книги из ГПНТБ / Свешникова Е.В. Магматические комплексы центрального типа

очага приводит к образованию в его кровле локального купола, отвечающего размеру самого очага.

Магмоподводящий глубинный разлом может достигать довольно высоких горизонтов земной коры, и тогда одновременно с началом развития периферического очага происходит извержение, обычно центрального типа. Такое явление имело место в истории формиро­

ных вулканов. Такой же точки зрения придерживался и Б. Эшер [265]. Кроме вулканического аппарата перед формированием цент­

внутри разлома в какой-то степени обособляется внутрикольцевой (внутриконический) блок, способный к передвижению, в котором участвует проникающая по разлому магма. Значительные верти­ кальные подвижки внутрикольцевого блока способны вызвать на поверхности образование кольцевого грабена или кольцевого горста (локального купола). Их следует отличать от более раннего купольного поднятия кровли над очагом или кальдерного проседа­ ния вокруг центрального вулкана. Иногда в заключительную ста­ дию развития поверхностной кальдеры, в результате некоторого оживления уже почти исчерпанного магматического очага, обра­ зуется еще один тип локального купола — внутрикальдерный, классическим примером его является внутрикальдерный купол структуры Веллес — рис. 66 [367]. В том случае, когда кольцевые (или конические) разломы кровли очага не достигают поверхности, происходят подземные подвижки блоков и образуются котловины обрушения. Этот процесс часто сопровождается дроблением и дифференциальными подвижками отдельных частей блоков. Подобную картину сложного формирования гранитоидных комп­ лексов рисует в своей схеме Т. В. Перекалина (рис. 67).

140

Все особенности строения разных типов кольцевых, конических и сложных магматических комплексов в сущности связаны с раз­ нообразным проявлением кольцевых и конических разломов с диф­

с внешнего — наиболее крупного кольцевого разлома. По-види­ мому, вследствие постепенного увеличения объема периферического*

его размеров, дроблением внутрикольцевых блоков и формирова­ нием кольцевых, дугообразных и внутрикольцевых. интрузивных тел.

141

В качестве примера развития центрального комплекса, в строе­ нии которого принимал участие вулканический аппарат, можно привести данные по массиву Мессум [308]. Начальной стадией его развития (рис. 69) явилось извержение и формирование вулкана центрального типа, питавшегося за счет глубинного источника. После этого на некоторой глубине образовался сложный межпластовый лополит габбро и лишь в следующей стадии ( I I I этап) в породах фундамента образовался кольцевой разлом, огра­ ничивающий центральную структуру. Дифференциальные подвижки по кольцевому разлому привели к подземному кальдерообразному проседанию, которое в свою очередь вызвало формирование про­ вальной поверхностной котловины, ограничения которой представ­ ляют собой мелкие поверхностные сбросы (этапы I I I — V ) . В этот период по разломам поднимались небольшие порции генерирован­ ной кислой магмы, кое-где достигавшей поверхности. В заключи­ тельный (VI) этап обновлялись разломы центрального комплекса,

развитие претерпел комплекс Рангва(Кения). Здесь в начальный этап (рис. 70) формировались кольцевой разлом, подземное кальдерообразное проседание и внутрикольцевое интрузивное тело, сопровождаемое серией кольцевых даек. Затем по цилиндриче­ скому каналу и коническому разлому внедрился ультраосновной интрузив, который был большей частью разрушен последующей деятельностью центрального вулкана. Примерно в это же время произошло излияние лав Кисиигири. После окончания извержения вулкана в его канале, заполненном вулканогенным материалом, возникло штокообразное тело карбонатитов, окруженное многочис­ ленными мелкими коническими дайками. В современном срезе массив Рангва несет лишь фрагменты магматогенных тел этого длительно развивавшегося комплекса.

Нет сомнения в том, что развитие сложных полицентральных комплексов протекает еще более длительно, в течение многих и весьма различных по содержанию этапов. Это выявляется при сравнении истории формирования таких образований, как Малл, Нуанетси или Хибинского. Иногда в ранний этап развития таких комплексов формируются внешние, наиболее крупные кольцевые разломы. Позже в их пределах образуются более мелкие по разме­ рам самостоятельные центральные комплексы. В других случаях нет внешнего кольцевого разлома у полицентрального комплекса, имеет место лишь сближенность центров структур, которые обычно развиваются не одновременно, а несколько опережая друг друга (например, развитие комплекса Сара-Фиер, Нигерия).

Как видно даже из краткого обзора истории образования упо­ мянутых магматических комплексов, их формирование происходило во многом различными путями. Вместе с тем можно выделить

143

отдельные, наиболее крупные этапы, общие для большинства цент­ ральных комплексов.

Так, к раннему этапу относится развитие периферического магматического очага. При этом возможно извержение централь-

Рис. 70. Схема развития комплекса Рангва, Кения [319].

ного вулкана, питавшегося глубинной магмой. В этот период обычно происходят вертикальные перемещения кровли над очагом с образованием на поверхности локального купола или кальдерного провала. В некоторых случаях в кровле очага образуется также лополитообразное интрузивное тело.

