Коллизионный этап развития Большого Кавказа


В позднекайнозойское время Кавказский регион находился в состоянии общего cубмеридианального сжатия, продолжающегося и в настоящее время. К позднему миоцену, т.е. к рубежу 11 млн лет тому назад в этой части Альпийского пояса замкнулись все бассейны с корой океанского типа и процессы субдукции прекратились, сменившись сильнейшей коллизией, вызванной ускоренным перемещением к северу Аравийской плиты, за счет начавшегося раскрытия Красного моря, и жестким упором с севера Евразийской плиты. В результате субмеридионального сжатия сформировалась современная структура Кавказского региона, ведущую роль в которой играли лево- и право-сдвиговые зоны ЮЗ, ЮВ и субширотного простираний и надвиги общекавказской ориентировки. Сжатие распространялось на всю мощность земной коры и литосферы, но, ввиду сильной ее расслоенности и различных реологических свойств, этот процесс не был однородным по глубине и во времени, когда периоды усиления сжатия сменялись его ослаблением или даже временным растяжением. Последнее подтверждается данными высокоточного повторного нивелирования.

Сдвиговые нарушения играют особо важную роль в современной структуре, так как с ними в поверхностной части земной коры связаны участки присдвиговых растяжений, столь благоприятные для проявления вулканизма, как, впрочем, и субмеридианальные зоны раздвигов, сформировавшиеся в региональном поле сжатия. Связь позднекайнозойского вулканизма с поверхностными структурами растяжения очевидна, однако на уровнях первичных магматических очагов они могут сменяться обстановками сжатия , что не препятствует образованию начальных капель расплава. Усиление давления с юга хорошо коррелируется во времени с распространением вулканизма в северном направлении, причем максимальная вулканическая активность в пределах Малого Кавказа отвечает позднему миоцену - раннему плиоцену, периоду усиленного продвижения Аравийского клина к северу, когда в связи с субмеридианальным сжатием приоткрывались субширотные присдвиговые зоны растяжений, контролировавшиеся крупнейшим - Агра-хано-Тбилисско-Левантийской левосдвиговой зоной - главным новейшим структурным элементом Кавказа. С юга на север интенсивность вулканизма в целом уменьшается как, и глубина первичных очагов базальтовой магмы.

Наличие лево- и правосдвиговых зон объясняет неравномерное развитие западной и восточной частей Большого Кавказа в новейшее время, различную сейсмичность и совершенно разную структуру Западно-Кубанского и Терско-Каспийского передовых прогибов, а также современную структуру южной части Скифской плиты. Продвижение к северу Аравийского клина за плиоцен-четвертичное время оценивается в 300 км. Как далеко на север от него распространяются напряжения сжатия, уверенно сказать достаточно сложно.

Сказанное выше показывает, что позднекайнозойский известково-щелочной вулканизм в Кавказском регионе проявился не в обстановке суб-дукции, а в условиях сильнейшей коллизии и характеризуется геохимическими особенностями, отличающими его от субдукционного вулканизма.

Коллизионные вулканиты Кавказского сегмента представлены известково-щелочными и субщелочными сериями, среди которых выделяются ба-зальт-андезит-дацитовая миоплиоценового возраста с преобладанием анде-зито-дацитов и дацитов с наиболее низким содержанием щелочей: более контрастная базальт-трахит-риолитовая средне-позднеплиоценового возраста, распространенная на Малом Кавказе: андезит-дацитовая Большого Кавказа и субщелочная андезит-базальтового состава Малого четвертичного возраста.

В целом для района отмечается антидромный характер вулканизма и незначительные вариации содержаний многих химических элементов в сопоставляемых породах разного возраста, обнажающихся в одних и тех же местах, в то время как пространственные вариации очень существенны [Попов и др. 1987]. В пересечении Большого Кавказа от КМВ до Цхинвали преобладают кислые породы, а на юге - основные, средние и более щелочные. В породах обычны как афировые, так и порфировые структуры с вкрапленниками полевых шпатов, авгита, гиперстена, оливина, биотита, роговой обманки, кварца, магнетита, ильменита. В щелочных разностях развит нефелин.

