Войти
Ордовикский офиолит в Национальном парке Грос Морн, Ньюфаундленд An офиолит - это часть океанической коры Земли и нижележащей верхней мантии, которая была поднята и обнажена над уровнем моря и часто внедрялась в континентальную кору скалы.
Греческое слово ὄφις, ophis (змея) встречается в названии офиолитов из-за поверхностной текстуры некоторых из них. Серпентинит особенно напоминает змеиную кожу. Суффикс лайт от греческого lithos означает «камень». Некоторые офиолиты имеют зеленый цвет. Происхождение этих пород, присутствующих во многих горных массивах, оставалось неясным до появления теории тектонических плит.
Их большое значение связано с их появлением в горных поясах, таких как Альпы и Гималаи, где они документально подтверждают существование бывших океанические бассейны, которые теперь были поглощены субдукцией. Это понимание было одним из столпов тектоники плит, и офиолиты всегда играли центральную роль в теории тектоники плит и интерпретации древних горных поясов.
Стратиграфическая последовательность офиолита. стратиграфическая -подобная последовательность, наблюдаемая в офиолитах, соответствует процессам формирования литосферы при срединно-океанические хребты :
Полевая конференция Пенроуза по офиолитам в 1972 году изменила определение термина офиолит на включают только магматические породы, перечисленные выше, за исключением отложений, образовавшихся независимо от коры, на которой они располагаются. Это определение недавно подверглось сомнению, поскольку новые исследования океанической коры в рамках Комплексной программы океанского бурения и других исследовательских экспедиций показали, что морская кора in situ может быть весьма изменчивой и что в некоторых местах вулканические породы находятся непосредственно на перидотит тектонит, без промежуточных габбро.
Упрощенная структура офиолитовой свиты:. 1. осевой магматический очаг. 2. пелагические отложения. 3. подушечные базальты. 4. прослоенные дайки базальтов. 5. навязчивый слоистый габбро. 6. кумуляты дунита / перидотита Ученые пробурили всего около 1,5 км в океаническую кору толщиной от 6 до 7 км, поэтому их понимание океанической коры в основном основывается на сравнении структуры офиолита с данными сейсмического зондирования океанической коры in situ. Океаническая кора имеет слоистую скоростную структуру, которая подразумевает ряд слоистых пород, подобных перечисленным выше. В частности, существуют проблемы, так как многие офиолиты демонстрируют более тонкие скопления магматических пород, чем предполагается для океанической коры. Другая проблема, связанная с океанической корой и офиолитами, заключается в том, что толстый слой габбро офиолитов требует больших магматических очагов под срединно-океаническими хребтами. Сейсмическое зондирование срединно-океанических хребтов выявило лишь несколько магматических очагов под хребтами, и они довольно тонкие. Несколько глубоких скважин в океанической коре перехватили габбро, но он не слоистый, как офиолитовый габбро.
Циркуляция гидротермальных флюидов через молодую океаническую кору вызывает серпентинизацию, изменение перидотитов и изменение минералов габбро и базальтов в сторону более низкотемпературных ассоциаций. Например, плагиоклаз, пироксены и оливин в покрытых пластами дайках и лавах изменятся на альбит, хлорит и серпентин соответственно. Часто рудные тела, такие как богатые железом месторождения сульфидов, встречаются над сильно измененными эпидозитами (эпидот - кварц горные породы), которые являются свидетельством (ныне реликтовых) черных курильщиков, которые продолжают работать в центрах распространения океанских хребтов на морском дне и сегодня.
Таким образом, существует есть причина полагать, что офиолиты действительно представляют собой океаническую мантию и кору; однако при внимательном рассмотрении возникают определенные проблемы. Различия в составе, касающиеся содержания кремнезема (SiO 2) и диоксида титана (TiO 2), например, помещают офиолитовые базальты в область зон субдукции (~ 55%). кремнезем, <1% TiO2), тогда как базальты срединно-океанических хребтов обычно содержат ~ 50% кремнезема и 1,5–2,5% TiO 2. Эти химические различия также распространяются на ряд микроэлементов (то есть химических элементов, присутствующих в количествах 1000 ppm или меньше). В частности, микроэлементы, связанные с вулканитами зоны субдукции (островной дуги), как правило, высоки в офиолитах, тогда как микроэлементы, которые высоки в базальтах океанических хребтов, но низкие в вулканитах зоны субдукции, также имеют низкое содержание офиолитов.
