Subduction and rifting ‒ reflect of oscillatory tectonic processes on boundaries of the lithosphere segments in the probable-deterministic gravity models

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Research subject. Convergent boundaries of the Euroassian, North American, Pacific lithosphere plates and protooceanic plate of the South China Sea on the Eastern Asia. Aim. On the base of tectonic analysis of 3D rheological gravity models compared with another geologic-geophysical data to study deep structures in zones of joint of lithosphere plates and to define space-time relations between subducton and rift structures. Material and Methods. Land and seas gravity measurements on the Russian territory and Land Gravity Data.bgi.omp.obs-mip.fr, model: EGM08_CBA_global_2190_2.5m on the territories of South East China and Sea of Japan were used. Main method of research is the gravity method for modeling of rheological properties of the crust and upper mantle by distributions of the density contrast (differentiation) of geological media (authors method). Results. Analysis of 3D distributions of density inhomogeneities in a tectonosphere of the North East Russia, Japan Sea Region, Sikhote Alin and South East China is carried out, as a result of which in the Eastern margin of Asia identical traces of tectonic processes on boundaries of the lithosphere plates, reflected their directed-oscillatory character are revealed. Traces of the subduction processes has been founded in a shape of inclined rigid sheets (slabs) reflected by maximums of the density contrast and moved under continental margin and island arcs. However the subduction was not constant in time and periodically was interrupted by kickbacks and gaps of subducting slabs under influence of rifting and transform-shift processes. In time the rifts and attendant their shifts have been displaced in a direction from autochthonous to allochthonous segments: in the North East Asia from North Asian Craton to North American plate, on the Eastern Asia – from the continent to Pacific, and on the South East Asia – from the South China Sea Plate to Yangtze plate. Conclusions. Revealed features of a structure and geodynamic evolution of convergent zones are universal characteristics of upper rigid layers of the Earth (crust and lower lithosphere) moved above subcrustal viscous layer and astenosphere under influence of the oscillation tensions, caused, most likely, by deviation of the Earth rotation parameters. In all of four areas identical sequence of subductional and rifting processes has been revealed. A subduction accompanied by thrusting of the upper crust layer over autochthonous segments was repeatedly interrupted by gaps of crustal and lithosphere sheets and a formation of stretch-shift structures. Sudduction is not main and defining process in the convergent boundaries of lithosphere plate, bat represents a privet element of the oscillatory tectogenesis.

