Terrænanalyse ( terraneologi , terrane tektonik, begrebet terrane collage ) er et afsnit af pladetektonik , der studerer strukturen og historien om udviklingen af foldede bælter . Fra denne teoris synspunkt kan der inden for foldebælterne skelnes adskilte blokke - terraner , som har en individuel historie. Terrænanalyse består af et sæt specifikke metoder til at studere disse ekstremt komplekse dele af jordskorpen.
Indholdet af terrænanalyse består i at identificere terræner, bestemme arten af deres grænser, studere og belyse de geodynamiske rammer for dannelsen af terræner, deres geologiske historie, bevægelsesbane, sammenlægning, tilvækst og forbindelse med tilstødende terræner.
Typiske opgaver for terrænanalyse omfatter:
Som regel er en terræn et relativt lille område af jordskorpen og er sammensat af et mere eller mindre homogent kompleks af klipper. I dette tilfælde kan de sædvanlige metoder til geodynamisk rekonstruktion, baseret på den komplekse brug af forskellige metoder, ikke anvendes, og det er nødvendigt at udtrække den maksimale information fra de tilgængelige formationer.
Terrænanalyse er både en teori og et sæt metoder . Mange forskere går ud fra det faktum, at i den foldede zone[ ukendt udtryk ] alt i en række, hvilket betyder, at det ikke giver nogen mening at udskille separate blokke i det.
Det faktum, at blokke eller bånd af udvikling af sten, der adskiller sig skarpt i sammensætning og oprindelse, ofte eksisterer side om side i foldede bælter, har længe været kendt. I den indenlandske litteratur blev sådanne områder identificeret som strukturelle-formationelle (eller strukturelle-facies) zoner. Strukturelle dannelseszoner, ifølge begreberne geosynklinal teori , blev adskilt af dybe forkastninger , langs hvilke betydelige lodrette bevægelser forekommer i lang tid. Det var således muligt at forklare, hvorfor lavtvandssandsten forekommer i én strukturel dannelseszone, og meget tæt på, i nabozonen, dybvandskiselholdige aflejringer af tæt alder. Det blev antaget, at der ikke var væsentlige vandrette forskydninger.
Men da data om regional geologi akkumuleredes, oplevede denne model stigende vanskeligheder. Blandt de talrige geologiske argumenter mod den faste position af strukturelle-formationelle zoner skal det bemærkes undersøgelsen af sammensætningen af klastiske aflejringer (konglomerater og sandsten) i nabozoner. Sådanne observationer vidnede om, at op til et vist tidspunkt udviklede zonerne tæt i den moderne struktur sig fuldstændig isoleret. I eksemplet ovenfor rejser spørgsmålet sig således umiddelbart om, hvorfor nedrivning fra en forhøjet sokkel, hvorpå der var aflejret sandsten, ikke fortyndede den kondenserede kiselholdige sedimentation. På den anden side overlapper senere geologiske begivenheder (magmatiske, sedimentære og tektoniske) ofte begge zoner og ignorerer praktisk talt de dybe forkastninger, der adskiller dem. Alvorlige indvendinger opstod fra palæontologi: naboblokke blev fundet i foldede områder, i klipperne af samme alder var faunakomplekser karakteristiske for forskellige klimatiske zoner indeholdt. Endelig har den omfattende udvikling af palæomagnetiske undersøgelser vist, at banerne for den tilsyneladende magnetiske polbevægelse (APDP) er forskellige for forskellige blokke. Således mislykkedes forsøg på at beskrive den tektoniske struktur af orogene bælter fra fiksistiske positioner.
Begrebet terraner og terraneologi i sig selv som en metode til regional tektonisk analyse af orogene bælter blev udviklet af amerikanske geologer, hovedsageligt P. Coneyb, D. L. Jones og J. W. Monger, mens de studerede palæomagnetisme og palæogeografi af de nordamerikanske Cordilleras og Alaska i slutningen af 1970'erne gg. Det er ikke tilfældigt, at de første til at skabe et nyt koncept var amerikanerne, som havde mindre erfaring inden for regional geologi og geologisk kortlægning. Den nordamerikanske geologiske skole havde ikke sådanne begreber som en strukturel-formationszone og et strukturelt-materialekompleks (russisk skole) eller en isopisk zone (europæisk skole), hvilket gjorde det vanskeligt at skabe tektoniske kort og en systematisk beskrivelse af tektonikken. af store regioner. På den anden side adopterede de fleste amerikanske geologer hurtigt pladetektonik og var de første til at anvende den til kontinental geologi. Som S. D. Sokolov bemærkede, var fremkomsten af begrebet terrane collage forbundet med behovet for at forbinde de teoretiske begreber pladetektonik og regionalt geologisk materiale.