Порядок кристаллизации полевого шпата и пироксена (клино- и ортопироксен) в габбро обратный, и офиолиты, по-видимому, также имеют многофазную магматическую сложность наравне с зонами субдукции. Действительно, появляется все больше свидетельств того, что большинство офиолитов генерируется, когда начинается субдукция, и, таким образом, представляют собой фрагменты передней дуги литосферы. Это привело к введению термина офиолит «надсубдукционная зона» (SSZ) в 1980-х, чтобы признать, что некоторые офиолиты более тесно связаны с островными дугами, чем с океанскими хребтами. Следовательно, некоторые из классических проявлений офиолитов, которые считались связанными с распространением морского дна (Троодос на Кипре, Семайль в Омане), оказались офиолитами "SSZ", образовавшимися в результате быстрого расширения коры преддуги во время начала субдукции.
Установка передней дуги для большинства офиолитов также решает непростую проблему, связанную с тем, как океаническую литосферу можно разместить на поверхности континентальной коры. Похоже, что континентальные аккреционные отложения, если они унесены опускающейся плитой в зону субдукции, закроют ее и вызовут прекращение субдукции, что приведет к отскоку аккреционной призмы с литосферой преддуги (офиолитом). Сверху. Офиолиты с составом, сравнимым с эруптивными установками горячих точек или нормальным срединно-океаническим хребтом базальтами, встречаются редко, и эти примеры обычно сильно расчленены в аккреционных комплексах зоны субдукции.
Классический комплекс офиолитов на Кипре, показывающий слоистую лаву, пересеченную дайкой с подушкой лавы на вершине. Офиолиты распространены в орогенных поясах мезозойского возраста, как и те, которые образовались в результате закрытия океана Тетис. Офиолиты в архейских и палеопротерозойских доменах встречаются редко.
Большинство офиолитов можно разделить на одну из двух групп: тетийские и кордильерские. Тетийские офиолиты характерны для тех, которые встречаются в восточной части Средиземного моря, например, в Троодосе на Кипре и на Ближнем Востоке, таких как Семил в Омане, которые состоят из относительно полных серий пород, соответствующих классическому комплексу офиолитов. и которые были размещены на пассивной континентальной окраине более или менее нетронутой (Тетис - это название, данное древнему морю, которое когда-то разделяло Европу и Африку). Кордильерские офиолиты характерны для тех, которые встречаются в горных поясах западной части Северной Америки («Кордильеры» или хребет континента). Эти офиолиты располагаются на аккреционных комплексах зоны субдукции (субдукционные комплексы) и не связаны с пассивной континентальной окраиной. К ним относятся офиолиты прибрежного хребта Калифорнии, офиолиты Жозефины в горах Кламат (Калифорния, Орегон) и офиолиты в южных Андах Южной Америки. Несмотря на различия в способах внедрения, оба типа офиолитов имеют исключительно SSZ по происхождению.
Судя по способу залегания, неопротерозойские офиолиты, по-видимому, демонстрируют характеристики офиолитов как MORB-типа, так и SSZ-типа и классифицируются по от самого старого к самому молодому в: (1) интактные офиолиты MORB (MIO), (2) расчлененные офиолиты (DO) и (3) ассоциированные с дугой офиолиты (AAO) (El Bahariya, 2018). В совокупности исследованные офиолиты Центрально-Восточной пустыни (CED) делятся на две группы: MORB или BABB и офиолиты SSZ. Они не связаны ни в пространстве, ни во времени, и поэтому кажется вероятным, что эти два типа петрогенетически не связаны. Офиолиты встречаются в различных геологических условиях и представляют собой изменение тектонической обстановки офиолитов от MORB к SSZ со временем.
