ГЕОТЕКТОНИКА, 2012, № 6, с. 55-77
УДК 551.24 (471.0)
ВЯТСКИЕ ДИСЛОКАЦИИ: ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ И ВЫРАЖЕНИЕ В НОВЕЙШЕЙ СТРУКТУРЕ (ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА)
© 2012 г. М. Л. Копп
Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7 Поступила в редакцию 21.11.2011 г.
Вятские внутрикратонные дислокации сформировались при поперечном к ним субширотном (ЗСЗ-ВЮВ) сжатии, вызванным давлением с востока коры Климковско-Немского выступа фундамента. Обстановка глубинного сжатия разрешалась в сдвиговом поле напряжений, которое проявляется на поверхности в чертах макроструктурного рисунка и в мезоструктурных парагенезах. Наверху сжатие трансформировалось в растяжение, но с частичным сохранением поперечной к дислокациям оси относительного укорочения. Эти структурно-динамические особенности, наряду с относительно ранним (олигоцен) заложением дислокаций, позволяют их связать с воздействием новейшего Урала, возникшего тогда же и деформировавшегося сходным образом. Поскольку Урал, по мнению ряда исследователей, принадлежит Перииндийской коллизионной области, Вятские дислокации можно предположительно рассматривать в качестве крайнего северо-западного элемента последней. Дислокации продолжают в какой-то степени формироваться вплоть до настоящего времени, но в течение, по крайней мере, плиоцена—квартера они развивались совместно с другой группой новейших структур, субширотного — СВ простирания, представленных системой субпараллельных пологих мегантиклиналей и мегасинклиналей большого радиуса кривизны; особенно четко выражены мегасинклинали, определяющие структурный каркас. Варианты происхождения субширотных новейших структур обсуждаются в тексте, но наиболее вероятной представляется их связь с субмеридиональным растяжением, генерируемым все тем же, направленным к западу давлением Урала. Взаимодействие новейших структур разного плана явилось причиной неодинаковой выраженности Вятских дислокаций в рельефе: они воздымаются при пересечении субширотных поднятий и перекрываются четвертичным чехлом около субширотных впадин.
ВВЕДЕНИЕ
Вятские дислокации, образующие одноименный субмеридиональный мегавал на северо-востоке Русской плиты, представлены серией пологих (не более 10°) валов в палеозойско-нижнеме-ловых слоях. Поскольку эти структуры находятся на огромных (тысячи км) расстояниях от активных границ Евразийской литосферной плиты (рис. 1), существует проблема источника напряжений для столь молодых — по сути альпийских — деформаций. Задача дополнительно усложняется тем, что Вятские дислокации, будучи похожи на более южные внутриплитные структуры близкого возраста, формировавшиеся при воздействии позднеальпийской коллизии Аравии—Евразии, тем не менее, почти поперечны им в плане. Если те и другие возникли при боковом сжатии, то в данном случае это предполагает совсем иную (не субмеридиональную, как на юге, а субширотную) ориентацию сжимающих напряжений. Помимо теоретического интереса, разработка обоснованного представления о динамике дислокаций важна и в прикладном аспекте: например, сюда трас-
сируется сейсмическая зона, протягивающаяся от Кунгурского участка Приуралья.
Для изучения напряженного состояния во время формирования дислокаций были проведены структурно-геологические исследования, включавшие полевые мезотектонические наблюдения, а также типизацию макроструктурных рисунков на основе анализа геологических и структурных карт. Кроме того, в процессе исследования ставились вопросы о влиянии структурных неоднород-ностей среды на приуроченность дислокаций и определение тех или иных особенностей их структуры, а также о нижнем и верхнем пределах их возраста и соотношениях с позднекайнозой-скими (новейшими) структурами иных планов. Для решения указанных вопросов было проведено обобщение литературных материалов о глубинном строении, палеотектонике и новейшем развитии Вятских дислокаций, составлена новая схематическая версия схемы неотектоники для всего Вятско-Камского региона.
45°
50°
55°
60° в.д.
60°
55°
50°
45°
р. Волга
Киров
^ о Пермь
-о SV-/
;ань / о
Екатеринбург..
0 Самара
Саратов
О,'"'
Волгоград О'
Астрахань 0
60° с.ш.
55°
Оренбург
- 50°
- 45°
150 300 450 600 км
_I_._I_I_I
45°
50°
55°
60°
Рис. 1. Тектоническая позиция Вятских дислокаций 1 — контур Вятских дислокаций; 2 — новейший оро-ген Урала
ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ, ПРЕДЫСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И НИЖНИЙ ПРЕДЕЛ ВОЗРАСТА ДИСЛОКАЦИЙ
Вятские дислокации расположены у восточного борта Московской синеклизы (см. рис. 1, рис. 2). Древний мегасвод, прообраз будущей Волго-Уральской антеклизы, в рифее был разбит системой глубоких авлакогенов ССВ-меридионально-го простирания, а также менее протяженными и не столь глубокими бороздами поперечного (суб-широтного-СВ) направления. Близкого направления рифтогенные структуры формировались и
в середине девона, некоторые из них были вложены в более древние рифейские. Дислокации строго привязаны к контуру наиболее выразительной субмеридиональной линии рифтогенных структур, расколовшей свод Волго-Уральской антеклизы пополам — на ее Токмовскую и Татарскую части — и выполненной осадками рифея и фанеро-зоя (см. рис. 2а). Раньше всего, в рифее, возник Вятско-Кажимский авлакоген — узкая (40—80 км), расширяющаяся к северу, борозда ССВ простирания, длиной 300—400 км, выполненная терриген-ными осадками рифей-вендского возраста. На юге авлакоген, расщепляясь, выклинивался приблизительно в 150 км южнее Кирова. Амплитуда бортовых сбросов для рифея оценивается в 600— 800 м, тогда как в девонской структуре она не превышает 150 м [3—5, 7].
