8. Тектоника континентальных рифтов и впадин

1. Строение континентальных рифтов 2. Режимы рифтогенеза 3. Авлакогены 4. Впадины континентов и внутренние моря 5. Полезные ископаемые

На континентах в большом количестве и многократно в ходе геологи- ческого развития платформ и горно-складчатых областей формировались рифты. Данный термин был впервые применен англичанином Дж. Грегори в 1921 г. для характеристики ограниченных сбросами долин Восточной Афри- ки. Со второй половины ХХ в. было выяснено широкое распространение этих преимущественно линейных тектонических структур в земной коре океанов и континентов. Океанскими рифтами являются подводные хребты, в которых протекает спрединг и рождается новая земная кора. Континентальные рифты весьма широко распространены, имеют различный геологический возраст (от нижнего протерозоя в Удоканском палеорифте Алданского щита до неоген- четвертичного в объектах Евразии, Африки и Северной Америки). Для изу- чения рифтов в семидесятых годах ХХ в. в рамках международного геодина- мического проекта была реализована научная программа, участником кото- рой от СССР были В.В. Белоусов, Е. Е. Милановский и другие. Проведенные по этой программе и последующие исследования пролили свет на природу рифтогенеза и роль рифтов в структурах континентов.

В современном понимании рифты - это сложнопостроенные, обычно линейно вытянутые площади с чередованием поднятий и опусканий, ограни- ченных разрывными нарушениями. Существуют современные и древние рифты (палеорифты). Яркие примеры современных рифтов – это Байкал, ок- ружающие его горы и продолжающие с коленообразными сочленениями Тункинская впадина и долина Верхней Ангары. Протяженность Байкальского рифта около 1000 км (самого Байкала 700 км), ширина грабена до 60 км. Рифт отличается высокой сейсмичностью и контрастностью тектонических движений. Неоген-четвертичный вулканизм проявился незначительно. В строении Байкальского рифта различают грабен озера, глубиной до кристал- лического основания до 6 км (само озеро имеет глубины до 1640 м) и сводо- вые поднятия – Приморский хребет на северо-западе и Баргузинский на юго- востоке. Для изучения геотектонических процессов Байкала и Прибайкалья Академия Наук СССР создала Институт земной коры в г. Иркутске, который на геодинамических полигонах с применением комплекса геологических,

36

геофизических и топографических методов изучает тектонику, современные движения земной коры и глубинные процессы в мантии. В частности, геофи- зические исследования показали, что к основанию земной коры в начале нео- гена подошел мантийный диапир, вызвавший сводовое поднятие и опускания в зоне растяжений.

Более грандиозным сложнопостроенным рифтом является Восточно- Африканский, протянувшийся на 3000 км от Красного моря (государство Афар) до юга Кении. В центральной части рифт раздваивается на две ветви. Для него характерны сейсмическая активность и интенсивный вулканизм с излияниями базальтовой, риолит-андезитовой и щелочной (вплоть до карбо- натитовой) магмы. В грабенах, ограниченных разломами, расположены крупные и глубокие озера Танганьика, Ньяса и другие. В поднятых блоках расположены вулканы – действующие и спящие, в том числе Килиманджаро и Кения.

На территории Западной Европы субмеридионально от Средиземного до Северного морей протянулась цепочка рифтов, из которых пользуется из- вестностью Верхнерейнский. Он имеет протяженность 300 км при ширине 30-40 км. Рифт возник в начале кайнозоя, когда сформировалось сводовое поднятие (горные массивы Вогезов и Шварцвальда) и центральный грабен с широким развитием вулканогенных пород. По геофизическим данным мощ- ность земной коры под рассмотренными рифтами снижена, поверхность Мо- хо выпуклая. В мантийном выступе под рифтом вещество разуплотнено. В гравитационном поле рифту соответствует отрицательная аномалия Буге, обусловленная разуплотнением вещества мантии.

Рассмотренные механизмы рифтогенеза именуют активными, обуслов- ленными поднятиями мантийных диапиров и тепловым возбуждением зем- ной коры. Но существуют многочисленные примеры пассивного рифтогене- за, при котором глубинное тепло в земную кору не поступало. Расчетные мо- дели пассивного рифтогенеза объясняют создание зон растяжения за счет пе- редачи напряжений в земной коре и формирования систем разрывных нару- шений. Асимметричный рифт может возникнуть над пологим глубинным сбросом.

