ГЕОТЕКТОНИКА, 2009, № 5, с. 65-73
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЩЕННЫХ СТРУКТУР ПЛАТФОРМЕННЫХ ОБЛАСТЕЙ
© 2009 г. И. П. Офман
Открытое акционерное общество НПО Нафтаком, 109316, Москва, Волгоградский пр-т, д. 47, офис 608
Поступила в редакцию 04.09.2008 г.
Изучение морфологических преобразований, происходящих в процессе развития локальных геологических объектов, показало, что обращенные антиклинальные структуры платформенных областей образуются в результате направленной миграции скоростей прогибания от центров геологических объектов к их периферийным участкам.
На начальной стадии формирования структур наибольшие скорости прогибания локализуются в центральных частях будущих антиклиналей, затем наибольшие скорости смещаются по направлению - от центров объектов. На заключительной стадии процесса формирования структур наибольшие скорости прогибания распределяются по периферии объектов, что и является причиной образования рассматриваемых антиклиналей.
В этом процессе находят объяснения прогибы в основании положительных структур, правильные (овальные, эллипсовидные) формы значительной части антиклиналей и резкое преобладание количества правильных антиклинальных структур над правильными синклинальными структурами. Предлагаемая модель миграционного тектогенеза существенно отличается от известных представлений Н.С. Шатского однако, основная идея возглавляемой им школы об остаточной природе платформенных антиклиналей в свете современных данных приобретает значение важной общегеологической закономерности.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема происхождения обращенных структур
Вопросы, связанные с формированием платформенных структур, широко дискутировались в отечественной литературе в середине двадцатого века. Причиной дискуссии явилось обнаружение несоответствий в залегании разновозрастных отложений Окско-Цнинского, Доно-Медведицкого, Вятского, Байтуганского и других валов Русской платформы. Было установлено, что в основании указанных валов располагаются прогибы [8]. Очевидно, чтобы понять природу несоответствия структурных планов, необходимо было выяснить закономерности тектонического процесса, определяющие условия формирования локальных структур на различных уровнях.
Относительно природы этих несоответствий сложились весьма противоречивые суждения. Одни исследователи пришли к выводу, что валы возникли на месте древних прогибов, которые в процессе инверсии движений преобразовались в поднятия [1, 9, 16]. Другие исследователи разработали представления об "остаточной" природе валов. В основе этих представлений лежат данные о том, что валы не "росли", а формировались в процессе прогибания окружавших их территорий [6-8, 14, 15, 18].
Вероятно в связи с тем, что в рамках инверсионной концепции морфология структур непосредственно увязывается с процессом, представления первой группы авторов до настоящего времени разделяются большинством исследователей.
Н.С. Шатский и его последователи показали, что многие положительные структуры на Русской платформе не могут иметь инверсионное происхождение потому, что в целом ряде случаев у них разновозрастные крылья. Действительно, воздымание участка территории в данный отрезок времени предполагает, что рассматриваемый участок обособлялся в палеорельефе склонами, или в структурном плане крыльями, время образования которых соответствует времени возды-мания этого участка. Подобный процесс исключает возможность образования разновозрастных крыльев. Таким образом, если структуры имеют разновозрастные крылья, то это значит, что они просто не могли сформироваться в результате воздымания. Отсюда единственно возможный вывод о том, что рассматриваемые структуры сформировались в результате более интенсивного (по сравнению с фоновым) разновозрастного погружения окружающих их территорий, т.е. имеют остаточное происхождение. Изложенные доводы лежат в основе концепции Н.С. Шатского и представителей его школы о том, что ведущим процессом тектонического развития на платформах является прогибание. В связи с этим, рассмат-
ривая вопрос о сочленении крупных положительных и отрицательных структур платформенных областей, Н.С. Шатский писал, что антеклизы "....в своих очертаниях подчинены синеклизам, пассивно занимая промежутки между ними, почему в типичном виде эти платформенные структуры имеют в целом сетчатый вид: антеклизы представляют собой петли, а ячеи между ними заняты синеклизами". Н.С. Шатский подчеркивает, что "...ведущими активными тектоническими формами являются синеклизы, длительно прогибавшиеся с начала древнего палеозоя до карбона, а антеклизы структуры остаточные" [18].
