ГЕОТЕКТОНИКА, 2014, № 2, с. 23-41
УДК 551.243(571.1)
СТРУКТУРНЫЕ ПАРАГЕНЕЗЫ ВЛАДИМИРСКО-ВЯТСКОЙ ЗОНЫ ДИСЛОКАЦИЙ И ПОЛОЖЕНИЕ ПУЧЕЖ-КАТУНКСКОГО КРАТЕРА (ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА)
© 2014 г. С. Ю. Колодяжный
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 11.03.2013 г.
Пучеж-Катункская (ПК) структура, расположенная в Среднем Поволжье центральной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП), выражена в качестве системы сложных дислокаций и метеоритного кратера с центральным поднятием. На основании структурных исследований были выявлены признаки ее длительного развития. Установлены четыре стадии деформаций: 1) покровно-складчатые и 2) транспрессионные деформации герцинского этапа; 3) импактное формирование кратерной воронки и системы радиально-концентрических нарушений в ранней юре; 4) малоамплитудная тектоническая активизация герцинских разрывных структур, имевшая место на кимме-рийско-альпийском этапе развития. В целом ПК структура приурочена к наиболее тектонически напряженному сегменту Владимирско-Вятской зоны дислокаций, разделяющей крупнейшие пале-оструктуры ВЕП. Она представляет собой долгоживущую зону, развивавшуюся циклично, начиная с коллизионных событий палеопротерозоя, вплоть до киммерийско-альпийского этапа активизации. Такое "прицельное" попадание метеоритного тела в узел концентрации деформаций одного из крупнейших тектонических нарушений ВЕП выглядит маловероятным. Тем не менее, имеющиеся на данный момент материалы, — оценки амплитуд импактного воздействия (до 50 ГПа) и закономерное их снижение с глубиной — не позволяют отказаться от метеоритного генезиса ПК структуры.
Ключевые слова: внутриплитная зона дислокаций, структурный парагенез, импактная структура.
Б01: 10.7868/80016853X14020040
ВВЕДЕНИЕ
Тектонический стиль платформенных областей во многом определяется вертикальными перемещениями, контролирующими крупномасштабные блоково-разрывные и пологие пликативные структуры. Эти тектонические проявления сопоставляются с периодом относительно спокойного развития платформы. На фоне этого тектонического ансамбля существует другой ряд структур, имеющих аномальный для платформы "альпинотип-ный" облик. Они представлены внутриплитными зонами смятия и сдвиговых дислокаций, надвигами и покровно-складчатыми нарушениями, сжатыми складками и протрузиями. Факт наличия таких структур неоднократно отмечался геологами, изучавшими строение осадочного чехла Восточно-Европейской платформы [1—5, 7, 11, 14, 15, 17—23, 26, 27, 30, 32, 35]. Природа и генезис этих нарушений дискуссионны и, нередко, по отношению к той или иной структуре в литературе появляются взаимоисключающие тектонические, гравитационные, космогенические и гля-циодинамические представления о механизмах их формирования. Примером такого рода структур являются Пучеж-Катункские дислокации пород осадочного чехла и ассоциирующие с ними
брекчии, расположенные почти в центре ВЕП в области Среднего Поволжья.
Краткий очерк истории исследований. Пучеж-Катункские дислокации давно известны и доступны наблюдению в крутых обрывах р. Волги по берегам Горьковского водохранилища в широкой (десятки километров) полосе (рис. 1). Они были отмечены еще в XIX веке Р.И. Мурчисоном и на протяжении более ста лет представляли собой геологическую загадку. Обзор исследований и основных взглядов на происхождение Пучеж-Ка-тункской (ПК) структуры приводится во многих работах [10—12]. По мере накопления геологических материалов эти дислокации рассматривались в качестве древних оползней, триасовых или четвертичных гляциодислокаций, проявлений диапиризма, как результат инъекционной или гравитационной тектоники.
После того, как в 50-х годах прошлого века буровыми работами в пределах ПК структуры был выявлен Воротиловский выступ архейского фундамента, их происхождение стали связывать исключительно с тектоническими процессами, в частности, с вертикальными перемещениями кристаллического цоколя и явлениями оползания палеозойских толщ на склонах поднятия [28]. Одновременно появились гипотезы о взрывном и
60° с.ш.
58°
56°
42° в.д.
48°
Г
54°
58°
56°
54°
42°
48°
' ...........................
