ГЕОТЕКТОНИКА, 2009, № 1, с. 78-96
УДК 551.243
РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЕ СТРОЕНИЕ И НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ ГУСИНООЗЕРСКОЙ ВПАДИНЫ И ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ТЕРРИТОРИИ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)
© 2009 г. О. В. Лунина, А. С. Гладков
Институт земной коры СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128 Поступила в редакцию 28.04.2007 г.
Статья посвящена геолого-структурному и тектонофизическому изучению Гусиноозерской впадины, являющейся тектонотипом мезозойских депрессий Западного Забайкалья. Представлены новые карты разломно-блокового строения и напряженного состояния земной коры района исследований. Установлено, что формирование Гусиноозерской впадины происходило в режиме транстен-сии при ведущей роли СЗ-ЮВ растяжения. Условия транстенсии были вызваны косо направленными относительно осевой линии структуры траекториями региональных растягивающих напряжений, которые обеспечили сравнительно небольшую (по сравнению со сбросовой) пра-восдвиговую компоненту смещений по главным разломам северо-восточного простирания. Широко проявленные стресс-тензоры сдвигового типа рассматриваются как напряжения второго порядка (по отношению к растяжению), вызываемые неоднородностями строения земной коры, в том числе и для обеспечения перемещений блоков пород по сбросам. С ними же связаны складчатые деформации, наблюдаемые на границе впадины и хребта и вызванные гравитационным эффектом при сбросовых смещениях. Разломно-блоковая структура Гусиноозерской депрессии и прилегающей территории была также активной в неоген-четвертичное время, однако, предполагается, что активизация происходила уже не под влиянием собственного мантийного источника, а являлась откликом тектонических процессов, происходящих в смежной Байкальской рифтовой зоне.
ВВЕДЕНИЕ
Гусиноозерская впадина является эталонной для системы позднемезозойских депрессий "забайкальского" типа [2]. Она протягивается в северовосточном направлении от низовьев реки Темник до Нижне-Убукунской перемычки, в 65 км от оз. Байкал (рис. 1). Протяженность депрессии достигает 75 км при средней ширине 15 км. С северо-запада грабен обрамляется Хамбинским хребтом, с юго-востока - Моностойским поднятием. Для всего комплекса этих структур характерна асимметрия, подобная Байкальской рифтовой зоне, где морфологически северо-западный борт впадины выражен ярче (рис. 2), по сравнению с юго-восточным. Вершины Хамбинского хребта достигают 1420 м и зачастую на 200-300 м превышают абсолютные отметки противоположного борта (см. рис. 1). Днище Гусиноозерской впадины проходит по горизонтали 550 м.
Из всех депрессий "забайкальского" типа Гусиноозерская впадина является наиболее изученной в геологическом отношении [2]. Это объясняется, главным образом, активным освоением угольных месторождений в этом регионе. Кроме того, совсем недавно получены новые данные об осадочных формациях [16] и вулканитах [4], на основании которых рассматриваются основные этапы развития и геодинамика Западного Забайкалья в позднем мелу и кайнозое. В то же время,
разломно-блоковая структура, напряженное состояние земной коры и кинематика дизъюнкти-вов, характерные для позднемезозойско-кайно-зойского этапа развития Гусиноозерской впадины, специально не изучались. Однако, поскольку депрессия наиболее близко расположена к тектонически активной в настоящее время Байкальской рифтовой зоне, то получение подобных данных представляется важным в свете развития идеи о возможной миграции процесса рифтообразова-ния от Забайкалья на запад. Разработка данной идеи не является предметом настоящей статьи, так как это требует анализа данных и весомых доказательств из различных областей геологии. Тем не менее мы полагаем, что результаты структурных и тектонофизических исследований, изложенные в этой работе, восполнят существенный пробел в знаниях об особенностях строения и геодинамического развития Гусиноозерской впадины и сопредельной территории, а по аналогии с ней и всего Западного Забайкалья.
ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА
Согласно современным представлениям Гусиноозерская впадина и прилегающие к ней поднятия входят в состав Западно-Забайкальской рифтовой зоны, протянувшейся в северо-восточном направлении на 1000 км от верховьев реки Селенга до Витимского плоскогорья. Впервые она бы-
51°40' с.ш.
51°30'
51°20'
51°10'
106°00'
1400
1200
а, т 1000
о
с
в 800
600
106°15'
106°30'
сз юв
106°45' в.д.
51°00'
50°50' 107°00'
10
15
20
25
30
35
40
45
Расстояние, км
Рис. 1. Трехмерная модель рельефа района Гусиноозерской впадины и расположение точек геолого-структурных наблюдений. Белыми, серыми и черными треугольниками обозначены т.н., задокументированные в кайнозойских, мезозойских и домезозойских породах, соответственно. На врезке, в левом верхнем углу, прямоугольником показана площадь исследований в региональной обстановке; внизу - морфологический профиль по линии А-Б.
0
5
ЮЗ
Рис. 2. Вид на северо-западный борт Гусиноозерской впадины в районе точки наблюдения 0303.
