УДК 551. 242.3(235.15)
ПОЗДНЕМЕЛОВОЙ-ПАЛЕОГЕНОВЫЙ ГЛУБОКОВОДНЫЙ БАССЕЙН СЕВЕРНОГО АФГАНИСТАНА - ЦЕНТРАЛЬНОГО ПАМИРА И ПРОБЛЕМА ГИНДУКУШСКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
© 2010 г. В. Г. Казьмин, Л. И. Лобковский, Н. Ф. Тихонова
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 117997Москва, Нахимовский пр., 36
Поступила в редакцию 26.01.2009 г.
В конце раннего—начале позднего мела произошло раскрытие внутрииранских задуговых бассейнов, крупнейшим из которых был Сабзеварский бассейн. Спрединг в его пределах завершился к концу мела, замыкание бассейна с образованием зон субдукции и вулканно-плутонических поясов происходило в эоцене. Использование данных по Северному Афганистану и Центральному Памиру позволяет реконструировать восточное продолжение Сабзеварского бассейна вплоть до западной части Центрального Памира. В Афганистане и на Памире не сохранились фрагменты океанической коры, но могут быть прослежены мощные флишевые и вулкано-плутонические комплексы палеогенового возраста, которые, по аналогии с Сабзеварским бассейном, указывают на обстановку активных окраин и субдукцию. Предполагается, что пояс мантийной сейсмичности, протягивающийся к югу от Центрального Памира на расстояние до 550 км, связан с погружением и деформацией литосферы мелового—палеогенового бассейна. Исключительно мощная сейсмичность Гиндукуш-ского мегаочага, расположенного на западной оконечности сейсмического пояса, связана с рядом специфических тектонических условий, предопределивших более раннее начало погружения суб-дуцировавшей пластины (слэба). В пределах мегаочага слэб погрузился на глубину до 300 км, приобрел вертикальное положение, идет его активная деформация. В восточной части сейсмического пояса погружение слэба началось значительно позднее, он сохранил пологий наклон, чем объясняется меньшая глубина гипоцентров (до 200 км) и значительно меньшая мощность землетрясений.
ВВЕДЕНИЕ
Концентрация глубокофокусной сейсмичности в пределах небольшого по площади мегаочага в Северо-Восточном Афганистане на стыке тектонических зон Гиндукуша, Центрального и Юго-Западного Памира (Бадахшана) давно привлекала внимание исследователей [18]. На территории 200 х 120 км здесь сконцентрировано 90% сильных (с М до 8) землетрясений Памиро-Гиндукуш-ской зоны и 95% выделенной ими энергии. Здесь также выделяется 20% сейсмической энергии всех землетрясений в Альпийско-Гималайском поясе в ХХ веке [6]. Интервал мантийной сейсмичности по вертикали в пределах мегаочага от 70 до 300 км [18]. На западе мантийные землетрясения довольно резко обрываются на 69°30' в.д. К северо-востоку от мегаочага, уже на территории Памира, протягивается зона мантийных землетрясений протяженностью около 350 км с глубинами гипоцентров до 200 км. Таким образом, отчетливо вырисовывается пояс мантийной сейсмичности грубо параллельный простиранию тектонических зон Памира общей протяженностью до 550 км. К юго-западной части этого пояса приурочен Гиндукушский мегаочаг (рис. 1).
По мнению Т.П. Ивановой и В. Г. Трифонова [6], мантийная сейсмичность связана с нагромождением сиалических масс, под весом которых породы древней океанической коры (палеозой-
ские или раннемезозойские офиолиты) погружаются на глубины 40—70 км. При этом происходит эклогитизация базитов и их погружение в разуплотненную верхнюю мантию — процесс, с которым и связаны землетрясения. В этих, в целом логичных, построениях все-таки остается неясным, в чем причина локализации интенсивной сейсмичности в пределах сравнительно небольшого участка.
Другая модель, основанная на концепции двухъярусной тектоники плит, была разработана Л.И. Лобковским [10, 11, 16]. Расчеты показали, что в зонах коллизии в процессе поддвига континентальной литосферы происходит диссипативный разогрев верхов мантии и нижней части коры до температур 700—750°С, при которых механизм хрупкого разрушения (землетрясения) становится невозможным. В то же время мантийная часть литосферы, отделенная от коры астенослоем, получает возможность погружаться в верхнюю мантию. В целом этот процесс асейсмичен. Глубокофокусные мантийные землетрясения возникают лишь в аномальных участках, либо в результате "недопрогре-ва", либо вследствие проникновения воды или других флюидов. В последнем случае, даже при небольшом водонасыщении, порода приобретает хрупкие свойства при высоких температурах. К числу подобных аномальных зон с остаточной мантийной сейсмичностью были отнесены, в частности, зона
38°
70° 72°
74° г
36°
• • • * • • 1
/ 3 Ф
/ 5 @а Об
о 7
- 38°
- 36°
68° 70° 72° 74°
Рис. 1. Положение пояса мантийной сейсмичности по отношению к главным структурным зонам Памира 1 — Афгано-Таджикская депрессия; 2 — фрагменты Киммерии, разобщенные альпийскими сдвигами; 3 — надвиги; 4 — сдвиги; 5 — направление движения Индии относительно Евразии; 6 — мантийные землетрясения: а — с глубинами гипоцентров: до 300 км, б — до 200 км. Данные по каталогу [26] за период 1964—1998 гг.; 7 — граница Гиндукушского мегаочага; 8 — линия профиля через сейсмофокальную зону Гиндукушского мегаочага [18]. Буквенные обозначения: ГКН — Главный Каракорумский надвиг; ГР — Герирудский разлом; КБ — Кабульский блок; ПНР — Панджегиский разлом
Вранча в Восточных Карпатах и зона Гиндукушских землетрясений.