В контексте данной цитаты округлые, овальные или эллипсовидные формы синклинальных структур именуются ячеями и им придается статус активных, автономных форм. Напротив, антиклинальные структуры, которые образуются между сближенными ячеями, имеют форму раструбов и им придается статус пассивных, производных, остаточных форм. Противопоставление активных и пассивных форм является естественным и наглядным. Действительно, замкнутая относительно правильная округлая форма структуры, которая напоминает круг или овал (эллипс), свидетельствует о том, что данная структура сформировалась в результате единого тектонического процесса, происходившего именно на той территории, где располагается рассматриваемая структура. Напротив, сама форма раструба и его расположение, между двумя сближенными прогибами, говорят о том, что эта структура обособилась в результате прогибаний (синхронных или разновременных), происходивших на территориях, смежных с территориями расположения рассматриваемой структуры. Подобные производные или остаточные положительные структуры получили название эскарпов [15].
Вместе с тем, следуя за построениями Н.С. Шатского и его последователей, мы должны прийти к выводу о том, что большая часть антиклинальных структур, расположенных на платформах, должна иметь форму раструбов или петель, однако этого не наблюдается. Так, на многочисленных структурных картах, построенных по различным горизонтам осадочного чехла Русской, Северо-Американской и других платформ, среди антиклинальных структур преобладают именно округлые формы.
Примеры, которые приводят Н.С. Шатский и его последователи, весьма убедительные, однако в многообразии платформенных структур их можно рассматривать только как частные случаи.
Изложенное показывает, что на стыке различных направлений геологических исследований в структурной геологии определился интереснейший парадокс. Действительно, антиклинальные структуры платформенных областей или по
крайней мере значительная их часть представляют собой остаточные образования - это удалось доказать бесспорно, однако форма этих структур как правило округлая, а не раструбная т.е. соответствует не пассивным, а активным структурам.
Методика палеотектонических построений
Цель данной работы сводится к выяснению причины несоответствия остаточного происхождения антиклиналей округлым формам этих структур, в большинстве случаев наблюдаемым в природе.
Основной метод для выяснения процесса структурообразования состоит в восстановлении последовательности тектонических подвижек, обусловивших развитие тех или иных структурных объектов [5]. Палеопостроения велись от поверхностей пластов, сформировавшихся в условиях крайнего мелководья, т.е. палеогеографических реперов, которые были реально приближены к уровню моря. При переходе в относительно глубоководную зону (в краевых частях палеопрофилей) достоверность палеопостроений сокращается.
В связи с тем, что подобные палеогеографические реперы в разрезе единичны, с их помощью удается выяснить палеоморфологию структур для какого-то конкретного этапа геологической истории, что часто не достаточно для выяснения всей последовательности структурных преобразований. Учитывая это, в качестве обучающих объектов были использованы мощные рифоген-ные комплексы.
Целесообразность использования рифоген-ных образований для выяснения процесса структурообразования определяется следующими обстоятельствами.
1. Необходимым условием развития органогенных построек является динамическое равновесие между скоростью нарастания и погребения организмов, которое обеспечивается распределением скоростей тектонического прогибания. (Другие факторы, подобные эвстатическим колебаниям уровня моря, могут оказывать определенное влияние на формирование органогенных построек, однако определяющими факторами они не являются).
2. После завершения формирования органогенных построек тектоническое развитие территории, пространственно ограниченное их местоположением, как правило, продолжается. Об этом свидетельствуют антиклинальные структуры, которые часто прослеживаются иногда более чем на тысячу метров над органогенными постройками. (Ниже будет показано, что эти структуры ошибочно смешивают со структурами обле-кания.). Следовательно, изучив изменение во вре-
мени планового распределения скоростей тектонических подвижек, которые явились необходимым условием рифообразования, можно понять закономерности изменения скоростей тектонических движений, которые явились причиной образования, расположенных выше тектонических структур.
3. Поверхности нарастания биогермных толщ, слагающих рифогенные комплексы, формировались в условиях крайнего мелководья, следовательно их можно использовать в качестве уровней для палеотектонических построений.
Идея создания модели палеоморфологии рельефа морского дна с использованием результатов литологических исследований принадлежит И.В. Хворовой. На палеопрофиле, пересекающем западный борт Предуральского прогиба, ею был показан пермский седиментационный уступ, высота которого и глубина бассейна определялась как разница между мощностью слагающих его рифогенных образований и мощностью одно-возрастных депрессионных отложений внутренней прибортовой зоны. Вместе с тем И.В. Хворо-ва располагала разрезами всего двух скважин (описываемая работа опубликована в 1947 г.), поэтому и была вынуждена отсутствие промежуточных разрезов компенсировать некоторым допущением, предполагающим, что в связи со сближенностью рифогенных и депресси
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.