ла выделена как Селенгино-Витимская область мезозойских депрессий, образование которых связывалось с "линейным короблением" земной коры [15]. Исследования последних лет [4, 13, 19, 20] показали рифтовую природу Забайкальских впадин, о чем свидетельствуют соответствующие структурные и вещественные характеристики, а именно их строение по типу грабенов, наличие сбросов и продольных поясов даек, а также преимущественно базальтовый щелочной магматизм. На основании позднеюрско-раннемелового возраста осадков, выполняющих впадины, и позд-неюрского времени образования первых вулканических толщ в регионе, начало формирования Западно-Забайкальской рифтовой зоны относят к позднему мезозою, а вулканическая деятельность в ее пределах происходила почти непрерывно на протяжении последних 170 млн. лет, но с разной интенсивностью [19].
Данные изучения вулканической области в Западном Забайкалье показывают, что рифтовая зона возникла во внутриконтинентальных условиях над одним из горячих участков мантии Центральной Азии, воздействие которого осуществлялось через два мантийных плюма, проявившихся на земной поверхности двумя центрами сосредоточенного распространения разновозрастного магматизма [19]. Важную роль при этом сыграли уже существовавшие глубинные разломы северо-восточного простирания, которые контролируют положение позднемезозойских впадин. В частности, Гусиноозерская депрессия приурочена к древнему Джидино-Витимскому структурному шву, который является границей раздела байкальской и каледонской складчатых областей [1, 3].
Собственно Гусиноозерская впадина наложена на палеозойское гранитное основание блокового строения [2]. Мощность пресноводно-конти-нентальных отложений, выполняющих этот осадочный бассейн, постепенно возрастает от северо-западного борта к юго-восточному и максимально достигает 2500 м вблизи нашей точки
наблюдения (т.н. 0404) и в ~9 км юго-западнее т.н. 0101 (см. рис. 1). В районе мыса Чана на западном берегу оз. Гусиного (напротив т.н. 0504) и у его северной оконечности в фундаменте установлены поднятия, в месте которых мощность осадков сокращается до 1000 м. Весь разрез мезозойских отложений, представленный конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами и аргиллитами с пластами углей, отнесен к раннему мелу [2] и во многих местах перекрыт слабосцементиро-ванными и рыхлыми осадками неогенового и четвертичного возраста. В Хамбинском хребте значительную площадь занимает вулканическое поле протяженностью более 40 км. История его развития разделяется на три магматических этапа в интервале 40 млн. лет между 159 и 117 млн. лет [4], т.е. с поздней юры до конца раннего мела. В обоих поднятиях, обрамляющих Гусиноозерскую впадину, известны выходы мезозойских гранитов.
В структурном отношении Гусиноозерская впадина представляет собой моноклиналь, осложненную дифференцированными подвижками блоков фундамента [2]. К.Б. Булнаев главную роль отводит Моностойскому разлому сбросового типа, по которому происходило опускание, отмечает наличие разновозрастных поперечных и других раз-ноориентированных разломов и пренебрегает влиянием Хамбинского разлома на развитие впадины. Считается, что в период аккумуляции мезозойских отложений он никак не воздействовал на ход осадконакопления [1]. Между тем кайнозойская активизация Хамбинского разлома очевидна. В его юго-западной части обнаружена сейсмо-дислокация субмеридионального простирания общей протяженностью до 2.5 км, выраженная сбросовым уступом, рассекающим рыхлые отложения пролювиальных конусов выноса, и сопровождающаяся оползнями и обвалами [9]. Вскрытие этого сегмента канавой позволило установить два палеособытия: одно менее мощное произошло после формирования погребенного гуму-сированного горизонта с возрастом 3680 ± 60 лет, другое более сильное перед образованием почвы
^ Таблица 1. Фактические данные и результаты реконструкций напряженного состояния земной коры для Гусиноозерской впадины и ее горного обрамления
№ т.н. Широта Долгота Тип пород Возраст пород Сопряженные системы I Угол, о Ох Тип поля напряжений
аз., ° аз., ° аз., ° аз., ° аз., °
0101 51.399 106.690 брекчия неоген не выявлены - не установлен
0102 51.231 106.523 песчано-гравелито- верхняя юра- не выявлены - не установлен
вые ранний мел
0201 51.203 106.486 аргиллиты с пла- тот же 0 90 350 60 15 31 46 67 270 17 175 15 растяжение
стами угля
0203 51.183 106.465 песчаники, граве- верхняя юра- 155 40 340 80 10 60 169 70 69 4 338 20 растяжение
литы, конгломера- ранний мел, вы-
то-брекчия ше неоген-чет-
вертичный
0204 51.162 106.449 песчаники, граве- тот же 95 90 180 85 22 85 48 4 185 85 317 3 сдвиг
0205 51.134 106.495 ЛИТЫ граниты триас 180 80 230 80 22 49 295 0 205 79 25 11 сдвиг
180 80 320 80 20 45 70 27 250 63 340 0 сдвиг
0206 51.090 106.504 песчаники и граве- верхняя юра- 130 90 240 80 17 70 4 9 220 79 95 6 сдвиг
литы с обломками ранний мел (?)
0301 51.332 1106.447 обломочные Голоцен 130 40 320 80 18 61 158
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.