Рис. 1. Схема тектонического районирования фундамента ВЕП, на основе [9]
1, 2 — архейские кратоны: 1 — Волго-Уральский, 2 — Карельский и др.; 3 — Среднерусский коллизионный пояс; 4 — палеопротерозойские сутурные пояса; 5 — крупнейшие зоны нарушений; 6 — Пучеж-Катункская структура. ВУ — Вол-го-Уралия, СП — Среднерусский пояс, СР — Среднерусская зона, ВВ — Владимирско-Вятская зона
вулкано-тектоническом происхождении данной структуры, сопоставляемой, в последнем случае, с трубкой взрыва [6, 30]. Эти взгляды получили развитие в представлениях Р. Р. Туманова о многофазной эксплозивной структуре, развивавшейся на данной территории в интервале времени от поздней перми до средней юры [33]. Согласно этой гипотезе, в конце перми здесь сформировалась положительная структура глыбового характера (Воротиловский выступ), которая в дальнейшем испытала резкий подъем, что обусловило формирование кольцевых и радиальных разломов, которые вызвали дегазацию подкорового вещества. Скопление газов в отдельных камерах приводило к неоднократным близповерхност-ным взрывам, дроблению и смятию пород. Серьезными доводами в пользу этих представлений являются приуроченность данной кольцевой структуры к зоне тектонических нарушений и длительный период ее развития [7, 12, 25, 28, 35]. В частности, Р.Н. Валеев связывал Воротиловский выступ с Пучеж-Катункской зоной взбросов и надвигов, входящих в состав Сурско-Камской системы шарьяжей, которая, заложившись в до-
кембрии, испытала активизацию на "позднеплат-форменном" этапе развития [3—5].
Альтернативой тектоническим и эксплозивным моделям явилась гипотеза импактного происхождения ПК структуры, основанная на ее морфологическом сходстве с воронками метеоритных кратеров [34]. Эти представления получили более полное обоснование после того, как была пробурена Воротиловская глубокая скважина (5374 м) в области одноименного выступа фундамента. На основании комплексного анализа керна этой скважины, материалов геологической съемки (151 скважина) и геофизических данных были составлены объемные модели ПК структуры, выявлены признаки ударного метаморфизма и плавления пород, а тектонические брекчии, развитые в области кратера, были идентифицированы как коптогенные комплексы [10].
Гипотеза метеоритного происхождения ПК структуры была принята многими исследователями и, как следствие, одноименная зона дислокаций исчезла на современных тектонических и геологических картах. Однако, по мнению ряда
геологов, отсутствие прямых признаков метеоритного вещества в составе "коптогенных" комплексов и приуроченность ПК структуры к протяженной зоне тектонических нарушений, по-прежнему, оставляют вопрос о ее происхождении открытым [12, 35].
Методика исследований. Не имея цели подтвердить или опровергнуть ту или иную гипотезу в отношении ПК структуры, нами были проведены структурные исследования по изучению крупной тектонической зоны, с которой она связана. В процессе полевых работ использовались методы структурно-кинематического и парагенетиче-ского анализов, приемы которых были рассмотрены ранее [16, 17, 21, 24]. При обработке структурных данных использовались компьютерные программы, в частности, для анализа ориентировок и направлений штрихов скольжения использовалась программа FaultKin6 [37]. Также использовались методы дистанционного изучения структур на основе дешифрирования цифровых карт рельефа и аэро-космоснимков. Из множества выявленных линеаментов выбирались системы нарушений, имеющих связь с выраженными в изогипсах структурами чехла и фундамента, а также проявленных в конфигурации гравитационных и магнитных полей. Предварительная кинематическая идентификация нарушений проводилась на основе анализа структурных рисунков (по [21, 24]). Результаты дистанционного анализа уточнялись на основе полевых исследований.
ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ПУЧЕЖ-КАТУНКСКОЙ СТРУКТУРЫ
Анализ геолого-геофизических материалов показывает, что ПК структура приурочена к протяженной зоне тектонических нарушений, которая проявлена на всех структурных этажах платформы и хорошо выражена в конфигурации полей магнитных и гравиметрических аномалий. Согласно работе М.В. Минца с соавторами [9], данная зона является крупнейшей тектонической границей для комплексов кристаллического фундамента ВЕП и рассматривается в качестве "пограничной" сутурной зоны, обрамляющей с юго-востока Среднерусский пояс, — один из сегментов гигантского Лапландско-Среднерусско-Юж-ноприбалтийского палеопротерозойского коллизионного орогена (см. рис. 1). Зона маркируется выходами палеопротерозойских вулканогенно-осадочных поясов, наиболее полно представленных на ЮЗ и СВ рассматриваемого района. Примерно от г. Владимира и до верхнего течения р. Вятки эти пояса почти полностью выклиниваются, и данная зона нарушений, погружаясь преимущественно к СЗ, служит непосредственной границей Среднерусского пояса и Волго-Ураль-ского неоархейского сегмента ВЕП [9]. В дальнейшем эта часть тектонического нарушения бу-
дет рассматриваться под названием Владимир-ско-Вятской (ВВ) зоны дислокаций (см. рис. 1).
На уровне кровли кристаллического фундамента ВВ зона выражена заметным усложнением морфологии его поверхности по отношению к смежным областям (рис. 2). Анализ карты изо-гипс "рельефа" фундамента показывает, что данное нарушение представлено целой системой разрывов высокого порядка, образующих пояс шириной от 30 до 60 км. В пределах ЮЗ части пояса размещается Воротиловский выступ фундамента с вертикальной амплитудой поднятия порядка 2 км. По направлению к СВ пояс расширяется, затем пересекает и нарушает строение Котельнического свода, после чего, постепенно сужаясь, сливается с системой сбросов, ограничивающих Вятско-Кажимский рифейский авлакоген (см. рис. 2). На большей части своей протяженности ВВ зона разделяет Московскую синеклизу и Вол-го-Уральскую антеклизу. Склон между этими структурами в ее пределах становится более к
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.