Пространственно—временны закономерности структурообразования в земной коре

Короткий опис

Содержание
ВВЕДЕНИЕ...7

Часть I. ОБЩИЕ И ЧАСТНЫЕ ВОПРОСЫ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ Глава 1. Формулировка проблем, определение задач исследований при изучении

процессов структурообразования в земной коре...13

Глава 2. Краткий обзор основополагающих работ по проблеме структурообразования

...15

Глава 3. Подходы и методы исследования...17

3.1. Особенности детального структурно-геологического картирования...17

3.2. Принципы структурно-парагенетического и кинематического анализа и понятие структурных парагенезов...19

3.3. Специфика аналогового тектонического моделирования...20

Глава 4. Структурообразование как полифакторный деформационный процесс.

Базисные факторы деформации...21

Глава 5. Структурные парагенезы простых и комбинированы типов геомеханических обстановок...23

5.7. Структурные парагенезы сжатия-растяжения и простого сдвига...24

5.2. Общая характеристика обстановок транспрессии и транстенсии...26.

5.2.1. О понятиях транспрессии и транстенсии...26

5.2.2. Экспериментальное воспроизведение структурных парагенезов транспрессии и транстенсии...29

5.2.3. «Обратный» кинематический эффект при транспрессивном надвигообразовании...54

5.3. Обобщенная характеристика структурных парагенезов транспрессии и транстенсии и формулировка первого защищаемого положения...59

Глава 6. Компрессионно-декомпрессионный механизм деформационно-вещественных

преобразований...63

Глава 7. Формирование структурно-вещественных неоднородностей и вторичной

расслоенности земной коры...93

7.1. Структурно-вещественные неоднородности компрессионной природы...93

7.1.1. Неоднородности, связанные с гетерогенностью деформаций в обстановке компрессии...93

7.1.2. Деформационно-метаморфическаярасслоенность... 102

7.1.3. Тектоническая расслоенность... 103

3

7.2. Структурно-вещественные неоднородности декомпрессионной

природы...109

7.2.7. Метасоматические элементы разреза... 109

Углеродистый метасоматоз

Окварцевание

Железо-магнезиальный и магнезиально-калыщевый типы метасоматоза

Силикатизация карбонатов

Карбонатизация силикатных сланцев 7.2.2. Магматические элементы разреза...120

7.3. Природа геологических границ и расслоенности метаморфических толщ...123

7.4. Краткое обобщение по главам 6, 7 и формулировка второго защищаемого положения...124

Часть И. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ПОДВИЖНЫХ ПОЯСАХ И КРАТОНАХ Глава 8. Строение и развитие разновозрастных линейных подвижных поясов как зон транспрессивного сдвига...128

8.1. Транспрессивная структура варисцид Южного Тянь-Шаня...128

8.1.1. Введение...128

8.1.2. Метаморфические и вулканогенно-осадочные комплексы Охнинско-Талдыкскоп структуры...131

Канская свита. Каиндинская свита. Метаморфизм.

8.1.3. Характеристика внутреннего строения и развития капской и каиндинской свит...134

Участок Акбура Участок Киргизата

8.1.4. Обобщенная модель эволюции палеозоид Туркестано-Алайской зоны...155

8.1.5. Зона Таласо-Ферганского разлома...158

8.1.6. Заключение и выводы...163

8.2. Варисциды области сочленения структур Южного Урала и Тянь-Шаня (хребет Султан-Увайс)...164

8.2.1. Введение...164

8.2.2. Краткая характеристика тектонической структуры региона...165

4

8.2.3. Общие сведения о геологии района...166

8.2.4. Последовательность развития и кинематика деформационных событий...169

8.2.5. Обсуждение и обобщение результатов...185

8.3. Структура палеозоид Южного Урала...189

8.3.1. Введение...189

8.3.2. Структура и кинематическая эволюция западной части Южного

Урала...192

Максютовский эклогит-глаукофановый комплекс

Суванякский комплекс

Зилаирский комплекс

Сакмарская зона

Передовой складчато-надвиговый пояс (форланд)

