Обсуждение кайнозойской тектонической эволюции и динамики Южного Тибета

Новой идеей в исследовании глобальных тектонических движений является концепция тектоники открытия-закрытия, которая утверждает, что каждое тектоническое явление, преобразование вещества и формирование геологических тел на Земле – это результат чередующихся движений открытия и закрытия. Тектонический взгляд на открытие-закрытие может быть использован для объяснения некоторых геологических явлений, развивающихся на континентах, которые не могут быть однозначно объяснены теорией тектоники плит. Основываясь на доступных геологических данных и опираясь на концепцию открытия-закрытия, авторы проанализировали стратиграфические подразделения и тектонические единицы Южного Тибета и предложили разделить эту территорию на разломные зоны гравитационного отрыва и разломные зоны тектонического отрыва, которые накладываются друг на друга. Несмотря на широко распространенное мнение о том, что Тибетское нагорье образовано орогенезом столкновения-сжатия, полевые исследования выявили существование нормального сброса храма Жунбу в 1970-х гг. Мы считаем, что нормальный сброс храма Жунбу и Главный центральный надвиг были сформированы раньше, чем разлом Южного Тибета, а первые два разлома представляют собой две границы экструзионной структуры Южного Тибета. Разлом Южного Тибета частично накладывается на Главный центральный надвиг и, имея относительно большой угол, следует за нормальным сбросом храма Жунбу к северу от Джомолунгмы. Мы предполагаем, что три системы разломов являются продуктами разных периодов и разных тектонических процессов. Тектонические единицы, такие как клипы и окна, идентифицированные предыдущими исследователями в Южном Тибете, принадлежат к системе надвигов, но обычно не имеют явных характеристик сжатия и надвигания, в то же время они характеризуются отсутствием стратификации пластов, поскольку более молодые пласты перекрывают более старые. Эти клипы и окна, скорее всего, являются результатом более позднего гравитационного наложения и должны быть охарактеризованы как удлинение и проскальзывание соответственно. Основываясь на теории открытия-закрытия, мы предполагаем, что начиная с кайнозоя исследуемая область претерпела многоэтапное развитие, которое можно разделить на последовательное расширение (раскрытие) и субдукцию (закрытие) океанической коры, а также следующие за ними этапы континентальной коллизии (закрытие) и внутриконтинентального расширения (раскрытие). Геотермальная энергия и гравитационная потенциальная энергия из недр Земли, а также дополнительная энергия напряжения от тектонических движений – все это сыграло ключевую роль в многоступенчатом тектоническом эволюционном процессе.

1. Yang W.R. Some problems of opening-closing tectonics // Geological Bulletin of China. 2004. Vol. 23. Iss. 3. P. 195–199.

2. Jiang C.F. An introduction to opening-closing tectonics // Geological Bulletin of China. 2004. Vol. 23. Iss. 3. P. 200–207.

3. Heim A., Gansser A. Central Himalaya: Geological observations of Swiss expedition, 1936 // Mémoire, Société Helvetique Science Naturelle. 1939. Vol. 73. P. 1–245.

4. Harrison T.M., Ryerson F.J., Le Fort P., Yin A., Lovera O.M., Catlos E.J. A late Miocene-Pliocene origin for the Central Himalayan inverted metamorphism // Earth and Planetary Science Letters. 1997. Vol. 146. P. 1–8.

5. Hodges K.V., Hurtado J.M., Whipple K.X. Southward extrusion of Tibetan crust and its effect on Himalayan tectonics // Tectonics. 2001. Vol. 20. Iss. 6. P. 799–809. https://doi.org/10.1029/2001TC001281

6. Xu Z.Q., Wang Q., Zeng L.S., et al. Three-dimensional extrusion model of the Great Himalaya slice // Geology in China. 2013. Vol. 40. Iss. 3. P. 671–680.

7. Arita K. Origin of the inverted metamorphism of the Lower Himalayas, Central Nepal // Tectonophysics. 1983. Vol. 95. Iss. 1-2. P. 43–60. https://doi.org/10.1016/0040-1951(83)90258-5

8. Le Fort P. Himalayas: the collided range. Present knowledge of the continental arc // American Journal of Science. 1975. Vol. 275A. P. 1–44.

9. Leloup P.H., Maheo G., Amaud N., Kali E., Boutonnet E., Liu D., et al. The South Tibet detachment shear zone in the Dinggye area: time constraints on extrusion models of the Himalayas // Earth Planetary Science Letter. 2010. Vol. 292. P. 1–16.

