Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Көтерілген және ашық мұхит қабығы
Uplifted and exposed oceanic crust
Офиолит – Жердің мұхит қабығының және астындағы жоғарғы мантияның көтеріліп, ашыққа шыққан бөлігі, көбінесе континенттік қабық тау жыныстарына орналасады. Офиолит атауы грекше ὄφις, ophis (жылан) сөзінен шыққан, себебі олардың кейбіреулерінің сыртқы текстурасы осылай болады. Әсіресе серпентинит жылан терісін еске түсіреді. («-лит» жұрнағы грек тіліндегі «литос» сөзінен алынған, ол «тас» дегенді білдіреді.) Кейбір офиолиттер жасыл түсті болады. Көптеген таулы массивтерде кездесетін осы тау жыныстарының пайда болуы плиталық тектоника теориясы пайда болғанға дейін белгісіз болды. Олардың маңыздылығы Альп және Гималай сияқты тау белдеулерінде кездесуімен байланысты, мұнда олар бұрынғы мұхит алаптарының болғанын көрсетеді, олар қазір субдукция арқылы жойылған. Бұл түсінік плиталық тектониканың негізгі қағидаларының бірі болды және офиолиттер әрқашан плиталық тектоника теориясында және ежелгі тау белдеулерін түсіндіруде маңызды рөл атқарды.
An ophiolite is a section of Earth's oceanic crust and the underlying upper mantle that has been uplifted and exposed, and often emplaced onto continental crustal rocks. The Greek word ὄφις, ophis (snake) is found in the name of ophiolites, because of the superficial texture of some of them. Serpentinite especially evokes a snakeskin. (The suffix lite is from the Greek lithos, meaning "stone".) Some ophiolites have a green color. The origin of these rocks, present in many mountainous massifs, remained uncertain until the advent of plate tectonic theory. Their great significance relates to their occurrence within mountain belts such as the Alps and the Himalayas, where they document the existence of former ocean basins that have now been consumed by subduction. This insight was one of the founding pillars of plate tectonics, and ophiolites have always played a central role in plate tectonic theory and the interpretation of ancient mountain belts.
Псевдостратиграфия және анықтама
Офиолиттерде байқалатын стратиграфиялық рет мұхиттың ортасындағы тау қыртыстарының литосфераны қалыптастыру процестеріне сәйкес келеді. Жоғарыдан төменге қарай, тізбектегі қабаттар:
The stratigraphic like sequence observed in ophiolites corresponds to the lithosphere forming processes at mid oceanic ridges. From top to bottom, the layers in the sequence are:
Пелагикалық шөгінділер: негізінен кремнийлі шөгінділер, әктасты шөгінділер және қабық пайда болғаннан кейін жиналған қызыл балшық. Экструзивті шынжыр: базальттық жастық лавалар магма мен теңіз суының жанасуын көрсетеді. Қалқанды бөгеттер кешені: жоғарыдағы лаваларды қоректендіретін тік, параллель бөгеттер. Жоғары деңгейдегі интрузивтер: изотроптық габбро, бөлшектенген магма камерасын көрсетеді. Қабатты габбро, магма камерасынан минералдардың тұнуынан пайда болған. Кумулятивтік перидотит: магма камерасынан тұнған минералдардың дунитке бай қабаттары. Тектоникалық перидотит: гарцбургит/лгерзолитке бай мантиялық тау жынысы. Америка геологиялық қоғамының 1972 жылы офиолиттер тақырыбында өткізген Пенроуз конференциясы "офиолит" терминін жоғарыда аталған барлық қабаттарды, соның ішінде офиолиттің қалған бөлігінен тәуелсіз қалыптасқан шөгінді қабатын қамтиды деп анықтады. Бұл анықтама соңғы уақыттарда сынға ұшырады, себебі Интегралды мұхит тегілу бағдарламасының және басқа да зерттеу круиздерінің мұхит қабығына жасаған жаңа зерттеулері, мұхит қабығының қалыңдығы мен құрамының өте өзгермелі екенін көрсетті, және кейбір жерлерде қабатты бөгеттер тікелей перидотит тектонитіне орналасқан, арасында габбро қабаттары жоқ.