8.3.3. Обобщенная модель строения и тектонической эволюции Южного

Урала...219

8.4. Структура свекокарелид Северного Приладожья...226

8.4.1. Введение...226

8.4.2. Общие черты тектонического строения Свекокарельской области...228

8.4.3. Структурно-кинематическая эволюция свекокарелид...229

8.4.4. Латеральная и вертикальная структурная зональность...240

8.4.5. Оремобилизации гранито-гнейсового фундамента и диапиризме... 246

8.4.6. Заключение... 249

8.5. Строение архея и раннего протерозоя северо-запада Кольского полуострова... 251

8.5.1. Введение...251

8.5.2. Краткие сведения о структурно-формационных комплексах геопространства Кольской сверхглубокой скважины...251

8.5.3. Строение и структурно-кинематическая эволюция геопространства Кольской СГС...257

Архейский этап структурообразования Раннепротерозойский этап структурообразования Рифейский этап тектогенеза Структура и развитие Печенгского комплекса

5

8.5.4. Геодинамическая модель строения и развития геопространства Кольской СГС...277

8.6. Перикратонный поясрифеид Восточно-Европейской платформы (п-ова Рыбачий и Средний)...280

8.7. Краткое обобщение по данной главе и формулировка третьего защищаемого положения...292

Глава 9. Природные структуры транстенсии...295

Провинция Бассейнов и Хребтов

Mz-Kz впадины Забайкалья

Троги Карельского массива Глава 10. Геодинамические пары и системы структур транспрессии и

транстенсии...319

10.1. Пространственно-парагенетические соотношения кратонов и подвижных поясов...319

10.1.1. Примеры из областей раннего докембрия...320

Балтийский шит

Кратон Сьюпириор Канадского щита Кратон Слэйв Канадского щита Африканская и Австралийская платформы

10.1.2. Примеры соотношения рифейских и фанерозопских поясов и перикратонных структур растяжения в пределах Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформ...330

10.2. Краткое обобщение по данной главе и формулировка четвертого защищаемого положения...339

Глава 11. Пространственно-временные закономерности формирования и развития

разновозрастных линейных подвижных поясов земного шара...342

11.1. Кинематический анализ разновозрастных подвижных поясов...342

11.1.1. Докембрийские подвижные пояса... 343

Балтийский щит...343

Зона (пояс) Колмозеро-Воронье Центрально-Кольский блок Печенга-Имандра-Варзугская зона Беломоро-Лапландский пояс Саво-Ладожская зона

6

Канадский щит...359

Сдвиговая зона Грэйт Слэйв Лэйк Подвижные пояса провинции Нейн Африка...372

Пояс Лимпопо

Пояса пан-африканской орогении Ороген Дамара

Подвижный пояс Аравийского щита Транс-Сахарский пояс

Пояса Южной Америки...392

Пояс Рибейра-Арасуаи

Пояс Дом-Фелисиано

Система сдвиговых зон Борборема

11.1.2. Фанерозойские подвижные пояса...398

Аппалачи

Армориканский массив и Пиренеи Южный Тянь-Шань и Урал Прочие складчатые пояса

11.2. Устанавливаемые закономерности в кинематической эволюции линейных подвижных поясов и формулировка пятого защищаемого положения...416

ЧастьШ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩЕПЛАНЕТАРНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ТЕКТОГЕНЕЗА...424

Список литературы...431

Введение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Вопросы строения земной коры, происхождения и эволюции ее структур являются основополагающими в геотектонике, а данные по кинематике структурообразующих тектонических движений принципиально важны для построения адекватных геодинамических моделей становления и развития литосферы в целом. Наполнение таких моделей новыми фактическими данными, типоморфными чертами и эмпирическими закономерностями было и остается актуальным в этом разделе наук о Земле. При этом особую теоретическую и практическую значимость приобретают данные о причинно-следственных взаимосвязях ведущих эндогенных процессов (магматических, метаморфических, деформационных) между собой и с реальными разномасштабными геологическими структурами, наблюдаемыми на поверхности, а также о пространственно-временных закономерностях их эволюции на планете. Соединение этих знаний воедино открывает новые возможности в познании и понимании природы и эволюции многих геологических процессов в недрах Земли.

