Analiza terenului ( teraneologia , tectonica de teren, conceptul de colaj de teren ) este o secțiune a tectonicii plăcilor care studiază structura și istoria dezvoltării centurilor pliate . Din punctul de vedere al acestei teorii, în cadrul curelelor de pliere se pot distinge blocuri separate - terrane , care au o istorie individuală. Analiza terenului constă într-un set de metode specifice pentru studierea acestor părți extrem de complexe ale scoarței terestre.
Conținutul analizei teranelor constă în identificarea teranelor, determinarea naturii limitelor acestora, studierea și elucidarea setărilor geodinamice pentru formarea teranelor, istoria geologică a acestora, traiectoria de mișcare, amalgamarea, acumularea și legătura cu tereanele învecinate.
Sarcinile tipice ale analizei terestre includ:
De regulă, un terane este o zonă relativ mică a scoarței terestre și este compus dintr-un complex mai mult sau mai puțin omogen de roci. În acest caz, metodele obișnuite de reconstrucție geodinamică, bazate pe utilizarea complexă a diverselor metode, nu pot fi aplicate și este necesară extragerea maximă a informațiilor din formațiunile disponibile.
Analiza terenului este atât o teorie , cât și un set de metode . Mulți cercetători pornesc de la faptul că în zona pliată[ termen necunoscut ] totul într-un rând, ceea ce înseamnă că nu are sens să evidențiezi blocuri separate din el.
Faptul că blocurile sau benzile de dezvoltare ale rocilor care diferă puternic în compoziție și origine coexistă adesea în curele îndoite este cunoscut de mult. În literatura internă, astfel de zone au fost identificate ca zone structural-formaționale (sau structural-facies). Zonele de formare structurală, conform conceptelor teoriei geosinclinale , au fost separate de falii adânci , de-a lungul cărora au loc mișcări verticale semnificative pentru o lungă perioadă de timp. Astfel, s-a putut explica de ce gresiile de mică adâncime apar într-o zonă de formare structurală și foarte aproape, în zona vecină, de depozite silicioase de adâncime de vârstă apropiată. S-a presupus că nu au existat deplasări orizontale semnificative.
Cu toate acestea, pe măsură ce datele privind geologia regională s-au acumulat, acest model a întâmpinat dificultăți tot mai mari. Dintre numeroasele argumente geologice împotriva poziției fixe a zonelor structural-formaționale, trebuie remarcat studiul compoziției depozitelor clastice (conglomerate și gresii) din zonele învecinate. Astfel de observații au mărturisit că până la un anumit timp zonele apropiate din structura modernă s-au dezvoltat complet izolat. Astfel, în exemplul de mai sus, se pune imediat întrebarea de ce demolarea dintr-un soclu ridicat pe care au fost depuse gresii nu a diluat sedimentarea silicioasă condensată. Pe de altă parte, evenimentele geologice ulterioare (magmatice, sedimentare și tectonice) se suprapun adesea ambelor zone, ignorând practic faliile adânci care le separă. Din paleontologie au apărut obiecții serioase: blocuri învecinate au fost găsite în zone pliate, în rocile de aceeași vârstă au fost conținute complexe faunistice caracteristice diferitelor zone climatice. În cele din urmă, dezvoltarea extinsă a studiilor paleomagnetice a arătat că traiectoriile mișcării aparente a polului magnetic (APDP) diferă pentru diferite blocuri. Astfel, încercările de a descrie structura tectonă a centurilor orogene din poziții fixiste au eșuat.
Conceptul de terrane și terraneologia în sine ca metodă de analiză tectonă regională a centurilor orogene au fost dezvoltate de geologii americani, în principal P. Coneyb, D. L. Jones și J. W. Monger, în timp ce studiau paleomagnetismul și paleogeografia Cordillerelor din America de Nord și Alaska la sfârșitul anilor 1970 . gg. Nu întâmplător, primii care au creat un nou concept au fost americanii, care aveau mai puțină experiență în domeniul geologiei regionale și al cartografierii geologice. Școala geologică nord-americană nu avea concepte precum o zonă structural-formațională și un complex structural-material (școala rusă) sau o zonă izopică (școala europeană), ceea ce a făcut dificilă crearea hărților tectonice și o descriere sistematică a tectonicii. a regiunilor mari. Pe de altă parte, majoritatea geologilor americani au adoptat rapid tectonica plăcilor și au fost primii care au aplicat-o geologiei continentale. După cum a remarcat S. D. Sokolov, apariția conceptului de colaj de teren a fost asociată cu necesitatea de a lega conceptele teoretice ale tectonicii plăcilor și materialului geologic regional.
