Qafqaz-Arabian Syntaxisində yerləşən son Senozoik vulkanik zolaqlar intraplate və suprasubduction tipli maqmalarla zəngindir. Bölgədəki plüm başları və yüksək izostatik anomaliyalar dərin mantiya proseslərinin aktivliyini göstərir. Bu unikal geoloji struktur həm elmi tədqiqatlar, həm də vulkanik turizm üçün böyük maraq doğurur. Qafqaz və Şərqi Anadolu vulkanizmi ilə bağlı ən son məlumatları bizimlə kəşf edin.
Əsas məqamlar
-
Alp–Himalay Orogen Qurşağının (AHOQ) Qafqaz–Ərəbistan seqmenti Böyük Qafqaz və Qafqaz–Ərəbistan Sintaksisindən (QƏS) ibarətdir.
-
Gec Senozoy dövründə QƏS tektonik “diflüensiya” nəticəsində eninə istiqamətdə təxminən 400 km qədər qısalmışdır.
-
QƏS Neogen–Kvarter yaşlı, plüm tipli plato-bazaltları və supra-subduksiya mənşəli vulkanik süxurları əhatə edir.
-
Kalk-alkalin və şoşonit–latit tərkibli vulkanik süxurlar mantiya plümü ilə yer qabığı materialının qarşılıqlı təsiri nəticəsində formalaşmışdır.
Xülasə
Qafqaz–Ərəbistan qurşağı kontinental plitələrin toqquşması nəticəsində yaranmış nəhəng gec Senozoy Alp–Himalay orogen qurşağının bir hissəsidir. Bu qurşaq iki əsas struktur sahədən ibarətdir: cənubda yerləşən Qafqaz–Ərəbistan Sintaksisi (QƏS) və şimalda E–Q (şərq–qərb) istiqamətli Böyük Qafqaz.
QƏS Ərəbistan plitəsinin cənubdan Şərqi Avropa Kratonuna doğru daxil olmasını (indentasiya) göstərən zonanı ifadə edir. Böyük Qafqaz silsiləsi Avrasiya plitəsinin cənub hissəsində yerləşir və Böyük Qafqaz Qırılması (BQF) boyunca tektonik olaraq qalxmışdır. Bu qırılma Kopetdağ dağlarından Tornkvist–Teysseyre Trans-Avropa Sütur Zonası (Trans-European Suture Zone) istiqamətində uzanan meqa-qırılmanın bir hissəsidir.
Qafqaz dağları qərbdən Qara dəniz, şərqdən isə Xəzər dənizi ilə məhdudlaşır. Şimal–cənub istiqamətli QƏS böyük geofiziki izostatik anomaliya ilə səciyyələnir ki, bu da mantiya plüm başlığının mövcudluğunu göstərir. QƏS daxilində gec Senozoy yaşlı, təxminən 500 km uzunluğunda vulkanizm zolağı Şərqi Anadoludan Kiçik və Böyük Qafqaz silsilələrinə qədər uzanır.
Bu zolaqda iki əsas tip vulkanik süxur yayılmışdır:
-
plüm tipli intraplita (plitədaxili) bazalt plato süxurları;
-
supra-subduksiya tipli kalk-alkalin və şoşonit–latit vulkanik süxurlar.
QƏS-də klassik subduksiya zonalarına aid əlamətlərin olmaması və seysmikliyin nisbətən dayaz dərinliklərlə (50–60 km) məhdudlaşması nəzərə alınaraq, “supra-subduksiya tipli” maqmaların mantiya plüm başlığı ilə yer qabığı materialının qarşılıqlı təsiri nəticəsində yarandığı ehtimal edilir. Bu hibrid ərintilər kolliziya ilə əlaqəli deformasiya şəraitində formalaşmışdır.
Gec Senozoy dövründə Ərəbistan–Avrasiya toqquşmasının davam etməsi nəticəsində yer qabığı materialının tektonik “diflüensiyası” baş vermiş və QƏS-in eni təxminən 400 km-ə qədər azalmışdır.
Qrafik xülasəsi
1. Giriş
Kontinental toqquşma zonalarının strukturları ada qövsləri və aktiv kontinental konvergent kənarlarla müqayisədə olduqca mürəkkəbdir. Bununla belə, bu cür strukturların bir çoxu hələ də kifayət qədər öyrənilməmişdir. Bu fikir Avrasiyanı qərbi Aralıq dənizindən qərbi Sakit okeana qədər 16.000 km-dən artıq məsafədə kəsib keçən, müasir dövrdə mövcud olan ən böyük Alp–Himalay kontinental toqquşma tipli konvergent qurşaq — Alp–Himalay Qurşağı (AHQ) üçün də keçərlidir.
AHQ tipik kollizion orogen qurşaqdır və Mezozoy–erkən Senozoy Tetis okeanının bağlanmasından sonra on milyonlarla il ərzində formalaşmışdır. Bu qurşaq intensiv dağəmələgəlmə və riftlənmə prosesləri ilə səciyyələnir və bu proseslər geniş miqyaslı plato-bazalt və andezit–latit tərkibli maqmatizm ilə müşayiət olunmuşdur (məsələn, Grachev, 2000; Sharkov, 2011; Sharkov et al., 2012; Trifonov et al., 2012; Safonova və Maruyama, 2014 və oradakı istinadlar).
Bu qurşağın Qafqaz–Ərəbistan seqmenti xüsusi maraq doğurur, çünki son illərdə toplanmış çoxsaylı geoloji, geoxronoloji və petroloji məlumatlar bu regionu kontinental toqquşma ilə əlaqəli, hələ də aktiv olan tektonik və petroloji proseslərin tipik nümunə sahəsi kimi nəzərdən keçirməyə imkan vermişdir (Keskin, 2003; Sandvol et al., 2003; Saintot et al., 2006; Kopp, 2007; Leonov, 2007; Eppelbaum və Khesin, 2012; Sharkov et al., 2012; Lebedev et al., 2013).
Qafqaz–Ərəbistan seqmenti iki əsas struktur sahədən ibarətdir:
-
şimalda yerləşən Böyük Qafqazın xətti sistemi;
-
cənubda Kiçik Qafqaz və Şərqi Anadolunun aktiv qövsvari tektonik elementlər sistemi. Bu sistem Qafqaz–Ərəbistan Sintaksisi (QƏS) kimi tanınır və Ərəbistan plitəsinin Avrasiya plitəsinin cənub sərhədinə doğru daxil olması (indentasiya) nəticəsində formalaşmışdır və hazırda şimal istiqamətində hərəkət etməkdədir (Şəkil 1) (Burtman, 1989; Reilinger et al., 2006; Leonov, 2007 və oradakı istinadlar).