Цель и задачи работы. Основной целью работы являлось выяснение эмпирических пространственно-временных закономерностей структурообразования в континентальной земной коре на основе единого структурно-парагенетического подхода к разномасштабным геологическим объектам, с учетом кинематической согласованности тектонических движений и компенсационного фактора протекания деформации в сопряженных или иерархически соподчиненных объемах.

Для достижения этой цели автором решались следующие задачи:

- усовершенствование и развитие методов структурно-парагенетического анализа;

- детальное структурно-геологическое и геокартировочное изучение целого ряда региональных геологических объектов разного возраста и длительности эволюции, разного масштабного ранга и геоструктурного положения из различных регионов;

- выяснение соотношений и парагенетических взаимосвязей деформационных и вещественных преобразований в полистадийно и полиэтапно развивавшихся геоструктурах, привязка реперных деформационных событий к известным геохронологическим датировкам;

проведение структурно-парагенетического и кинематического анализов геологических объектов и выяснение геодинамических условий формирования их структуры;

- создание моделей тектонической эволюции отдельных регионов на основе результатов изучения их деформационно-вещественной эволюции, структурно-парагенетического и кинематического анализа;

- воспроизведение ряда характерных геодинамических обстановок и региональных структур методами аналогового моделирования и сопоставление их с природными данными;

- выяснение типологических черт строения геоструктур, развивавшихся в схожих и резко различных геодинамических обстановках;

- сравнительный анализ структурной эволюции ряда однотипных региональных геологических структур;

выяснение взаимосвязей между такими тектонически контрастными геоструктурными элементами континентальной земной коры как кратоны и сопряженные с ними подвижные пояса;

- сопоставление полученных авторских результатов с аналогичными или близкими литературными структурно-геологическими данными по ряду регионов мира для выявления общих закономерностей или отличительных черт эволюции структурообразования в планетарном масштабе.

Фактический материал и личный вклад автора. Использовавшийся автором в работе фактический материал можно разделить на три группы. Наиболее существенная из них объединяет оригинальные авторские данные, полученные в ходе личных исследований на протяжении тридцати с лишним лет в самых различных регионах, охватывающих геологические объекты разного возраста, формационного наполнения, геоструктурного положения и типа эволюции. Эти материалы включают результаты особо детального площадного структурно-геологического картирования (М 1:10 000 — 2 000 и крупнее), структурно-парагенетического анализа структурных элементов, изучения структурно-текстурных и деформационно-вещественных преобразований пород, особенностей и термодинамических характеристик метаморфизма, метасоматоза, магматизма. Регионы исследований автора: Западное Прибайкалье, Южный Тянь-Шань, хребет Султан-Увайс, Южный Урал, Северное Приладожье, Центральная Карелия, Кольский полуостров. Самостоятельную значимость представляют результаты аналогового тектонического моделирования, проводившиеся автором в Лаборатории тектонофизики им. В.В.Белоусова Геологического факультета МГУ, с помощью которого воспроизводились те или иные типы геомеханических обстановок нагружения и полученные результаты сравнивались с природными структурами, изучались характерные элементы структурных парагенезов, моделировались регионально-тектонические ситуации. Третья группа включает результаты целенаправленного анализа литературных структурно-геологических данных, опубликованных геологических карт, датировок абсолютного возраста из различных регионов мира, которые сопоставлялись и коррелировались с авторскими наблюдениями и

9

результатами с целью выявления общих закономерностей или отличительных черт эволюции схожих геоструктурных элементов.