Pe baza datelor despre paleomagnetism și distribuția paleofaunei, P. Coneyb, D. L. Jones și J. V. Monger au remarcat pentru prima dată că o parte semnificativă din Alaska și Cordillera canadiană este „străină” pentru cratonul nord-american , adică ar putea fi transportat la mii de kilometri de sud. Mai recent, au apărut date paleomagnetice care indică mișcarea pe scară largă a Cenozoicului și rotația rapidă a unor zone mari din marginea oceanică exterioară a Cordillerelor. Geologii au colectat, rezumat și analizat o cantitate imensă de date despre stratigrafie și paleontologie, în special despre radiolari, și au arătat că cea mai mare parte a Cordillerei, în special marginea lor vestică exterioară, este compusă din blocuri și zone de separare (teranuri) de dimensiuni variate. de la zeci de metri la zeci de kilometri și că poziția lor inițială unul față de celălalt și față de Cratonul nord-american este încă greu de interpretat, deși este posibil pentru terase individuale. Multe terase sunt în mod clar de natură oceanică și constau din fragmente de arce insulare, ridicări oceanice și munți, creste subacvatice aduse din Pacific . Alte terase au baze continentale mai vechi și s-au deplasat spre nord de-a lungul marginii continentale, similar cu modul în care blocul lung și îngust (teren) Salinian se deplasează acum spre nord de-a lungul falii San Andreas .
Multă vreme, definiția termenului „terren” ca unitate geografică tectono-stratigrafică consolidată limitată de contacte tectonice a fost în general acceptată (Jones și colab., 1983; Howell și colab., 1985). Ceva mai târziu, când conceptul de terane a început să fie utilizat ca metodă de analiză tectonică regională a zonelor pliate în cadrul conceptului de tectonici a plăcilor, criteriile geodinamice au început să fie incluse în conceptul de „terren” (Plafker, 1990; Wheeler și McFeely, 1991; Parfenov, 1990; Parfenov și colab., 1993; Parfenov și colab., 1993; Zonenshain și Kuzmin, 1993; Parfenov și colab., 1996; Nokleberg și colab., 1994).
Inițial, analiza teranului a fost folosită pentru orogene acreționari relativ tineri ai Inelului Pacificului (Cordillera, Alaska, nord-estul URSS), odată cu acumularea de date privind geologia regională și date paleomagnetice, a început să fie folosit pentru orogene de coliziune, inclusiv cele vechi (pentru exemplu, regiunea pliată Altai-Sayan) . Pe baza tectonicii terestre, au fost publicate hărți ale părții de vest a Oceanului Paleoazian (Berzin și colab. 1994), Asia de Nord și Centrală (Parfenov 1998) și altele.
Recent a avut loc o universalizare a metodei, cercul de obiecte al aplicării sale este în continuă creștere. Chiar și subsolurile cratonului precambrian timpuriu sunt considerate din ce în ce mai mult drept zone orogenice acreționare-colisionale antice, cărora li se aplică conceptele de analiză a teranei.
Obiectele analizei teranelor, pe lângă teranele în sine, sunt zonele de sutură care le limitează, precum și complexele geologice care se suprapun și care leagă.
Teranele de limitare a falilor ( zone de sutură, suturi ) pot avea cinematici diferite (alunecări, răsturnări, falii) și structură geologică. Sunt reprezentate de zone de cataclază și milonizare , conțin adesea melange, inclusiv ofiolite. Uneori, zonele de sutură marchează produsele metamorfismului de înaltă presiune - șisturi albastre și eclogite. Formațiunile de suprapunere și reticulare se formează după acumularea sau amalgamarea tereanelor și fac posibilă determinarea limitei maxime de vârstă pentru aceste procese.
Depășirea constă din roci sedimentare, vulcanico-sedimentare și sedimentare care s-au acumulat după amalgamarea sau acumularea teranului și se suprapun stratigrafic pe două sau mai multe terase sau terase adiacente și o margine cratonică. Formațiunile de deasupra includ acoperiri de platforme vechi sau tinere, melasă de jgheaburi marginale și intermontane, straturile de fliș ale marginilor continentale etc.
Legăturile încrucișate sunt complexe intruzive și centuri metamorfice asociate acestora, care traversează tereanele adiacente și marginea cratonului. Formațiunile plutonice pot fi legate genetic de rocile vulcanice de deasupra (de exemplu, granitoizii din centura vulcanică marginală continentală Okhotsk-Chukotka din Cretacic). Formațiunile de cusătură includ și amestecuri tectonice ale zonelor de sutură.
În evoluția tectonă a tereanelor individuale sau a grupurilor acestora, se disting următoarele evenimente principale:
În analiza tereanelor, devine necesar să se facă distincția între supraterane (terane compozite sau compozite) și subterane.
Teranele sunt clasificate în funcție de configurația geodinamică a formațiunii sau, dacă nu este definită, în funcție de compoziție. Teranele pot fi fragmente de microcontinente, arcuri de insule ensialice și ensimatice și elementele lor individuale (pană de acreție, bazin de arc posterior sau antearc), ridicări vulcanice, munți submarin etc. În plus, terase deplasate, exotice și mistice.
