Андская орогенезис ( исп . Orogenia andina ) — это продолжающийся процесс орогенеза , который начался в раннем юрском периоде и ответственен за подъем Андских гор . Орогенез обусловлен реактивацией долгоживущей системы субдукции вдоль западной окраины Южной Америки . В континентальном масштабе меловой (90 млн лет ) и олигоценовый (30 млн лет) периоды были периодами перестройки орогенеза. Детали орогенеза различаются в зависимости от сегмента и рассматриваемого геологического периода.
Субдукционная орогенезис происходил на территории современной западной части Южной Америки с момента распада суперконтинента Родиния в неопротерозое . [ 1] Палеозойские пампейская , фаматинская и гондванская орогенезисы являются непосредственными предшественниками поздней Андской орогенезисы. [2] Первые фазы Андской орогенезисиси в юрском и раннем меловом периодах характеризовались тектоникой растяжения , рифтогенезом , развитием задуговых бассейнов и внедрением крупных батолитов . [1] [3] Предполагается, что это развитие было связано с субдукцией холодной океанической литосферы . [3] В период от среднего до позднего мела (около 90 миллионов лет назад) характер Андской орогенезисиис значительно изменился. [1] [3] Считается, что более теплая и молодая океаническая литосфера начала субдуцироваться под Южную Америку примерно в это же время. Такой вид субдукции считается ответственным не только за интенсивную контракционную деформацию , которой подвергались различные литологии, но также за подъем и эрозию, которые, как известно, происходили с позднего мела и далее. [3] Реорганизация тектоники плит со времени середины мела также могла быть связана с открытием южной части Атлантического океана . [1] Другим изменением, связанным с изменениями тектоники плит в середине мела, было изменение направления субдукции океанической литосферы, которая перешла от юго-восточного движения к северо-восточному движению около 90 миллионов лет назад. [4] Хотя направление субдукции изменилось, оно оставалось наклонным (а не перпендикулярным) к побережью Южной Америки, и изменение направления затронуло несколько разломов, параллельных зоне субдукции , включая Атакама , Домейко и Ликинье-Офки . [3] [4]
Низкоугловая субдукция или субдукция плоской плиты была обычным явлением во время андийской орогенеза, что привело к сокращению и деформации земной коры и подавлению дугового вулканизма . Субдукция плоской плиты происходила в разное время в разных частях Анд, причем в настоящее время эти условия испытывают северная Колумбия (6–10° с.ш.), Эквадор (0–2° ю.ш.), северное Перу (3–13° ю.ш.) и северо-центральная часть Чили (24–30° ю.ш.). [1]
Тектонический рост Анд и региональный климат развивались одновременно и влияли друг на друга. [5] Топографический барьер, образованный Андами, остановил поступление влажного воздуха в нынешнюю пустыню Атакама. Эта засушливость, в свою очередь, изменила нормальное поверхностное перераспределение массы посредством эрозии и речного транспорта, изменив более позднюю тектоническую деформацию. [5]
В олигоцене плита Фараллон распалась, образовав современные плиты Кокос и Наска , что привело к ряду изменений в андийской орогенезе. Новая плита Наска затем была направлена в ортогональную субдукцию с Южной Америкой, вызывая с тех пор подъем в Андах, но вызывая наибольшее воздействие в миоцене . В то время как различные сегменты Анд имеют свою собственную историю подъема, в целом Анды значительно поднялись за последние 30 миллионов лет ( олигоцен – настоящее время). [6]
Тектонические блоки континентальной коры , которые отделились от северо-западной части Южной Америки в юрском периоде, вновь присоединились к континенту в позднем мелу, столкнувшись с ним под углом. [6] Этот эпизод аккреции произошел в сложной последовательности. Аккреция островных дуг против северо-западной части Южной Америки в раннем мелу привела к развитию магматической дуги , вызванной субдукцией. Разлом Ромерал в Колумбии образует шов между аккрецированными террейнами и остальной частью Южной Америки. Вокруг границы мела и палеогена (около 65 миллионов лет назад) океаническое плато большой магматической провинции Карибского бассейна столкнулось с Южной Америкой. Субдукция литосферы по мере приближения океанического плато к Южной Америке привела к образованию магматической дуги, которая в настоящее время сохранилась в Кордильера-Реал в Эквадоре и Кордильера-Сентрал в Колумбии. В миоцене островная дуга и террейн (террейн Чоко) столкнулись с северо-западной частью Южной Америки. Этот террейн образует части того, что сейчас называется департаментом Чоко и Западной Панамой . [1]