Научная новизна. Диссертация содержит много новых, впервые полученных картировочных, структурно-геологических и кинематических данных и фактического материала особой степени детальности и проработки, представляющих принципиальную значимость для понимания строения и эволюции каждого из изученных регионов, для построения обновленных моделей их геодинамической эволюции. На основании анализа этого материала выявлены не только абсолютно новые пространственно-временные закономерности структурообразования в земной коре, генетическая взаимосвязанность сопряженных геоструктурных элементов земной коры, но и согласованность кинематической эволюции отдаленно расположенных структур, предполагающая единство и, вероятно, некий общий источник движущих сил и процессов. Наконец, впервые установлен феномен цикличности во времени смены кинематики сдвиговых движений в подвижных поясах и установлена тенденция уменьшения во времени продолжительности этих циклов. Все это позволило несколько по иному взглянуть на многие проблемы тектогенеза и поставить ряд новых вопросов, требующих своего разрешения.

Практическое значение. Результаты работ автора и используемые методические подходы имеют практическую значимость в нескольких отношения. Полученные геокартировочные материалы неоднократно использовались производственными организациями при составлении региональных геологических карт, а методические разработки включались в методические рекомендации для практического использования. Материалы исследований автора нашли практическое применение в работе НПЦ «Кольская сверхглубокая» и используются в текущих исследованиях по мониторингу геодинамических процессов в пределах геопространства скважины, включаются в ежегодные отчеты НПО Министерства природных ресурсов РФ. Структурно-парагенетический подход и материалы автора успешно использовались в исследованиях по выявлению закономерностей проявления и прогнозу перспективных площадей рудной свинцово-цинковой минерализации на Барецевоморском побережье Кольского полуострова (совместно с В.И. Казанским и др. -ИГЕМ РАН), что позволяет видеть перспективу такого подхода и для других рудоносных провинций. Методы тектонофизического моделирования применялись и для оценки распределений метана в угольных пластах Кузбасса и прогноза их газоносности. В целом же, наработки автора в вопросах структурообразования (в частности, по структурным парагенезам транспрессии и транстенсии, механизму компрессии-декомпрессии) позволяют

10

расширить возможности структурно-геологического подхода при изучении природных геологических структур и при анализе их потенциальной рудоносности. Защищаемые положения.

1. Экспериментально и эмпирически выявлены и охарактеризованы структурные парагенезы транспрессии и транстенсии, возникающие как следствие совместного проявления и взаимодействия геомеханических обстановок сжатия-растяжения и простого сдвига и представляющие собой комбинацию и интерференцию соответствующих этим обстановкам структурных элементов.

2. Одним из ведущих механизмов реализации деформаций в земной коре и формирования ее разномасштабных структурно-вещественных неоднородностей является компрессионно - декомпрессионный механизм деформационно - вещественных преобразований, ответственный за одновременное возникновение сопряженных объемов с анизотропным и изотропным структурированием пород. Этот механизм определяет и контролирует интенсивный массообмен в коре, сопровождаемый как дифференциацией по составу исходно однородных пород, так и, наоборот, осреднением по составу ранее расслоенных объемов, обуславливая формирование вторичной расслоенности коры.

3. Линейные подвижные пояса земного шара независимо от возраста и геоструктурного положения на определенных этапах своей эволюции развиваются схожим образом как структуры режима транспрессии с характерным дивергентно-веерным внутренним строением и с соответствующими этому режиму структурным парагенезом, латеральной и вертикальной структурной зональностью.

4. Пространственно сопряженные геоструктурные элементы первого порядка земной коры - линейные подвижные пояса и кратоны - на определенных этапах эволюции составляют единые геодинамические пары и системы, развивающиеся кинематически согласованно и взаимосвязано в режимах транспрессии и транстенсии, как возможное следствие проявления и взаимодействия сопряженных конвективных ячеек или плюмов.

5. Впервые выявлен и обоснован феномен кинематических инверсий в линейных подвижных поясах различного возраста, характеризующийся неоднократной сменой знака сдвиговой компоненты тектонических движений в ходе их эволюции. Выявлена пространственная и кинематическая согласованность этих движений в одновозрастных диагонально и ортогонально сопряженных системах поясов. Установлена цикличность кинематических инверсий, сочетающаяся с направленным во времени уменьшением длительности циклов от 100 млн. лет в докембрии до 25-30 млн. лет в мезо-кайнозое.

11

Публикации и апробация работы. Результаты исследований автора по теме диссертации отражены в 75 публикациях (в том числе 1 коллективная монография, 10 в рецензируемых журналах, 26 в рецензируемых сборниках).

