En el Cretácico Superior, hace unos 85 Ma, debido a la fuerte expansión de la Cordillera Kula de la Placa del Pacífico, se intensificó aún más la reactivación de fallas y la formación de rifts. Con el desarrollo continuo de la expansión del arco posterior debido a la acción de las placas, las cuencas y fallas mencionadas anteriormente se convirtieron gradualmente en grabens y valles de rift. Actualmente, los valles del rift reconocidos en el noreste de China incluyen Songliao-Jieya Graben, Yitong-Yilan Rift Valley, Dunhua-Mishan Rift Valley y Sanjiang-Amur Graben. Estas fisuras paralelas en la misma dirección, incluidas las cuencas de fallas adyacentes, se denominan colectivamente Sistema de Rift Continental del Noreste (Figuras 1-4 y 1-5).
Figura 1-4 El sistema de rift y mapa de espesor de Moho en la región noreste
(1) Descripción general del sistema de rift
El sistema de rift continental del noreste es a En conjunto, su formación y evolución es la siguiente.
1. Songliao-Jieya Graben
Se encuentra en la parte oriental de las Grandes Montañas Khingan y las Montañas Liaoning occidentales, las zonas montañosas occidentales y orientales de las Montañas Menores Khingan y Las montañas Liaodong tienen unos 1.400 km de largo y entre 20 y 350 km de ancho de este a oeste. Tomando la cuenca del Songnen como cuerpo principal, está conectada con la cuenca del Jieya de Rusia a través del Sunwu Graben al norte, y con la cuenca del Bajo Liaohe al sur a través de la cuenca del río Songliao. El extremo sur está conectado con el valle del Rift de las llanuras centrales de la bahía de Bohai en el sistema de Rift del norte de China. Fuerte depresión ocurrió desde el Jurásico Tardío hasta el Cretácico Inferior, recibiendo sedimentos fluviales y lacustres con un espesor de 6 a 7 km. Se produjeron un gran número de erupciones volcánicas desde finales del Cretácico Superior hasta el Paleoceno (hace 60 a 86 Ma), lo que indica que el graben se había agrietado. Este evento geológico ocurrió al mismo tiempo que la fuerte expansión de la Cordillera Kula de la Placa del Pacífico (hace 80 a 85 Ma). Hace 49 ~ 27 Ma, hubo fuertes erupciones volcánicas en Shuangliao y Xialiaohe, lo que indica que la actividad del graben se intensificó y la grieta alcanzó un clímax. Desde el Neógeno, la actividad volcánica básicamente ha disminuido, lo que indica que el valle del rift ha comenzado a reducirse y cerrarse. En el período Cuaternario temprano y medio, la llanura de Songnen estaba limitada por la falla profunda Sunwu-Anda. La parte oriental se contrajo y se levantó fuertemente, y la depresión de la falla occidental recibió sedimentos cuaternarios con un espesor de unos 200 metros.
Figura 1-5 Evolución del sistema de Rift Continental del Noreste
(Liu Jiaqi, 1985)
2. >Situado en la parte oriental del Songliao-Jieya Graben, su actividad comenzó en el Cretácico, pero todavía está conectado con el Songliao-Jieya Graben. A principios del Mioceno, el valle se formó de forma independiente hace 14 a 13 millones de años, la erupción volcánica alcanzó su punto máximo y el magma basáltico alcalino que contenía inclusiones ultramáficas desbordó el valle del rift de sur a norte. Demuestra que la actividad de la grieta es extremadamente intensa y la grieta es la más profunda. Después de eso, hace entre 11 y 7 millones de años, los basaltos eruptivos generalmente no contenían inclusiones profundas, lo que indica que la actividad del rift tendía a debilitarse. No hubo erupciones posteriores y la grieta se cerró.
3. Dunhua-Mishan Rift
Situado en el lado este del Yitong-Yilan Rift, comenzó a moverse hace unos 45 Ma. La evidencia directa de la existencia de la grieta es una erupción de basalto a pequeña escala durante este período. Hubo dos picos de actividad de la grieta hasta hace 16~14ma y 11~7ma, pero este último contenía inclusiones más profundas, lo que indica que la actividad de la grieta se remontaba en el tiempo. En el Cuaternario todavía se produjeron fuertes erupciones volcánicas, lo que demuestra que el valle del rift todavía estaba activo.
4. Sanjiang-Amur Graben
Está formado por la llanura de Sanjiang y la llanura de Amur en Rusia. Se extiende hacia el noreste, con la grieta Yitong-Yilan extendiéndose hacia el norte hacia el oeste y la grieta Dunhua-Mishan hacia el este.
La evidencia de la existencia de valles del rift es la siguiente:
(1) La cuenca de Sanjiang y la cuenca del Amur forman un cinturón de depresión gigante que se extiende hacia el noreste. La superficie total es de 89.000 kilómetros cuadrados. También es la zona de elevación del manto (profundidad de Moho 32~32~33 km). La profundidad Moho de la zona de levantamiento en ambos lados es de 35 ~ 37 km.
(2) Ambos lados de la cuenca están controlados por fallas litosféricas y son fallas normales causadas por tensión.