Все типы вулканитов отличаются пониженными концентрациями Ti, Fe, Y,Cu, Zn, Ni, Cr, тяжелых REE и повышенными Al, Na,K, Rb, Sr, Ba, Nb, Zr, легких REE. Магнезиальность вулканитов систематически возрастает от более ранних пород к поздним. Отношение Mg /(Mg+Fe) = 0,33-0,50 заметно отличает базальты Кавказа от вулканитов, выплавляемых в равновесии с мантийным субстратом, для которых оно равно 0,68-0,75. По соотношению Cr-Ti, Ti-Zr, Zr-Ti-Y, Si-K-Ti, K-Ti-Mg и др. вулканиты Кавказа занимают промежуточное положение между вулканитами, образовавшимися в субдук-ционных и континентально-рифтовых обстановках.

Соотношения изотопов Sr в лавах Кавказа изменяется от 0,7042 до 0,7055 [Иванов и др, 1993], располагаясь близко к изотопным характеристикам молодой коры континентального типа. Полные геохимические спектры базальтов аналогичны спектрам постархейской коры. Они также заметно обогащены легкими лантаноидами, и в каждом конкретном ареале вулканизма степень обогащения различна (La/Lu=43,5-555,6), что объясняется различной щелочностью пород. Столь дифференцированные спектры REE невозможно объяснить ни одной моделью фракционирования или частичного плавления. Для более кислых разностей, кроме дацитов,спектры REE значительно компактнее, при этом характерно общее снижение содержания легких REE и степени их дифференцированности от основных пород к кислым. Термодинамические расчеты показывают, что глубины генерации базальтовых магм в целом для Кавказа близки и составляют 35-40 км (Р=0,95-1,05 ГЛа, Т= 850-llOO C).

Таким образом, можно предположить, что базальты могли образоваться при плавлении нижнего гранулит-базитового слоя земной коры на его границе с мантией. К югу (Кафан, оз. Ван) происходит углубление уровня генерации магм (Р=1,1—1,2 ГПа), который опускается в пределы верхней мантии. Этим объясняется существенное отличие базальтов Восточной Анатолии от пород более северных районов Кавказа в сторону их большей магнезиально-сти, титанистости и большое сходство с вулканитами континентальных рифтов. Для дацитов и риолитов Северного Кавказа Р-Т- условия плавления (Р=0,5-0,7 ГПа, Т=800-1000 С) указывают на глубины порядка 17-25 км. Эти данные подтверждаются геофизическими исследованиями, согласно которым на глубинах 35-45 км и 13-20 км существуют "волноводы" (6,9-6,9 км/сек), объясняемые наличием внутрикоровых магматических объемов с существенным разогревом, разуплотнением и частичным плавлением горных пород [Фельдман, 1995; Кенгерли, 1995].

Целесообразно выделять самостоятельный геодинамический режим, характеризующий обстановку общей коллизии после закрытия всех бассейнов с корой океанического типа. При этом сжатие в верхних горизонтах литосферы сопровождается структурами как сжатия, так и растяжения в поверхностных участках земной коры. Коллизионному этапу свойствен самостоятельный тип магматизма, отличный от субдукционного и рифтового.


obsch_dvijenia.GIF (91123 bytes)anatolia.GIF (202237 bytes)


Направления и скорости перемещения масс

skorosti.GIF (129740 bytes)


 

caucasus_bloki.GIF (48536 bytes)

Предкавказские прогибы и направления перемещения масс

1. Неоген-четвертичные Предкавказские прогибы и Закавказские межгорные впадины.
2. Наиболее прогнутые участки Терско-Каспийского прогиба
3. Пшекиш-Тырныаузская зона.
4. Перемещение по надвигам и вергентность складок
5. Надвиги рудного тела.
6. Сдвиги
7. Лабино-Малкинская моноклиналь
8. Основные перемещения масс
9. Горно-складчатое сооружение Большого Кавказа
10. Скифская плита.


Эльбрусская область
Казбекская область
Содержание