Analiza terenului, ca orice tehnică de cercetare, implică o anumită secvență de operații. În primul rând, este necesar să recunoaștem terana în sine și să înțelegem că avem de-a face cu o formațiune extraterestră care diferă de complexele învecinate. Următorul pas este să cartografiați acest teren, să îi delimitați limitele și să înțelegeți natura lor. În continuare, pe baza unui studiu cuprinzător al rocilor care alcătuiesc terana (petrologia lor, geochimia, metamorfismul, condițiile de sedimentare, paleontologie etc.), se face o concluzie despre originea sa (în primul rând despre setarea geodinamică a formării sale). Când se determină natura teranului, se clarifică momentul atașării teranului de continent și natura proceselor de post-acreție. Atașarea terenului este de natură colizională și duce la deformări. Prin urmare, dacă compoziția materialului este studiată în primul rând pentru a determina setarea geodinamică, atunci pentru a studia procesele de acreție, deformațiile și relațiile cu rocile mai tinere sunt luate în considerare în primul rând. Timpul de atașare a blocului este determinat de suprapunerea, întotdeauna neconformabilă, atât a rocilor de pe teren, cât și a complexelor adiacente prin aceleași depozite; timpul de neconformitate și suprapunere poate fi considerat timpul de atașare a terenului. În plus, metodele de geocronologie absolută pot fi utilizate pentru datarea mineralelor sintectone (mică ușoară, de exemplu) din zonele de sutură care delimitează terenul. În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că activitatea tectonică a granițelor blocurilor poate persista mult timp după acreție, deoarece tereanele se deplasează adesea pe distanțe considerabile de-a lungul graniței plăcilor convergente, suferă coliziuni cu alte terase etc. este necesar să se stabilească de unde provine terana. Cel puțin două metode, paleomagnetică și paleoclimatică, fac posibilă determinarea poziției latitudinale primare a terenului; dintre acestea, ar trebui să se acorde preferință paleomagnetice ca fiind cu adevărat cantitative. Apropo de mișcările de terane, nu trebuie să uităm că nu vorbim despre mișcarea sau acreția unui terană în forma sa modernă, ci ne referim la o anumită paleostructură (arc insular, microcontinent, placă oceanică) din care acest teran este un fragment. Rezultatele analizei de teren efectuate sunt prezentate pe diagrame spatio-temporale.
Până în prezent, conceptul de colaj de terane este în general recunoscut, iar analiza teranei servește ca bază metodologică pentru studierea evoluției geodinamice a aproape oricăror zone de pliuri (excluzând încă cele mai vechi). Cea mai apropiată disciplină de analiza tereanelor este tectonica acreției, care servește drept bază actualistă a metodei. Analiza terenului a fost folosită cu succes pentru analiza metalogenică regională. În calitate de academician V.E. Khain și M.G. Lomize, evaluând rolul tectonicii teranelor: „Conceptul de terrane a arătat că mobilitatea crustei și a litosferei în viitoarele centuri pliate este încă mult mai mare decât se credea anterior și că în aceste centuri are loc o mișcare longitudinală intensivă a materialului” ( Khain și Lomize, 1994, p. 304).
Terenele metamorfice de presiuni ultraînalte pot servi ca un alt exemplu de extindere a gamei de obiecte de analiză a teranelor. Când la mijlocul anilor 1980 - 1990. într-un număr de complexe metamorfice, compuse în principal din roci din scoarța continentală - gneis și șisturi, s-a găsit un indice de minerale de metamorfism de presiune ultraînaltă ( coezit și diamant ), s-a dovedit că complexele UHPM (metamorfism de presiune ultraînaltă) corespund strict conceptului de teren (contacte tectonice, dimensiune regională, istorie proprie de dezvoltare etc.). Cu toate acestea, diferențele lor față de complexele geologice învecinate se datorează nu mișcărilor de-a lungul suprafeței globului (în direcție transversală sau longitudinală, în raport cu limitele convergente ale plăcilor litosferice), ci tasării de-a lungul zonelor de subducție adânci în manta și ridicarea înapoi. ( subducție și exhumare). Prin urmare, diferențele dintre tereanele combinate se vor datora în principal diferenței de parametri de metamorfism (în primul rând presiune). Astfel, mobilitatea menționată a litosferei s-a dovedit a fi și verticală, iar mișcarea materialului în viitoarele curele pliate are și o a treia dimensiune. Pentru majoritatea tereanelor UHPM, de exemplu, pentru Kokchetav, a fost stabilită o natură contrastantă a metamorfismului, ceea ce face posibilă subdivizarea acestuia într-un număr de subterane care diferă în principal ca presiune la vârful metamorfismului, adică în adâncimea tasarea în manta. Combinația de subterane are loc datorită ratelor diferite de exhumare a plăcilor individuale (crește cu adâncimea). În analiza geodinamică a UHPM, tereanele sunt utilizate ca indicator al regimului de subducție continentală.