Карибская плита столкнулась с Южной Америкой в раннем кайнозое, но затем сместила свое движение на восток. [6] [7] Движение правого разлома между Южно-Американской и Карибской плитой началось 17–15 миллионов лет назад. Это движение было направлено вдоль серии сдвиговых разломов, но эти разломы сами по себе не объясняют всю деформацию. [8] Северная часть мегасдвига Долорес-Гуаякиль является частью систем правого разлома, в то время как на юге мегасдвиг проходит вдоль шва между аккретированными тектоническими блоками и остальной частью Южной Америки. [9]
Задолго до Андской орогенеза северная половина Перу подверглась аккреции террейнов в неопротерозое и палеозое . [10] Андская орогеническая деформация на севере Перу может быть прослежена до альбского (раннего мелового) периода. [11] Эта первая фаза деформации — фаза Мочика [ A] — подтверждается складчатостью отложений группы Касма вблизи побережья. [10]
Осадочные бассейны в западном Перу изменились с морских на континентальные условия в позднем мелу в результате общего вертикального подъема. Подъем в северном Перу, как полагают, связан с современным наращиванием террейна Пиньон в Эквадоре. Этот этап орогенеза называется перуанской фазой. [10] Помимо прибрежного Перу, перуанская фаза повлияла или вызвала сокращение земной коры вдоль Восточной Кордильеры и тектоническую инверсию бассейна Сантьяго в субандийской зоне . Однако основная часть субандийской зоны не была затронута перуанской фазой. [12]
После периода без значительной тектонической активности в раннем эоцене, в среднем и позднем эоцене наступила инкская фаза орогенеза. [11] [12] Ни одно другое тектоническое событие в западных перуанских Андах не сравнится с инкской фазой по масштабу. [11] [12] Горизонтальное сокращение во время инкской фазы привело к образованию складки Мараньон и надвигового пояса . [11] Несогласное залегание , пересекающее складку Мараньон и надвиговый пояс, показывает, что инкская фаза закончилась не позднее 33 миллионов лет назад в самом раннем олигоцене. [10]
В период после эоцена северные перуанские Анды подверглись фазе кечуа орогенеза. Фаза кечуа делится на подфазы кечуа 1, кечуа 2 и кечуа 3. [B] Фаза кечуа 1 длилась от 17 до 15 миллионов лет назад и включала реактивацию структур фазы инков в Западной Кордильере . [C] 9–8 миллионов лет назад, в фазе кечуа 2, более старые части Анд на севере Перу были сдвинуты на северо-восток. [10] Большая часть субандийской зоны севера Перу деформировалась 7–5 миллионов лет назад (поздний миоцен) во время фазы кечуа 3. [10] [12] Субандийская зона была сложена в надвиговый пояс . [10]
Миоценовый подъем Анд в Перу и Эквадоре привел к увеличению орографических осадков вдоль его восточных частей и к рождению современной реки Амазонки . Одна из гипотез связывает эти два изменения, предполагая, что увеличение осадков привело к увеличению эрозии , а эта эрозия привела к заполнению предгорных бассейнов Анд сверх их емкости, и что именно избыточное осадконакопление бассейна, а не подъем Анд, заставило водосборные бассейны течь на восток. [12] Раньше внутренняя часть северной части Южной Америки впадала в Тихий океан.
Ранняя субдукция Анд в юрском периоде сформировала вулканическую дугу на севере Чили, известную как дуга Ла-Негра . [D] Остатки этой дуги сейчас обнажены в чилийском прибрежном хребте . Несколько плутонов были размещены в чилийском прибрежном хребте в юрском и раннем меловом периодах, включая батолит Викунья-Макенна . [14] Дальше на восток на схожих широтах, в Аргентине и Боливии, рифтовая система Сальта развивалась в позднем юрском и раннем меловом периодах. [15] Бассейн Салар-де-Атакама , который считается западным рукавом рифтовой системы, [16] накопил в позднем меловом и раннем палеогеновом периодах толщу осадков толщиной более 6000 м, теперь известную как группа Пурилактис . [17]
Бассейн Писко , около широты 14° южной широты, подвергся морской трансгрессии в эпоху олигоцена и раннего миоцена (25–16 млн лет назад [18] ). [19] Напротив, бассейн Мокегуа на юго-востоке и побережье к югу от бассейна Писко не испытали никакой трансгрессии в это время, но наблюдался устойчивый подъем суши. [19]