(3) Hay fuertes actividades volcánicas y terremotos.
(4) En la cuenca existen gruesas capas de sedimentos continentales de ríos y lagos.
(5) Tiene alta gravedad y anomalías magnéticas.
Dado que Sanjiang-Amur Graben es miembro del sistema de rift en el noreste de China, su formación y desarrollo deben estar restringidos por el sistema de rift.
Comenzó a estar activo a finales del Jurásico Superior y recibió cerca de 2000 a 2500 m de sedimentos del Jurásico-Cretácico. Debido a la fuerte expansión del Mar de Japón en el período posterior (descrita más adelante), el desarrollo del rift estuvo restringido hasta que la Cuenca de Japón comenzó a reducirse y el Sanjiang-Amur Graben resucitó hace unos 13 a 10 Ma, un gran período. cantidad de basalto se desbordó. Los basaltos de este período se perforaron tanto en Suibin Sag como en Qianjin Sag en la llanura de Sanjiang. Generalmente cubierta por la Formación Neógena Fujin, está dominada por basalto alcalino y contiene una gran cantidad de inclusiones profundas. Esto indica que el desarrollo del valle del Rift alcanzó su clímax durante este período y luego la actividad disminuyó. Durante el Cuaternario, el magma basáltico todavía se desbordó, lo que demuestra que el valle del rift todavía tenía una actividad intermitente.
Cabe señalar que la Cuenca de Xingkaihu (Cuenca de Hulin) en el sureste de la zona tiene una actividad volcánica muy fuerte, principalmente en el Cuaternario. Si se mira en conjunto con las montañas Changbai en el sur, se formará un cinturón volcánico al noreste paralelo al valle del rift Dunhua-Mishan. Las erupciones volcánicas de la montaña Changbai son muy fuertes y comenzaron en el Oligoceno (hace 28,4 millones de años). Las erupciones del Mioceno fueron de escala relativamente pequeña. La actividad volcánica alcanzó su punto máximo durante el Plioceno-Pleistoceno temprano (hace 4,2-2,0 Ma), y todavía hubo fuertes erupciones en el Pleistoceno medio y tardío y el Holoceno hasta 1702. De esta manera, si las rocas volcánicas del Cenozoico tardío distribuidas en la montaña Changbai, Dongning y el lago Xingkai están asociadas con algunas cuencas de falla, es posible que se estén desarrollando valles de rift.
(2) El mecanismo de formación y evolución del sistema de rift
En resumen, el sistema de rift (noreste de Asia) se desarrolló en el este de Asia debido a la subducción de la Placa del Pacífico desde el Jurásico tardío El sistema de rift continental y el sistema de rift continental del norte de China han experimentado el proceso evolutivo alterno de tensión, depresión y compresión; Con el desarrollo continuo de la expansión del arco de islas, el arco de islas se aleja gradualmente del continente, lo que hace que la zona de subducción de la placa del Pacífico se mueva hacia el sureste, lo que provoca que la subducción de la placa continental se debilite. En realidad, el arco de islas desempeña un papel en la protección del continente, y la grieta misma ha quedado expuesta. La interacción entre las grietas se ha fortalecido significativamente, controlando la evolución geológica de la región desde finales del Cenozoico.
1. El mecanismo de formación y evolución del valle del Songliao Rift.
La dirección de extensión del sistema de rift de Asia Oriental es paralela al margen continental, es decir, coherente con la tendencia de la zona de subducción de placas. Este no es un fenómeno geológico acoplado. Indica la fuente de energía para el afloramiento del manto (Figura 1-6). Cuando la zona de Benioff de la placa del Pacífico se subduce hacia el manto superior, por un lado, ejerce una fuerte presión sobre el manto superior y, al mismo tiempo, debido al aumento de temperatura, se funde el extremo frontal de la zona de subducción. El magma fundido está más bajo que el manto e inevitablemente se eleva hacia arriba, lo que hace que el manto se arquee. A medida que la placa continúa subduciéndose, se libera fácilmente una fuerte tensión de compresión en el punto de afloramiento del manto, agravando el afloramiento del manto. Esto introduce la alta energía térmica y la presión de elevación del manto superior en la corteza. Debido a que la corteza terrestre es una roca rígida cristalina, después de ser sometida a una compresión vertical desde lo profundo, se genera una tensión de tracción horizontal, que puede romper la corteza terrestre o revivir viejas fallas. La tensión continúa desarrollándose y poco a poco se va formando una cuenca hundida. La llanura Songliao-Jieyang fue una cuenca extensional formada entre el Jurásico tardío y el Cretácico temprano con este trasfondo. Debido a las ondulaciones del Moho y la falta de homogeneidad del material del manto superior, el Songliao-Zieya Graben se compone de tres cuencas relativamente independientes (Cuenca Zieya, Cuenca Songnen y Cuenca Inferior Liaohe de norte a sur). A medida que el extremo frontal de la zona de subducción continúa derritiéndose, el movimiento térmico en la litosfera profunda continúa y los materiales del manto de baja densidad y alta energía térmica continúan fluyendo hacia el abultamiento del Moho, lo que eventualmente conduce a la ruptura del manto. Este período corresponde aproximadamente desde el Cretácico Superior al Paleoceno, es decir, hace 85 a 70 Ma.
