ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 1, с. 36-58
УДК 551.24
ГЕОДИНАМИКА ПАМИР-ПЕНДЖАБСКОГО СИНТАКСИСА
© 2013 г. В. С. Буртман
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 19.12.2011 г.
В результате коллизии Индостана с Евразией в олигоцене — раннем миоцене происходила перестройка конвективной системы в верхней мантии Памиро-Каракорумской окраины Евразийской плиты и субдукция под нее индостанской континентальной литосферы. В миоцене происходило формирование Памир-Пенджабского синтаксиса в виде гигантской горизонтальной экструзии (протрузии). В Южном и Центральном Памире были сформированы обширные шарьяжи, начались деформации пород Внешней зоны Памира. В плиоцен-четвертичное время продолжался процесс формирование Памир-Пенджабского синтаксиса, в ходе которого деформируемый и продвигающийся на север Памир был преобразован в гигантский аллохтон. На фронте аллохтона во Внешней зоне Памира была сформирована покровно-складчатая система. Предложена геодинамическая модель формирования синтаксиса.
Б01: 10.7868/80016853X13010025
ВВЕДЕНИЕ
Внимание исследователей давно привлекают тектонические процессы, происходящие в Памир-Пенджабском синтаксисе Альпийско-Гима-лайского складчатого пояса и на границе этого синтаксиса с Тянь-Шанем [2, 7—9, 13, 15, 28 и др.]. Круг обсуждаемых проблем включает кинематику и динамику этих процессов и их количественные параметры — величины перемещения, сокращения земной поверхности, углы вращения тектонических элементов. Такие данные были получены в результате анализа покровно-складчатой структуры региона, проведения сейсмических и сейсмологических исследований, изучения современных движений земной коры, палеомагнетизма пород и других исследований. В статье рассмотрены результаты изучения территории синтаксиса геологическими, геодезическими и геофизическими методами и модели формирования синтаксиса.
Памир-Пенджабский (Западно-Гималайский) синтаксис имеет в плане форму дуги (ороклина), которая огибает Пенджабский выступ Индостан-ского континента. На фронте Памир-Пенджабского синтаксиса находятся Вахш-Заалайский (Вахш-Казыкартский) надвиг и Южно-Гиссар-ский правый сдвиг (рис. 1). Оба борта синтаксиса осложняют сдвиги, имеющие большие магниту-ды: Чаманский и Дарвазский левые сдвиги на западном борту синтаксиса, Памир-Каракорум-ский и Момукский правые сдвиги — на его восточном борту.
Внутри синтаксиса хорошо различимы две дуговые системы — Гиндукуш-Каракорумская (внутрен-
няя) и Памирская (внешняя), которые дисгармоничны одна по отношению к другой. Памирская дуга очерчена структурами Памира, Куньлуня и Бадахшана. Восточное крыло Памирской дуги сопряжено со структурами Западного Куньлуня и Северного Тибета с помощью правой горизонтальной флексуры, сопровожаемой Памир-Каракорумским и Момукским сдвигами. Западное крыло Памир-ской дуги сопряжено с системой правых сдвигов, включающей Герирудский, Зебак-Мунджанский, Бандитуркестанский, Андарабский, Альбурс-Мор-мульский разломы (см. рис. 1).
Памирская дуга более сжатая по сравнению с Гиндукуш-Каракорумской дугой. Дисгармония между дугами возникла в западной части синтаксиса при смещении по Зебак-Мунджанскому правому сдвигу (этот разлом называют также Зеб-ак-Анджуманским, Пандширским, Афгано-Юж-нопамирским). В восточном направлении магни-туда сдвига уменьшается, и дисгармония между дугами сглаживается.
ДЕФОРМАЦИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ СИНТАКСИСА
Северный Памир
На Памире выделяют геологические провинции — Северный, Центральный и Южный Памир. Северный Памир состоит из внутренней и внешней тектонических зон (рис. 2). Внутренняя зона надвинута на внешнюю зону по Каракульскому (Северо-Памирскому) надвигу (см. рис. 1). На западном крыле Памирской дуги Каракульский надвиг сменяется Дарвазским левым сдвигом. На
68° 72° 76° с.ш.
68° 72° 76°
Рис. 1. Структурный план Памир-Пенджабского синтаксиса. Внешняя зона Тянь-Шаня тонирована, реки показаны пунктиром
1 — надвиги; 2 — сдвиги; 3 — осевые линии складок; 4 — океанические сутуры Шиок (I) и Бангонг (II) мелового возраста, Инд-Цангпо (III) палеогенового возраста. Разломы: 1 — Южно-Гиссарский, 2 — Вахш-Заалайский, 3 — Дарвазский, 4 — Каракульский, 5 — Момукский, 6 — Танымасский, 7 — Рушан-Пшартский, 8 — Альбурс-Мормульский, 9 — Анда-рабский, 10 — Бандитуркестанский, 11 — Герирудский (Гератский), 12 — Зебак-Мунджанский, 13 — Пандшерский, 14 — Чаманский, 15 — Памир-Каракорумский
восточном крыле Памирской дуги Каракульский надвиг переходит в Момукский надвиг [5], который известен современным исследователям Куньлуня, как Главный надвиг Памира [84 и др.].
Внешняя зона Северного Памира (Внешняя зона Памира) сложена интенсивно смятыми в складки мезозойскими и кайнозойскими породами. Деформация Внешней зоны Памира — часть структурных преобразований, произошедших в позднем кайнозое в пограничной области между Памиром и Тянь-Шанем.
Во внутренней зоне Северного Памира, образованной палеозойскими и более древними породами, находятся позднекайнозойские впадины, которые имеют близкое к меридиональному простирание, — грабен у озера Каракуль и система впадин Ташкоргон—Тагарма—Мюджи (рис. 3). Формирование впадин происходило в транстен-зионном поле напряжений [91]. В рассматриваемой тектонической зоне находится Конгуртаг-ский гнейсовый купол (см. рис. 3). По данным, полученным при геохронологических и термоба-риметрических исследованиях, эксгумация гнейсов произошла в позднем миоцене [84]. Результа-
ты трекового анализа циркона из коренных пород и детрита гор Конгуртаг и Мустаг подтвердили эпизод эксгумации фундамента в позднем миоцене в интервале 9—7 млн. лет и показали, что наиболее интенсивная эксгумация происходила в голоцене. В интервале 2—1 млн. лет она имела скорость 7.4 км/млн. лет [54].
Центральный Памир
Границей между Северным и Центральным Памиром служит Танымасский разлом (ТН, рис. 4), сместитель которого падает на север. На востоке этот разлом сопряжен с северной ветвью Памир-Каракорумского сдвига.
В Центральныом Памире в позднем кайнозое фанерозойские породы были содраны с фундамента и возникли многоэтажные ансамбли ша-рьяжей и тектонических чешуй (см. рис. 4). Среди них выделяют автохтон, пара-автохтон и несколько тектонических покровов [6, 36—38 и др.]. Автохтон, обнаженный в антиклинориях, образован породами венда и раннего палеозоя. Пара-автохтонные тектонические пластины сложены по-
69° 70° 71° 72° 73° 74° 75° 76°
Тянь-Шань
ссарскгхй^^!.
Л.
