Геологія Байкалу

Попередження про обмеження!

Іркіпедія на мапі

Інтерактивна карта Іркутської області ⇔ перейдіть за посиланням і ви отримаєте повний (тут - ознайомлювальний! 10 міток з 4000) доступ до сервісу: натиснувши на мітку на карті ви ознайомитеся з короткими даними про це місце на карті і перейдете по посиланню на статтю в Іркіпедіі, пов'язану з ним. В інтерактивній карті також є пошук об'єктів на карті.

Нове в енциклопедії

Байкальська рифтова зона - дивергентная межа, розташована в районі озера Байкал і Східних Саян. Її центральна частина розташовується під озером. Тут відбувається розбіжність земної кори. На заході рифту розташована Євразійська плита, а зі сходу його обмежує Амурська плита, що рухається від рифту в сторону Японії зі швидкістю близько 4 мм на рік.

Загальні відомості

Як і в інших дівергентних зонах, земна кора Байкальського Рифт тоншає і магма дуже близько підходить до поверхні землі. Гарячі джерела присутні як на дні озера, так і на поверхні. Однак ознак вулканічної активності в безпосередній близькості від берегової лінії озера не виявлено. У відносно недавній час вулканізм проявлявся неподалік від озера і ймовірно пов'язаний з рифтової зоною. Це вулканічні зони плато Удокан, розташованого приблизно в 400 км на північний схід від верхнього краю озера, плато Ока з вулканами Кропоткіна і Перетолчина на північний захід від південного краю Байкалу. Вітімське плоскогір'я в 200 км на схід від рифту і Тункінская улоговина, розташована між озерами Хубсугул і Байкал. є не затопленої частиною рифту. У південно-західній частині Байкальського Рифт, на території Монголії, знаходиться озеро Хубсугул.

Одні дослідники пояснюють освіту Байкальського Рифт за механізмом Трансформаційний розлому, інші припускають наявність під Байкалом мантійного плюму, треті пояснюють освіту западини пасивним рифтингу в результаті колізії Євразійської плити і Індостану. Є припущення про те, що просідання западини пов'язано з утворенням вакуумних вогнищ внаслідок виливу базальтів на поверхню (четвертинний період). Байкальський рифт активний. У його околицях постійно відбуваються землетруси.

Поряд з Східно-Африканським рифтом, Байкальський - ще один приклад дивергентной кордону, розташованої усередині континентальної кори.

Додаток. Байкальський рифт

Перші геологічні опису Байкалу були проведені ще в ХVIII столітті. Так, в 1772 році російський академік, німець за походженням, Петро Симон Паллас писав:

«Байкал здається свідком великої катастрофи; він місцями незмірно глибокий, має кілька круч, подібних стовпів, як вимурувала з глибини. Але в горах не знаходять, крім нещасних і слабких землетрусів ніяких інших руйнувань ... ні розломів, ні слідів вулканів, лав ».

Розломи і вулкани були виявлені пізніше, в наступному столітті (їх детальне вивчення дозволило віднести Байкал до рифтових структурам). Однак всерйоз рифтової тематикою зацікавилися тільки в середині ХХ століття. Значний внесок у вивчення Байкальського Рифт внесли співробітники Інституту земної кори СО РАН, які утворили наукову школу з вивчення континентального рифтогенеза.

Причини рифтогенеза: гіпотези

Структура байкальської рифту

Байкальська рифтова система розташована у внутрішній частині континенту і відокремлює північну стабільну частину Євразійського плити від іншого великого стабільного блоку, званого Амурської мікропліти. Рифтовая система складається з серії западин (найбільша з них - Байкальська) і розділяють їх підняттів, що протягуються більш ніж на 1500 км, також включає в себе поля познекайнозойского вулканізму, розташовані на деякій відстані від западин і їх гірського обрамлення.

Байкальська улоговина складається з двох самостійних западин - Южнобайкальской і Северобайкальском, відокремлених один від одного Академічним підводним хребтом.

Наукова школа з вивчення континентального рифтогенеза в Інституті земної кори СО РАН (м Іркутськ)

"У моєї докторської дисертації виявилися змішаними елементи вугільної геології, молодого вулканізму, головне ж - елементи позднемезозойскіх і кайнозойської тектоніки Прибайкалля і Забайкалля. Раніше ..., я шукав тут відмінності від типових африканських Рифт, але потім виявилося, що між тими і іншими є явне схожість . на щастя, моя помилка виявилася просто при мені, а зведення, дана в дисертації і потім в монографії, ... послужила відправною точкою для широких і багаторічних досліджень мало не всього нашого інституту по рифтової темат ике ... "

Після відходу Миколи Олександровича естафету перейняв його найближчий соратник і учень, академік Микола Олексійович Логачов.