Baseret på data om palæomagnetisme og udbredelsen af palæofauna bemærkede P. Coneyb, D. L. Jones og J. V. Monger for første gang, at en betydelig del af Alaska og den canadiske Cordillera er "fremmed" for den nordamerikanske kraton , dvs. transporteres tusindvis af kilometer sydfra. For nylig er der fremkommet palæomagnetiske data, der indikerer cenozoisk storstilet bevægelse og hurtig rotation af store områder af den ydre oceaniske rand af Cordilleras. Geologer har indsamlet, opsummeret og analyseret en enorm mængde data om stratigrafi og palæontologi, især om radiolarier, og har vist, at det meste af Cordillera, især deres ydre vestlige margin, er sammensat af blokke og udbrudsområder (terraner), der varierer i størrelse fra snesevis af meter til snesevis af kilometer, og at deres begyndelsesposition i forhold til hinanden og til den nordamerikanske kraton stadig er svær at fortolke, selvom det er muligt for individuelle terræner. Mange terræner er tydeligt oceaniske i naturen og består af fragmenter af øbuer, oceaniske hævninger og bjerge, undervandsrygge hentet fra Stillehavet . Andre terraner har ældre kontinentale baser og bevægede sig nordpå langs den kontinentale margin, svarende til hvordan den lange og smalle blok (terrane) Salinian nu bevæger sig nordpå langs San Andreas-forkastningen .
I lang tid var definitionen af begrebet "terrane" som en konsolideret tektono-stratigrafisk geografisk enhed begrænset af tektoniske kontakter generelt accepteret (Jones et al., 1983; Howell et al., 1985). Noget senere, da begrebet terraner begyndte at blive brugt som en metode til regional tektonisk analyse af foldede zoner inden for rammerne af begrebet pladetektonik, begyndte geodynamiske kriterier at blive inkluderet i begrebet "terrane" (Plafker, 1990; Wheeler og McFeely, 1991; Parfenov, 1990; Parfenov et al.., 1993; Parfenov et al., 1993; Zonenshain og Kuzmin, 1993; Parfenov et al., 1996; Nokleberg et al., 1994).
Oprindeligt blev terrænanalyse brugt til relativt unge accretionære orogener i Stillehavsringen (Cordillera, Alaska, det nordøstlige USSR), med akkumulering af data om regional geologi og palæomagnetiske data, begyndte den at blive brugt til kollisionsorogener, herunder gamle (f. for eksempel den foldede Altai-Sayan-region). På baggrund af terræntektonik blev der offentliggjort kort over den vestlige del af det palæoasiske ocean (Berzin et al. 1994), Nord- og Centralasien (Parfenov 1998) m.fl.
For nylig har der været en universalisering af metoden, cirklen af objekter for dens anvendelse vokser konstant. Selv de tidlige prækambriske kratonkældre betragtes i stigende grad som ældgamle accretionær-kollisions-orogene zoner, hvor begreberne terrænanalyse er anvendelige.
Objekterne for terrænanalyse, ud over selve terrænerne, er de suturzoner, der begrænser dem, såvel som de overlappende og forbindende geologiske komplekser.
Forkastninger, der begrænser terræner ( suturzoner , suturer ) kan have forskellig kinematik (slip, overstød, forkastninger) og geologisk struktur. De er repræsenteret af zoner med cataclasis og mylonitization , de indeholder ofte melanges, herunder ophiolite. Nogle gange markerer suturzoner produkterne af højtryksmetamorfose - blå skifre og eklogitter. Overlappende og tværbindende formationer dannes efter tilvækst eller sammenlægning af terræner og gør det muligt at bestemme den maksimale aldersgrænse for disse processer.
Overjorden består af sedimentære, vulkanske-sedimentære og sedimentære bjergarter, der akkumulerede efter terrænsammenlægning eller tilvækst og stratigrafisk ligger over to eller flere tilstødende terræner eller terræner og en kratonrand. Overliggende formationer omfatter dæk af gamle eller unge platforme, melasse af rand- og bjergtrug, flysch-lag af kontinentale marginer osv.
Tværbinding er påtrængende komplekser og metamorfe bælter forbundet med dem, som skærer gennem tilstødende terræn og kanten af kratonet. Plutoniske formationer kan være genetisk relateret til overliggende vulkanske bjergarter (f.eks. granitoider i Kridttidens Okhotsk-Chukotka kontinentale marginale vulkanske bælte). Syningsformationer omfatter også tektoniske sammenblandinger af suturzoner.
I den tektoniske udvikling af individuelle terræner eller deres grupper skelnes følgende hovedbegivenheder:
I terrænanalyse bliver det nødvendigt at skelne mellem superterraner (sammensatte eller sammensatte terræner) og underjordiske.
Terraner klassificeres efter formationens geodynamiske omgivelser, eller, hvis det ikke er defineret, efter sammensætning. Terraner kan være fragmenter af mikrokontinenter, ensialiske og ensimatiske ø-buer og deres individuelle elementer (accretion wedge, back-arc eller forearc-bassin), vulkanske hævninger, havbjerge osv. Derudover fordrevne, eksotiske og mystiske terræner.
