ГЕОТЕКТОНИКА, 2010, № 2, с. 56-76
УДК 551.243 (571.1)
СТРУКТУРНО-КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ПАРАГЕНЕЗЫ В ОСАДКАХ ФАНЕРОЗОЙСКОГО ЧЕХЛА СРЕДНЕРУССКОЙ ЗОНЫ ДИСЛОКАЦИЙ
© 2010 г. С. Ю. Колодяжный
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 Поступила в редакцию 29.01.2009 г.
Среднерусская зона дислокаций представляет собой крупную внутриплитную структуру Восточно-Европейской платформы, которая прослеживается на протяжении более 1100 км от Предтиманского прогиба до Оршанской впадины. Эта глубинная долгоживущая структура формировалась на фоне меняющихся геодинамических обстановок: 1) коллизионные события (поздний палеопротерозой); 2) эпикон-тинентальный рифтогенез (поздний рифей — ранний венд); 3) внутриплатформенный тектогенез с формированием горстовидных поднятий в пределах зоны на фоне общего прогибания (поздний венд — ранний триас); 4) внутриплитная активизация (мезозой—кайнозой). В заключительный киммерийско-альпийский этап эволюции Среднерусская зона развивалась в качестве левосдвиговой транспрессион-ной структуры, в пределах которой проявлялись объемные диссипативно-сдвиговые деформации, обуславливающие общее горизонтальное перемещение осадков фанерозойского чехла. Дислокации проявлялись в виде двух динамически сопряженных структурных форм — зон рассредоточенных сдвиговых перемещений и структур субслойного тектонического течения. Особенности динамического проявления Среднерусской и сопряженной с ней Беломорско-Двинской зон, образующих единую дугообразную в плане структуру, позволяют выделить крупную систему внутриплитного горизонтального перемещения — Двинско-Сухонский плито-поток с перемещением геомасс в ЮВ направлении. В работе рассмотрены особенности тектоники Среднерусской зоны дислокаций и подробно охарактеризованы структурно-кинематические парагенезы, развитые в осадках фанерозойского чехла.
ВЕДЕНИЕ
В плейтектонических реконструкциях лито-сферные плиты рассматриваются в качестве монолитных структур, испытывающих значительные латеральные перемещения без существенных преобразований внутренней инфраструктуры. В соответствии с этим активные границы тектонических плит (коллизионные пояса, зоны спрединга и др.) принимаются в качестве главных источников и аттракторов тектонических процессов и, естественно, именно они привлекают основное внимание исследователей. Однако практика показывает, что крупнейшие месторождения углеводородов, полиметаллов, алмазов и многих других востребованных настоящим временем ресурсов локализованы во внутриплитных областях. Может быть, именно поэтому существует разрыв между практикой и теорией в современной геотектонике, когда прикладная геология развивается на основе иных интересов и понятий, нежели тех, что господствуют в теоретической базе новой глобальной геотектоники.
В последнее время все больше появляется данных, отражающих внутреннюю объемную подвижность литосферных плит, в том числе, с древней континентальной корой. При этом на основе различных методов исследований было показано, что преобладающей формой внутриплитного тектоге-неза являются горизонтальные перемещения в пределах различных слоев тектонически расслоенной земной коры и верхней мантии [9, 11—13, 15—18, 25]. Эти данные не противоречат глобальной концепции геодинамики плит, а существенно ее допол-
няют, придавая ей характер тектоники объемного течения. В новой парадигме (объемная подвижность литосферных плит) появились и практические наработки, связанные, в частности, с развитием представлений о формировании месторождений углеводородов в кристаллических комплексах в связи с их объемной деформацией [15]. Таким образом, изучение внутриплитных структур, связанных с горизонтальными перемещениями, имеет огромное научно-прикладное значение.
Восточно-Европейская платформа или субплита (ВЕП) является одним из важнейших объектов исследований внутриплитной тектоники. Материалы по анализу полей напряжений и сейсмичности, структурные и общетектонические построения легли в основу представлений о существенных деформациях этой плиты в связи с ее горизонтальными перемещениями и взаимодействием со смежными подвижными поясами и плитами [12, 14, 17, 18, 25]. В настоящее время остается много проблем, касающихся анализа характера перемещения ВЕП (как монолитной или построенной из мозаики блоков субплиты), изучения внутриплитных структурных ансамблей, связанных с горизонтальным перемещением, а также выявления механизмов передачи напряжений от активных границ плиты на многие сотни километров, что вызывает немало вопросов.