Материалы работы докладывались на семинарах по геотектонике и геодинамике в и на ежегодных Белоусовских чтениях в ИФЗ РАН, на Региональных, Всесоюзных, Всероссийских и Международных совещаниях и симпозиумах: III Всесоюзный симпозиум по метаморфизму (Свердловск, 1977), Всесоюзное совещание «Метаморфизм и метаморфические комплексы Урала» (Свердловск, 1982), «Гранито-гнейсовые купола» (Иркутск, 1983), VI Всесоюзная конференция «Метасоматизм и рудообразование» (Ленинград, 1987), I, II, III Всесоюзные школы «Структурный анализ кристаллических комплексов» (Москва, 1986; Тбилиси, 1988, Киев, 1990, С-Петербург, 1994), Всесоюзные симпозиумы «Экспериментальная тектоника в решении задач теоретической и практической геологии» (Новосибирск, 1982, 1990; Москва, 1991), Совещание «Структурные парагенезы и их ансамбли» (Москва, 1997), Симпозиумы Международной рабочей группы «Деформации и метаморфизм горных пород» (Потсдам, 1982; Иркутск, 1983; Вроцлав, 1985, Прага, 1986; Берлин, 1988), XXXI - XXXVII Тектонические совещания (Москва, 1988-2003; Новосибирск, 2004), Международные совещания по Проекту № 408 Международной Программы по Геологической Корреляции ЮНЕСКО (Заполярный, 1999; Апатиты, 2001).

Благодарности. Автор бесконечно благодарен своим первым учителям и наставникам в геологии В.В. Эзу, Т.М. Гептнер, Н.В. Короновскому, чью постоянную помощь и поддержку чувствовал все эти годы. Неоценимую роль в появлении этой работы и в ее успешном завершении сыграл В.Н. Шолпо, с которым автор обсуждал практически все затронутые аспекты исследования и всегда находил понимание и искреннюю заинтересованность. За все это ему особая благодарность и вечная память...

Эта работа рождалась в тесном сотрудничестве с коллегами по работе, с кем автор делил радости и тяготы полевых исследований, проводил долгие часы в плодотворных дискуссиях и в обсуждении новых материалов: В.А. Зайцевым, М.С. Фельдманом, А.И. Смульской, Л.Н. Куклеем, Д.Е. Гафт, Ю.Ф. Соколовой, Н.А. Мироновой, Л.Ф. Добржинецкой, М.Л. Соминым, Ю.П. Видяпиным, М.Н. Шапиро, А.Л Кулаковским, Г.И. Рейснером, Л.И. Иогансон, Ю.В. Нечаевым, Ю.С. Геншафтом, А.Я. Салтыковским, Ш.А. Мухамедиевым, А.В. Каракиным, Н.И. Павленковой, А.В. Спиридоновым, Ф.Л. Яковлевым, Ю.Л.Ребецким, Н.С. Фроловой, Т.Л. Кронрод, Л.И. Деминой, В.Г. Талицким, В.А. Галкиным.

На протяжении многих лет автор тесно сотрудничал, пользовался консультациями и ценными советами А.В. Лукьянова, М.Г. Леонова, М.Л. Коппа, Е.Н.Терехова, СЮ.

12

Колодяжного, Д.С. Зыкова, Ю.В. Миллера, В.В. Травина, В.В. Балаганского, Н.Е. и Н.Е. Козловых, Т.В. Каулиной, Ж.А. Федотова.

На отдельных этапах своей работы автор имел счастливую возможность сотрудничать и консультироваться с академиками РАН Ф.А. Летниковым, Ф.П. Митрофановым, Е.И. Шемякиным, членом-корреспондентом РАН Б.В. Левиным.

Неоценимую помощь в работе и моральную поддержку автору оказали Г.Н. Квятковская и Т.Н. Филатова.

Всем им автор выражает самую искреннюю признательность и благодарность.