Вік осадових товщ

Іншими словами, зафіксована зміна швидкості накопичення опадів є прямо протилежною, ніж очікували. Єдиним поясненням цього факту, на мій погляд, може бути істотне здіймання Академічного підводного хребта на рубіж 5-4 млн років тому, що призвело до його ізоляції від теригенно матеріалу, привносимого, головним чином, річками Селенга, Баргузин і Верхня Ангара.

Сучасне переміщення блоків

Швидкість розширення Байкальської улоговини залишалася до недавнього часу предметом серйозної суперечки. Питання виявилося вирішеним завдяки використанню супутникових систем навігації - GPS. За десятирічним спостереженнями за допомогою постійних і тимчасових GPS пунктів вдалося дізнатися, що швидкість розсування стабільних блоків Сибірської платформи і Амурської мікропліти становить 4 мм на рік. При цьому всі деформації локалізуються уздовж осьової частини Байкальського Рифт.

Еволюція глибинного термального режиму літосфери

Часткові виплавки з мантії лужних базальтоідов по шляху до поверхні іноді захоплюють фрагменти оточуючих порід. Знахідки таких порід, які називаються ксенолітами, є дуже цінними для пізнання матеріального складу і умов «життя» земних глибин. У Байкальської Рифт найбільший «врожай» мантійних ксенолитов був зібраний в східній частині Витимского вулканічного поля Ігорем Вікторовичем Ащепковим і його колегами з Об'єднаного інституту геології, геофізики і мінералогії СВ РАН.

Виявилося, що мантійні ксеноліти з міоценових лав Витимского поля вказують на великий діапазон тисків, а і з тим більших глибин, з молодих четвертинних лав - меншим діапазоном. Це вказує на більшу товщину літосфери в міоцені під Витимского полем, в порівнянні з четвертинним часом. За розрахунками, утонение літосфери за 13 млн років склало приблизно 15 км. При цьому межа між рівнями освіти мінералів-індикаторів, гранатів і шпинелей поглибилася приблизно на 8 км, що відповідно до експериментальними даними вказує на підвищення температури.

Відзначимо ще одну цікаву особливість. Незважаючи на значне стоншення літосфери під Витимского полем, як або істотного розтягування кори не відбувалося. Згідно з даними буріння, заповнені опадами западини під лавами не перевищують завширшки перші десятки кілометрів, а в глибину - перші сотні метрів [2].

При визначенні віку вулканічних порід Байкальського Рифт була встановлена ​​складна міграція вулканізму в Східному Саяне і на Удоканского хребті. В обох районах вулканізм згодом зміщувався по хитромудрим траєкторіях з переважним західним трендом, тобто практично в протилежну сторону від загального руху Евразиатско плит літосфери. Це, ймовірно, вказує на тектонічний контроль підйому магми в області зчленування структур стиснення і розтягування, при цьому загальне зміщення вулканізму в західному напрямку узгоджується з існуванням в астеносфері щодо нерухомого гарячого джерела магми.

Для того, щоб в мантії з'явився частковий розплав необхідно або підняти її температуру, або знизити тиск, або ж наситити мантію летючими компонентами. При пасивному рифтогенезом зі швидкістю 5 мм в рік, а також при такій товщині літосфери і кори, як в Байкальському Рифт, тиск в мантії ніколи не знизиться настільки, щоб мантійні породи почали плавитися при відсутності летючих компонентів. Однак якщо в мантії є легкоплавкі ділянки з водомісткими мінералами або карбонатами, то такі ділянки навіть при незначних перепадах температури і тиску будуть переходити в розплав.

Характерно, що розподіл вулканічних полів НЕ тяжіє ні до рифтових западин, ні до гравітаційних мінімумам - областям потенційного підвищення тепла. Особливо показовим є приклад з вулканічним плато даріганга в Монголії. Мабуть, це вказує на те, що плавлення мантії Байкальського Рифт і зпевним територій контролюється, в першу чергу, її складом.

Для вивчення складу плавиться мантії вивчаються ізотопні відносини елементів. Ставлення ізотопів неодиму та стронцію, виміряні в лавах південно-західній частині Байкальського Рифт, в зіставленні з складами лав хребта Хангай показали, що область плавлення мантії можна розділити на три частини (довільно позначених як компоненти А, В і С). Компонент А відноситься до області подлітосферной мантії (астеносфері), а два інших компоненти характеризують неоднорідну літосферну мантію. Причому, компонент В може ставитися до більш глибоких частинах гранат-яка містить мантії, а компонент С - до шпинель-яка містить мантії або області кора-мантійного переходу.