QƏS boyunca demək olar ki, eyni vaxtda iki tip maqmatizmin — bazalt və andezit–latit tərkibli maqmatizmin — təzahürü ilə müşayiət olunan tektonik proseslər müşahidə olunur (Keskin, 2007; Koronovsky və Demina, 2007; Keskin et al., 2013). Lakin bu maqmatik komplekslərin mənşəyi hələ də mübahisəli olaraq qalmaqdadır (Lebedev et al., 2013; Neill et al., 2013 və oradakı istinadlar).
Bu məqalədə QƏS-in geodinamik tarixinə dair geoloji, petroloji və geofiziki məlumatların ümumiləşdirilməsi təqdim olunur. Tədqiqatın əsas diqqəti regionun geoloji quruluşuna, mantiya və yer qabığı dinamikasına, həmçinin müxtəlif maqmatik vahidlərin geodinamik formalaşma şəraitinə yönəldilmişdir.
Şəkil 1.
Qafqaz–Ərəbistan Sintaksisinin yerləşmə mövqeyi (Reilinger et al., 2006 əsasında dəyişdirilmişdir).
Qısaltmalar:
NAF – Şimal Anadolu Qırılması;
EAF – Şərqi Anadolu Qırılması;
DSF – Ölü Dəniz Qırılması;
MF – Moşa (Mosha) Qırılması;
PSSF – Pembək–Sevan–Sunık Qırılması;
Cor – Korinf körfəzi;
Pe – Peloponnes;
Aeg – Egey dənizi;
LC – Kiçik Qafqaz;
Cyr – Kipr xəndəyi;
Sin – Sinay;
Cas – Xəzər dənizi;
EAR – Şərqi Afrika Rift Sistemi;
Ko⤳ – Kopetdağ;
AP – Abşeron yarımadası;
Al – Əlborz (Elburz) dağları.
Qırmızı xətt: Kopetdağ–Qafqaz–Trans-Avropa meqaqırılması.
2. Alp–Qafqaz orogeni
Trans-Avrasiya Qurşağının Alp–Qafqaz seqmenti və ya Alp orogeni, Alp–Himalay kollizion zonasının əsas hissələrindən biri olmaqla, gec Senozoy dövründə formalaşmış və son dərəcə mürəkkəb geoloji quruluşu ilə səciyyələnir. Bu orogen Aralıq dənizi hövzələri və Panon çökəkliyindən ibarətdir və onlar Alplar, Karpatlar, Apeninlər və digər bükülmə–itələmə (fold-thrust) qurşaqları ilə bir-birindən ayrılır. Sözügedən qurşaqların hamısında andezit–latit tərkibli vulkanik vahidlər mövcuddur (Şəkil 2).
Alp orogeni bir çox tədqiqatçı qruplar tərəfindən geniş şəkildə öyrənilmiş və əldə olunan nəticələr “Avropa Litosferinin Dinamikası” adlı çoxmüəllifli monoqrafiyada ümumiləşdirilmişdir (Gee və Stephenson, 2006 və orada göstərilən istinadlar). Geofiziki məlumatlara əsasən, Alp orogeninin litosfer quruluşu silsilələrin və hövzələrin altında olduqca mürəkkəb və dəyişkəndir (Hearn, 1999; Artemieva et al., 2006; Kissling et al., 2006).
Şəkil 2. Alp qurşağı daxilində gec Senozoy yaşlı maqmatik süxurların yayılması müxtəlif tektonik mühitlərin mövcudluğunu aydın şəkildə göstərir. Bu qurşaqda Alboran, Tirren və Egey kimi arxa-qövs dənizləri, həmçinin Qara və Xəzər dənizləri kimi “çökmə” tipli dəniz hövzələri ayırd edilir. Bundan əlavə, Panon hövzəsi və Po vadisi arxa-qövs çöküntü hövzələri kimi formalaşmışdır. Gec Senozoy dövründə Alp qurşağında bir sıra andezit–latit tərkibli vulkanik qövslər inkişaf etmişdir; bunlara Alboran, Kabil–Tell, Sardiniya, Cənubi İtaliya, Drava–İnsübria, Evgeney, Karpat, Balkan, Egey və Anadolu–Qafqaz–Əlborz sistemi daxildir. Sonuncu sistem daxilində Anadolu–Qafqaz, Zaqafqaziya qurşağı və Qafqaz–Əlborz seqmentləri fərqləndirilir. Eyni zamanda Cənubi İspaniya və Portuqaliya, Atlas dağları, Şərqi İspaniya, Mərkəzi Fransa massivi, Reyn qrabenı, Çex–Sileziya zonası, Panon hövzəsi, Qərbi Türkiyə və Şimali Ərəbistan ərazilərində sel (flood) bazalt vulkanizminin geniş sahələri mövcuddur.
Artemiyev (1971) Alp qurşağı daxilində iki əsas hövzə tipinin mövcudluğunu ilk dəfə göstərmişdir. Birinci tip hövzələrə Tirren, Egey və Alboran dənizləri, eləcə də Panon çökəkliyi daxildir. Bu hövzələr andezit–latit tərkibli vulkanik qövslərin geri çəkilməsi (rollback) nəticəsində formalaşmış arxa-qövs hövzələri hesab olunur. Onlar nazikləşmiş yer qabığı, yüksək istilik axını və bazalt vulkanizminin təzahürləri ilə səciyyələnir ki, bu da ya astenosferin yuxarı qalxmasını, ya da mantiya plüm başlıqlarının mövcudluğunu göstərir. Müəlliflər plümlə əlaqəli modeli üç əsas fakta əsaslanaraq müdafiə edirlər: müsbət izostatik anomaliyaların mövcudluğu, maqmatizmin plüm tipli xarakter daşıması və geofiziki məlumatlar. Bununla belə, qeyd olunur ki, astenosferin yuxarı qalxması da mantiya plümü ilə əlaqəli ola bilər.
