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| i vari blocchi che formano l'Asia. In grigio le fasce orogeniche. quella dell'Asia Centrale (CAOB) e più a sud quella tetidea |
Il leit motiv della storia della Terra dal Paleozoico è la continua frammentazione di un supercontinente meno noto degli altri formatosi tra 600 e 500 milioni di anni fa e in pratica la tettonica degli ultimi 500 milioni di anni si potrebbe riassumere così: una perdita di pezzi da parte del supercontinente meridionale e la loro parziale ricomposizione per formare l’Eurasia, che quindi è un continente “giovane”, risultato dell’amalgamazione tra Paleozoico e Terziario inferiore di un serie di scudi archeani (i cosiddetti cratoni), principalmente: Baltica (fino a 50 milioni di ani fa unita nell’Euramerica con il Nordamerica), Siberia, Kazhakstan, i terreni cimmerici (Turchia, Iran, Afghanistan e Tibet), le Cine, l’Indocina e buona ultima l’India (spero di non aver saltato nulla). Questo continente è in genere noto come Gondwana. Per me invece è molto meglio chiamarlo Pannotia seguendo Powell e Dalziel (1995) riservando la denominazione di Gondwana al nucleo rimasto nel Paleozoico superiore che si è scontrato con Euramerica per formare la Pangea.
Per parlare della storia della Cina (e in generale dell’Eurasia) bisogna partire appunto da quando si formò quel supercontinente. Vediamo Pannotia già leggermente divisa all’inizio del Cambriano, con indicate la Cina meridionale e la Cina settentrionale da Golonka (2011),
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| i blocchi che compongono la Cina e quelli limitrofi in Pannotia 500 milioni di anni fa da Golonka (2011) |
LE DUE CINE E QUANTO LE CIRCONDA
L'attuale territorio cinese è la somma di blocchi dalla storia molto complessa e variegata. A SW comprende la parte più orientale del blocco Indocinese, a W il Tibet (a sua volta unione di diversi blocchi) e il bacino del Tarim. Per quanto riguarda la parte più densamente abitata, fra i cratoni ho citato “le Cine”, perché la parte principale del territorio della Repubblica Popolare Cinese, quella che si potrebbe un po' definire la “Cina storica”, in sostanza il territorio a NE e a E dell’orogene Hymalaiano e del Tarim, è in realtà l’unione mesozoica di più blocchi, in particolare la Cina Settentrionale e la Cina meridionale, più qualcosa di altro
La CINA MERIDIONALE è il risultato della collisione fra due cratoni minori, Yangtze a sud e Cathaysia a nord, avvenuta durante la formazione del supercontinente Rodinia circa un miliardo di anni fa (Li et al, 2009)e da allora rimasti solidali. Questa collisione è testimoniata dalla fascia orogenica di Jiangnan. Alla Cina meridionale appartiene anche il Sichuan, il cui sottostante mantello superiore presenta caratteristiche un po' particolari. L’orogene di Jiangnan è stato temporaneamente riattivato nel mesozoico durante l’amalgamazione dei vari blocchi che ora costituiscono l’insieme dell’Asia orientale.
La CINA SETTENTRIONALE (o cratone sino – coreano) è uno dei cratoni archeani dalla storia più complessa. Innanzitutto oltre al classico nucleo archeano che presenta rocce vecchie anche di 3 miliardi di anni. Accanto a questo nucleo si trovano il blocco di Yinshan e quello di Ordos, che si sono amalgamati fra loro quasi 2 miliardi di anni fa lungo la sutura della Mongolia interna. Cosa sia il blocco di Ordos non è ancora molto chiaro: per qualche Autore potrebbe essere come probabilmente lo è il Sichiuan un relitto di crosta oceanica (e questo mi fa diventare molto curioso…).
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| Eizenhöfer e Zhao (2018): Cina settentrionale e Cina meridionale sul bordo di Pannotia 450 milioni di anni fa e la zona di convergenza con la placca oceanica lungo l'arco di Bainaimiao (BNMA) |
LA STORIA DELLE DUE CINE. Come si vede dalla figura più in alto, oltre 500 milioni di anni fa all’inizio del Cambriano i due cratoni cinesi facevano parte della Pannotia, e si trovavano vicini ad Australia e Indocina. La Siberia invece era molto distante, in una sorta di continente minore che comprendeva anche la Laurentia (più o meno il Nordamerica) e Baltica, il nucleo fondativo settentrionale dell’Europa, a cui ho dedicato anni fa diversi post (questo è il primo).
Nell’Ordoviciano superiore (circa 450 milioni di anni fa) la Cina Settentrionale era lungo la costa del supercontinente di Pannotia / Gondwana e sul suo margine settentrionale, teatro di una importante attività tettonica di margine convergente, si è unito l’arco magmatico di Bainaimiao (BNMA nell’immagine qui accanto). Dopo una stasi nel Devoniano, l’attività tettonica sul bordo nord del cratone riprende nel Carbonifero, protraenosi fino allo scontro finale con la Siberia. Nella Cina settentrionale è compreso anche un altro blocco a NE, la “provincia pacifica Est asiatica” che forse è stato coinvolto nelle vicissitudini dell’arco di Bainaimiao e che secondo qualche Autore si è saldato alla Cina meridionale solo nel mesozoico, dopo le altre collisioni che l’hanno unita agli altri blocchi e dopo essere stato a lungo solidale con la Siberia.