About the authors

A. M. Petrishchevsky

Institute of Complex Analysis of Regional Problems, FEB RAS

Email: petris2010@mail.ru

References

  1. Акинин В.В. (2012) Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики. Дисс. … докт. геол.-мин. наук. М.: ИГЕМ РАН, 35 с.
  2. Балк П.И., Долгаль А.С., Мичурин А.В. (2011) Смешанный вероятностно-детерминистский подход к интерпретации данных гравиразведки, магниторазведки и электроразведки. Докл. РАН, 438(4), 532-537.
  3. Белый В.Ф. (1981) Структурно-формационная карта Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М-б 1 : 1 500 000. Объяснит. записка. Магадан, 57 с.
  4. Богданов Н.А., Чехович В.Д. (2002) О коллизии Западно-Камчатской и Охотоморской плит. Геотектоника, (1), 72-85.
  5. Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России. (2006) (Ред. А.И. Ханчук). Кн. 1. Владивосток: Дальнаука, 572 с.
  6. Диденко А.Н., Каплун В.Б., Малышев Ю.Ф. и др. (2010) Глубинное строение и металлогения Восточной Азии. Владивосток: Дальнаука, 332 с.
  7. Емельянова Т.А., Леликов Е.П. (2010) Миоцен-плейстоценовый вулканизм глубоководных котловин Японского и Охотского морей. Тихоокеан. геол., 29(2), 58-69.
  8. Емельянова Т.А., Леликов Е.П. (2016) Геохимия и петрогенезис позднемезозойско-раннекайнозойских вулканитов Охотского и Японского окраинных морей. Геохимия, (6), 522-535.
  9. Емельянова Т.А., Петрищевcкий А.М., Изосов Л.А., Ли Н.С., Пугачев А.А. (2020) Позднемезозойско-кайнозойские этапы вулканизма и геодинамика Японского и Охотского морей. Петрология, 28(5), 468-481.
  10. Изосов Л.А., Коновалов Ю.И., Емельянова Т.А. (2000) Проблемы геологии и алмазоносности зоны перехода континент – океан (Япономорский и Желтоморский регионы). Владивосток: Дальнаука, 326 с.
  11. Коваленко Д.В. (2001) Модель тектонической аккреции островодужных террейнов Камчатки и юга Корякии. Геотектоника, (5),76-91.
  12. Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л., Бушенкова Н.А., Яковлев А.В. (2011) Форма слэбов в зонах субдукции под Курило-Камчатской и Алеутской дугами по данным региональной томографии. Геология и геофизика, 52(6), 830-851.
  13. Кулинич Р.Г., Валитов М.Г. (2011) Мощность и типы земной коры Японского моря по данным морской и спутниковой гравиметрии. Тихоокеан. геол., 30(6), 3-13.
  14. Лунина О.В., Гладков А.С., Неведова Н.Н. (2009) Рифтовые впадины Прибайкалья: тектоническое строение и история развития. Новосибирск: Гео, 164 с.
  15. Мартынов Ю.А., Голозубов В.В., Ханчук А.И. (2016) Мантийный диапиризм в зонах конвергенции литосферных плит (Японское море). Геология и геофизика, 57(5), 947-961.
  16. Мартынов Ю.А., Ханчук А.И. (2013) Кайнозойский вулканизм Восточного Сихотэ-Алиня: результаты и перспективы петрологических исследований. Петрология, 21(1), 94-108.
  17. Мац В.Д., Уфимцев Г.Ф., Мандельбаум М.М., Алакшин А.М., Поспеев А.В., Шимараев М.Н., Хлыстов О.М. (2001) Кайнозой Байкальской рифтовой впадины. Строение и геологическая история. Новосибирск, Гео, 251 с.
  18. Петрищевский А.М. (2008) Вязкий слой на границе кора-мантия на Дальнем Востоке. Геотектоника, (5), 37-48.
  19. Петрищевский А.М. (2013а) Гравитационные модели двухъярусной коллизии литосферных плит на Северо-Востоке Азии. Геотектоника, (6), 60-83.
  20. Петрищевский А.М. (2013б) Гравитационный метод оценки реологических свойств земной коры и верхней мантии (в конвергентных и плюмовых структурах Северо-Восточной Азии). М.: Наука, 192 с.
  21. Петрищевский А.М. (2021) Земная кора и верхняя мантия в области сочленения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского складчатых поясов. Тихоокеан. геол., 40(5), 16-32.
  22. Петрищевский А.М. (2016а) Общие черты глубинного строения тектоносферы западно-тихоокеанских окраин (Северо-Восточная Азия и Австралия). Геотектоника, (6), 87-104.