Среднедевонская реорганизация сформировала Казанско-Кировский (кратко, Кировский) прогиб (см. рис. 2б), который можно рассматривать в качестве обособленного сателлита Камско-Кинельской системы рифтовых прогибов. Как и все последние, он внизу заполнялся терригенны-ми осадками эйфеля—франа (а на севере обнаружены и пачки туфогенных пород). Располагаясь на одной линии с Вятско-Кажимским, Кировский прогиб, в отличие от последнего, раскрывался к югу; соответственно, и его депоцентр находился значительно южнее. Кроме того, данный прогиб был не столь глубок (300—400 м) и на большем протяжении наложен непосредственно на кристаллический фундамент: рифейские образования здесь редуцированы. Между тем, линейная конфигурация и довольно крутые борта позволяют и данный прогиб рассматривать в качестве погребенного грабена [3, 5—7].
Индивидуальные черты Казанско-Кировского и Вятско-Кажимского прогибов сглаживаются к началу фамена, когда оба они слились в Казан-ско-Кажимский прогиб — также линейный, но более обширный и мелкий. Он активно заполнялся осадками и к концу карбона был полностью снивелирован (см. рис. 2в), а в перми — присоединен к слабо приподнятой структурной террасе во-
Рис. 2. Соотношение Вятских дислокаций с палеоструктурами фанерозойского чехла (палеоструктурная основа по [7], с упрощениями): а — карта рифейских авлакогенов и грабенов, совмещенная с картой современной топографии кровли фундамента, б—г — палеотектонические карты: б — средний девон, в — поздний карбон, г — ранний триас. 1 — стратоизогипсы поверхности фундамента: а — достоверные, б — предполагемые; 2 — грабены-прогибы; 3 — уступы в рельефе фундамента; 4 — рифейские грабены и авлакогены; 5 — контур Вятских дислокаций; 6 — районы отсутствия отложений.
Названия тектонических элементов. Выступы фундамента, своды, поднятия: КП — Коми-Пермяцкий свод, Нм — Нем-ский выступ, Кл — Климковский выступ, Км — Кукморский выступ, СТ — Северо-Татарский свод, Ск — Сыктывкарский свод, Кт — Котельнический свод, Сн — Санчурский выступ, Тк — Токмовский свод. Крупные рифейские авлакогены и развившиеся по ним синеклизы (аббревиатуры в кружках), прочие грабены и прогибы фундамента: КК — Казанско-Ка-жимский (Кировский) прогиб, ВКВ — Верхнекамская позднепалеозойская впадина, ВКП — Верхнекамский рифей-ский прогиб, ВК — Вятско-Кажимский авлакоген, МС — Московская синеклиза, Кк — Кукарский грабен, Ки — Киль-мезский грабен, КБ — Камско-Бельский (Калтасинский) авлакоген. Структурные седловины: Мр — Марийская, Чп — Чепецкая
км 50
50
100 150 км
,-200 б 1
ЕЗ
4 Я ^6
0
2
СЗ 200 ^
20 0 20 40
I_I_I_I
ЮВ
200
-0 '- —200 —400 -—600
Е31 Е32 & ЕЗ' Щ5 д<
Рис. 3. Разрез центрального сегмента Вятских дислокаций на широте Котельнича—Адышева (по [7], с небольшими дополнениями)
1 — фундамент; 2 — согласные границы пачек; 3 — трансгрессивные границы пачек; 4 — второстепенные отражающие горизонты; 5 — разрывы; 6 — скважины
стока Русской плиты, на востоке обрывающейся к активно погружавшемуся Предуральскому прогибу. В начале триаса произошла вызванная уральским орогенезом инверсия вертикальных движений и рассматриваемая область примкнула к широкому поднятию всего востока Русской плиты. В то же время главный депоцентр на платформе сместился далеко к западу, в Московскую синеклизу (см. рис. 2г).
Несмотря на то, что в палеозойском развитии Вятских дислокаций слегка отразились перестройки в соседнем подвижном поясе Урала, ложе Казанско-Кажимского прогиба непрерывно опускалось с накоплением карбонатно-глини-
стых, а в конце перми — терригенных осадков общей мощностью до 2300 м. На уровнях подошв нижнего карбона и сакмарского яруса нижней перми отмечаются региональные перерывы и географические несогласия (рис. 3, 4), что дало повод разным авторам выделять герцинский структурный этаж. Однако связанные с этими несогласиями постепенные срезания горизонтов проявляются только на значительных расстояниях. В пределах же самого Вятского мегавала амплитуда размывов не увеличивалась к его своду, и никаких признаков его роста в герцинскую эпоху не заметно [6, 7, 13 и др.] (см. рис. 3, 4). Точно так же нет несогласия на рубеже перми и триаса, что
ЗСЗ ВЮВ
Рис. 4. Разрез северного сегмента Вятских дислокаций на широте Сырьян (по [2], с небольшими дополнениями) Условные обозначения см. на рис. 3
делает маловероятным и проявление раннеким-мерийской эпохи; характерное для Урала пред-триасовое усиление складчатости здесь выразилось только в некотором увеличении грубост
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.