Şəkil 3.Alp qurşağı daxilində regional izostatik anomaliyaların və Senozoy yaşlı vulkanizm sahələrinin yayılması (Artemiyev, 1971 əsasında dəyişdirilmişdir).
Qəhvəyi xətt: Kopetdağ – Qafqaz – Trans-Avropa meqaqırılması.
Qısaltmalar:
EAF – Şərqi Anadolu Qırılması,
KDF – Kopetdağ Qırılması,
MCF – Böyük Qafqaz Qırılması,
NAF – Şimal Anadolu Qırılması,
TESZ – Trans-Avropa Sütur Zonası
Arxa-qövs hövzələrinin səciyyəvi xüsusiyyətlərindən biri onların altında iri müsbət izostatik anomaliyaların mövcudluğudur (Şəkil 3). Bu anomaliyalar dərin mantiyadan plüm başlıqlarına müntəzəm şəkildə material “yeridilməsi” nəticəsində yarana bilər ki, bu da litosfer üzərində yüklənmənin artmasına və izostatik tarazlığın pozulmasına səbəb olur. Ən böyük müsbət izostatik anomaliyalar Egey dənizi və Panon arxa-qövs hövzəsinin altında müşahidə olunur (Şəkil 3) ki, bu da mantiyadan materialın sürətli şəkildə daxil olmasına işarə edə bilər.
Bir sıra tədqiqatçılar (Reilinger və McClusky, 2011; Faccenna et al., 2013) Egey dənizinin müasir Ərəbistan–Anadolu–Egey konvergent sisteminin arxa-qövs hövzəsi olduğunu, lakin xüsusi mənşəyə malik olduğunu irəli sürmüşlər. Biz isə hesab edirik ki, Egey dənizi geofiziki xüsusiyyətləri və dinamik formalaşma şəraiti baxımından Alp qurşağının digər arxa-qövs hövzələrinə oxşardır (Khain, 1984; Artemieva et al., 2006; Sharkov və Svalova, 2011). Yeganə fərqləndirici cəhət Ellin supra-subduksiya vulkanik qövsünün və Karpat qövsünün çox gənc yaşıdır; bu strukturlar cəmi təxminən 2 milyon il əvvəl formalaşmağa başlamışdır (Harangi et al., 2006).
Ehtimal etmək olar ki, bu ərazilərdə müasir geoloji proseslər nisbətən dayaz dərinliklərdə baş verdiyindən, dərin mantiyada gedən proseslərə tam cavab vermək üçün kifayət qədər vaxt olmayıb. Bu fikri digər arxa-qövs dənizlərinin altında müşahidə olunan daha zəif müsbət izostatik anomaliyalar da dəstəkləyir (Artemiyev, 1971) ki, bu da dayaz və dərin mantiya prosesləri arasında daha uzunmüddətli qarşılıqlı təsirə işarə edə bilər.
Bu cür “vulkanik qövs – arxa-qövs hövzəsi” sistemləri Şərqi Aralıq dənizi regionunda litosferin heterogen quruluşu və Tetis okeanının reliktlərinin mövcudluğu səbəbindən mantiya plüm başlıqlarının bir istiqamətli yer dəyişməsi və ya yayılması nəticəsində formalaşa bilər (Zonenshain və Le Pichon, 1986). Bu cür “asimmetrik” mantiya plümləri nisbətən homogen, plitədaxili mühitdə yerləşən və göbələkşəkilli başlığa malik “klassik” plümlərdən fərqlənir.
“Asimmetrik” plüm başlığı aşağı özlülüyə malik okean litosferinə, o cümlədən Tetis reliktlərini əhatə edən sahələrə doğru uzanan bir “dil” şəklində inkişaf edə bilər. Belə bir “dilin” üst hissəsi ilkin mərhələdə Afrika plitəsinin kontinental litosfer materialından ibarət olmuş və əvvəllər Qərbi Aralıq dənizində səthə çıxmışdır (Ricou et al., 1986). Bu materialın “dildən qoparaq” daşınması və onun ön hissədə toplanması arxa-qövs hövzəsinin yer qabığının subqabıq eroziyası hesabına nazikləşməsinə və okean tipli yer qabığının formalaşmasına gətirib çıxarır (Sharkov və Svalova, 2011).
Yeni subduksiya zonasının yaranması “dilin” ön hissəsinin soyuması ilə başlaya bilər; bu zaman onun sıxlığı artır, mənfi üzmə qabiliyyəti qazanır və nəticədə aşağıya doğru bataraq subduksiya prosesinin başlanmasına səbəb olur (Şəkil 4). Deformasiya zamanı möhkəmlənmiş və metamorfizmə uğramış, “dilin” ön hissəsində yığılmış yer qabığı materialı əlavə yük rolunu oynayaraq bu batmanı və subduksiyanın başlanmasını gücləndirir. Nəticədə, yüksək sıxlığa malik möhkəmlənmiş yer qabığı ətrafdakı okean litosferi fraqmentləri ilə birlikdə subduksiya olunan plitənin tərkib hissəsinə çevrilir (Sharkov və Svalova, 2011).
Yeni formalaşmış subduksiya zonası üzərində qarışıq tərkibli subduksiya olunan plitənin əriməsi nəticəsində kalk-alkalin və şoşonit–latit tərkibli maqmalar yarana və nəticədə vulkanik qövslər formalaşa bilər.
Şəkil 4. Alp qurşağında asimmetrik mantiya plümü vasitəsilə arxa-qövs hövzələrinin formalaşma mexanizmini göstərən sxem.
Arxa-qövs hövzələrinin formalaşması riftlənməyə və bununla əlaqəli bazalt vulkanizminə səbəb olmuş, nəticədə Mərkəzi və Qərbi Avropanın dağ silsilələrinin ön kənarlarında, Şimali Afrikada və Şimali Ərəbistanda vulkanik sahələr və plato tipli quruluşlar yaranmışdır (Şəkil 2). Gec Senozoy yaşlı vulkanik vahidlər əsasən Fe–Ti ilə zəngin qələvi bazaltlardan ibarətdir və geokimyəvi baxımdan okean (okean adası bazaltları – OIB) və kontinental (sel bazaltları) mühitlərdə püskürən tipik plitədaxili, yəni plümlə əlaqəli maqmalara oxşardır (Hofmann, 1997; Grachev, 2003; Medvedev et al., 2003; Lustrino və Sharkov, 2006; Wilson və Downes, 2006; Safonova və Santosh, 2014).
