El análisis del terreno ( terraneología , tectónica de terrenos, el concepto de collage de terrenos ) es una sección de tectónica de placas que estudia la estructura y la historia del desarrollo de cinturones plegados . Desde el punto de vista de esta teoría, dentro de los cinturones de pliegues, se pueden distinguir bloques separados: terrenos , que tienen una historia individual. El análisis del terreno consiste en un conjunto de métodos específicos para estudiar estas partes extremadamente complejas de la corteza terrestre.
El contenido del análisis de terrenos consiste en identificar terrenos, determinar la naturaleza de sus límites, estudiar y dilucidar los entornos geodinámicos para la formación de terrenos, su historia geológica, trayectoria de movimiento, amalgama, acreción y conexión con terrenos vecinos.
Las tareas típicas del análisis de terreno incluyen:
Por regla general, un terreno es un área relativamente pequeña de la corteza terrestre, y está compuesto por un complejo de rocas más o menos homogéneo. En este caso, no se pueden aplicar los métodos habituales de reconstrucción geodinámica, basados en el uso complejo de varios métodos, y es necesario extraer el máximo de información de las formaciones disponibles.
El análisis del terreno es tanto una teoría como un conjunto de métodos . Muchos investigadores parten del hecho de que en la zona plegada[ término desconocido ] todo en una fila, lo que significa que no tiene sentido destacar bloques separados dentro de él.
Se sabe desde hace mucho tiempo que los bloques o bandas de desarrollo de rocas que difieren mucho en composición y origen a menudo coexisten en cinturones plegados. En la literatura nacional, tales áreas fueron identificadas como zonas estructural-formativas (o estructurales-facies). Las zonas de formación estructural, según los conceptos de la teoría geosinclinal , estaban separadas por fallas profundas , a lo largo de las cuales se producen importantes movimientos verticales durante mucho tiempo. Por lo tanto, fue posible explicar por qué las areniscas de aguas someras ocurren en una zona de formación estructural, y muy cerca, en la zona vecina, los depósitos silíceos de aguas profundas de edad cercana. Se supuso que no había desplazamientos horizontales significativos.
Sin embargo, a medida que se acumularon datos sobre la geología regional, este modelo experimentó dificultades crecientes. Entre los numerosos argumentos geológicos en contra de la posición fija de las zonas estructural-formativas, cabe destacar el estudio de la composición de los depósitos clásticos (conglomerados y areniscas) de zonas vecinas. Tales observaciones testificaron que hasta cierto tiempo las zonas cercanas en la estructura moderna se desarrollaron completamente en aislamiento. Así, en el ejemplo anterior, surge inmediatamente la pregunta de por qué la demolición de un zócalo elevado sobre el que se depositaron areniscas no diluyó la sedimentación silícea condensada. Por otro lado, eventos geológicos posteriores (magmáticos, sedimentarios y tectónicos) a menudo superponen ambas zonas, ignorando prácticamente las profundas fallas que las separan. Serias objeciones surgieron de la paleontología: se encontraron bloques vecinos en áreas plegadas, en las rocas de la misma edad se contenían complejos faunísticos característicos de diferentes zonas climáticas. Finalmente, el extenso desarrollo de los estudios paleomagnéticos ha demostrado que las trayectorias del movimiento aparente de los polos magnéticos (APDP) difieren para diferentes bloques. Por lo tanto, los intentos de describir la estructura tectónica de los cinturones orogénicos desde posiciones fijistas fracasaron.
El concepto de terrenos y la propia terraneología como método de análisis tectónico regional de cinturones orogénicos fueron desarrollados por geólogos estadounidenses, principalmente P. Coneyb, D. L. Jones y J. W. Monger, mientras estudiaban el paleomagnetismo y la paleogeografía de las Cordilleras de América del Norte y Alaska a fines de la década de 1970 . g. No es casualidad que los primeros en crear un nuevo concepto fueran los estadounidenses, quienes tenían menos experiencia en el campo de la geología regional y el mapeo geológico. La escuela geológica norteamericana no tenía conceptos como zona estructural-formativa y complejo estructural-material (escuela rusa) o zona isópica (escuela europea), lo que dificultaba la creación de mapas tectónicos y una descripción sistemática de la tectónica. de grandes regiones. Por otro lado, la mayoría de los geólogos estadounidenses adoptaron rápidamente la tectónica de placas y fueron los primeros en aplicarla a la geología continental. Como señaló S. D. Sokolov, la aparición del concepto de collage de terreno se asoció con la necesidad de vincular los conceptos teóricos de tectónica de placas y material geológico regional.