Данные по структуре и сейсмологии в зоне Вранча рассмотрены в работе [11]. Замыкание Предкарпатского флишевого бассейна, происходило в последние 16 млн. лет и сопровождалось надсубдукционным вулканизмом в Трансильва-нии. Промежуточные землетрясения в зоне Вранча с глубинами гипоцентров до 200 км связывают с остаточными постколлизионными явлениями в зоне субдукции. Согласно сейсмологическим данным, в настоящее время слэб океанической литосферы субдуцирующей плиты погружается в мантию вертикально с отрывом от коры, и его разрушение является причиной землетрясений. Для Гиндукушских землетрясений такая интерпретация казалась мало вероятной, поскольку су-
туры в районе мегаочага имеют раннемезозой-ский возраст (рис. 2) и предполагать здесь остаточную субдукцию не было оснований.
Анализ старых (советских) данных по Северному Афганистану, Северному и Центральному Памиру [8] позволил предположить, что в этом регионе существовал меловой — эоценовый бассейн, являвшийся продолжением внутрииран-ских задуговых бассейнов того же возраста. Геология и история развития внутрииранских бассейнов достаточно хорошо изучены [12, 29, 31, 32 и другие] и могут служить основой для интерпретации разрозненных и неполных данных по Афганистану и Памиру. Если выполненная реконструкция верна, вопрос о природе Гиндукушских землетрясений может быть рассмотрен в плане их сходства с землетрясениями в зоне Вранча.
Внутрииранские задуговые бассейны
На территории Ирана традиционно выделяются три блока: Эльбурс, Центральный-Восточный Иран (включая массив Лут) и Санандадж-Син-джар (см. рис. 2). Все три блока входили в состав фрагмента Гондваны — микроконтинента Кимме-рия [30], столкнувшегося с Евразией в позднем триасе [7]. Это событие фиксируется появлением в Эльбурсе и к югу от него формации Шемшак — угленосной молассы карнийского-байосского возраста с остатками азиатской флоры.
Первоначальное расположение блоков в Ким-мерии отличалось от современного: палеомаг-нитные данные [33] свидетельствуют о послетри-асовом вращении блока Центрального—Восточного Ирана (ЦВИ) на 130° против часовой стрелки. Это подтверждается находкой в центре Ирана (район Анарака) мощных морских триасовых комплексов, сходных c триасовыми толщами активной окраины Евразии [19, 21].
Известно, что ЦВИ со всех сторон окружен зонами развития офиолитов и офиолитового меланжа (см. рис. 2), образовавшимися, очевидно, в результате замыкания бассейнов с корой океанического типа [12, 29, 31 и др.]. На севере ЦВИ отделен от Эльбурса—Биналуда Сабзеварским бассейном около 200 км шириной. В восточной части бассейна в многочисленных обнажениях вскрыты различные породы офиолитовой ассоциации от гарцбургитов и дунитов до базальтов. Среди базальтов выделяют разности типа N-MORB и E-MORB, а также базальты с известково-щелочной (острово-дужной) геохимической специализацией [32]. На базальтах с K/Ar возрастом 88—77 млн. лет залегают осадки кампан-маастрихтского возраста [29], по-видимому, представляющие собой осадочный слой коры Сабзеварского бассейна [32]. Офиолиты и ассоциирующие осадки несогласно перекрыты мощным палеоцен — эоценовым флишем, включающим вулканиты базальт-андезит-дацитового состава. В целом доэоценовое основание Сабзе-варского бассейна, очевидно, представляет собой аккреционный комплекс, сформировавшийся в процессе замыкания малого океана.
Аналогичные комплексы слагают Восточно-Иранский складчатый пояс (ВИС), протягивающийся в меридиональном направлении между блоком ЦВИ и блоком Центрального Афганистана. Последний, в свою очередь, состоит из двух блоков: Фарахруд и Гельменд, разделенных коллизионной зоной Вараш. Поскольку образование резко асимметричного позднеюрско-раннемело-вого флишевого прогиба Фарах [23] связано с коллизией блоков Гельменд и Фарахруд, возраст сутуры Вараш, скорее всего, юрский. Ее возможным продолжением, по нашему мнению, является Рушанско-Пшартская зона Памира, возраст которой остается дискуссионным, и юрская суту-ра Банггонг Тибета.
В пределах ВИС известны многочисленные выходы офиолитов, представляющих океаническую кору бассейна. Офиолиты также внедряют-
ся в пределы блока Лут по системе дугообразных ветвящихся разломов [27]. Формирование этих структур, очевидно, связано с упомянутым выше вращением ЦВИ против часовой стрелки. Очевидно, что на месте ВИС существовал малый океанический бассейн, замыкание которого, сопровождалось образованием мощных флишевых серий палеоцен-эоценового возраста. Инверсия и формирование ВИС завершились в олигоцене внедрением щелочных гранитов, образующих цепочку небольших массивов вдоль северо-восточной границы пояса. Уникальность ВИС заключается в его простирании — почти поперечном по отношению к Альпийско-Гималайскому поясу. Ясно, что раскрытие и замыкание ВИС были связаны с относительными движениями блоко
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.