Aralıq dənizi regionunun maqmatik süxurlarının geokimyəvi və izotop xüsusiyyətləri onların ana ərintilərinin oxşar bir mənbədən — Ümumi Mantiya Rezervuarından (Common Mantle Reservoir) törədiyini göstərir (Hofmann, 1997; Lustrino və Wilson, 2007). Belə bir rezervuar müasir mantiya plümü və ya hətta superplüm ilə əlaqəli ola bilər; onun başlığı Alp–Qafqaz regionunun altında yerləşmiş, buradan isə kiçik plümlər və ya budaqlar arxa-qövs hövzələrinin altına doğru yayılmışdır. Bu baxımdan, çoxsaylı silsilə və hövzələrdən ibarət mürəkkəb quruluşa malik Alp orogeni ehtimal ki, həmin plümün və ya superplümün mərkəzi hissəsinin üzərində yerləşir.
Bu yanaşma astenosferin yuxarı qalxması modeli ilə ziddiyyət təşkil etmir; əksinə, astenosfer qalxımı mantiya plümünün daha kiçik plümlərə və ya budaqlara parçalanması ilə əlaqəli ola bilər. Bu plüm başlıqları müsbət izostatik anomaliyalar yaradır və regionun ümumi geodinamik modelinə təsir göstərir. Bu fikir geofiziki məlumatlarla da yaxşı uzlaşır (məsələn, Smewing et al., 1991; Hearn, 1999); həmin məlumatlar 200–250 km dərinliklərdə bir neçə kiçik plümün birləşərək geniş astenosfer qalxım sahəsi yaratdığını göstərir.
II tip hövzələrə Şərqi Aralıq dənizi, Qara dəniz və Xəzər dənizi daxildir (Şəkil 5). Qərbi Aralıq dənizinin I tip arxa-qövs dənizlərindən fərqli olaraq, II tip dənizlər passiv kənarlarla səciyyələnir. Bu kənarlar qalın (16–20 km və daha artıq) Mezo–Senozoy yaşlı çöküntü qatları, vulkanizmin olmaması və aşağı istilik axını ilə xarakterizə olunur (Şəkil 5).
Bu hövzələr xüsusilə Qara dəniz və Xəzər dənizi üçün səciyyəvi olan iri “çökmələr” kimi görünür; onlar Qafqaz və Kopetdağın pre-Pliosendən əvvəlki strukturlarını kəsib keçmişdir. Geoloji məlumatlara görə, Qara dəniz və Xəzər dənizi Tetis okeanının kiçik reliktləri hesab olunur. Onlar Miozen dövründə nisbətən dayaz olmuş, lakin Pliosen dövründə çökməyə başlamış və Holosen dövrü ərzində də batma prosesini davam etdirmişdir (Zonenshain və Le Pichon, 1986).
Bu çökmə prosesi Qafqaz dağ silsiləsinin yüksəlməsi və Krım yarımadasının qalxması ilə eyni vaxta təsadüf etmişdir; həmin strukturlar Oliqosen–Miozen dövründə topoqrafik baxımdan xeyli zəif ifadə olunmuşdur (Grachev, 2000).
Şəkil 5. Qafqaz regionunda istilik axınının yayılması (Pollack et al., 1993 əsasında dəyişdirilmişdir).
I tip hövzələrdən fərqli olaraq, II tip çökəkliklər iri mənfi izostatik anomaliyalarla səciyyələnir (Şəkil 3). Bu izostatik “minimumlar” yer qabığı altında süxur kütlələrinin çatışmazlığını göstərir, ehtimal ki, bu, mantiya daxilində litosfer materialının aşağı axını və ya “antiplümlər” nəticəsində baş verir ki, bunlar yuxarı qalxan plüm başlıqlarını ayırır (Maruyama et al., 2007). Yayılmış mantiya plüm başlığı litosferi itələyir və köhnə litosfer materialını aşağıya, yəni mantiya dərinliyinə itələyə bilər; bu, aşağıya doğru axan mantiya cərəyanlarının və ya “antiplümlərin” yaranmasına səbəb olur. Bu aşağı axınlar səthdə çökəkliklərin formalaşmasına, yəni II tip hövzələrin yaranmasına səbəb olur. Ən iri izostatik anomaliyalar Şərqi Aralıq dənizinin Levantin hövzəsində yerləşir; burada dəniz səviyyəsindən aşağı sürətli çökmə təxminən 3–3,5 milyon il əvvəl baş vermişdir (Emels et al., 1995; Novikov et al., 2013). Qara dəniz hövzəsi yaxınlığında əhəmiyyətli izostatik anomaliyalar müşahidə olunmamışdır ki, bu da çökmənin nisbətən zəif olduğunu və izostatik tarazlığın pozulması üçün kifayət etmədiyini göstərir.
Həmin hövzələrin periferik hissələrindən, məsələn, Qara dənizin şimal kənarları və Şərqi Aralıq dənizi altında geofiziki məlumatlar dik meyilli seysmik aktiv zonaların mövcudluğunu göstərir. Bu seysmik zonalar yüksək sıxlıqlı süxur bloklarından yaranmış güclü lokal müsbət cazibə anomaliyaları ilə əlaqələndirilir və təxminən dik qırılmalarla mantiya dərinliyinə (60–70 km) qədər uzanır (Shempelev et al., 2001; Zverev, 2002).
Yeganə istisna Qafqaz–Ərəb Syntaksisi (CAS) altında yerləşən iri müsbət izostatik anomaliyadır (Şəkil 3). Bu anomaliya Qara dəniz və Xəzər dənizi arasında yerləşir və cənuba, Kiçik Qafqaz və Şərqi Anadolıya doğru uzanır. Biz hesab edirik ki, bu anomaliya da yuxarı qalxan mantiya plümü ilə əlaqəlidir. Aralıq dənizi və Panon hövzələrindən fərqli olaraq burada heç bir çökəklik yoxdur.
3. Qafqaz–Ərəb seqmentinin struktural xüsusiyyətləri
Qafqaz–Ərəb Syntaksisinin (CAS) şimal ucu pre-Alp bazasına malik Qafqaz dağları ilə təmsil olunur; burada pre-Yura dövrü strukturlar və süxur kompleksləri mövcuddur. Qafqaz bazasının quruluşu və tərkibi dəyişkəndir (Somin, 2007 və istinadlar): o, iki əsas tektonik domenə bölünür – Şimal-Qafqaz və Cənub-Qafqaz (Svanetian), aktiv Əsas Qafqaz Qırılması (MCF) ilə ayrılır (Şəkil 2).