Con base en datos sobre el paleomagnetismo y la distribución de la paleofauna, P. Coneyb, D. L. Jones y J. V. Monger notaron por primera vez que una parte significativa de Alaska y la Cordillera canadiense es “ajena” para el cratón norteamericano , es decir, podría transportarse a miles de kilómetros desde el sur. Más recientemente, han surgido datos paleomagnéticos que indican un movimiento Cenozoico a gran escala y una rápida rotación de grandes áreas del margen oceánico exterior de las Cordilleras. Los geólogos han recopilado, resumido y analizado una gran cantidad de datos sobre estratigrafía y paleontología, en particular sobre radiolarios, y han demostrado que la mayor parte de la Cordillera, especialmente su margen exterior occidental, está compuesta por bloques y áreas de ruptura (terrenos) que varían en tamaño de decenas de metros a decenas de kilómetros y que su posición inicial relativa entre sí y con el Cratón norteamericano es aún difícil de interpretar, aunque es posible para terrenos individuales. Muchos terrenos son claramente de naturaleza oceánica y consisten en fragmentos de arcos de islas, levantamientos oceánicos y montañas, cordilleras submarinas traídas del Pacífico . Otros terrenos tienen bases continentales más antiguas y se movieron hacia el norte a lo largo del margen continental, similar a cómo el bloque largo y angosto (terreno) Salinian ahora se mueve hacia el norte a lo largo de la falla de San Andrés .
Durante mucho tiempo, la definición del término "terreno" como una unidad geográfica tectono-estratigráfica consolidada limitada por contactos tectónicos fue generalmente aceptada (Jones et al., 1983; Howell et al., 1985). Algo más tarde, cuando se empezó a utilizar el concepto de terrenos como método de análisis tectónico regional de zonas plegadas en el marco del concepto de tectónica de placas, se empezaron a incluir criterios geodinámicos en el concepto de “terreno” (Plafker, 1990; Wheeler y McFeely, 1991; Parfenov, 1990; Parfenov et al. ., 1993; Parfenov et al., 1993; Zonenshain y Kuzmin, 1993; Parfenov et al., 1996; Nokleberg et al., 1994).
Inicialmente, el análisis de terreno se usó para orógenos de acreción relativamente jóvenes del Anillo del Pacífico (Cordillera, Alaska, noreste de la URSS), con la acumulación de datos sobre geología regional y datos paleomagnéticos, comenzó a usarse para orógenos de colisión, incluidos los antiguos (por ejemplo, ejemplo, la región plegada de Altai-Sayan) . Sobre la base de la tectónica del terreno, se publicaron mapas de la parte occidental del Océano Paleoasiático (Berzin et al. 1994), Asia del Norte y Central (Parfenov 1998) y otros.
Recientemente ha habido una universalización del método, el círculo de objetos de su aplicación está en constante crecimiento. Incluso los sótanos de cratones del Precámbrico temprano se consideran cada vez más como antiguas zonas orogénicas de acreción-colisión, a las que se aplican los conceptos de análisis de terreno.
Los objetos de análisis de terrenos, además de los propios terrenos, son las zonas de sutura que los limitan, así como los complejos geológicos superpuestos y enlazados.
Las fallas que limitan terrenos ( zonas de sutura, suturas ) pueden tener diferentes cinemáticas (deslizamientos, cabalgamientos, fallas) y estructura geológica. Están representados por zonas de cataclasis y milonitización , a menudo contienen mezclas, incluidas las de ofiolita. A veces, las zonas de sutura marcan los productos del metamorfismo de alta presión: lutitas azules y eclogitas. Las formaciones superpuestas y entrecruzadas se forman después de la acreción o fusión de terrenos y permiten determinar el límite máximo de edad para estos procesos.
La sobrecarga consiste en rocas sedimentarias, volcánico-sedimentarias y sedimentarias que se acumularon después de la amalgama o acreción de terrenos y estratigráficamente superponen dos o más terrenos adyacentes o terrenos y un margen de cratón. Las formaciones suprayacentes incluyen coberturas de plataformas antiguas o jóvenes, melaza de depresiones marginales e intermontañosas, estratos de flysch de márgenes continentales, etc.
Los enlaces cruzados son complejos intrusivos y cinturones metamórficos asociados con ellos, que atraviesan terrenos adyacentes y el margen del cratón. Las formaciones plutónicas pueden estar genéticamente relacionadas con las rocas volcánicas suprayacentes (p. ej., granitoides del cinturón volcánico marginal continental Cretácico Okhotsk-Chukotka). Las formaciones de costura también incluyen mezclas tectónicas de zonas de sutura.
En la evolución tectónica de terrenos individuales o de sus grupos, se distinguen los siguientes eventos principales:
En el análisis de terrenos, se hace necesario distinguir entre superterrenos (terrenos compuestos o compuestos) y subterráneos.
Los terrenos se clasifican según el marco geodinámico de la formación o, si no está definido, según la composición. Los terrenos pueden ser fragmentos de microcontinentes, arcos de islas ensiálicos y ensimáticos y sus elementos individuales (cuña de acreción, cuenca de arco posterior o de antearco), levantamientos volcánicos, montes submarinos, etc. Además, terrenos desplazados, exóticos y místicos.