Le due Cine si sono staccate da Pannotia nel Paleozoico medio, muovendosi e ruotando e sono rimaste isolate fino al Triassico. La Cina settentrionale ha girovagato parecchio, andando prima verso nord e poi dopo l’unione con l’arco di Bainaimiao è tornata a muoversi verso sud. La ripresa del magmatismo sul suo bordo settentrionale nel Carbonifero segna una nuova inversione del movimento, che si concluderà solo nel mesozoico per la collisione con la Siberia. Vediamo la situazione al passaggio Carbonifero - Permiano (circa 300 milioni di anni fa). I due cratoni sono rimasti comunque isolati fino al Triassico e quindi è interessante notare come nel Permiano non facessero parte della Pangea, che pertanto non comprendeva TUTTE le terre emerse del tempo.
LE COLLISIONI MESOZOICHE CHE HANNO FORMATO L’ASIA ORIENTALE
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| sempre da Eizenhöfer e Zhao (2018) la situazione al passaggio Permiano - Triassico 250 milioni di anni fa con le collisioni praticamente in atto. |
È interessante notare come queste collisioni siano avvenute praticamente in contemporanea o quasi.
Come si vede dall’immagine del passaggio tra Permiano e Triassico (250 milini di anni fa) le due Cine stavano per scontrarsi fra loro e con tutto quello che le circondava.
PERMO-TRIASSICO: COLLISIONE CINA SETTENTRIONALE – SIBERIA. Nonostante fossero ancora piuttosto lontane all’inizio del Triassico, Siberia e Cina settentrionale dovrebbero essere state le prime a scontrarsi definitivamente. Chiudendo l’ultimo lembo dell’oceano Paleoasiatico, noto come oceano di Solonker o di Mongolia – Okhotsk, la collisione fra la Siberia e la Cina settentrionale ha concluso fra Permiano e Triassico la formazione dell’Orogene dell’Asia Centrale (CAOB), che più ad ovest era già ben strutturato con gli scontri fra Tibet, Iran e altri blocchi con il Kazhakstan e la Siberia.
La geologia di quest’area a cavallo fra i cratoni della Cina settentrionale e della Siberia è il risultato, estremamente complesso, di diversi eventi orogenici che si sono protratti per tutto il Paleozoico e ancora non del tutto compresi. Per dare un’idea della complessità, come letteralmente scrivono Eizenhöfer e Zhao (2018) il terrane della Mongolia “comprende una moltitudine eterogena di sub-terreni che include una vasta serie di tipi di corpi tettonici che vanno da basamenti precambriani a vari complessi di archi magmatici di varia origine”. Insomma, la parte terminale del CAOB è … un caos…
Dopo la collisione questo settore ha conosciuto due importanti cambiamenti geodinamici: in particolare la transizione con l’inizio della subduzione della crosta del Pacifico sotto il nuovo orogene (che potrebbe essere la causa dello scontro con il blocco dell’Asia Pacifica di NE), e addirittura dal terziario medio risente persino degli effetti lontani della collisione fra India ed Eurasia (ne ho parlato qui).
TRIASSICO: COLLISIONE FRA LE DUE CINE. Più a sud la collisione fra le due Cine avviene nel Triassico: il risultato è l’orogene di Dabie, che forma la sezione centrale dell'orogene del Qinling-Dabie-Sulu in Cina. In questa orogenesi la litosfera oceanica di quella parte dell’oceano paleoasiatico frapposta fra i due piccoli continenti è scesa sotto la Cina settentrionale, fino allo scontro continentale. Fra le conseguenze c’è stata la formazione della più grande cintura metamorfica ad alta pressione (HP) e ad altissima pressione (UHP) attualmente visibile sulla Terra.
TRIASSICO: LA COLLISIONE DELLA CINA MERIDIONALE CON L’INDOCINA. Con l’orogenesi indosinica si uniscono la Cina meridionale e l’Indocina. Anche questo evento inizia alla fine del Permiano e segna la chiusura di un oceano dalla topografia piuttosto complessa per la presenza oltre ad un oceano di bacini di retroarco e – nell’Indocina - di diversi blocchi che in quell’epoca si sono uniti fra loro (Morley et al 2013). Questo evento si conclude alla fine del Triassico (Liu et al 2018).
TRIASSICO – GIURASSICO: LA COLLISIONE FRA CINA MERIDIONALE E TIBET. Alla fine del Permiano inizia la chiusura del Songpan-Garzè, il ramo dell’oceano paleoasiatico. La saldatura fra Cina meridionale e i blocchi del Tibet (Kunlun-Qaidam e Qiangtang) e si conclude all’inizio del Giurassico; ha provocato una importante deformazione dei sedimenti del bacino del Songpan-Garzè e ha formato l’orogene del Longmen-Shan. È interessante notare come il Longmen Shan abbia subito un’altra fase di compressione nel terziario assorbendo parte della collisione dell’India con l’Eurasia.