Şimal domeni (Varisqan domeni) sayısız granitoid və regional metamorfizmiş süxurlar ilə səciyyələnir. Bu süxur vahidləri cənub domenində mövcud deyil; burada pre-Yura çöküntüləri Devon dövründən son Trias dövrünə qədər olan dəniz çöküntülərindən ibarətdir. Bu iki vahid ehtimal ki, Mərkəzi Avropa Variskidlərinin şərqə doğru davamıdır (Franke, 2006).
Qafqaz regionunun Simmeri Orogeniyası (Erkən və Orta Yura), Leonov (2007) görə, iki geodinamik mərhələdən ibarət olub:
-
Erkən Yura–Aalenian passiv kənar
-
Bajocian–Bathonian aktiv kənar.
Aalenian–Bajocian arasındakı interval Böyük Qafqazın əsas Simmeri və Alp mərhələlərini ayırır. Bu tektonik zonalama Neogen–Kvaterner dövründəki Ərəb–Avrasiya çarpışması ilə əlaqəli orogeniya qədər sabit qalmışdır və nəticədə indiki Qafqaz strukturu formalaşmışdır.
Böyük Qafqaz (GC) CAS-ın şimal hissəsində yerləşir və Əsas Qafqaz Qırılması (MCF) boyunca uzanır. GC Avrasiya plitəsinin cənub ucunu təmsil edir (Leonov, 2007). MCF, Kopetdağdan başlayaraq Xəzər dənizi boyunca Qafqaz və Krımadək uzanan meqaqırmanın bir hissəsidir (Sharkov et al., 2012). MCF-in ehtimal olunan daha uzaq davamı Trans-Avropa Sütur Zonası (Tornquist-Teisseyre Fault Zone) olub, Şərqi Avropa Kratonunu Avropa Variskidlərindən və Alpides-dən ayırır (Artemieva et al., 2006) və zəif, lakin hələ də aktiv seysmik fəaliyyət zənciri ilə sübut olunur. Beləliklə, Kopetdağ–Qafqaz–Trans-Avropa meqaqırması müasir Alp orogenini və stabilləşmiş Avrasiya plitəsini bir-birindən ayırır (Şəkil 1).
Müasir Qafqazın Alp tektonik quruluşu NS istiqamətli horizontal sıxılma nəticəsində formalaşıb; bu sıxılma iki plitənin çarpışması ilə əlaqədardır: Ərəb (indenter kimi) və Şərqi Avropa (kraton). Ərəb indenterindən gələn tektonik təkan Bitlis–Zaqros zolağı boyunca Böyük Qafqaza ötürülərək CAS-ı formalaşdırır. Ərəbistanın Avrasiya plitəsinə daxil olma sürəti illik bir neçə santimetrdir (Saintot et al., 2006).
Paleomaqnit məlumatlarına görə, gec-Alp dövründə Ərəbistan və Avrasiya arasındakı məsafə təxminən 400 km qısalmışdır (Bazhenov və Burtman, 1990; Leonov, 2007). Lakin struktur məlumatları, məsələn, qatların və tektonik napaların strike və ölçüləri, daha kiçik qısalmaya — təxminən 200 km-dən az — işarə edir (Kopp, 2007). Ən böyük qısalma MCF-in cənubunda baş vermişdir. Böyük Qafqaz daxilində qısalma xeyli az olmuş, bir neçə on kilometrdən çox olmamışdır (Leonov, 2007).
Çox tədqiqatçılar hesab edirlər ki, MCF Transkafqaz massivi Böyük Qafqazın altına thrust və ya underthrust olmuş nəticəsində yaranıb (məsələn, Khain, 1984; Saintot et al., 2006). Lakin birbaşa geoloji müşahidələr qırılmanın xətti formasını və dik meyilli imbrikat və ya tərs qırılmalarını göstərir. Əlavə olaraq, geofiziki məlumatlar MCF-in 70–80 km dərinliyə qədər dik və ya vertikal bucaqla uzandığını göstərir (Shempelev et al., 2005). Nəticədə, Leonov (2007) qeyd edir ki, MCF böyük vertikal sürüşmə və minimal horizontal sürüşmə ilə tərs qırılmadır.
Əgər belədirsə, GC-in cənubundakı qısalma, Ərəb indenterinin təkanıyla litosfer materialının lateral “yayılması” və ya “difluyensiyası” nəticəsində Böyük Qafqazın önündə, Şərqi Avropa Kratonundan uzaq istiqamətlərdə (cənub-qərb və cənub-şərq) baş vermiş ola bilər (Şəkil 6). Daha çox sübut geoloji məlumatlardan (Kopp, 2007) və Afrika–Ərəb–Avrasiya qitə çarpışması zonasında GPS məlumatlarından gəlir (Reilinger et al., 2006; Reilinger və McClusky, 2011) (Şəkil 7).
Biz təklif edirik ki, Ərəbistan və Avrasiya plitələrinin yaxınlaşması litosferin qısalmasına və artıq litosfer materialının ikitərəfli daşınmasına səbəb olmuşdur, yəni materialın həm cənub-qərbə, həm də cənub-şərqə “difluyensiyası”, nəticədə Şərqi Kiçik Asiya Yarımadası və Zaqros dağlarının tektonik qatlarını formalaşdırmışdır. MCF-in önündə əsas bazanın çıxarılması şimal və cənub Qafqaz domenlərinin struktur fərqliliyinə səbəb ola bilər.
Şəkil 6. Qafqaz–Ərəb Syntaksisi ilə əlaqəli çarpışma mənşəli tektonik deformasiyalar
(Şərqi Aralıq dənizi regionunun sadələşdirilmiş tektonik xəritəsi əsasında; McClusky et al., 2000).
Regionun əsas tektonik strukturlarının, məsələn, sürüşmə qırılmaları, iri thrust qırılmaları və qatların topoqrafiya əsasında göstərilmiş xətləri sərt Şərqi Avropa Kratonunun önündə litosfer materialının müasir “difluyensiyasını” təsvir edir. Oxlar plitələrin Avrasiya plitəsinə nisbətən hərəkət istiqamətlərini göstərir.