Автор благодарен за приятное и плодотворное сотрудничество в последние годы с Д.М. Губерманом, Ю.П. Смирновым, Ю.Н. Яковлевым, А.Н. Никитиным.

Автор признателен чл.-корр. РАН А.О. Глико, за внимание и поддержку работы, особенно на самых трудных завершающих этапах ее написания.

13 Часть I. ОБЩИЕ И ЧАСТНЫЕ ВОПРОСЫ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ

Глава 1. Формулировка проблем и определение задач исследований при изучении процессов структурообразования в земной коре

Длительная и полиэтапная тектоническая эволюция земной коры запечатлена, образно говоря, в ее «структурных летописях», которые представлены в виде морфологически разнообразных, разномасштабных, часто разновозрастных структурных элементов, парагенетически взаимосвязанных или наложенных друг на друга и составляющих вместе сложную интегральную структуру внешней оболочки Земли. Ее расшифровка требует использования специальных подходов и ряда методик, составляющих «инструментарий» структурной геологии, применение которых позволяет не только составить представление об общем характере или деталях структуры того или иного объема коры, но и выявить кинематику структурообразующих движений, ориентировки действовавших сил, их изменчивость во времени и пространстве. Это дает, можно сказать, базовый фактический материал, который принципиально важен и первостепенно необходим при построении геодинамических или тектонических моделей любой идейной направленности. Отсюда вытекает особая значимость структурно-геологических исследований и необходимость совершенствования методик и подходов, поиска новых закономерностей и особенностей корового структурообразования. Любые усилия в этих направлениях, тем более продуктивные, следует приветствовать, так как обогащают коллективный опыт, дают новые знания, ставят новые вопросы.

В большинстве своем проводимые ныне исследования, ввиду нарастания их специализации, идут, как правило, с разными целями и задачами, не всегда взаимосвязанными между собой - чисто региональными, по отдельным явлениям или процессам, в узком временном интервале эволюции коры, для опробования одних или других методик. Это естественная и весьма продуктивная тенденция. Тем не менее, возможен и несколько иной подход, включающий целенаправленный и разносторонний анализ взаимосвязей самых разных процессов, установление их причинно-следственных связей, выяснение пространственно-временных закономерностей их эволюции, исходя из предположения согласованности действия, взаимозависимости, масштабно-иерархического соподчинения этих процессов в единой эволюционирующей системе, в данном случае земной коре или литосфере. В своей работе автор сделал попытку использования именно такого подхода при изучении коровых структурообразующих процессов, исходя из

14

предпосылки полифакторного их развития и с учетом новых тенденций в представлениях на природу и условия протекания таких процессов.

Новейшие, еще только формирующиеся представления о характере структурообразования в земной коре особое значение придают тому, что ответственные за это тектонические процессы реализуются через масштабно-иерархически построенную систему полей напряжений и деформаций, протекая отчетливо гетерогенно в неоднородных, структурированных средах [Панин и др., 1985; Гончаров, 1993, 1997, 1999; Талицкий, 1994, 2002 и др.]. Также весьма неоднородно, взаимообусловленно и взаимосвязанно с тектоническими процессами в коре, проявляются и вещественные преобразования, определяемые метаморфическими, метасоматическими и магматическими процессами [Глебовицкий и др., 1980; Глебовицкий, 1996; Летников, 2000; Эз, 1978]. Несомненно, еще большее усложнение в структуре коры происходит по мере ее эволюции от древнейших этапов к последующим, вплоть до новейшего времени. В конечном итоге формируется та сложнейшая, полиэтапная и полигенная, иерархически построенная система структурно-вещественных неоднородностей, которая определяет строение глубинных горизонтов коры или тех ее объемов, которые выведены на поверхность в древних кристаллических массивах или щитах.