Figura 1-6 Diagrama esquemático de la estructura de la llanura de Sanjiang
Antes de que el manto superior se rompa, la corteza ha estado en un estado de expansión, compresión y alto flujo de calor. Su movimiento horizontal se produce por la compresión de arcos profundos. Esta es la etapa inicial de la formación del rift, que puede denominarse etapas de extensión, depresión y compresión (Figura 1-7a).
Después de que se produjo la ruptura del manto, una gran cantidad de material en el manto superior surgió hacia arriba, provocando grietas en el fondo y expansión lateral, convirtiendo la compresión general anterior en un estiramiento general. Las características generales de este período son: el magma basáltico básico se desborda a lo largo de la zona de falla del manto superior, se intensifica el rift de la cuenca y se forman valles de rift. Debido a que hay una gran cantidad de magma en el manto superior, la energía interna se consume constantemente, la presión y la temperatura disminuyen y el desbordamiento de material del manto disminuye, lo que hace que el manto superior se encoja y la grieta se cierre. Al igual que el Songliao-Jieya Graben alrededor de 45 Ma, la grieta alcanzó su punto máximo y luego se contrajo. Este período es la etapa madura del desarrollo del rift y puede denominarse etapas de extensión, rift y contracción (Figura 1-7b).
2. La formación y evolución de otras fallas
Otras fisuras mencionadas aquí incluyen Yitong-Yilan Rift, Dunhua-Mishan Rift y Sanjiang-Amur Graben. Su mecanismo de formación y proceso de evolución no están totalmente controlados por la subducción de placas, sino principalmente por la extensión y contracción del valle del rift occidental (Songliao-Zeya Graben en el oeste y la cuenca de Japón en el este). Por tanto, es necesario describir brevemente el proceso de formación de la cuenca del Mar de Japón.
Figura 1-7 Modelo de formación de la cuenca
Hay diferentes opiniones sobre el origen de la Cuenca de Japón, pero el consenso es que se trata de una teoría de origen dividido. Es decir, se forma por la desintegración del margen continental bajo la acción de la expansión del arco posterior. Su tiempo de escisión fue hace unos 45 Ma, el pico de escisión fue hace unos 25 Ma, comenzó a contraerse alrededor de 10 Ma y se estabilizó. Una mayor contracción en el Cuaternario provocó erupciones volcánicas en ambos lados. Sin duda, la contracción de la cuenca japonesa traerá inevitablemente intensas tensiones para ambas partes.
El sistema de rift continental en el noreste de China, dominado por el Songliao-Jieya Graben, se está expandiendo gradualmente hacia el margen continental. La formación y evolución de los valles del rift están retrasadas en el tiempo. El Songliao-Jieya Graben se abrió hace unos 85 Ma, alcanzó su punto máximo entre 40 y 45 Ma y comenzó a contraerse hacia los 25 Ma. La grieta Yitong-Yilan estuvo activa a finales del Cretácico, alcanzando su punto máximo antes de 14 a 13 Ma, y luego se contrajo. La grieta Dunhua-Mishan comenzó a estar activa hace 45 Ma y alcanzó su punto máximo entre hace 11 y 7 Ma. Todavía estuvo activo durante el Período Cuaternario. Se puede ver que la grieta Yitong-Yilan comenzó a moverse cuando el graben Songliao-Zieya se resquebrajó, y la grieta Yilan-Yitong comenzó a agrietarse cuando la grieta Songliao-Zieya alcanzó su punto máximo. En ese momento, la grieta Dunhua-Mishan comenzó a moverse. Cuando la grieta Yitong-Yilan alcanza su punto máximo, la grieta Dunhua-Mishan comienza a agrietarse. La actividad de la grieta Yitong-Yilan se debilitó y la desintegración de la grieta Dunhua-Mishan alcanzó su punto máximo. Sin embargo, el Graben de la montaña Sanjiang-Amu es una excepción. Comenzó a moverse casi al mismo tiempo que el graben Songliao-Jieya, pero su momento de apertura fue más tarde, aproximadamente al mismo tiempo que la grieta Dunhua-Mishan. Esto se debe a que el Graben Sanjiang-Amur fue severamente agrietado y expandido por la cuenca de Japón (hace 45-25 Ma). La fuerte contracción de la cuenca del Japón (hace unos 100 millones de años) provocó la ruptura del Graben Sanjiang-Amur.
Los hechos anteriores muestran que Songliao-Zieya Graben y la cuenca de Japón son los principales rifts en el sistema de rift continental del noreste, y su mecanismo de formación y proceso de evolución están estrechamente relacionados con la subducción de placas. El mecanismo de formación y evolución de las fisuras (Yitong-Yilan) entre ellos (Dunhua-Mishan y Sanjiang-Amur Graben) no están completamente controlados por el movimiento de las placas, pero, lo que es más importante, están controlados por las fisuras de ambos lados.