Офиолиты были обнаружены в большинстве орогенных поясов мира. Тем не менее, два компонента образования офиолитов являются предметом споров: происхождение последовательности и механизм внедрения офиолитов. Размещение - это процесс поднятия толщи над континентальной корой с более низкой плотностью.
Несколько исследований подтверждают вывод о том, что офиолиты образовались как океаническая литосфера. Исследования скоростной сейсмической структуры предоставили большую часть современных знаний о составе океанической коры. По этой причине исследователи провели сейсмическое исследование офиолитового комплекса (залив островов, Ньюфаундленд ), чтобы провести сравнение. Исследование пришло к выводу, что океанические и офиолитовые скоростные структуры идентичны, что указывает на происхождение офиолитовых комплексов как океанической коры. Следующие наблюдения подтверждают этот вывод. Камни, берущие начало на морском дне, имеют химический состав, сопоставимый с неизмененными слоями офиолита, от элементов первичного состава, таких как кремний и титан, до микроэлементов. Морское дно и офиолитовые породы имеют небольшое количество богатых кремнеземом пород; присутствующие имеют высокое содержание натрия и низкое содержание калия. Температурные градиенты метаморфоза офиолитовых подушечных лав и даек аналогичны тем, которые обнаруживаются сегодня под океанскими хребтами. Данные по месторождениям металлоруды, присутствующим в офиолитах и рядом с ними, а также по изотопам кислорода и водорода, свидетельствуют о том, что прохождение морской воды через горячий базальт вблизи хребтов растворяется и несет элементы, которые выпадают в виде сульфидов при нагревании морской воды. контактировал с холодной морской водой. То же явление происходит около океанических хребтов в формации, известной как гидротермальные источники. Последней линией доказательств, подтверждающих происхождение офиолитов как морского дна, является область образования отложений над подушечными лавами: они были отложены в воде на глубине более 2 км, далеко от наземных отложений. Несмотря на вышеприведенные наблюдения, существуют несоответствия в теории офиолитов как океанической коры, которая предполагает, что вновь образовавшаяся океаническая кора следует полному циклу Вильсона до внедрения в качестве офиолита. Для этого офиолиты должны быть намного старше орогений, на которых они лежат, и, следовательно, стары и холодны. Однако радиометрическое и стратиграфическое датирование показало, что офиолиты подверглись внедрению в молодом и горячем состоянии: возраст большинства из них составляет менее 50 миллионов лет. Следовательно, офиолиты не могли следовать полному циклу Вильсона и считаются атипичной океанской корой.
Пока нет единого мнения относительно механики внедрения, процесса, посредством которого океаническая кора поднимается на континентальные окраины, несмотря на относительно низкую плотность последних. Тем не менее, все процедуры размещения имеют одни и те же этапы: субдукция инициирование, толкание офиолита над континентальной окраиной или доминирующей плитой в зоне субдукции и контакт с воздухом.
Гипотеза, основанная на исследованиях, проведенных в комплексе Залива Островов в Ньюфаундленде, предполагает, что нерегулярная континентальная окраина, сталкивающаяся с комплексом островной дуги, вызывает образование офиолитов в задний дуговой бассейн и обдукция из-за сжатия. Континентальная окраина, мыс и входящие в него по своей длине, прикреплены к субдуцирующей океанической коре, которая опускается от нее под комплекс островной дуги. По мере того как происходит субдукция, плавучий континент и комплекс островной дуги сходятся, первоначально сталкиваясь с мысами. Однако океаническая кора все еще находится на поверхности между мысами, еще не погруженная под островную дугу. Считается, что субдукционная океаническая кора отделяется от континентальной окраины, чтобы способствовать субдукции. В случае, если скорость отступания траншеи больше, чем скорость развития комплекса островной дуги, произойдет откат траншеи, и, как следствие, произойдет расширение перекрывающей плиты, чтобы позволить комплексу островной дуги соответствовать скорости отступления траншеи. Расширение, задуговая впадина, порождает океаническую кору: офиолиты. Наконец, когда океаническая литосфера полностью подвергается субдукции, режим растяжения островодужного комплекса становится компрессионным. Горячая, позитивно плавучая океаническая кора от расширения не будет подвергаться субдукции, вместо этого она будет удерживаться на островной дуге в виде офиолита. По мере того, как сжатие сохраняется, офиолит внедряется на окраину континента.