Структура сильно дислоцированных и метаморфических комплексов, как правило, характеризующая не приповерхностные, а разноглубинные уровни развития земной коры, по нашему мнению и опыту может рассматриваться как закономерно построенная, эволюционирующая во времени ассоциация различных по морфологии, размерам и генезису деформационных элементов, связанных между собой парагенетическими соотношениями и масштабно-иерархическим соподчинением. Она возникает как сбалансированная на всех масштабных уровнях релаксационная реакция деформируемого структурированного материала на постоянно меняющееся во времени и пространстве поле напряжений. В свете этого, для правильного и наиболее полного понимания тектонической эволюции любого региона и коры в целом необходимо изучение особенностей ее структурной организации в разных масштабах с одновременным выявлением пространственных, временных и генетических взаимосвязей между всеми структурообразующими процессами — деформационными, метаморфическими, метасоматическими, магматическими. Не менее важно учитывать полифакторность процессов деформационно-вещественных преобразований, развитие которых обуславливается проявлением и взаимодействием сразу нескольких факторов, определяющих базисные характеристики этих процессов и вносящих свою лепту в структурную организацию эволюционирующего корового объема. Подобный

15

подход, позволяющий «пробиться» сквозь кажущийся хаос разномасштабных и полистадийных элементов структуры сложно дислоцированных толщ, увидеть закономерности в их пространственно-временной организации и наметить общие черты протекания в земной коре процессов деформационно-вещественных преобразований, продемонстрирован в работе на примерах из самых разных регионов мира и их разновозрастных геоструктурных элементах.

В соответствии с целями и задачами исследования, сформулированными во Введении, все геологические объекты самого разного масштабного ранга, лично изучавшиеся автором или же известные ему по целенаправленной компиляции литературных данных, рассматривались в едином ключе посредством структурно-парагенетического анализа и с учетом влияния ряда базисных факторов деформации, определяющих широкий спектр разнообразия образующихся в природе структурных форм. Это обеспечивало качество унифицированного принципа рассмотрения и как бы системного подхода в исследовании.

Глава 2. Краткий обзор основополагающих работ по проблеме структурообразования

В своей работе автор использовал богатый коллективный опыт геологов, накопленный поколениями, и результаты исследований коллег, ныне занимающихся проблемами структурообразования. Все усилия в этом направлении по сути дела направлены на решение обратной задачи - определение условий протекания деформационного процесса по его результату - геологической структуре. Основополагающим методом ее изучения, особенно в сложно дислоцированных и полидеформационных комплексах, является структурно-парагенетический анализ, формулировка принципов и развитие которого связано в первую очередь с работами А.В. Лукьянова [Лукьянов, 1963; Лукьянов, Щерба, 1972]. Им же введены в структурную геологию важнейшие понятия о совместимости и согласованности деформаций, развивались и развиваются плодотворные идеи о тектоническом течении и тектоническом расслоении геоматериала, о важной роли и механизмах стресс-метаморфизма горных пород, о роли релаксационных автоколебательных и циклических систем в эволюции различных геологических процессов [Лукьянов, 1980, 1987,1991; Лукьянов, Лукьянова, 1987].

Огромное значение для развития структурной геологии и для практикующих геологов имели работы В.В. Эза по наложенным деформациям в полистадийно развивавшихся комплексах и деформационно-метаморфическому расслоению объемов земной коры [Эз, 1976, 1978, 1985]. Он один из первых показал возможность больших внутрикоровых (конвективно-адвективных) перемещений материала, сопровождавшихся мощной

16

структурно-текстурной перестройкой пород и разноглубинными вещественными преобразованиями, приводящими к вторичному расслоению коры.

Весьма плодотворными для модельных обобщений структурно-геологических данных являются представления М.А.Гончарова о компенсационном принципе реализации тектонических движений в земной коре и его влиянии на структурные парагенезы [Гончаров,

1988, 1993]. Развиваемый им рангово-иерархический подход к конвективно-адвективному структурообразованию в коре открывает возможность сближения радикальных представлений фиксизма и мобилизма [Гончаров, 1997,999].

Важным шагом в развитии структурно-геологического направления можно считать работы В.Г. Талицкого и В.А. Галкина [Талицкий, 1991, 1992, 1994, 2002; Талицкий, Галкин,

1989, 1997] по особенностям структрообразования в средах с исходной структурой, творчески применивших новейшие наработки в области мезомеханики деформируемых композитных сред [Панин и др., 1985]. Представления о ранговых уровнях деформации обогатили масштабно-иерархический подход в изучении геологических структур [Талицкий, Галкин, 1987], а подробные характеристики генетических типов структурных парагенезов расширили рамки структурно-парагенетического анализа [Талицкий, 1994; Гончаров и др., 1995].