Şəkil 7. Ərəbistan plitəsinə nisbətən plitə hərəkətlərinin GPS sürətləri və istiqamətləri
(aydınlıq üçün məkan üzrə azaldılmışdır) Ərəbistan plitəsi daxilində və qonşuluğunda, 95% etibarlılıq ellipsləri ilə göstərilmişdir (Reilinger və McClusky, 2011 əsasında dəyişdirilmişdir).
4. CAS-da gec Senozoy vulkanizmi
CAS-ın digər mühüm xüsusiyyəti Şərqi Anadoludan Kiçik və Böyük Qafqaza qədər uzanan, NS istiqamətli, Transkafqaz zonasında gec Senozoydan müasir dövrə qədər davam edən vulkanizmin geniş olmasıdır. Burada Böyük Qafqazın ən iri vulkanları — Elbrus və Kazbek yerləşir (Şəkil 8).
Vulkanik süxurların geokimyəvi və petrologik xüsusiyyətlərinə görə iki fərqli tip mövcuddur:
-
“Suprasubduction” tipi: kalk-alkalin və şoşonit–latit süxurlar
-
Bazaltik intraplitə (plümlə əlaqəli) tipi: vulkanik süxurlar
I tip “suprasubduction” vulkanik süxurlar əsasən bazaltik andezit, andezit, daksit və riyolitdən ibarətdir; əlavə olaraq aşağı-Ti bazalt və riyolit də mövcuddur (Lebedev et al., 2006; Koronovsky və Demina, 2007; Keskin, 2007; Gurbanov et al., 2008; Keskin et al., 2013), həmçinin şoşonit, latit və potaslı daksit və riyolitlər (nəşr olunmamış məlumatlar).
Struktur baxımından, bu vulkanlar çoxlu kalderalar və bol miqdarda felsik püroklastik süxurlarla xarakterizə olunur ki, bu da adalar qövsü vulkanları və aktiv kontinental kənar vulkanları üçün tipikdir.
Şəkil 8. Qafqaz–Ərəb Syntaksisində gec Senozoy vulkanizminin paylanması.
Sarı: kalk-alkalin və şoşonit–latit seriyalı vulkanik süxurlar, çəhrayı: plümlə əlaqəli bazaltik platolar, qəhvəyi: alkalin süxurlar.
II tip vulkanik vahidlər, plümlə əlaqəli (intraplitə) tip alkalin bazaltlardan ibarət iri lava platolarını formalaşdırır; bunlar tipik qalxan vulkanları şəklində püskürmüşdür, məsələn: Cavaxeti, Geqama, Syunik, Kars və s. II tip magmatizm CAS altında mantiya plüm başlığının fəaliyyətini göstərir. Beləliklə, CAS-da iki fərqli magmatizm növü müşahidə olunur. I tip magmatizm ehtimal ki, yaxınlaşan margin (çarpışan kənar) şəraitinə bağlı idi, II tip magmatizm isə intraplitə, plümlə əlaqəli geodinamik mühitdə başlamışdır; bu, ilk dəfə Yarmolyuk et al. (2004) tərəfindən müəyyən edilmişdir.
Geokimyəvi cəhətdən, Cavaxeti, Geqama, Mərkəzi Gürcüstan və digər platoların lava axıntıları əsasən Zr, Sr və Ba ilə zənginləşmiş mülayim alkalin bazaltlardan ibarətdir (Lebedev et al., 2006). Onların izotop nisbətləri (87Sr/86Sr = 0.7041–0.7043, εNd = +3.5–+4.5) “Orta” alt-mantiya mənbəyinə uyğundur (87Sr/86Sr ≈ 0.7035, εNd ≈ +5; Hofmann, 1997), bu isə plümlə əlaqəli bazaltların mümkün mənşəyi hesab olunur.
“Suprasubduction” tipli vulkanik süxurlar xüsusi maraq doğurur. Bir çox paleo- və müasir adalar qövsü vulkanları və aktiv kontinental kənarlardan fərqli olaraq, Şərqi Anadol–Qafqaz vulkanik zolağı bütün Qafqaz boyunca uzanır və Transkafqaz izostatik anomaliyasının strike istiqaməti ilə uyğun gəlir (Şəkil 3). Van gölünün cənubunda bu vulkanik zolaq iki budağa ayrılır: bir budaq qərbə, Mərkəzi Anadoliyaya doğru uzanır, ikinci budaq isə şərqə, Elbrus (Alborz) və Zaqros dağlarına doğru uzanır.
Lakin Qafqaz–Ərəb Syntaksisi sığ dərinlikli seysmiklərlə xarakterizə olunur; zəlzələ hipotsentrləri əsasən 50–60 km-dən az dərinlikdə yerləşir. Dərinlik zəlzələləri (120 km-dək) son dərəcə nadirdir və yalnız CAS-ın şərq hissəsində, Xəzər dənizi sərhədində sporadik olaraq baş verir (Şəkil 9, Şəkil 10). Nəticədə, hesab edirik ki, Qafqaz və Şərqi Anadoliyanın altında aktiv subduksiya üçün heç bir sübut yoxdur (Sandvol et al., 2003).
Bu “suprasubduction tipi” vulkanik süxurlar həm mantiya plümündən mənşəli lava, həm də kontinental qabıq materialı ilə bağlı geokimyəvi və izotop xüsusiyyətlərə malikdir. Bu isə Qafqazın Neogen–Kvaterner vulkanik süxurlarının mürəkkəb mantiya–qabıq mənşəyini göstərir (Lebedev et al., 2010).
Şəkil 9. Zəlzələlərin paylanması göstərir ki, region əsasən sığ dərinlikli hipotsentrlərlə xarakterizə olunur
(NEIC PDE kataloqundan; məlumat seçimi: Tarixi və ilkin məlumatlar, 1973–2010).
Şəkil 10. Şərqi Türkiyə-Qafqaz vulkanik ərazisinin altında zəlzələ ocaqlarının paylanması.