Pelagic sediments: mostly siliceous oozes, calcareous oozes and red clays deposited since the crust formed. Extrusive sequence: basaltic pillow lavas show magma/seawater contact. Sheeted dike complex: vertical, parallel dikes that fed lavas above. High level intrusives: isotropic gabbro, indicative of a fractionated magma chamber. Layered gabbro, resulting from settling out of minerals from a magma chamber. Cumulate peridotite: dunite rich layers of minerals that settled out from a magma chamber. Tectonized peridotite: harzburgite/lherzolite rich mantle rock. A Geological Society of America Penrose Conference on ophiolites in 1972 defined the term "ophiolite" to include all of the layers listed above, including the sediment layer formed independently of the rest of the ophiolite. This definition has been challenged recently because new studies of oceanic crust by the Integrated Ocean Drilling Program and other research cruises have shown that in situ ocean crust can be quite variable in thickness and composition, and that in places sheeted dikes sit directly on peridotite tectonite, with no intervening gabbros.
Құрылыс және орналасу
Офиолиттер әлемнің көптеген орогендік белдеулерінде кездеседі. Дегенмен, офиолиттердің қалыптасуының екі мәселесі күмәндануда: осы тізбектердің пайда болуы және офиолиттердің орналасу механизмі. Орналасу – бұл тізбектің төмен тығыздықтағы континенттік қабықтан жоғары көтерілу процесі.
Ophiolites have been identified in most of the world's orogenic belts. However, two components of ophiolite formation are under debate: the origin of the sequence and the mechanism for ophiolite emplacement. Emplacement is the process of the sequence's uplift over lower density continental crust.
Океан литосферасы ретінде пайда болған
Бірнеше зерттеулер офиолиттердің мұхиттық литосфера ретінде қалыптасқандығы туралы қорытындыны қолдайды. Сейсмикалық жылдамдық құрылымын зерттеулер мұхиттық қабықтың құрамы туралы қазіргі білімнің көп бөлігін қамтамасыз етті. Осы себепті зерттеушілер салыстыру мақсатында офиолит кешенін (Аралдар шығанағы, Ньюфаундленд) сейсмикалық тұрғыдан зерттеді. Зерттеудің қорытындысы бойынша, мұхиттық және офиолиттік жылдамдық құрылымдары толық сәйкес келеді, бұл офиолит кешендерінің мұхиттық қабықтан пайда болғанын көрсетеді. Төмендегі байқаулар осы қорытындыны нығайтады. Теңіз түбінен шыққан тау жыныстарының химиялық құрамы, бастапқы құрамын құрайтын кремний мен титан сияқты элементтерден бастап, іздік элементтерге дейін, өзгермеген офиолит қабаттарына ұқсас. Теңіз түбіндегі және офиолиттік жыныстарда кремнийге бай минералдардың кездесуі сирек; ал кездесетіндерінің натрий мөлшері жоғары, ал калий мөлшері төмен. Офиолиттік жастық лавалар мен жарықтардың метаморфозасының температуралық градиенттері бүгінгі мұхит қырқаларының астында кездесетін температуралық градиенттерге ұқсас. Осылайша, офиолиттер Вильсон циклының толық аяқталуын бастан өтпеген және атипикалық мұхиттық қабық деп есептеледі.
Several studies support the conclusion that ophiolites formed as oceanic lithosphere. Seismic velocity structure studies have provided most of the current knowledge of the oceanic crust's composition. For this reason, researchers carried out a seismic study on an ophiolite complex (Bay of Islands, Newfoundland) in order to establish a comparison. The study concluded that oceanic and ophiolitic velocity structures were identical, pointing to the origin of ophiolite complexes as oceanic crust. The observations that follow support this conclusion. Rocks originating on the seafloor show chemical composition comparable to unaltered ophiolite layers, from primary composition elements such as silicon and titanium to trace elements. Seafloor and ophiolitic rocks share a low occurrence of silica rich minerals; those present have a high sodium and low potassium content. The temperature gradients of the metamorphosis of ophiolitic pillow lavas and dykes are similar to those found beneath ocean ridges today. Ophiolites therefore cannot have followed the full Wilson cycle and are considered atypical ocean crust.
Офиолиттің орналасуы
Океандық қабықтың континенттік жиектерге орналасу механизмі әлі де толық келісім таппады, оның себебі континенттік жиектердің салыстырмалы түрде төмен тығыздығына қарамастан, осы қабықтың көтерілу процесі. Дегенмен, барлық орналасу процедуралары бірдей қадамдардан тұрады: субдукцияның басталуы, офиолиттің континенттік жиек үстінен немесе субдукция аймағындағы үстіңгі тақтадан итеруі және ауамен жанасу.
There is yet no consensus on the mechanics of emplacement, the process by which oceanic crust is uplifted onto continental margins despite the relatively low density of the latter. All emplacement procedures share the same steps nonetheless: subduction initiation, thrusting of the ophiolite over a continental margin or an overriding plate at a subduction zone, and contact with air.