В освещении многих общих вопросов структурообразования большую роль сыграли работы: М.Л.Коппа по структурным рисункам для разных геомеханических обстановок и ансамблям структур в условиях латерального выжимания материала, по кинематике сдвиговых тектонических движений в орогенах юга России и Средней Азии [Копп, 1989, 1991, 1997]; Л.М. Расцветаева - по парагенетическому методу структурного анализа дизъюнктивов [1987], по выделяемым им принципиально новым типам структур обстановок сжатия - содвигам [1991, 2002]; М.Г. Леонова — яркие и оригинальные работы по вертикальной акреции корового слоя в подвижных поясах и на древних платформах [Леонов и др., 2000], по соотношениям пластических деформаций и метаморфизма [Леонов, 1988; Леонов, Кожухарова, 1990], по подвижности кристаллической коры, выраженной в концепции постумной реидной тектоники консолидированного фундамента [Леонов, 1991, 1993].

Нельзя не отметить огромный вклад в учение о структурных парагенезах экспериментальных тектонофизических работ, проводившихся в нескольких крупных научных центрах. В Москве: в Геологическом институте РАН [Лукьянов, 1980, 1987], в Лаборатории тектонофизики и экспериментальной тектоники В ИФЗ РАН [М.В. Гзовский..., 2000; Тектонофизика сегодня, 2002 и др.]; в Лаборатории тектонофизики Геологического ф-

17

та МГУ [Гептнер, 1970, 1988; Морозов, Гептнер, 1997; Талицкий, Галкин, 1989, 1997]; В Иркутске в Институте земной коры [Шерман, 1984; Шерман, Бабичев, 1989; Шерман и др., 1991, 1992, 1994]; в Новосибирске в Институте геологии и геофизики СО РАН [Лучицкий, Бондаренко, 1974, 1967; Бондаренко, 1976, 1989, 1990 и др.]; в Киеве в Институте геофизики НАН Украины [Гутерман, 1987].

Глава 3. Подходы и методы исследования

Использовавшийся автором особый подход к получению первичного фактического материала включает неразрывное единство предельно детального структурно-геологического картирования, структурно-геологического и кинематического анализов и возможностей аналогового тектонического моделирования.

3.1. Особенности детального структурно-геологического картирования.

Специфика структурно-геологического картирования заключается, прежде всего, в его особой детальности, в площадном принципе картирования, когда основные маркирующие элементы и геологические границы разного рода прослеживаются по простиранию, а не путем отдельных разрозненных пересечений через изучаемую площадь. Неотъемлемой чертой такого картирования является «телескопированное», если можно так выразиться, масштабирование картографических построений, когда в зависимости от степени сложности реальной структуры и характера обнаженности повышается детальность (укрупняется масштаб) ее отрисовки на отдельных ключевых участках. В этом случае составляется как бы иерархия разномасштабных карт, представляющих стиль и специфику строения разных ранговых уровней, начиная от регионального масштаба и заканчивая зарисовками отдельных участков и конкретных обнажений (обычно в диапазоне М 1:10000 — 1:200 или 1:50). Конечно это требует терпения, кропотливой работы и больших затрат времени, что окупается качеством и детальностью информации, ее достоверностью и разнообразием.

Еще одной особенностью такого картирования является выбор картируемых элементов, среди которых помимо лито-стратиграфических единиц разреза и отдельных маркирующих горизонтов, используются разного рода структурно-вещественные неоднородности (разрывы, зоны смятия, рассланцевания, локализованных деформационно-вещественных преобразований, геологических тел метасоматической и магматической природы, трендов плоскостных элементов, типа полосчатости и сланцеватости, линейности). В случае возможности их разделения по времени или относительной стадийности формирования, площадные картины их «поведения» визуализируют структурные планы

Список литературы