostelman kanssa, joka eroaa viereisistä komplekseista. Seuraava askel on kartoittaa tämä terraani, rajata sen rajat ja ymmärtää niiden luonne. Lisäksi terraanin muodostavien kivien (niiden petrologia, geokemia, metamorfismi, sedimentaatioolosuhteet, paleontologia jne.) kattavan tutkimuksen perusteella tehdään johtopäätös sen alkuperästä (ensisijaisesti sen muodostumisen geodynaamisesta asetelmasta). Kun terraanin luonne selviää, selvitetään terraanin kiinnittymisaika mantereeseen ja lisääntymisen jälkeisten prosessien luonne. Maaston kiinnittyminen on luonteeltaan törmäystä ja johtaa muodonmuutoksiin. Siksi, jos materiaalikoostumusta tutkitaan ensisijaisesti geodynaamisen asettelun määrittämiseksi, niin akkrektioprosessien tutkimiseksi tarkastellaan ennen kaikkea muodonmuutoksia ja suhteita nuorempiin kiviin. Lohkojen kiinnittymisaika määräytyy samojen kerrostumien sekä terraanin kivien että vierekkäisten kompleksien päällekkäisyyden perusteella, joka ei aina sovi; epäyhtenäisyyden ja päällekkäisyyden aikaa voidaan pitää terraanin kiinnittymisen ajankohtana. Lisäksi absoluuttisen geokronologian menetelmillä voidaan päivätä syntektonisia mineraaleja (esim. kevyt kiille) terraania rajoittavilta ompeleilta. Tässä tapauksessa tulee ottaa huomioon, että lohkorajojen tektoninen aktiivisuus voi jatkua vielä pitkään akkretion jälkeen, koska terraanit liikkuvat usein pitkiä matkoja pitkin suppenevaa levyrajaa, joutuvat törmäyksiin muiden terraanien kanssa jne. on tarpeen selvittää, mistä terraani tuli. Ainakin kaksi menetelmää, paleomagneettinen ja paleoklimaattinen, mahdollistavat terraanin ensisijaisen leveyssuunnan määrittämisen; näistä paleomagneettisille tulisi antaa etusija todella kvantitatiivisena. Terraanien liikkeistä puheen ollen ei pidä unohtaa, että emme puhu terraanin liikkeestä tai kasautumisesta sen modernissa muodossa, vaan tarkoitamme tiettyä paleorakennetta (saarenkaari, mikromanner, valtameren levy), josta tämä terraani on fragmentti. Tehdyn terrane-analyysin tulokset on esitetty tila-aikakaavioissa.
Tähän mennessä terraanikollaasin käsite on yleisesti tunnustettu, ja terraani-analyysi toimii metodologisena perustana lähes minkä tahansa taittovyöhykkeen geodynaamisen kehityksen tutkimiselle (vielä vanhimpia pois lukien). Terrane-analyysiä lähin tieteenala on accretion ectonics, joka toimii menetelmän aktualistisena perustana. Maastoanalyysiä on käytetty menestyksekkäästi alueellisessa metallogeenisessa analyysissä. Kuten akateemikko V.E. Khain ja M.G. Lomize arvioi maan tektoniikan roolia: "Terranes-käsite on osoittanut, että kuoren ja litosfäärin liikkuvuus tulevissa taittuneissa vyöhykkeissä on edelleen paljon suurempi kuin aiemmin on luultu ja että näissä vyöhykkeissä tapahtuu intensiivistä materiaalin pituussuuntaista liikettä" ( Khain ja Lomize, 1994, s. 304).
Ultrakorkean paineen metamorfiset terraanit voivat toimia toisena esimerkkinä terraanianalyysin kohteiden valikoiman laajentamisesta. Kun 1980-1990 puolivälissä. useissa metamorfisissa komplekseissa, jotka koostuvat pääasiassa mannermaisen kuoren kiveistä - gneissistä ja liuskeesta, löydettiin ultrakorkean paineen muodonmuutosmineraalien ( koesiitti ja timantti ) indeksi, kävi ilmi, että UHPM- kompleksit (ultrahigh pressure metamorphism) vastaavat tiukasti käsitettä. terraanista (tektoniset kontaktit, alueellinen koko, oma kehityshistoria jne.). Niiden erot viereisistä geologisista komplekseista eivät kuitenkaan johdu liikkeistä maapallon pinnalla (poikittais- tai pituussuunnassa suhteessa litosfäärilevyjen konvergentteihin rajoihin), vaan vajoamisesta subduktiovyöhykkeillä syvälle vaippaan ja noususta takaisin. ( subduktio ja exhumaatio). Siksi erot yhdistettyjen terraanien välillä johtuvat pääasiassa muodonmuutosparametrien (ensisijaisesti paineen) eroista. Siten mainittu litosfäärin liikkuvuus osoittautui myös pystysuoraksi, ja materiaalin liikkeellä tulevissa taitetuissa hihnoissa on myös kolmas ulottuvuus. Useimmille UHPM-terraaneille, esimerkiksi Kokchetaville, on havaittu muodonmuutoksen vastakkainen luonne, mikä mahdollistaa sen jakamisen useisiin maanalaisiin alueisiin, jotka eroavat pääasiassa paineen suhteen muodonmuutoksen huipulla eli syvyyden syvyydestä. vajoaminen vaippaan. Maanalaisten yhdistelmä johtuu yksittäisten levyjen erilaisista kaivamisnopeuksista (se kasvaa syvyyden myötä). UHPM:n geodynaamisessa analyysissä terraaneja käytetään mantereen subduktiojärjestelmän indikaattorina.