El análisis del terreno, como cualquier técnica de investigación, involucra una cierta secuencia de operaciones. En primer lugar, es necesario reconocer el propio terreno y comprender que estamos ante una formación alienígena que se diferencia de los complejos vecinos. El siguiente paso es mapear este terreno, delinear sus límites y comprender su naturaleza. Además, a partir de un estudio exhaustivo de las rocas que componen el terreno (su petrología, geoquímica, metamorfismo, condiciones de sedimentación, paleontología, etc.), se llega a una conclusión sobre su origen (principalmente sobre el marco geodinámico de su formación). Cuando se determina la naturaleza del terreno, se aclara el momento de la unión del terreno al continente y la naturaleza de los procesos posteriores a la acreción. El apego al terreno es de naturaleza colisional y conduce a deformaciones. Por lo tanto, si la composición del material se estudia principalmente para determinar el entorno geodinámico, entonces para estudiar los procesos de acreción, las deformaciones y las relaciones con las rocas más jóvenes se consideran en primer lugar. El tiempo de fijación de los bloques está determinado por el traslape, siempre discordante, tanto de las rocas del terreno como de los complejos adyacentes por los mismos depósitos; el tiempo de disconformidad y superposición puede considerarse el tiempo de unión al terreno. Además, se pueden utilizar métodos de geocronología absoluta para fechar minerales sintectónicos (mica ligera, por ejemplo) de las zonas de sutura que delimitan el terreno. En este caso, se debe tener en cuenta que la actividad tectónica de los límites de bloque puede persistir durante mucho tiempo después de la acreción, ya que los terrenos a menudo se mueven distancias considerables a lo largo del límite de placa convergente, sufren colisiones con otros terrenos, etc. Finalmente, se es necesario establecer de dónde vino el terreno. Al menos dos métodos, paleomagnético y paleoclimático, permiten determinar la posición latitudinal primaria del terreno; de estos, se debe dar preferencia al paleomagnético como verdaderamente cuantitativo. Hablando de movimientos de terrenos, no debemos olvidar que no estamos hablando del movimiento o acreción de un terreno en su forma moderna, sino que nos referimos a una cierta paleoestructura (arco de islas, microcontinente, placa oceánica) de la cual este terreno es un fragmento. Los resultados del análisis del terreno realizado se presentan en diagramas espacio-temporales.
Hasta la fecha, el concepto de collage de terrenos es generalmente reconocido, y el análisis de terrenos sirve como base metodológica para estudiar la evolución geodinámica de casi cualquier zona de pliegues (todavía excluyendo las más antiguas). La disciplina más cercana al análisis del terreno es la tectónica de acreción, que sirve como base actual del método. El análisis del terreno se ha utilizado con éxito para el análisis metalogénico regional. Como el académico V.E. Khain y M.G. Lomize, evaluando el papel de la tectónica de terrenos: “El concepto de terrenos ha demostrado que la movilidad de la corteza y la litosfera en futuros cinturones plegados es aún mucho mayor de lo que se pensaba anteriormente, y que en estos cinturones tiene lugar un intenso movimiento longitudinal de material” ( Khain y Lomize, 1994, p. 304).
Los terrenos metamórficos de presiones ultraaltas pueden servir como otro ejemplo de expansión del rango de objetos de análisis de terrenos. Cuando a mediados de 1980 - 1990. en una serie de complejos metamórficos, compuestos principalmente de rocas de la corteza continental - gneis y lutitas, se encontró un índice de minerales de metamorfismo de ultra alta presión ( coesita y diamante ), resultó que los complejos UHPM (metamorfismo de ultra alta presión) corresponden estrictamente al concepto del terreno (contactos tectónicos, tamaño regional, historia propia de desarrollo, etc.). Sin embargo, sus diferencias con los complejos geológicos vecinos no se deben a los movimientos a lo largo de la superficie del globo (en dirección transversal o longitudinal, en relación con los límites convergentes de las placas litosféricas), sino al hundimiento a lo largo de las zonas de subducción en las profundidades del manto y se elevan hacia atrás. ( subducción y exhumación). Por lo tanto, las diferencias entre los terrenos combinados se deberán principalmente a la diferencia en los parámetros de metamorfismo (principalmente presión). Así, la mencionada movilidad de la litosfera resultó ser también vertical, y el movimiento de material en futuros cinturones plegados también tiene una tercera dimensión. Para la mayoría de los terrenos UHPM, por ejemplo, para Kokchetav, se ha establecido una naturaleza contrastante del metamorfismo, lo que permite subdividirlo en una serie de subterráneos que difieren principalmente en la presión en el pico del metamorfismo, es decir, en la profundidad de hundimiento en el manto. La combinación de subterráneos ocurre debido a diferentes tasas de exhumación de placas individuales (aumenta con la profundidad). En el análisis geodinámico de la UHPM, los terrenos se utilizan como indicador del régimen de subducción continental.