Начиная с позднего миоцена , регион, который впоследствии стал Альтиплано , поднялся с низких высот до более чем 3000 м над уровнем моря . По оценкам, за последние десять миллионов лет регион поднялся на 2000–3000 метров. [20] Вместе с этим поднятием в западном фланге Альтиплано образовалось несколько долин. В миоцене разлом Атакама сместился, подняв Чилийский береговой хребет и создав осадочные бассейны к востоку от него. [21] В то же время Анды вокруг региона Альтиплано расширились и превзошли по ширине любой другой сегмент Анд. [6] Возможно, около 1000 км литосферы было потеряно из-за литосферного сокращения. [22] Во время субдукции западный конец преддуговой области [E] прогнулся вниз, образовав гигантскую моноклиналь . [23] [24] Несколько южнее тектоническая инверсия , относящаяся к «инкской фазе» (эоцен?), наклонила слои группы Пурилактис и в некоторых местах также надвинула на них более молодые слои. [25]
Регион к востоку от Альтиплано характеризуется деформацией и тектоникой вдоль сложного складчатого и надвигового пояса . [23] В целом регион, окружающий плато Альтиплано и Пуна, был горизонтально укорочен с эоцена . [26] На юге Боливии литосферное укорочение заставило Андийский предгорный бассейн сместиться на восток относительно континента со средней скоростью около 12–20 мм в год в течение большей части кайнозоя. [22] [F] Вдоль аргентинского северо-запада поднятие Анд привело к разделению Андских предгорных бассейнов на несколько небольших изолированных межгорных осадочных бассейнов. [27] На востоке нагромождение земной коры в Боливии и аргентинском северо-западе привело к образованию в Парагвае северо-южного предгорья, известного как арка Асунсьон . [28]
Подъем Альтиплано, как полагают, обусловлен сочетанием горизонтального сокращения земной коры и повышением температуры в мантии (термическое истончение). [1] [23] Изгиб в Андах и на западном побережье Южной Америки, известный как Боливийский ороклин, был усилен кайнозойским горизонтальным сокращением, но существовал уже независимо от него. [23]
Помимо тектонических процессов мезомасштаба, особые характеристики региона Боливийский Ороклин–Альтиплано были приписаны различным более глубоким причинам. Эти причины включают локальное увеличение угла субдукции плиты Наска, увеличение укорочения земной коры и конвергенцию плит между плитами Наска и Южноамериканской, ускорение дрейфа на запад Южноамериканской плиты и рост напряжения сдвига между плитами Наска и Южноамериканской. Это увеличение напряжения сдвига, в свою очередь, может быть связано с дефицитом осадков в желобе Атакама , что вызвано засушливыми условиями вдоль пустыни Атакама . [6] Капитанио и др . приписывают подъем Альтиплано и изгиб Боливийского Ороклина разному возрасту субдуцированной плиты Наска, при этом более старые части плиты субдуцируют в центре ороклины. [29] Как говорит Андрес Тассара, жесткость коры Боливийского Ороклина является производной от термических условий. Кора западного региона ( преддуги ) ороклина была холодной и жесткой, сопротивляясь и сдерживая западный поток более теплого и слабого пластичного коркового материала из-под Альтиплано. [24]
Кайнозойская орогенез в Боливийском ороклине привела к значительному анатексису корковых пород, включая метаосадки и гнейсы, что привело к образованию пералюминозных магм . Эти характеристики подразумевают, что кайнозойская тектоника и магматизм в некоторых частях Боливийских Анд аналогичны тем, что наблюдаются в коллизионных орогенах . Пералюминозный магматизм в Кордильере-Ориентал является причиной минерализации мирового класса Боливийского оловянного пояса . [30]
Ученый Адриан Хартли полагает, что подъем Альтиплано усилил уже преобладающую засушливость или полузасушливость в пустыне Атакама , отбрасывая дождевую тень на регион. [31]
На широтах между 17 и 39° ю.ш. позднемеловое и кайнозойское развитие Андского орогенеза характеризуется миграцией магматического пояса на восток и развитием нескольких форландовых бассейнов . [3] Считается, что миграция дуги на восток вызвана субдукционной эрозией . [32]
На широтах 32–36° ю.ш. — то есть в Центральном Чили и большей части провинции Мендоса — собственно андийская орогенез начался в позднем мелу, когда задуговые бассейны были инвертированы . Непосредственно к востоку от ранних Анд развивались форландовые бассейны, и их флексурное опускание вызвало проникновение вод из Атлантики вплоть до фронта орогена в маастрихте . [33] Анды на широтах 32–36° ю.ш. испытали последовательность подъемов в кайнозое, которая началась на западе и распространилась на восток. Начиная примерно 20 миллионов лет назад в миоцене, Главные Кордильеры ( к востоку от Сантьяго) начали подъем, который продолжался примерно до 8 миллионов лет назад. [33] С эоцена до раннего миоцена осадки [G] накапливались в бассейне расширения Абанико , вытянутом с севера на юг бассейне в Чили, который охватывал от 29° до 38° ю.