39° -
60 км
_I
Каши
Ч
Тарим
38° -
сп 4 ! S
нбе ^ У// " .у \ ~ —. —'
/>^ВП Ж/Г
! / Д N I " ШТЩрш
37° -
I I АЛС ' I/
4 I Ф"" Ч' ; ш _
1 / Бадахшан /
- 39°
38°
Афгано-Таджикская впадина
69°
37°
70°
71 ° 7
72°
73°
74°
75°
76°
3
4
Рис. 2. Главные тектонические зоны Памира
1 — Северный Памир, тектонические зоны: ВП — внешняя (Внешняя зона Памира), СП — внутренняя; 2 — Рушан-Пшартская; 3 — границы между тектоническими зонами; 4 — горные хребты: 1 — Заалайский, 2 — Петра Первого, 3 — Вахшский, 4 — Хозретиши, 5 — Дарвазский, 6 — Язгулемский, 7 — Музкольский, 8 — Сарыкольский; реки: Оби — Оби-хингоу, Таш — Ташкоргон
родами, имеющими возраст от силура до олигоце-на. Аллохтон имеет многоярусное строение. Тектонические пластины сложены палеозойскими (Акбайтальский и др. шарьяжи), мезозойскими и кайнозойскими породами (Язгулемский, Музкольский и др. шарьяжи). Формирование главных шарьяжей произошло после накопления палеогеновых отложений, которые присутствуют в разных фациях в разрезах пара-автохтона и аллохтона. Породы в тектонических пластинах были деформированы в процессе перемещения ша-рьяжей. Затем аллохтонные пластины были смяты в складки вместе с пара-автохтоном и автохтоном.
Была проведена реконструкция первичной ширины ансамбля шарьяжей Язгулемского хребта путем разворачивания складок в породах мезозоя и палеогена в четырех геологических разрезах. Ширина Язгулемского ансамбля шарьяжей в результате смятия в складки уменьшилась в этих разрезах на 28—45% [39]. Направление движения шарьяжей Центрального Памира и положение их корневой зоны является предметом дискуссии. С.В. Руженцев [38] считает, что корневая зона находится на севере Центрального Памира и оцени-
вает магнитуду шарьирования в 70—80 км, другие исследователи [21, 25, 39] предлагают вариант движения аллохтона с юга на север. В работе [35] высказано предположение о том, что корневая зона шарьяжей Центрального Памира находится в Каракоруме и магнитуда шарьяжей около 150 км. При формировании многоэтажных шарьяжей произошло значительное сокращение площади фундамента Центрального Памира. Оценка поперечного сокращения Центрального Памира в кайнозое на 100 км в работе [53] вероятно занижена.
Данные о строении Центрального Памира позволяют думать, что причиной отслоения фа-нерозойского чехла и формирования кайнозойских шарьяжей был поддвиг фундамента Центрального Памира под Южный Памир по разломам Рушан-Пшартской тектонической зоны и под Северный Памир — по Танымасскому разлому. Этот процесс сопровождался короблением фундамента. Возможно, что с этими деформациями связана эксгумация в миоцене Музкольского и Сарезского гнейсовых куполов (см. рис. 3). Поддвиг и деформация фундамента привели к сокращению площади Центрального Памира и формированию антиформных структур, которые
74°
38°
71°
72°
73°
74°
75°
38°
74°
. .2........ 3 ** 4
38°
37° -
38°
37°
71 °
СЗ
72°
73°
74°
75°
Акбайтальский шарьяж К2-Р 0 с S с D
Язгулемский шарьяж Т3-Т. . К2-Р
ЮВ
Рис. 3. Тектонические структуры в восточной части Памира, активные в позднем кайнозое [84, с изменениями]
1 — четвертичные отложения; 2 — кайнозойские граниты; 3 — миоценовые гнейсовые куполы (К — Кон-гуршаньский, М — Музкольский, С — Сарезский); 4 — кровля гнейсовых куполов; 5 — сдвиги; 6 — надвиги; 7 — сбросы. Таш — долина Ташкоргон
создали условия для гравитационных геологических процессов, сопровождавших шарьирование.
Южный Памир и Каракорум
Рушан-Пшартская зона надвигов и тектонических чешуй разделяет Южную и Центральную провинции Памира (см. рис. 2, 4). Зона имеет изменчивую ширину (до
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.