Insomma la Cina Meridionale è stata un po' il centro di collisioni contemporanee che l’hanno saldata con il Tibet, l’Indocina e la Cina settentrionale che così, unendosi, hanno formato la parte orientale del continente asiatico.
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| la Cina settentironale prima e dopo l'attività della faglia di Tanlu (Peng et al 2022) |
LA CINA SETTENTRIONALE, UN CRATONE “DIVERSO”, DALLA FAGLIA DI TANLU AI TERREMOTI RECENTI. I nuclei continentali archeani formatisi quindi oltre 2.5 miliardi di anni fa sono considerati aree assolutamente stabili. Sono in genere circondati da aree di accrescimento e la tettonica a placche è il risultato di separazioni e scontri fra di essi lungo queste aree neoformate: la Cina settentrionale riveste il ruolo di eccezione che conferma tale regola, perché è stato ed è tuttora oggetto di importanti deformazioni.
Le collisioni che hanno formato la Cina hanno anche avuto una conseguenza unica al mondo, la formazione una grande faglia trascorrente nel cratone della Cina settentrionale, la faglia di Tanlu. Ora, la formazione di faglie trascorrenti importanti è un evento comune nei margini tettonici attivi, e si potrebbe persino azzardare un paragone con l’area europea dopo lo scontro nel Carbonifero / Permiano dell’orogenesi varisica fra Gondwana (Africa e Sudamerica) ed Euramerica (Europa e Nordamerica) con la grande trascorrenza del taglio destro intrapangeano (Muttoni 2003) (ne ho parlato qui). Ma in Cina la realtà è molto diversa: il taglio intrapangeano e le altre trascorrenze si formano appunto nell’area della collisione, mentre tra il Triassico e il Giurassico (240 ÷165 Ma) fa le collisioni più o meno coeve della Cina meridionale a sud e della Mongolia a nord hanno provocato all'interno dell'allora spesso cratone della Cina settentrionale questa rottura, la faglia di Tanlu, una trascorrente sinistra lunga oltre 500 km che ha rotto il blocco della Cina settentrionale, e rappresenta l’unico caso documentato al mondo di una rottura del genere all’interno di un cratone stabile (Peng et al 2022). Da notare inoltre che poi il settore a est della faglia ha subito nel Cretaceo dei grandi fenomeni di rottura e indebolimento crostale: in un periodo di circa 10 milioni di anni a partire da 120 milioni di anni per circa 10 milioni di anni ha subito la distruzione della sua litosfera, il cui spessore è passato da circa 200 a circa 35 km. Successivamente con la stabilizzazione del fenomeno si è creata una nuova litosfera che è tornata ad uno spessore normale. I motivi sono ancora non del tutto chiariti (Chen et al 2023).
L’anomalia della Cina settentrionale rispetto agli altri blocchi di origine archeana non è solo rappresentata dalla faglia di Tanlu continua anche adesso: il mantello sottostante è molto eterogeneo e vi si verificano terremoti anche piuttosto importanti come nel 1976 quello M 7.8 di Tangshan che fece centinaia di migliaia di vittime. Insomma, se normalmente vivere in un’area del genere è sicuro dal punto di vista sismico, nel cratone della Cina settentrionale non lo è.
BIBLIOGRAFIA CITATA
Chen et al (2023) Catastrophic craton destruction via wholesale lithosphere delamination: Geology, v. 51, p. 460–464,
Eizenhöfer e Zhao (2018) Solonker Suture in East Asia and its bearing on the final closure of the eastern segment of the Palaeo-Asian Ocean Earth-Science Reviews 186,153-172
Golonka (2011) Phanerozoic palaeoenvironment and palaeolithofacies maps of the Arctic region Geological Society, London, Memoirs 2011; v. 35; p. 79-129 doi: 10.1144/M35.6
Jolivet et al (2015) Mesozoic–Cenozoic evolution of the Danba dome (Songpan Garzê, East Tibet) as inferred from LA-ICPMS U–Pb and fission-track data Journal of Asian Earth Sciences 102. 180–204
liu et al (2018) Geodynamics of the Indosinian orogeny between the South China and Indochina blocks: Insights from latest Permian– Triassic granitoids and numerical modeling GSA Bulletin 130/7-8, 1289–1306.
Morgan e Vannucchi (2022) Transmogrification of ocean into continent: implications for
continental evolution PNAS 119/15, e2122694119
Muttoni et al (2003) Early Permian Pangea ‘B’ to Late Permian Pangea ‘A’Earth and Planetary Science Letters 215 (2003) 379-394
Peng et al (2022) Earth's one-of-a-kind fault: The Tanlu fault Terra Nova. 2022;34:381–394.
Powell et al (1995) Did Pannotia, the latest Neoproterozoic southern supercontinent, really exist?: Eos (Transactions, American Geophysical Union), Fall Meeting,76,46, p.172
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