  23. Петрищевский А.М. (2020) Одно практическое следствие теорем единственности и эквивалентности обратных задач гравитационного потенциала. Геофизика, (4), 98-111.
  24. Петрищевский А.М. (2016б) Реологическая и геотермическая характеристики Охотоморского плюма. Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов, 327(2), 65-76.
  25. Петрищевский А.М. (2011) Реологическая модель земной коры Южного Сихотэ-Алиня (по гравиметрическим данным). Тихоокеан. геол., 30(3), 50-65.
  26. Петрищевский А.М. (2019) Рифтогенные структуры и нефтегазаносность в реологических гравитационных моделях земной коры. Геофизика, (4), 42-51.
  27. Петрищевский А.М., Емельянова Т.А., Изосов Л.А. (2021) Возрастные взаимоотношения рифтогенеза, субдукции и плюмовых процессов на восточной окраине Азии. Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле, (4), 52, 22-45.
  28. Петрищевский А.М., Юшманов Ю.П. (2021) Плотностная контрастность, глубинное строение, реология и металлогения земной коры и верхней мантии Верхояно-Колымского региона. Литосфера, 21(4), 491-516.
  29. Родников А.Г. (1979) Островные дуги западной части Тихого океана. Результаты исследований по международным геофизическим проектам. М.: Наука, 152 с.
  30. Семинский К.Ж. (2009) Главные факторы развития впадин и разломов Байкальской рифтовой зоны: тектонофизический анализ. Геотектоника, (6), 52-69.
  31. Стружков С.Ф., Константинов М.М. (2005). Металлогения золота и серебра Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.: Науч. мир, 320 с.
  32. Тектоника и геодинамика и металлогения территории республики Саха (Якутия). (2001) М.: Наука / Интерпериодика, 571 с.
  33. Тильман С.М., Богданов Н.А. (1992) Тектоническая карта северо-востока Азии. М-б 1 : 1 500 000. М.: Комитет по геодезии и картографии МПР РФ.
  34. Тихомиров П.Л. (2018) Меловой окраинно-континентальный магматизм Северо-Востока Азии и вопросы генезиса крупнейших фанерозойских провинций кремнекислого вулканизма. Дисс. …докт. геол.-мин. наук. М.: МГУ. 43 с.
  35. Филатова Н.И. (2008) Специфика магматизма окраинно-континентальных и окраинно-морских бассейнов синсдвиговой природы, западная периферия Тихого океана. Петрология, 16(5), 480-500.
  36. Ханчук А.И., Иванов В.В. (1999) Мезокайнозойские геодинамические обстановки и золотое оруднение Дальнего Востока России. Геология и геофизика, 40(9), 1635-1645.
  37. Ханчук А.И., Мартынов Ю.А. (2011) Тектоника и магматизм границ скольжения океанических и континентальных литосферных плит. Геологические процессы в зонах субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит. Мат-лы Всерос. конф. с междунар. участием. Владивосток: Дальнаука, 45-49.
  38. Ханчук А.И., Петрищевский А.М. (2007) Астеносфера и плиты Северо-Восточной Азии. Докл. РАН, 412(5), 689-693.
  39. Ханчук А.И., Раткин В.В., Рязанцева М.Д., Голозубов В.В., Гонохова Н.Г. (1995) Геология и полезные ископаемые Приморского края: очерк. Владивосток: Дальнаука, 66 с.
  40. Шахтыров В.Г. (1997) Тенькинский глубинный разлом: тектоническая позиция, инфраструктура, рудоносность. Геологическое строение, магматизм и полезные ископаемые Северо-Восточной Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 62-64.
  41. Юшманов Ю.П., Петрищевский А.М. (2004) Тектоника, глубинное строение и металлогения Прибрежной зоны Южного Сихотэ-Алиня. Владивосток: Дальнаука, 111 с.
  42. Яншин А.Л., Хаин В.Е., Гатинский Ю.Г. (1984) Основные проблемы тектоники Азии. Тектоника Азии. 27-й МГК. Доклады, 5. М.: Наука, 3-10.
  43. Cai G., Wan Zh., Yao Y., Zhong L., Zheng H., Kapsiotis A., Zhang C. (2019) Mesozoic Northward Subduction Along the SE Asian Continental Margin Inferred from Magmatic Records in the South China Sea. Minerals, 598(9), 2-25.
  44. Evans G.C. Application of Poincare’s sweeping-out process. (1933) Mathematic, 19, 457-461.