10. Burg J.P., Chen G.M. Tectonics and structural formation of southern Tibet, China // Nature. 1984. Vol. 311. P. 219–223. https://doi.org/10.1038/311219a0

11. Burchfiel B.C., Chen Z.L., Hodges K.V., Liu Y., Leigh H.R., Deng C., et al. The south Tibetan detachment system, Himalayan Orogen: extension contemporaneous with and parallel to shortening in a collisional mountain belt // Special Paper-Geological Society of America. 1992. Vol. 269. P. 1–41. https://doi.org/10.1130/SPE269-p1

12. Hodges K.V., Parrish R.R., Searle M.P. Tectonic evolution of the central Annapurna Range, Nepalese Himalayas // Tectonics. 1996. Vol. 15. Iss. 6. P. 1264–1291. https://doi.org/10.1029/96TC01791

13. Searle M.P., Simpson R.L., Law R.D., Parrish R., Waters D.J. The structure geometry, metamorphic and magmatic evolution of the Everest massif, High Himalaya of Nepal-South Tibet // Journal of the Geological Society. 2003. Vol. 160. Iss. 3. P. 345–366. https://doi.org/10.1144/0016-764902-126

14. Liu X., Siebel W., Li J., Xiao X. Characteristics of the Main Central thrust and southern Tibetan detachment in the Tingri area, southern Tibet, and ages of their activities // Geological Bulletin of China. 2004. Vol. 23. Iss. 7. P. 636–644.

15. Searle M.P., Szulc A.G. Channel flow and ductile extrusion of the high Himalayan slab-the Kangchenjunga-Darjeeling profile, Sikkim Himalaya // Journal of Asian Earth Science. 2005. Vol. 25. Iss. 1. P. 173–185. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2004.03.004

16. Meigs A.J., Burbank D.W., Beck R.A. Middle late Miocene (  10 Ma) formation of the Main Boundary Thrust in the western Himalaya // Geology. 1995. Vol. 23. Iss. 5. P. 423–426. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1995)023<0423:MLMMFO>2.3.CO;2

17. DeCelles P.G., Gehrels G.E., Quade J., Ojha T.P. Eocene-early Miocene foreland basin development and the history of Himalayan thrusting, western and central Nepal // Tectonics. 1998. Vol. 17. Iss. 5. P. 741–765. https://doi.org/10.1029/98TC02598

18. Gansser A. The geology of the Himalayas. New York: Wiley Inter-science, 1964. 289 p.

19. Nakata T. Active faults of the Himalaya of India and Nepal // GSA Special Papers. Vol. 232. Tectonics of the western Himalayas / eds. L.L. Malinconico Jr., R.J. Lillie. Boulder: Geological Society of America, 1989. P. 243–264.

20. Scheling D., Arita K. Thrust tectonics, crustal shortening, and the structure of the far-eastern Nepal, Himalaya // Tectonics. 1991. Vol. 10. Iss. 5. P. 851–862. https://doi.org/10.1029/91TC01011

21. Zhao W., Nelson K.D., Che J., Quo J., Lu D., Wu C., et al. Deep seismic reflection evidence for continental underthrusting beneath southern Tibet // Nature. 1993. Vol. 366. P. 557–559. https://doi.org/10.1038/366557a0

22. Liu D.M. The research about extensional metamophic core complexes in Dingjie, Xizang // Contributions to Geology and Mineral Resources Research. 2003. Vol. 18. Iss. 1. P. 1–5.

23. Yin A. Cenozoic tectonic evolution of the Himalayan orogen as constrained by along strike variation of structural geometry, exhumation history, and foreland sedimentation // Earth Science Frontiers. 2006. Vol. 13. Iss. 5. P. 416–515.

24. Zeng ZY, Yang WR, Franz N, Liu LL, Guo TY. Extrusion tectonics in orogenic belt // Geological Science and Technology Information. 2001. Vol. 20. Iss. 1. P. 1–7.

25. Liu D.M., Li D.W.. Detachment faults in Dinggye area, middle segment of Himalayan orogenic belt // Geotectonica et Metallogenia. 2003. Vol. 27. Iss. 1. P. 37–42.

26. Beaumont C., Jamieson R.A., Nguyen M.H., Lee B. Himalayan tectonics explained by extrusion of a low-viscosity crustal channel coupled to focused surface denudation // Nature. 2001. Vol. 414. P. 738–742. https://doi.org/10.1038/414738a

27. Yang W.R., Jiang C.F., Zhang K., et al. Opening-closing tectonics: exploration of a new idea on global tectonics // Earth Science Frontiers. 2016. Vol. 23. Iss. 6. P. 42–60.

28. Yang W.R., Jiang C.F., Zhang K., et al. Discussions on opening-closing-rotating tectonic system and its forming mechanism and on the dynamic mechanism of plate tectonics // Earth Science Frontiers. 2019. Vol. 26. Iss. 1. P. 337–355.

29. Zhang H.F., Harris N., Parrish R., et al. U-Pb ages of the Kudui and Sakya Pale Granites in the Sakya Dome, northern Himalayas and their geological significance // Chinese Sciences Bulletin. 2004. Vol. 49. P. 2090–2094.

30. Wu F.Y., Liu Z.C., Liu X.C., et al. Himalayan leucogranite: Petrogenesis and implications to orogenesis and plateau uplift // Acta Petrologic Sinica. 2015. Vol. 31. Iss. 1. P. 1–36.