Існує дві крайні моделі розтягування літосфери у внутрішньоконтинентальних областях, звані моделями «активного» і «пасивного» рифтогенеза. Рушійною силою «активного» рифтогенеза є джерело тепла висхідного мантійного потоку, зазвичай званого плюмом. При цьому допускається, що область зародження таких плюмов може перебувати на розділі верхньої і нижньої мантії на глибині 650 км або навіть на кордоні з ядром на глибині 2700 км.

Основними характеристиками «активного» рифтогенеза вважають формування тектонічних западин на тлі великого регіонального підняття, підвищений тепловий потік і широко поширений вулканізм. Останній повинен передувати і формування регіонального підняття, і впадінообразованію. Переважний склад вулканічних порід «активного» Рифт повинен проявлятися на великій території і не залежати від складу і віку літосфери.

У моделі «пасивного» рифтогенеза основною причиною розтягування вважають тектонічні напруги, що виникають на межах літосферних плит на значній відстані від області розтягування. Фиксируемое здіймання подлітосферной мантії пасивно слід утонение літосфери. Характеристикою «пасивних» Рифт вважають приуроченість всіх рифтових структур древнім кордонів між літосферними блоками різного віку і слабо проявлений вулканізм. При цьому розтягнення передує вулканізму, а вулканічні породи відображають неоднорідний склад літосфери.

Кореляції тектонічних подій

Тільки лише корови напруги від зони Індо-Азіатської колізії або місцеві джерела тепла в мантії не могли привести утворення Байкальського Рифт. В останні роки також стала обговорюватися ідея про важливу роль взаємодії літосферних плит на східній околиці Євразії.

Звертає на себе увагу, що епізоди стиснення і розтягування в зонах зіткнення Індо-Азіатських і Тіхоокеано-Азіатських плит зміщені відносно один одного за часом. Якщо стиснення впливало на південну околицю Центральної Азії, то в цей час на її східній околиці існував режим розтягування. І, навпаки, істотного стиснення, возникавшего на східній околиці, південна околиця відчувала епізод релаксації.

Така динаміка стиснення і розтягування могла «розгойдувати» внутрішні частини Центральної Азії, приводити до зсуву блоків, що при їх геометрії формувало зони стиснення і розтягування на кордонах цих блоків. При такому механізмі слід очікувати, що імпульси основних тектонічних подій в Центральній Азії (наприклад, імпульси обертання Амурської мікропліти) будуть збігатися за часом зі зміною тектонічного режиму на кордонах літосферних плит. На жаль, датування таких імпульсів як і раніше залишається складним завданням. Для Байкальського Рифт періоди здіймання можуть бути оцінені за даними вивчення стану датованих лав в рельєфі [3]. Всього було виявлено 4 таких епізоди: 21-19, 16-15, 5-4 і близько 0,8 млн років тому. Цікаво, що зміна швидкості накопичення опадів на підводному Академічному хребті, що відбулася 5-4 млн років тому, збіглася з одним з таких епізодів здіймання. Як зазначалося раніше, ця подія може маркувати початок стадії «швидкого» рифтогенеза. У цей час у фронті Індо-Азіаіской колізії існував режим розтягування, а стиснення на східній околиці Центральної Азії почалося трохи раніше цього епізоду. Таким чином, стадія «швидкого» рифтогенеза не може бути генетично пов'язана з віддаленими тектонічними подіями у фронті Індо-Азіатської колізії. Вона пов'язана або з тектонічними подіями на східному кордоні Азії, або з термальним і / або хімічним впливом на літосферу за рахунок місцевих мантійних джерел тепла.

Так який же все-таки Байкальський рифт - «активний» або «пасивний»?

Коровиє деформації і розтягнення, в основному, контролюються віддаленими тектонічними подіями, що відбуваються на межах літосферних плит. Розігрів ж, утонение і плавлення літосфери здійснюються за рахунок глибинних джерел тепла, або завдяки існуванню в мантії Легкоплавні областей. Це означає, що Байкальський рифт несе в собі риси як «активного», так і «пасивного» рифтогенеза. Намагаючись розглянути розвиток Байкальського Рифт виключно з позицій вивчення корови деформацій або еволюції вулканізму, або глибинної геофізики, ми опиняємося в положенні сліпих мудреців, які вивчають слона на дотик у відомій притчі. Тільки інтеграція різних напрямків досліджень дозволить нам дати відповідь, який з механізмів рифтогенеза переважав, змінювалося їх співвідношення в часі, чи пов'язані процеси розтягування кори і магмообразованія або це два незалежних процесу. Необхідність об'єднання своїх зусиль сьогодні усвідомлюється практично всіма дослідниками, а це означає, що коли-небудь, починаючи статтю про Байкальському Рифт, можна буде сказати «ми знаємо, як і чому він утворився».

Читайте в Іркіпедіі:

Примітки

література

Вихідні дані матеріалу:

Схожі статті