  45. Fu D., Huang B., Timothy M., Kusky T.M., Li G., Wilde A.S., Zhou W.X., Yu Y. (2018) A Middle Permian Ophiolitic Mélange Belt in the Solonker Suture Zone, Western Inner Mongolia, China: Implications for the Evolution of the Paleo Asian Ocean. Tectonics, 37(5), 1292-1320.
  46. Gordienko I.V. (1994). Paleozoic geodynamic evolution of the Mongol-Okhotsk fold belt. J. Southeast Asian Earth Sci., 9(4), 429-433.
  47. Hacker B., Ratschbacher, L., Liou J. (2004) Subduction, collision and exhumation in the ultrahigh-pressure Qinling-Dabie orogen. London. Geol. Soc., Spec. Publ., (1), 157-175.
  48. Huang J., Zhao D. (2006) High-resolution mantle tomography of China and surrounding regions. J. Geophys. Res., 111, B09305, 1-21. https://doi.org/10.1029/2005JB004066
  49. Khanchuk A.I., Didenko A.N., Popeko L.I., Sorokin A.A., Shevchenko B.F. (2015) Structure and evolution of the Mongolo-Olhotsk orogenic belt. The Central Asian orogenic belt. Geology, evolution, tectonics and models. (Ed. A. Krëner). Stuttgart: Borntraeger Sci. Publ., 211-234.
  50. Li B., Atakan K., Sorensen M.B., Havskov J. (2015) Stress pattern of the Shanxi rift system, North China, inferred from the inversion of new focal mechanisms. Geophys. J. Int., 201(2), 505-527.
  51. Liu X.C., Li S.Z., Bor-Ming J. (2015) Tectonic evolution of the Tongbai-Hong’an orogen in central China: From oceani c subduction/accretion to continent-continent collision. Sci. China. Earth Sci., 58(9), 1477-1496.
  52. Liu X., Zhao D., Li S., Wei W. (2017) Age of the subducting Pacific slab beneath East Asia and its geodynamic implications. Earth Planet. Sci. Lett., 464, 166-174.
  53. Morley C.K. (1989) Extension, Detachments, and Sedimentation in Continental Rifts (with particular reference to East Africa). Tectonics, 8(6), 1175-1192.
  54. Morley C.K., Wescott W.A., Stone D.M., Happer R.M., Wigger S.T., Karanja F.M. (1992) Tectonic evolution of the northern Kenyan Rift. J. Geol. Soc., 149, 333-348.
  55. Quin X., Zhao B., Lia F., Zhang B., Wang H., Zhang R., He J., Chen X. (2019) Deep structural research of the South China Sea: Progresses and directions. China Geol., (4), 530-540.
  56. Ren J., Tamaki K., Li. S., Junxia Z. (2002) Late Mesozoic and Cretaceous rifting and its dynamic setting in Eastern China and adjacent areas. Tectonophysics, 344, 175-205
  57. Shu L.S., Faure M., Yu J.H., Jahn B.M. (2011) Geochronological and geochemical features of the Cathaysia block (South China): New evidence for the Neoproterozoic breakup of Rodinia. Precambr. Res., 187(3-4), 263-276.
  58. Wang Y., Zhang F., Fan W., Zhang G., Chen S., Cawood P.A., Zhang A. (2010) Tectonic setting of the South China Block in the early Paleozoic: Resolving intracontinental and ocean closure models from detrital zircon U-Pb geochronology. Tectonics, 29, TC6020, 1-16.
  59. Wu J., Suppe J. (2015) Proto-South China Sea Plate Tectonics Using Subducted Slab Constraints from Tomography. J. Earth Sci., 29(6), 1304-1318.
  60. Wu Y.B., Zheng Y.F. (2013). Tectonic evolution of a composite collision orogen: An overview on the Qinling–Tongbai–Hong’an–Dabie–Sulu orogenic belt in central China. Gondw. Res., 23, 1402-1428.
  61. Xu X.-W., Ma X.-Y., Deng Q.-D. (1993) Neotectonic activity along the Shanxi rift system, China. Tectonophysics, 219, 305-325.
  62. Xuan S., Jin S., Chen Y. (2020) Determination of the isostatic and gravity Moho in the East China Sea and its implications. J. Asian Earth Sci., 187, 104098, 1-11.
  63. Yang C., Han D., Yang C., Yang Y., Sun J., Yu F. (2020) Mesozoic basin evolution of the East China Sea Shelf and tectonic system transition in Southeast China. Geol. J., 55, 239-252.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Lithosphere (Russia)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».