Первые исследователи центральных магматических комплексов Северной Шотландии Е. Бейли, К. Клауф, X. Мауфе и другие считали, что кольцевые разломы являлись осложнениями куполо­ образно приподнятой кровли неглубоко залегающей магматической камеры. Е. Бейли [206] ссылался при этом на пример массива Бен-Невис, где эрозия обнажила магматическую камеру с цилин­ дрическим внутрикольцевым блоком, опущенным в нее. Отметим, что это почти уникальный пример вскрытия эрозией одновременно бывшего очага и кольцевой структуры.

В 1929 г. Б. Эшер [265] опубликовал свою гипотезу образования кольцевых (конических) разломов и кальдерных провалов. По его мнению, при развитии периферического магматического очага

А л J

Рис. 71. Диаграмма образования кальдеры и конического (или кольцевого) разлома вокруг вулканического цилиндра [265].

СІС — ограничения кальдеры; DEF — дно кальдеры; d — глубина ее проседания, х — радиус вулканического цилиндра, а — угол наклона поверхности скольжения; ß — угол падения поверхности вулканиче­ ского конуса; Ii — глубина распространения концентрического раз ­ лома

образуется ядро перегретых газов, которое, отделившись от очага, активно продвигается вверх с разрушением пород кровли и обра­ зованием полого цилиндра. Свод этого цилиндра поддерживается радиальным давлением газов. При дальнейшем возрастании диа­ метра цилиндра давление газов будет ослабевать, что может при­ вести к проседанию вокруг цилиндра боковых пород с формирова­ нием кольцевого или конического разлома, имеющего крутое паде­ ние внутрь (рис. 71). В пределах кольца просевшие породы дробятся на блоки, иногда они образуют хаотическую мозаику.

Гипотезу Б. Эшера поддержал недавно Дж. Сиднер [362], кото­ рый применил его гипотетический механизм для объяснения обра­ зования серии разнообразных кольцевых и конических разломов, окружающих вулканические жерла сложного вулкано-плутона Паресис. Многократное повторение этого процесса с постепенным уменьшением диаметра концентрических разломов и некоторым смещением вулканического канала (и центра структуры) в прост-

трубок. Д. Рейнольде также отмечает, что газовые цилиндрические резервуары, учитывая данные X. Вильямса, X. Куно и других, могут продолжаться очень глубоко, вплоть до перидотитового слоя.

Л. Уейджер и У. Дир считали, что смещение (проседание) гор­

-— лому весьма глубокого за­ ложения; вслед за экспло­

Наибольшей популярностью среди геологов пользуется гипотеза Е. Андерсона. В своей работе [199] он попытался математически рассчитать напряжения, достаточные для смещения блоков пород по системам кольцевых и конических разломов. При этом им был принят ряд допущений: объемный вес магмы равен объемному весу окружающих пород, а давление магмы способно поднять ее на по­ верхность, при этом давление периодически меняется в некоторых пределах; форма магматического очага приближается к парабо­ лоиду вращения. Е. Андерсон в основу математического расчета берет метод точки-толчка (point-push), распространяя его затем на весь объем магматического резервуара. На схеме, объясняющей гипотетические представления Е. Андерсона (рис. 72), точка ра-

148

счетного напряжения, приложена в центре магматического резер­ вуара, вызывает возможное образование конических (тонкие сплошные линии) и кольцевых (толстые сплошные линии) разло­ мов. Крутизна конических разломов возрастает по направлению к центру. В пределах определенного радиуса разломы, прибли­ жаясь к поверхности, также будут становиться все более и более крутыми. Вне определенного радиуса конические разломы могут выполаживаться и даже становиться сходными с пластовыми интрузиями. Разломы — это потенциальные пути для внедрения магмы с образованием конических и кольцевых даек. Е. Андерсон подчеркивает, что сила расширения в горных породах гораздо меньше силы сжатия. Поэтому, когда расплав внедрялся в разлом, он должен был производить раскалывающее действие, подобное клину.

Предложенное Е. Андерсоном математическое решение меха­ низма образования кольцевых и конических разломов в кровле периферического очага выдвигается как наиболее вероятное при­ ближение к действительности. Правда, сам автор гипотезы при ее обсуждении [199] указывает, что он принимал в расчетах среду как

Как показала практика исследования центральных магмати­ ческих комплексов различных районов мира, гипотеза Е. Андер­ сона (как и все прочие гипотезы) не способна объяснить образо­ вание всего разнообразия известных в настоящее время централь­ ных комплексов. Д. Рейнольде [351] считает, что среди кольцевых разломов широко распространены вертикальные и с крутым паде­ нием к центру, тогда как Е. Андерсон обсуждает и обсчитывает

Кроме того, он отмечал, что сопряженность кольцевых и кониче­ ских разломов — не повсеместное явление; чаще развиты только серии кольцевых разломов. Из замечаний к гипотезе Е. Андерсона следует отметить также большие затруднения при переходе от ра­

Остановимся еще на одной гипотезе механизма формирования кольцевых массивов, выдвинутой К. Чепменом [232]. Он считает, что разница объемных весов магм (с учетом их состава) и твердых горных пород внутрикольцевого блока является основной причи­ ной формирования кольцевых магматических тел. Внутрикольцевой

149