Məsələn, Keli dağının Dördüncü dövr andezit-felsik vulkanik süxurları üçün 87 Sr/ 86 Sr və ε Nd nisbətləri müvafiq olaraq 0,7045-dən 0,7058-ə və +0,1-dən +2,1-ə, Elbrus vulkanının gec Dördüncü dövr dasitləri üçün 0,7054-dən 0,7064-ə və −2,3-dən +0,8-ə, Qafqaz Mineral Suları bölgəsinin gec Miosen qələvi qranitləri üçün isə 0,7075-dən 0,7086 - ya və −2,2-dən −4,3-ə qədər dəyişir. Üst qabıq materialının gec Kaynozoy maqmalarını əmələ gətirən valideyn ərimələrinin petrogenezinə verdiyi töhfə gec Miosen qranitoidləri üçün təxminən 50-60%-dən orta qələvi plato bazaltlarında təxminən 20%-ə qədərdir. Elbrus dasitləri və digər vulkanların andezit-felsik vulkanik süxurları qarışıq yer qabığı və mantiya mənşəli materialların keçid nisbətləri ilə xarakterizə olunur. Mantiya materialının mövcudluğuna dair dəlillər Elbrus vulkanının dasitlərindəki Pb/Pb izotop nisbətlərindən də gəlir ( 206 Pb/ 204 Pb 18.621-dən 18.670-ə qədər, 207 Pb / 204 Pb 15.636-dan 15.659-a qədər və 208 Pb/ 204 Pb 38.762-dən 38.845-ə qədər), bu da Şərqi Afrikadakı Afar üçbucağı şleyfinə yaxın bir mantiya mənbəyi olduğunu göstərir ( Çuqaev və b., 2013 və oradakı istinadlar). Ümumiyyətlə, CAS-ın son Kaynozoy vulkanik süxurlarının izotop sistematikası onların mənbəyinin Paleozoy zirzəmisinin qranit-metamorfik komplekslərindən yuxarı qabıq materialı ilə çirkləndiyini göstərir ( Lebedev və b., 2010 ).
500 km uzunluğundakı Şərqi Anadolu-Qafqaz vulkanik qurşağının zərbəsi sintaksislə, yəni maksimum gərginlik zonası ilə üst-üstə düşdüyündən, bu maqmaların mantiya şleyfinin başlığı ilə yer qabığı materialı arasındakı qarşılıqlı təsir nəticəsində yarana biləcəyini düşünürük. Belə bir qarşılıqlı təsir yüksək təzyiq deformasiyası nəticəsində yaranan litosfer materialının əriməsi ilə müşayiət oluna bilər.
Mineralların kristal qəfəslərinin deformasiya və/və ya gərginlik altında daha az sabit qaldığı və nəticədə ərimənin daha az istilik tələb etdiyi hamıya məlumdur ( Sharkov, 2004 və burada istinadlar var). İstiliyin mümkün mənbələri deformasiya ilə əlaqəli sürtünmə ( Frischbutter və Hanisch, 1991 , Molnar və England, 1995 ), şleyf başlığının üstündəki keçirici istilik və isti mantiya şleyf materialının dekompressiya ilə əlaqəli deqazasiya/maye buraxılması ola bilər.
CAS-dan alınan geoloji, geokimyəvi, izotopik və geofiziki məlumatlar, kalsium-qələvi və şoşonit-latit magmalarının suprasubduksiya mənşəyindən daha çox toqquşma ilə əlaqəli olduğunu göstərir. Nəticə etibarilə, Anadolu-Qafqaz və Qafqaz-Elbrus vulkanik qövslərinin əmələ gəlməsi , Ərəbistan çökəkliyindən başqa, yəni iki istiqamətdə yer qabığı materialının dərin tektonik yayılması və ya "diffuziyası" ilə əlaqələndirilə bilər. Bu qövslər, ehtimal ki, qitələrin toqquşması zamanı yer qabığı materialının tektonik olaraq miqrasiya etdiyi bir növ "tikiş" zonalarını izləyir. "Tikiş" zonaları, şimala doğru uzanan və hər iki tərəfdən dayaz litosferin güclü deformasiyaya uğramış materialı ilə daşan şleyf başlığının forması ilə müəyyən edilə bilər.
Afrika-Avrasiya kontinental toqquşması nəticəsində əmələ gələn Alp-Aralıq dənizi qurşağının son Kaynozoy vulkanik süxurları, Qafqaz-Ərəbistan Sintaksisinə bənzər izotop və geokimyəvi xüsusiyyətlərə malikdir. Məsələn, Kaynozoy əhəng-qələvi vulkanik süxurları və şleyflə əlaqəli bazalt maqmatik vahidləri müasir subduksiyanın tapılmadığı Karpat-Pannoniya bölgəsində birlikdə mövcuddur ( Seghedi və Downs, 2011 və oradakı istinadlar). Bu müəlliflər qeyd edirlər ki, subkontinental litosfer mənbələrindən əldə edilən əhəng-qələvi maqmalarla subduksiya ilə əlaqəli mantiya paz mənbələrindən əldə edilənlər arasında elə də böyük fərq yoxdur. Düşünürük ki, əhəng-qələvi və şoşonit-latit maqmalar həm suprasubduksiya, həm də qitədaxili şəraitdə əmələ gələ bilər, lakin bu, mütləq davam edən plitə konvergensiyası şəraitində baş verə bilər. Yer qabığının əriməsi ilə əlaqəli olanlar, güclü toqquşma nəticəsində yaranan deformasiyalar altında kontinental yer qabığı materialının və mantiya şleyfi başlığının qarşılıqlı təsirindən yarana bilər.
5. Dərin struktur və səth geologiyası
Kopetdağ-Qafqaz-Trans-Avropa meqa çatı Xəzər dənizinin altında izlənilə bilər ki, bu da zəlzələ ocaqlarından görünür. Qara dənizin şimalındakı bu meqa çatın kəskin əyilməsi dəniz hövzəsinin davamlı çökməsinin göstəricisi ola bilər ki, bu da səth geoloji strukturlarına təsir göstərir ( Şəkil 2 , Şəkil 3 ). Bundan əlavə, geoloji məlumatlar ( Kopp, 2007 , Lebedev və b., 2011 , Lebedev və b., 2013 ) göstərir ki, Miosenin sonlarından bəri mantiya şleyfinin başlığı şimala doğru miqrasiya edir. Şleyf dərinlikdə Əsas Qafqaz çatını kəsib və müasir vulkanizmi, məsələn, dayaz maqmatik kameralarla xarakterizə olunan son Dördüncü dövr vulkanlarını, xüsusən də Elbrus vulkanlarını başlatmışdır ( Qurbanov və b., 2008 , Sobisevich və b., 2012 ). Miosendə başlayan və hazırda davam edən Avrasiya lövhəsinin kənarı altında şleyf başlığının belə bir "dalması", daha qədim bir tikiş zonasını bərpa edə/yenidən aktivləşdirə və Böyük Qafqazın böyüməsinə səbəb ola bilərdi. Beləliklə, bölgənin geoloji vəziyyəti hələ də dərin genişmiqyaslı tektonik proseslərin və mantiya şleyflərinin təsiri altında inkişaf edir ki, bu da daha dayaz (yer qabığı) səviyyələrində və səthdə tektonik proseslərdən irəli gedir.