Континенттік шегінен орын алу
Ньюфаундлендтегі Оралдар шығанағы кешенінде, сондай-ақ Румынияның Апусени тауларындағы Шығыс Вардар кешенінде жүргізілген зерттеулерге негізделген гипотеза, арал доғасы кешенімен соқтығысқан континенттік шет, артқы доға алабында офиолиттердің пайда болуына және сығылудан туындаған обдукцияға себеп болады. Континенттік шет, оның бойындағы мүйістер мен ойыстар, арал доғасы кешенінің астына қарай батып, оған қосылған мұхиттық қабыққа байланысты. Субдукция кезінде континент пен арал доғасы кешені бірігіп, бастапқыда мүйістермен соқтығысады. Дегенмен, мұхиттық қабықтың бір бөлігі әлі де аралдар арасында бетте қалады, арал доғасының астына батып үлкермейді. Субдукцияланатын мұхиттық қабықтың континенттік шеттен бөлініп, субдукцияға көмектесетіні есептеледі. Егер траншеяның кері шегіну жылдамдығы арал доғасы кешенінің жылжу жылдамдығынан жоғары болса, траншея кері шегінеді, нәтижесінде арал доғасы кешенінің траншеяның кері шегіну жылдамдығымен сәйкес келуі үшін басым пластина кеңейеді. Артқы доға алабының кеңеюі мұхиттық қабықты – офиолиттерді жасайды. Соңында, мұхиттық литосфера толығымен субдукцияланғанда, арал доғасы кешенінің кеңею режимі сығылу режиміне ауысады. Кеңеюден пайда болған ыстық, оңтайлы жүзуге қабілетті мұхиттық қабық субдукцияланбайды, оның орнына офиолит ретінде арал доғасына орналасады. Сығылу жалғасқанда офиолит континенттік шетке орналасады. Континенттік шетке байланысқан мұхиттық қабық арал доғасының астына субдукцияланады. Офиолиттерге дейінгі мұхиттық қабық артқы доға алабы арқылы пайда болады. Континент пен арал доғасының соқтығысуы артқы доға алабында жаңа субдукция аймағын бастайды, ол алғашқыдан кері бағытта батырады. Жасалған офиолит жаңа субдукцияның алдыңғы жағының ұшы болып табылады және бөліну мен сығылу арқылы (аккрециялық клиннен жоғары) көтеріледі. Габбролардағы фельдшпат пен пироксеннің (клинопироксен және ортопироксен) кристалдану реті кері болады, сонымен қатар офиолиттерде субдукция аймақтарымен салыстыруға болатын көп фазалы магмалық күрделілік байқалады. Шындығында, көптеген офиолиттер субдукция басталғанда пайда болады және осылайша алдыңғы арка литосферасының фрагменттерін көрсетеді деген дәлелдер көбейіп келеді. Бұл 1980 жылдары "супра субдукция аймағы" (SSZ) офиолиті терминінің енгізілуіне әкелді, бұл кейбір офиолиттердің мұхит қырқаларына қарағанда арал доғаларымен тығыз байланысты екенін мойындау үшін жасалды. Нәтижесінде, теңіз түбінің таралуымен байланысты деп есептелген классикалық офиолиттердің кейбіреулері (Кипрдегі Троодос, Омандағы Сеймаил) субдукция басталған кезде алдыңғы аркалық қабықтың жылдам кеңеюінен пайда болған "SSZ" офиолиттері болып табылғаны анықталды. Көптеген офиолиттер үшін алдыңғы доға орнатуы мұхиттық литосфераның континенттік қабықтың үстіне қалай орналасатыны туралы бұрынғыда түсініксіз мәселені шешеді. Континенттік аккрециялық шөгінділер, егер төмендеу пластинасымен субдукция аймағына әкелінсе, оны бітеді және субдукцияның тоқтауына, нәтижесінде аккрециялық призманың кері қайтуына, үстінде офиолитпен (алдыңғы арка литосферасы) болады. Ыстық нүктелік атылуларға немесе қалыпты орта мұхиттық қырқа базальтына ұқсас құрамы бар офиолиттер сирек кездеседі, ал осы мысалдар көбінесе субдукция аймағының аккрециялық кешендерінде күшті бөлінеді.