Terrænanalyse involverer ligesom enhver forskningsteknik en vis rækkefølge af operationer. Først og fremmest er det nødvendigt at genkende selve terrænet og forstå, at vi har at gøre med en fremmed formation, der adskiller sig fra nabokomplekser. Det næste skridt er at kortlægge denne terræn, afgrænse dens grænser og forstå deres natur. Baseret på en omfattende undersøgelse af de bjergarter, der udgør terrænet (deres petrologi, geokemi, metamorfose, sedimentationsforhold, palæontologi osv.), drages der en konklusion om dens oprindelse (primært om den geodynamiske indstilling af dens dannelse). Når terrænets beskaffenhed er fastlagt, afklares tidspunktet for terranets tilknytning til kontinentet og arten af post-accretion processer. Terrænfastgørelse er kollisionsartet og fører til deformationer. Derfor, hvis materialesammensætningen primært studeres for at bestemme den geodynamiske indstilling, så overvejes først og fremmest deformationer og forhold til yngre bjergarter for at studere tilvækstprocesser. Tidspunktet for blokfastgørelsen bestemmes af overlapningen, der altid er ukonform, af både klipperne i terrænet og tilstødende komplekser af de samme aflejringer; tidspunktet for uoverensstemmelse og overlapning kan betragtes som tidspunktet for terrænfastgørelse. Derudover kan absolutte geokronologiske metoder bruges til at datere syntektoniske mineraler (f.eks. let glimmer) fra de suturzoner, der afgrænser terrænet. I dette tilfælde skal det tages i betragtning, at den tektoniske aktivitet af blokgrænser kan vare ved i lang tid efter tilvækst, da terræner ofte bevæger sig i betydelige afstande langs den konvergente pladegrænse, gennemgår kollisioner med andre terræner osv. Endelig er det er nødvendigt for at fastslå, hvor terrænet kom fra. Mindst to metoder, palæomagnetisk og palæoklimatisk, gør det muligt at bestemme terrænets primære breddegrad; af disse bør paleomagnetisk præference gives som ægte kvantitativ. Når vi taler om terrænbevægelser, bør vi ikke glemme, at vi ikke taler om bevægelsen eller tilvæksten af en terræn i sin moderne form, men vi mener en vis palæostruktur (øbue, mikrokontinent, oceanisk plade), som denne terræn er et fragment af. Resultaterne af den udførte terrænanalyse er præsenteret på tidsrumsdiagrammer.
Til dato er begrebet en terræncollage generelt anerkendt, og terrænanalyse tjener som et metodisk grundlag for at studere den geodynamiske udvikling af næsten alle foldzoner (stadig undtagen de ældste). Den disciplin, der ligger tættest på terrænanalyse, er tilvæksttektonik, som fungerer som metodens aktualitetsgrundlag. Terrænanalyse er med succes blevet brugt til regional metallogen analyse. Som akademiker V.E. Khain og M.G. Lomize, der vurderer terræntektonikkens rolle: "Terranskonceptet har vist, at mobiliteten af skorpen og lithosfæren i fremtidige foldede bælter stadig er meget højere end tidligere antaget, og at der foregår intensiv langsgående bevægelse af materiale i disse bælter" ( Khain og Lomize, 1994, s. 304).
Metamorfe terræner med ultrahøje tryk kan tjene som endnu et eksempel på at udvide rækken af objekter til terrænanalyse. Da i midten af 1980 - 1990. i en række metamorfe komplekser, hovedsageligt sammensat af bjergarter af den kontinentale skorpe - gnejs og skifer, fandt et indeks af ultrahøjtryksmetamorfose mineraler ( coesite og diamant ), viste det sig, at UHPM (ultrahigh pressure metamorphism) komplekser strengt svarer til konceptet af terræn (tektoniske kontakter, regional størrelse, egen udviklingshistorie osv.). Deres forskelle fra tilstødende geologiske komplekser skyldes dog ikke bevægelser langs klodens overflade (i tværgående eller langsgående retning, i forhold til de konvergente grænser for lithosfæriske plader), men sænkning langs subduktionszoner dybt ind i kappen og stige tilbage ( subduktion og opgravning). Derfor vil forskellene mellem de kombinerede terræner hovedsageligt skyldes forskellen i parametrene for metamorfose (primært tryk). Den nævnte mobilitet af litosfæren viste sig således også at være lodret, og materialebevægelsen i fremtidige foldede bælter har også en tredje dimension. For de fleste UHPM-terraner, for eksempel for Kokchetav, er der etableret en kontrasterende karakter af metamorfos, som gør det muligt at underopdele det i en række underjordiske områder, der hovedsageligt adskiller sig i tryk på toppen af metamorfosen, det vil sige i dybden af synkning i kappen. Kombinationen af underjordiske områder opstår på grund af forskellige hastigheder for opgravning af individuelle plader (den stiger med dybden). I den geodynamiske analyse af UHPM bruges terraner som en indikator for det kontinentale subduktionsregime.