Также можно объяснить образование и субдукцию офиолитов, как это предполагается на основе данных офиолитов Берегового хребта в Калифорнии и Нижняя Калифорния, изменением положения и полярности субдукции. Океаническая кора, прикрепленная к континентальной окраине, погружается под островную дугу. Доофиолитовая океаническая кора образована задуговым бассейном. Столкновение континента и островной дуги инициирует новую зону субдукции в задуговом бассейне, падающую в направлении, противоположном первой. Созданный офиолит становится верхушкой преддуги новой субдукции и поднимается (над аккреционным клином) за счет отслоения и сжатия. Проверка двух вышеупомянутых гипотез требует дальнейших исследований, как и другие гипотезы, доступные в текущей литературе по этому вопросу.
Термин офиолит возник из публикаций Александра Бронгниара в 1813 и 1821 годах. В первом он использовал офиолит для серпентинита. камни, обнаруженные в крупных брекчиях, называемых меланжами. Во второй публикации он расширил определение, включив в него различные магматические породы, такие как габбро, диабаз, ультраосновные и вулканические породы. Таким образом, офиолиты стали названием хорошо известной ассоциации горных пород, встречающихся в Альпах и Апеннинах Италии. Следуя работе в этих двух горных системах, Густав Штайнманн определил то, что позже стало известно как «Троица Штайнмана»: смесь змеевика, диабаза - спилит и крем. Признание Троицы Штейнмана послужило спустя годы для построения теории вокруг распространения морского дна и тектоники плит. Ключевое наблюдение Стейнманна заключалось в том, что офиолиты были связаны с осадочными породами, отражающими бывшую глубоководную среду. Сам Стейнманн интерпретировал офиолиты (Троица), используя концепцию геосинклинали. Он считал, что альпийские офиолиты представляют собой «подводные излияния, выходящие по надвиговым разломам в активный фланг асимметрично сокращающейся геосинклинали». Очевидное отсутствие офиолитов в перуанских Андах, предположил Штейнманн, было связано либо с тем, что Андам предшествовала неглубокая геосинклиналь, либо потому, что они представляли собой только край геосинклинали. Таким образом, горы кордильерского типа и альпийского типа должны были отличаться в этом отношении. В моделях Ганса Стилла тип геосинклиналей, называемый эвгеосинклиналями, характеризовался производством «начального магматизма», который в некоторых случаях соответствовал офиолитическому магматизму.
As тектоническая плита В геологии возобладала теория, а теория геосинклиналей устарела, офиолиты интерпретировались в новых рамках. Они были признаны фрагментами океанической литосферы, а дайки рассматривались как результат тектоники растяжения на срединно-океанических хребтах. плутонические породы, обнаруженные в офиолитах, считались остатками бывших магматических очагов.
В 1973 году Акихо Миясиро произвел революцию в общих представлениях об офиолитах и предложил остров arc происхождение знаменитого офиолита Троодоса на Кипре, утверждая, что многочисленные лавы и дайки в офиолите имели известково-щелочной химический состав.
A подушкообразная лава из офиолитовой толщи, Северные Апеннины, Италия Примеры офиолитов, которые сыграли важную роль в изучении тел этих пород:
Эль-Бахария, Джорджия, 2018. Классификация неопротерозойских офиолитов Центрально-Восточной пустыни, Египет на основе геологических характеристик месторождения и способа залегания.. Arabian Journal of Geosciences, 11: 313.
 | В Викибуке Историческая геология есть страница по теме: Ophiolites |
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Ophiolite. |