Qeyd etmək lazımdır ki, Anadolu-Qafqaz vulkanik qövsünün istiqaməti ən böyük neotektonik strukturlar olan Şimali Anadolu və Şərqi Anadolu qırıq zonalarının vuruşu ilə üst-üstə düşmür ( Şəkil 3 ). Bundan əlavə, vulkanizm və qabığın müasir səth yerdəyişmələri arasında aydın bir əlaqə yoxdur və bu, GPS vasitəsilə Afrika-Ərəbistan-Avrasiya kontinental toqquşması zonasında müəyyən edilir ( Reilinger və b., 2006 ). Nəticə etibarilə, mantiyadakı dərin proseslər daha dayaz qabıq səviyyələrində və ya səthdə, məsələn, uzanan çatlama və ya riftinq şəklində özünü göstərməyə bilər, lakin bu, gələcəkdə gözlənilə bilər.
6. Nəticələr
-
1.
Nəhəng Kaynozoy Alp-Himalay toqquşma qurşağının Qafqaz-Ərəbistan seqmenti iki sahədən ibarətdir: şimalda EQ-yə yönəlmiş Böyük Qafqaz və cənubda Qafqaz-Ərəbistan Sintaksisi (CAS). CAS Kiçik Qafqazın və Şərqi Anadolunun qövsvari tektonik sahələrini əhatə edir və altında mantiya şleyfinin başlığının mövcudluğunu göstərən böyük bir NS-yə meylli müsbət izostatik anomaliya ilə xarakterizə olunur. -
2.
Böyük Qafqaz Avrasiya lövhəsinin cənub kənarını təşkil edir; o, Kopetdag-Qafqaz-Trans-Avropa meqa yarığının bir hissəsi olan Əsas Qafqaz qırılmasının üzərində qalxır. -
3.
Qafqazın Alp strukturu iki lövhənin - Ərəbistan çökəkliyi və Şərqi Avropa Kratonunun qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranan Şimali Dağ silsiləsinin üfüqi sıxılması nəticəsində əmələ gəlmişdir . Kaynozoy erasının sonlarında bu lövhənin qarşılıqlı təsiri əsasən Əsas Qafqaz qırılmasının cənubundakı ərazi hesabına CAS-ın 400 km-ə qədər eninə qısalmasına səbəb olmuşdur. Mövcud seysmik məlumatlar Qafqazın altında heç bir subduksiya zonası aşkar etmədiyindən , bu qısalma Şərqi Avropa Kratonunun qarşısında Ərəbistan çökəkliyindən başqa yer qabığı materialının tektonik "fərqlənməsi" ilə əlaqədardır. -
4.
CAS, Şərqi Anadoludan Kiçik Qafqaza və daha da Böyük Qafqaza qədər uzanan Neogen-Dördüncü dövr vulkanik qurşağını əhatə edir. Qurşaqda iki növ vulkanik süxur üstünlük təşkil edir: (1) lövhədaxili (şleyflə əlaqəli) süxurların geokimyəvi xüsusiyyətlərinə malik geniş yayla bazaltları və (2) petroloji və geokimyəvi cəhətdən suprasubduksiya şəraitində əmələ gələn süxurlara bənzər kalsium-qələvi və şoşonit-latit vulkanik süxurları. -
5.
Geofiziki məlumatlar CAS-ın altında mantiya şleyfinin başlığının olduğunu göstərir. 2-ci tip vulkanik süxurların mənşəyi bəlli deyil, çünki bölgədə heç bir subduksiya zonası müəyyən edilməyib. Biz düşünürük ki, kalsium-qələvi və şoşonit-latit maqmaları güclü yüksək təzyiqli deformasiyalar altında nisbətən dayaz dərinliklərdə mantiya şleyfinin başının qabıq materialı ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlmişdir. Belə bir deformasiya ilə əlaqəli qarşılıqlı təsir həm mantiya, həm də qabıq materiallarının əriməsinə və toqquşma zonasında "qarışıq mantiya-qabıq" maqmalarının əmələ gəlməsinə səbəb ola bilərdi. -
6.
Hazırda dərin mantiya dinamikası prosesləri toqquşma zonasının Pliosenəqədərki strukturunu məhv etməyə davam edir . Lakin, dərin mantiya proseslərinə "dayaz" tektonikanın reaksiyası gecikir. Nəticə etibarilə, mantiya şleyfləri səthdə, məsələn, uzanan çatlama və ya riftinq şəklində özünü göstərmir, lakin bu, gələcəkdə gözlənilə bilər.
Təşəkkürlər
Prof. M. Keskinə (İstanbul Universiteti, Türkiyə) və həmkarlarına birgə sahə səfərləri və müzakirələr üçün, professorlar İ.M. Artemyevaya (Kopenhagen Universiteti, Danimarka), S. Maruyamaya (Titech, Tokio), AL Sobiseviçə (IFZ RAS, Moskva) və V.V. Yarmolyuka (IGEM RAS, Moskva) dərin fikirlərinə görə minnətdarıq. Tədqiqat qismən RFBR -TUBITAK qrantı (Layihə № 09-05-91220-ST -a; həmrəylər E. Şarkov və M. Keskin), IGM SB RAS Elmi Layihəsi, Təhsil və Elm Nazirliyinin (Rusiya) 14.B25.31.0032 nömrəli Layihəsi və JSPS Qrant-in-Aid № 14526 (İ. Safonova) tərəfindən dəstəklənib. Əlyazmanın təkmilləşdirilməsində çox faydalı olan iki rəyçinin və redaktor professor Franko Pirajnonun şərhləri çox qiymətləndirilir. IGCP#592-yə verdiyi töhfələr.
Mənbə: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987114001078