31. Liu D.M., Li D.W., Yang W.R. Study of mylonite and deformation of ductile shear zone, Dingjie area // Earth Science Frontiers. 2003. Vol. 10. Iss. 2. P. 479–486.

32. Zhang J.J., Ding L., Zhong D.L., et al. Himalayan extension parallel to an orogenic belt: a sign of collapse or a product of compression uplift? // Chinese Sciences Bulletin. 1999. Vol. 44. Iss. 19. P. 2031–2036.

33. Wang C.Y., Wan J.L., Li D.M., Li Q., Qu G.S. Thermochronological evidence of tectonic uplift in Nyalam, south Tibetan detachment system // Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry. 2001. Vol. 20. Iss. 4. P. 292–294.

34. Sorkhabi R.B., Stump E., Foland K.A., Jainc A.K. Fission-track and 40 Ar/ 39 Ar evidence for episodic denudation of the Gangotri granites in the Garhwal Higher Himalaya, India // Tectonophysics. 1996. Vol. 260. Iss. 1-3. P. 187–199. https://doi.org/10.1016/0040-1951(96)00083-2

35. Burbank D.W., Blythe A.E., Putkonen J., Pratt-Sitaula B., Gabet E., Oskinet M., at al. Decoupling of erosion and precipitation in the Himalayas // Nature. 2003. Vol. 426. P. 652–655. https://doi.org/10.1038/NATURE02187

36. Liu D.M., Li D.W., Yang W.R., Wang X.F., Zhang J.Y. Evidence from fission track ages for the Tectonic uplift of the Himalayan Orogen during Late Cenozoic // Earth Science – Journal of China University of Geosciences. 2005. Vol. 30. Iss. 2. P. 147–152.

37. Abrahami R., van der Beek P., Huyghe P., Hardwick E., Carcaillet J. Decoupling of long-term exhumation and short-term erosion rates in the Sikkim Himalaya // Earth and Planetary Science Letters. 2016. Vol. 433. P. 76–88. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.10.039

38. Zeitler P.K. Cooling history of the NW Himalaya, Pakistan // Tectonics. 1985. Vol. 4. Iss. 1. P. 127–151. https://doi.org/10.1029/TC004i001p00127

39. Burg J.P., Nievergelt P., Oberli F., Seward D., Davy P., Maurin J.C., et al. The Namche Barwa syntaxis: evidence for exhumation related to compressional crustal folding // Journal of Asian Earth Science. 1998. Vol. 16. Iss. 2-3. P. 239–252. https://doi.org/10.1016/S0743-9547(98)00002-6

40. Vannay J.C., Grasemann B., Rahn M., Frank W., Carter A., Baudraz V., et al. Miocene to Holocene exhumation of metamorphic crustal wedges in the NW Himalaya: evidence for tectonic extrusion coupled to fluvial erosion // Tectonics. 2004. Vol. 23. Iss. 1. P. 1–24. https://doi.org/10.1029/2002TC001429

41. Zhu D.G., Meng X.G., Shao Z.G., et al. The formation and evolution of Zhada basin in Tibet and the uplift of the Himalayas // Acta Geoscientica Sinica. 2006. Vol. 27. Iss. 3. P. 193–200.

42. Shi Y.F., Li J.J., Li B.Y. Uplift and environmental change of the Tibetan plateau during the late Cenozoic. Guangzhou: Guangdong Science and Technology Publishing House, 1998.

43. Zheisheng A., Kutzbach J.E., Prelli W.L., Porter S.C. Evolution of Asian monsoons and phased uplift of the Himalaya-Tibetan Plateau since Late Miocene times // Nature. 2001. Vol. 411. P. 62–66. https://doi.org/10.1038/35075035

44. Wang F.B., Li S.F., Shen X.H., et al. Formation and evolution of the Gyirong County Basin, environmental changes and Himalayan uplift // Science in China. Series D. 1996. Vol. 26. P. 329–335.

45. Shi Y.F., Li J.J., Li B.Y., Yao T.D., Wang S.M., Li S.J., et al. Uplift of the Qinghai-Xizang (Tibetan) plateau and east Asia environmental change during Late Cenozoic // Acta Geographica Sinica. 1999. Vol. 54. Iss. 1. P. 10–21.

46. Ding L., Zhong D.L., Pan Y.S., et al. Evidence of fission tracks that have rapidly increased since the Pliocene in the Eastern Himalayan syntaxe // Chinese Science Bulletin. 1995. Vol. 40. Iss. 16. P. 1479–1500.

47. Zheng Y., Zhang J., Wang J., Zhang B., Wang X., Wang M. Rapid denudation of the Himalayan orogen in the Nyalam area, southern Tibet, since the Pliocene and implications for tectonics-climate coupling // Chinese Science Bulletin. 2014. Vol. 59. P. 874–885. https://doi.org/10.1007/s11434-014-0116-x