ш. Тектоническая инверсия от 21 до 16 миллионов лет назад привела к обрушению бассейна и включению осадочных пород в Андийские кордильеры. [34] Лавы и вулканический материал, которые сейчас являются частью формации Фареллонес, накапливались, пока бассейн инвертировался и поднимался. [35] Миоценовый континентальный водораздел находился примерно в 20 км к западу от современного водораздела, который образует границу Аргентины и Чили . [35] Последующий речной врез сместил водораздел на восток, оставив старые плоские поверхности висеть. [35] Сжатие и поднятие в этой части Анд продолжаются и в настоящее время. [35] Главные Кордильеры поднялись на высоту, которая позволила развиться долинным ледникам около 1 миллиона лет назад. [35]
До того, как миоценовое поднятие Главной Кордильеры закончилось, Фронтальная Кордильера на востоке начала период поднятия, который длился от 12 до 5 миллионов лет назад. Дальше на восток Прекордильера была поднята за последние 10 миллионов лет, а Сьерра-Пампеанас испытала аналогичное поднятие за последние 5 миллионов лет. Геометрия более восточной части Анд на этих широтах контролировалась древними разломами, относящимися к орогенезу Сан-Рафаэль палеозоя . [33] Сьерра - де-Кордова (часть Сьерра-Пампеанас), где можно наблюдать эффекты древнего пампасного орогенеза , обязана своим современным поднятием и рельефом андскому орогенезу в позднем кайнозое . [36] [37] Аналогичным образом блок Сан-Рафаэль к востоку от Анд и к югу от Сьерра-Пампеанас был поднят в миоцене во время андского орогенеза. [38] В общих чертах наиболее активная фаза орогенеза в районе южной части провинции Мендоса и северной части провинции Неукен (34–38° ю.ш.) произошла в позднем миоцене, в то время как дуговой вулканизм произошел к востоку от Анд. [38]
На более южных широтах (36–39° ю.ш.) в отложениях бассейна Неукен зафиксированы различные юрские и меловые морские трансгрессии из Тихого океана . [H] В позднем мелу условия изменились. Произошла морская регрессия , и в Андах начали развиваться складчатые и надвиговые пояса Маларгуэ (36°00 ю.ш.), Чос-Малаль (37° ю.ш.) и Агрио (38° ю.ш.), которые продолжались до эоцена . Это означало прогресс орогенической деформации с позднего мела, что привело к тому, что западная часть бассейна Неукен сложилась в складчатые и надвиговые пояса Маларгуэ и Агрио. [39] [38] В олигоцене западная часть складчато-надвигового пояса подверглась короткому периоду тектоники растяжения , структуры которой были инвертированы в миоцене . [39] [I] После периода покоя складчатый и надвиговый пояс Агрио возобновил ограниченную активность в эоцене, а затем снова в позднем миоцене. [38]
На юге провинции Мендоса складчатый и надвиговый пояс Гуаньякос (36,5° ю.ш.) возник и рос в плиоцене и плейстоцене, поглощая западные окраины бассейна Неукен. [39] [38]
Раннее развитие Андского орогенеза на самом юге Южной Америки затронуло также Антарктический полуостров . [42] В южной Патагонии в начале Андского орогенеза в юрском периоде тектоника растяжения создала бассейн Рокас-Вердес , задуговой бассейн , юго-восточное расширение которого сохранилось как море Уэдделла в Антарктиде. [42] [43] В позднем мелу тектонический режим бассейна Рокас-Вердес изменился, что привело к его трансформации в компрессионный форландовый бассейн — бассейн Магелланов — в кайнозое . Это изменение было связано с перемещением на восток депоцентра бассейна и обдукцией офиолитов . [42] [43] Закрытие бассейна Рокас-Вердес в меловом периоде связано с высокоградиентным метаморфизмом метаморфического комплекса Кордильера-Дарвин на юге Огненной Земли . [44]
По мере того, как андийский орогенез продолжался, Южная Америка отдалялась от Антарктиды в кайнозое, что привело сначала к образованию перешейка , а затем к открытию пролива Дрейка 45 миллионов лет назад. Отделение от Антарктиды изменило тектонику Огненных Анд на транспрессивный режим с трансформными разломами . [42] [J]
Около 15 миллионов лет назад в миоцене Чилийский хребет начал субдукцию под южную оконечность Патагонии (55° ю.ш.). Точка субдукции, тройное соединение, постепенно сместилась на север и в настоящее время находится на 47° ю.ш. Субдукция хребта создала движущееся на север «окно» или разрыв в астеносфере под Южной Америкой. [45]
{{cite book}}
: |journal=
проигнорировано ( помощь ){{cite book}}
: |journal=
проигнорировано ( помощь )