Новые структурно-кинематические данные позволяют пролить свет на некоторые из поставленных выше проблем. Исследования в СВ части ВЕП, включая ЮВ часть Балтийского щита и
прилегающую обширную область развития платформенного чехла, позволили выявить весьма сложный ансамбль структур, имеющих долгожи-вущий и "сквозной" по отношению к системе фундамент—чехол характер развития [9, 11]. Было отмечено, что тектонические нарушения в докем-брийском фундаменте, заложившиеся в конце палеопротерозоя, на плитной стадии развития ВЕП испытывали неоднократную ремобилиза-цию, проникая в осадки чехла в виде отраженного, но обладающего собственными характеристиками парагенеза структур. Это явление характерно для структур различного ранга, включая протяженные подвижные пояса и рифты, отдельные разрывы и зоны трещиноватости, вплоть до мезоструктур, наблюдаемых в обнажениях.
В этой статье рассматриваются особенности тектоники фанерозойского чехла СВ сегмента Среднерусской зоны дислокаций, представляющей собой одну из главных структур ВЕП. Обнаружение в палеозойских и мезозойских осадках этой зоны деформационных структур, проявленных на большом удалении от активных границ плиты, представляет собой феномен, изучение которого имеет большое значение для внутриплитной тектоники.
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КИНЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПЛАТФОРМЕННЫХ СТРУКТУР
Общая методика структурно-кинематического анализа, использованного при исследованиях, рассмотрена в [10]. Однако при изучении структур платформенного чехла появляется некоторая специфика, связанная с физическими свойствами пород, термодинамическим режимом деформаций и относительно слабой интенсивностью проявления последних. Нередко приходится иметь дело со слабо выраженными структурами, которые находятся на начальных стадиях формирования. С одной стороны, приповерхностные условия проявления деформаций способствуют преимущественно хрупкому разрушению пород, с другой — неравномерные процессы постседи-ментационного преобразования осадков приводят к формированию слоистых и более сложных реологически контрастных сред, образованных породами с различной вязкостью.
Сочетание в стратиграфическом разрезе пластичных глин, слабо сцементированных песков и высококомпетентных пород (доломиты, песчаники и др.) приводит к ситуации, когда в едином поле напряжений единовременно формируются структуры пластического и гранулированного течения, хрупкого разрушения и макроблокового скольжения. Это способствует эффектам перераспределения деформаций, когда релаксация напряжений происходит преимущественно в пластичном слое, а в смежных вязких слоях деформация либо отсутствует, либо проявляется в формировании структур иной ориентировки и совершенно другого типа. Явления рефракции на
границе слоев с разной компетентностью обуславливают изменения в пространственной позиции плоскостных структур. Например, во многих случаях отмечались резкие изменения углов падения нарушений, которые в пластичных слоях представлены сдвиго-надвигами, но, проникая в компетентные слои, трансформируются в сдвиги и взбросы. Характерно сложное сочетание крутопадающих сдвиговых структур в вязких слоях с зонами субслойного срыва и течения в смежных пластичных прослоях. Эти особенности приводят к появлению дисгармонии и ложных структурных несогласий между горизонтами с различными реологическими свойствами, а также к ложному впечатлению о полифазности деформаций, вытекающей из многообразия структур пластического и хрупкого деформирования, в реальности образующих единое динамическое сообщество — па-рагенез. Кинематический анализ требует учитывать эти факторы.
В процессе исследований использовались методы дистанционного изучения структур на основе дешифрирования цифровых карт рельефа (спутниковая альтиметрия) и аэро-космосним-ков. Из множества выявленных линеаментов выбирались системы нарушений, имеющих связь с выраженными в стратоизогипсах структурами чехла и фундамента, а также проявленных в конфигурации гравитационных и магнитных полей. Предварительная кинематическая идентификация нарушений проводилась на основе анализа структурных рисунков и особенностей плановой конфигурации структур (по методике [1, 12, 19, 20]). Результаты дистанционного анализа уточнялись на основе полевых исследований.
По результатам полевых работ для каждой точки наблюдений строились обобщающие диаграммы, отражающие пространственные сочетания структур, среди которых выявлялись кинематически согласованные сообщества, образующие единый парагенез. Весьма информативными являлись системы трещин, составляющие зоны сдви-1
говых деформаций. Обычно удается выявить закономерные их сочетания в виде главных магистральных нарушений ^ или С) и вторичных оперяющих трещин: синтетических (сколы Риде-ля Я, Р) и антитетических (Я', X) сколов, трещин отрыва (Т) и структур сжатия (Д 8) (рис. 1, А). Магистральные нарушения выявлялись на основании наблюдений за характером изменений (градиентом) деформаций: линейные зоны, по отношению к которым происходит сгущение тре-щиноватости, как правило, соответствуют ориентировке этих структур.
1 В данном случае термин "зона сдвигов деформации" имеет механофизический смысл и противопоставляется термину "зона сдвиговый дислокаций" в геологическом смысле (сокращенно — "зона сдвига"), который предлагается использовать по отношению к крутопадающим зонам складчато-разрывных деформаций, связанных с горизонтальными перемещениями по простиранию нарушения (по [10]).
А
110° 45°
Р 165°
х $ ш,
° ЦС)
' F = ^ /Х/70°У \Т
структура сжатия и р
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.