A hypothesis based on research conducted on the Bay of Islands complex in Newfoundland as well as the East Vardar complex in the Apuseni Mountains of Romania suggest that an irregular continental margin colliding with an island arc complex causes ophiolite generation in a back arc basin and obduction due to compression. The continental margin, promontories and reentrants along its length, is attached to the subducting oceanic crust, which dips away from it underneath the island arc complex. As subduction takes place, the buoyant continent and island arc complex converge, initially colliding with the promontories. However, oceanic crust is still at the surface between the promontories, not having been subducted beneath the island arc yet. The subducting oceanic crust is thought to split from the continental margin to aid subduction. In the event that the rate of trench retreat is greater than that of the island arc complex's progression, trench rollback will take place, and by consequence, extension of the overriding plate will occur to allow the island arc complex to match the trench retreat's speed. The extension, a back arc basin, generates oceanic crust: ophiolites. Finally, when the oceanic lithosphere is entirely subducted, the island arc complex's extensional regime becomes compressional. The hot, positively buoyant ocean crust from the extension will not subduct, instead obducting onto the island arc as an ophiolite. As compression persists, the ophiolite is emplaced onto the continental margin. Oceanic crust attached to a continental margin subducts beneath an island arc. Pre ophiolitic ocean crust is generated by a back arc basin. The collision of the continent and island arc initiates a new subduction zone at the back arc basin, dipping in the opposite direction as the first. The created ophiolite becomes the tip of the new subduction's forearc and is uplifted (over the accretionary wedge) by detachment and compression. Additionally, the crystallization order of feldspar and pyroxene (clino and orthopyroxene) in the gabbros is reversed, and ophiolites also appear to have a multi phase magmatic complexity on par with subduction zones. Indeed, there is increasing evidence that most ophiolites are generated when subduction begins and thus represent fragments of fore arc lithosphere. This led to introduction of the term "supra subduction zone" (SSZ) ophiolite in the 1980s to acknowledge that some ophiolites are more closely related to island arcs than ocean ridges. Consequently, some of the classic ophiolite occurrences thought of as being related to seafloor spreading (Troodos in Cyprus, Semail in Oman) were found to be "SSZ" ophiolites, formed by rapid extension of fore arc crust during subduction initiation. A fore arc setting for most ophiolites also solves the otherwise perplexing problem of how oceanic lithosphere can be emplaced on top of continental crust. It appears that continental accretion sediments, if carried by the downgoing plate into a subduction zone, will jam it up and cause subduction to cease, resulting in the rebound of the accretionary prism with fore arc lithosphere (ophiolite) on top of it. Ophiolites with compositions comparable with hotspot type eruptive settings or normal mid oceanic ridge basalt are rare, and those examples are generally strongly dismembered in subduction zone accretionary complexes.
Топтар мен жиынтықтар
Офиолиттер мезозой дәуіріндегі орогендік белдеулерде кеңінен таралған, мысалы, Тетис мұхитының жабылуы нәтижесінде пайда болғандар. Архей және палеопротерозой аймақтарында офиолиттер сирек кездеседі. Көптеген офиолиттерді екі топқа бөлуге болады: тетиандық және кордилерлік. Тетиандық офиолиттер Шығыс Жерорта теңізі аймағында, мысалы, Кипрдегі Троодос және Таяу Шығыста, Омандағы Семел сияқты жерлерде кездеседі. Олар классикалық офиолит жиынтығына сәйкес келетін, салыстырмалы түрде толық тау жыныстарынан тұрады және пассивті континенттік шетке көбінесе бұзылмаған күйде орналасқан (Тетис – ежелгі Еуропа мен Африканы бөліп тұрған теңіздің атауы). Кордилерлік офиолиттер Солтүстік Американың батыс тау белдеулерінде (Кордильера, континенттің тірек сүйегі) кездеседі. Бұл офиолиттер субдукциялық аймақтың аккумуляциялық кешендерінде (субдукциялық кешендер) орналасқан және пассивті континенттік шетпен байланысы жоқ. Оларға Калифорнияның жағалаулық офиолиті, Кламат тауларының (Калифорния, Орегон) Жозефина офиолиті және Оңтүстік Американың оңтүстік Анд тауларындағы офиолиттер жатады. Орналасу әдісіне қарамастан, екі типті офиолиттердің де пайда болуы субдукция аймағымен (SSZ) байланысты. Неопротерозойлық офиолиттердің пайда болу жағдайларына сәйкес, олар орта мұхит қыртысы базальтының (MORB) және SSZ типті офиолиттердің ерекшеліктерін көрсетеді және ең көнесінен ең жасыға дейін жіктеледі: (1) MORB толық офиолиттер (MIO); (2) бөлшектенген офиолиттер (DO); және (3) доғамен байланысты офиолиттер (AAO) (El Bahariya, 2018). Зерттелген офиолиттердің барлығы (Орталық-Шығыс Шөлі, CED) MORB/арқалық бассейн базальты (BABB) офиолиттері мен SSZ офиолиттеріне жатады. Олар кеңістіктік және уақыттық байланыссыз, сондықтан екі типтің петрогенетикалық жағынан байланысты емес болуы мүмкін. Офиолиттер әртүрлі геологиялық жағдайларда кездеседі және уақыт өте келе офиолиттердің тектоникалық жағдайы MORB-тен SSZ-ге қарай өзгеретінін көрсетеді.