Сравнительно симметричные рифты могут возникнуть над глубинной зоной пластических деформаций в нижней части земной коры с возникнове- нием палингенной магмы. Под влиянием теплового возбуждения земной ко- ры могут возникнуть встречно ориентированные сбросы, создающие систему грабенов и горстов. При плавлении части мантийного вещества возникает ба- зальтовая магма, подъем которой по трещинам и разрывным нарушениям вы- зывает расклинивающий эффект (гидроразрывы), наращивающий трещины и нарушения в длину и раздвигающий их стенки. Для континентальных рифтов механизм гидравлического расклинивания проявлен на завершающем этапе

37

рифтогенеза. Свидетельством этого являются рои параллельных даек в бор- тах рифтов.

Термин авлакоген был предложен Н.С. Шатским для линейных струк- тур, представляющих собой грабены, заполненные мощными толщами терри- генных или вулканогенно-терригенных отложений. Раньше всего и относи- тельно полно они изучены в чехле Восточно-Европейской платформы, вклю- чают Пачелмский, Оршанский, Калтасинский, Московский, Беломорский и др. авлакогены. Единичные, но крупные структуры такого рода выявлены в Сибирской платформе (Иркинеево-Чадобецкий, Уджинский и др). Западно- сибирской плите (Колтогоро-Уленгойский). По механизму формирования ав- лакогены представляют из себя палеорифты, утратившие подвижность и пе- рекрытые (полностью или частично) отложениями осадочного чехла.

Континентальные впадины характеризуются формированием отложе- ний осадочного слоя земной коры аномально большой мощности. Если осад- конакопление было компенсированным, заполняющие отложения представ- лены мелководными морскими и континентальными озерно-аллювиальными фациями. Характерный пример – Прикаспийская синеклиза Восточно- Европейской платформы, Паннонская депрессия Венгрии, Вилюйская синек- лиза Сибирской платформы. При быстром некомпенсированном прогибании образуются внутренние моря. Это часть морей Средиземноморского бассейна (Эгейское и др.), Черное и Южный Каспий. На дне некоторых из этих морей накопились мощные толщи неоген-четвертичных отложений (12-14 км).

Возможные причины формирования впадин и внутренних морей – это, во-первых, эклогитизация вещества гранулит-базитового слоя (тафрогенез, по В.В. Белоусову). Вышележащий гранитно-метаморфический слой либо бази- фицируется, либо отжимается в стороны. Во-вторых, опускание может быть следствием растекания гранитно-метаморфического слоя над мантийным диапиром в разные стороны, что вызовет опускание подошвы осадочного слоя на 12-18 км. Геофизические исследования показывают отсутствие гра- нитно-метаморфического слоя в Центральной части Черного моря, под Юж- ным Каспием и под Прикаспийской впадиной. Граница Мохо выпуклая, зем- ная кора утонена. Граница осадочного слоя вогнутая. Внутренние и некото- рые внешние моря (восточная часть Балтийского, Белое, пролив Ламанш) возникли как следствие погружения ранее существовавших массивов суши по системам разрывных нарушений, и этот процесс сродни пассивному рифто- генезу.

Активный рифтогенез и тафрогенез объединяют признаки возбужден- ного тектонического режима – выпуклость границы Мохо, высокий тепловой поток, общее утонение земной коры. Различный результирующий эффект геодинамики связан частично со свойствами вещества континентальной коры и частично - со степенью ее теплового возбуждения. Пассивный рифтогенез и

38

тафрогенез не находят отражения в особенностях температурного режима верхней мантии и границы Мохо.

Полезные ископаемые современных рифтов немногочисленны, связаны с океанскими системами, где зафиксированы гидротермальные факелы (чер- ные и белые курильщики), из которых осаждаются массивные сульфидные руды цинка и меди. В палеорифтах и авлакогенах заключено разнообразное рудное сырье вулканического и вулканогенно-осадочного генезиса. В древ- нейшем Удоканском рифте разведано крупное месторождение медистых пес- чаников. Обычными являются месторождения железной руды, гидротер- мальные жилы медно-полиметаллических руд и барита. С осадочными фор- мациями завершающей стадии рифтогенеза связаны месторождения углей, гипса и каменной соли. Впадины континентов представляют интерес как хранилища нефти и газа. В качестве примеров можно привести месторожде- ния Азербайджана, Чечни, Прикаспийской синеклизы. Рифтогенез сыграл важную роль в образовании месторождений нефти и газа Западно-Сибирской плиты, которые локализованы в пострифтогенных отложениях над Колтого- ро-Уренгойской системой рифтов, которая длительное время была зоной теп- лового воздействия на отложения чехла. Во впадинах заключены месторож- дения угля, гипса и каменной соли.