Типизация зон субдукции

Глубинное строение зоны субдукции, тип магматизма вулканической дуги и интенсивность растяжения в тылу ее определяются тремя основными критериями: 1) скоростью конвергенции плит, 2) возрастом поглощаемой литосферы и степенью ее “плавучести”, 3) направлением абсолютного движения каждой из взаимодействующих плит. В соответствии с этими критериями выделяется несколько типов зон субдукции, каждый из которых характеризуется присущим ему распределением очагов землетрясений вдоль сейсмофокальной зоны, спецификой магматизма, задуговой геодинамики и оруденения. Следующие из них можно считать главными.
Марианский (западно-тихоокеанский) тип характеризуется относительно невысокой скоростью конвергенции, древней сильно остывшей (и, соответственно, более тяжелой) субдуцируемой литосферой, движением обеих плит в одном или близком направлении (но с разной скоростью), крутым падением зон Беньофа, слабым сцеплением океанической плиты с перекрывающей, преобладанием растяжения на краях обеих взаимодействующих плит, активным развитием тыловых прогибов с высоким тепловым потоком и иногда с контрастным базальт-риолитовым вулканизмом, преобладанием проявлений колчеданного (массивного сульфидного) оруденения (см. рисунок). В условиях растяжения на изгибе субдуцирующей океанической плиты нередко образуются грабены, которые могут служить ловушками для захоронения океанических осадков и продуктов эрозии континентальных склонов. Это является одним из возможных объяснений отсутствия широкой латеральной аккреции перед фронтом ряда активных окраин на западе Тихого океана, где не развиты или слабо проявлены аккреционные призмы. Подобные грабены установлены на сейсмических профилях через Японскую дугу. Высказывается и иная точка зрения на отсутствие аккреционных призм, которое связывается с относительно быстрым надвиганием островных дуг на ложе Тихого океана.

Рисунок - Марианский тип зон субдукции.

Нередко выделяются сходные по механизму формирования Зондский и Японский типы, проявленные на периферии тихого океана в условиях субдукции типа «океан – континент».

Для Зондского типа характерно утронение континентальной коры в виду отсутствия значительных сжимающих напряжений.

Для Японского типа – появление краевых морей с новообразованной океанической корой.

Чилийский (андийский) типотмечен высокой скоростью конвергенции, молодым возрастом слабо остывшей литосферы поглощаемой плиты, встречным движением плит с быстрым перекрытием полого падающей океанической плиты надвигающейся континентальной (см. рисунок). Господствует сжатие, в связи с чем отсутствуют выраженныетыловые прогибы. В условиях такой быстрой конвергенции магма в очагах под дугой не успевает существенно контаминироваться коровым материалом, преобладают гранит-гранодиоритовые интрузии и латит-андезитовые вулканические серии, медно-порфировая и медно-молибден-порфировая минерализация, а также проявления золота, серебра, свинца, цинка. Помимо большей части Анд этот тип наблюдается на западе Мьянмы и в западной половине Зондской дуги (Суматра, Ява), в альпийских зонах Ближнего Востока и Европы. Характерно, что в самих Андах субдукция, начавшаяся 170 млн. лет назад, происходила вначале без возникновения гор при господстве режима растяжения, когда образовались андийские и субандийские окраинные бассейны. В это время скорость субдукции превышала скорость встречного перемещения Южно-американской плиты. Воздымание Анд началось лишь около 80 млн. лет. Резкое, почти вдвое увеличение скорости движения Южно-американской плиты около 30 млн. лет, связанное с ускорением спрединга в Атлантике, привело к преобладанию сжатия, возникновению активной континентальной окраины андийского типа и интенсивному поднятию.

Невадийский (кордильерский) тип характеризуется относительно умеренной скоростью конвергенции, молодостью и разогретостью поглощаемой литосферы, сближением плит под косым углом. Специфика этого типа по сравнению с предыдущим состоит в относительной незрелости перекрывающей континентальной литосферы, в пределах которой перед началом субдукции преобладали обстановки пассивных континентальных окраин или островных дуг, столкнувшихся с континентом. В условиях сжатия происходит частичное плавление литосферного мантийного клина над ЗБ, но существенного обогащения расплавов литофильными коровыми элементами не наблюдается из-за малой мощности и незрелости коры. Преобладают крупные гранит-гранодиоритовые батолиты, метасоматические месторождения железа и полиметаллов, медно-золотая и медно-молибденовая минерализация, реже проявления вольфрамового оруденения. На поздних стадиях процесса субдукции этого типа обычно происходит перекрытие континентальной плитой оси спрединга погружающейся океанической плиты с проявлением вслед за этим специфического магматизма и тектоники растяжения на краю континента. Примером служат обстановки на западе Северной Америки в позднем мезозое - кайнозое и в Индокитае в конце перми - начале триаса.
Малайский типвозникает при относительно медленной субдукции и при постоянном положении края континента. Для него характерны умеренный угол наклона зоны Беньофа (не более 45° ), отсутствие существенной разницы в возрасте литосферы сближающихся плит, многократное вовлечение в переработку корового материала вплоть до появления полностью палингенных гранитов со стронциевым отношением 0.7100 и более. Типична редкометалльная минерализация (олово, вольфрам, молибден, сурьма, висмут, золото, серебро и др.), что наряду с развитием существенно коровых гранитов сближает магматические дуги этих зон с коллизионными поясами. Примерами служат мезозойские Бирмано-Малайский, Катазиатский, Монголо-Охотский и Охотско-Чукотский пояса, отдельные сегменты в тыловых частях современных Андийского и Кордильерского поясов Америки.

Соответствующие вулканическим поясам островные дуги, как видно из приведённых описаний, могут закладываться на как океанической коре (энсиматические дуги), так и на континентальной (энсиалические дуги).