Ophiolites are common in orogenic belts of Mesozoic age, like those formed by the closure of the Tethys Ocean. Ophiolites in Archean and Paleoproterozoic domains are rare. Most ophiolites can be divided into one of two groups: Tethyan and Cordilleran. Tethyan ophiolites are characteristic of those that occur in the eastern Mediterranean sea area, e. g. Troodos in Cyprus, and in the Middle East, such as Semail in Oman, which consist of relatively complete rock series corresponding to the classic ophiolite assemblage and which have been emplaced onto a passive continental margin more or less intact (Tethys is the name given to the ancient sea that once separated Europe and Africa). Cordilleran ophiolites are characteristic of those that occur in the mountain belts of western North America (the "Cordillera" or backbone of the continent). These ophiolites sit on subduction zone accretionary complexes (subduction complexes) and have no association with a passive continental margin. They include the Coast Range ophiolite of California, the Josephine ophiolite of the Klamath Mountains (California, Oregon), and ophiolites in the southern Andes of South America. Despite their differences in mode of emplacement, both types of ophiolite are exclusively supra subduction zone (SSZ) in origin. Based on mode of occurrences, the Neoproterozoic ophiolites appear to show characteristics of both mid oceanic ridge basalt (MORB) type and SSZ type ophiolites and are classified from oldest to youngest into: (1) MORB intact ophiolites (MIO); (2) dismembered ophiolites (DO); and (3) arc associated ophiolites (AAO) (El Bahariya, 2018). Collectively, the investigated ophiolites of the Central Eastern Desert (CED) fall into both MORB/back arc basin basalt (BABB) ophiolites and SSZ ophiolites. They are spatially and temporally unrelated, and thus, it seems likely that the two types are not petrogenetically related. Ophiolites occur in different geological settings, and they represent change of the tectonic setting of the ophiolites from MORB to SSZ with time.
Тұжырымдаманың пайда болуы мен дамуы
Офиолит термині 1813 және 1821 жылдары Александр Бронгнярттың жарияланымдарында пайда болды. Алғашқы жарияланымда ол меланж деп аталатын кең ауқымды брекчияларда кездесетін серпентинит тау жыныстарын офиолит деп атады. Екінші жарияланымда ол анықтаманы габбро, диабаз, ультрамафикалық және жанартаулық тау жыныстар сияқты түрлі магмалық тау жыныстарды қамту үшін кеңейтті. Штайнманның маңызды байқауы – офиолиттер бұрынғы терең теңіз ортасын көрсететін шөгінді тау жыныстарымен байланысты екендігі болды. Ол Альпілік офиолиттерді "ассиметриялық қысқаруға ұшыраған геосинклинаның белсенді қанатындағы жарылымдар арқылы шыққан су астындағы эффузиялар" деп санады. Перу Анд тауларында офиолиттердің кездеспеуі, Штайнманның болжамы бойынша, Анд тауларының алдындағы геосинклинаның беткей болуымен немесе геосинклина шегін ғана көрсетуімен байланысты болды. Офиолиттер жаңа тұрғыда түсіндірілді. Офиолиттерде табылған плутондық тау жыныстары бұрынғы магма камераларының қалдықтары деп түсіндірілді.
The term ophiolite originated from publications of Alexandre Brongniart in 1813 and 1821. In the first, he used ophiolite for serpentinite rocks found in large scale breccias called mélanges. In the second publication, he expanded the definition to encompass a variety of igneous rocks as well such as gabbro, diabase, ultramafic and volcanic rocks. A key observation by Steinmann was that ophiolites were associated to sedimentary rocks reflecting former deep sea environments. He held that Alpine ophiolites were "submarine effusions issuing along thrust faults into the active flank of an asymmetrically shortening geosyncline". The apparent lack of ophiolites in the Peruvian Andes, Steinmann theorized, was either due to the Andes being preceded by a shallow geosyncline or representing just the margin of a geosyncline. ophiolites were interpreted in the new framework. The plutonic rocks found in ophiolites were understood as remnants of former magma chambers.