parnachev_v_p_osnovy_geodinamicheskogo_analiza

А

Б

Рис. 12.7. Строение полимиктового серпентинитового меланжа в районе родника Орусбулак, Южный Тянь-Шань, по С.А. Куренкову (1983): 1 – четвертичные отложения; 2 – верхний мел: красные известняки, аргиллиты; 3 – средний карбон: песчаники, алевролиты, кремни, известняки; 4−8 – олистостромы (4 – офикальцитовые, 5 – офикальцито-серпентинитовые, 6 – зеленосланцево-кремнистые, 7 – серпентинитовые, 8 – крупные олистолиты); 9 – зеленые метаморфические сланцы; 10 – офикальциты; 11 – листвениты; 12 – poдингиты; 13 – габбро; 14 – перидотиты, серпентинизированные в различной степени; 15 – тектонизированные серпентиниты; 16 – реликтовые участки постепенного перехода от гипербазитов к габбро; 17 – зона уралитизации габбро

При исследовании микститов важное значение имеют изучение вещественного состава, морфологии, строения и возраста пород олистолитов и олистоплаков; текстур, структур, вещественного состава и возраста матрикса; вертикальных и латеральных ассоциаций микститов разного происхождения и взаимоотношений их со стратифицированными осадочными толщами, а также реконструкция палеогеографических и палеогеодинамических обстановок. При реконструкции используются актуалистические подходы, в основе которых лежит сравнение с обстановками формирования современных хаотических комплексов.

Картирования микститов проводятся с использованием всего арсенала традиционных методов, применяемого при геологическом картировании, и с применением специфических исследований и приёмов. Эта специфика заключается в одновременном применении телескопированных масштабов изучения (метод матрёшки). Это связано с крайней сложностью внутреннего строения микститовых тел, что обуславливает необходимость их более детального изучения. Картирование 1:50 000 масштаба позволяет лишь проследить геологическое тело, сложенное микститом, но для понимания его внутреннего строения нужна постановка детальных работ масштаба 1:10 000. Площадные объёмы этих детальных работ в каждом конкретном случае могут значительно варьировать в зависимости от ширины выходов микститов, а также от степени их изменчивости по простиранию.

М.Г.Леонов (1978) подробно рассмотрел механизм образования грубообломочного материала, слагающего олистостромовые тела за счёт разрушения фронта надвигающегося покрова и предложил выделять три основных способа формирования обломочного материала: обрушение фронтального уступа покрова, которое происходит за счёт тектонической дезинтеграции пород аллохтонного массива при участии факторов подводного или субаэрального выветривания; тектоническое дробление, расчешуивание и брекчирование подошвенных частей покровов при их движении по дну седиментационного бассейна и на границах разных покровов; тектоническое расчешуивание, брекчирование тектонических брекчий в теле материнского массива аллохтона с последующим высыпанием или тектоническим выдавливанием брекчий и пластин на дневную поверхность или поверхность морского дна.

Обычно кластический материал фронтальных олистостром формируется всеми тремя способами одновременно, и в теле уже сформиро-

вавшихся олистостром отличить материал, образованный тем или иным способом, как правило, невозможно. В дальнейшем эти олистостромы структурно перекрываются продолжающими своё движение тектоническими покровами и подвергаются вторичной тектонической переработке, зачастую превращаясь в подшарьяжный меланж (Леонов, 1978).

При этом важное значение имеют палеонтологические исследования. В этом плане тщательно изучаются и матрикс и глыбы. Наиболее эффективно сочетание палеонтологических характеристик по разрезам с точечными сборами на достаточном удалении от них. Роль палеонтологического метода заметно повысилась благодаря внедрению в практику микрофаунистических исследований, прежде всего конодонтов и фораминифер.

Другой особенностью картирования микститов является резкое повышение роли седиментологических исследований, особенно информативных, при изучении олистостром гравитационного происхождения. Например, положение мелководных шельфовых известняков с бентосной фауной внутри глубоководных кремнистых отложений может быть объяснено только их гравитационным оползанием в глубоководные части бассейна седиментации. Седиментололгический подход, даже при отсутствии фауны, позволяет распознавать микстит даже на начальных этапах исследования.

Необходимым методом при изучении тектоногенных микститов служит микроструктурный анализ, который позволяет восстановить кинематику движения масс и напряжений, под действием которых происходит тектонизация материнских пород и формируется матрикс меланжа. Микроструктурный анализ позволяет определить при формировании меланжа роль вязкой и хрупкой деформаций, а также сдвиговой компоненты.

Методы распознавания микститов осуществляются в два этапа – при полевых исследованиях и на этапе камеральных работ. При полевом изучении геологических тел важной операцией является установление самого факта наличия микстита, определяется его моногенное или гетерогенное строение и, следовательно, принадлежность к определенной группе микститов. Гетерогенность устанавливается по присутствию резко отличающихся от фоновых пород включений, глыб и блоков чужеродного происхождения, определяется класс микстита с целью ответа на вопрос, является ли данный микстит олистостромой, меланжем или микститом сложного генезиса.

Генетический тип олистостром определяется их соотношением с разрывными нарушениями. Для гравитационных олистостромовых комплексов связь с разрывными нарушениями не обнаруживается, если не считать тектонизации матрикса в основании олистолитов и олистоплаков. Объём ксеногенных глыб незначителен, и они рассеяны среди матричных пород по всему разрезу, а размеры их не превышают нескольких десятков, в редких случаях – первых сот метров. Характерно отсутствие причинно-следственной связи с покровобразованием, глыбы обычно неправильной формы, дискордантны по отношению к матричной структуре и одновозрастны с матриксом. Основным фактором олистостромообразования является лавинный перенос с последующей седиментацией.

Для тектоно-гравитационных олистостром, связанных с покровобразованием, характерно наличие протяженных горизонтов, обогащенных включениями, частое присутствие гравитационно-оползневых крупных пластин со следами тектонического воздействия на краях или брекчированием всего тела олистолита, тектонизация кровли олистостромового комплекса, отсутствие парагенетической связи с комплексами лавинной седиментации. Среди них выделяются олистостромы, формирующиеся во фронтальных и тыловых частях покровов. Для олистостромов фронтальных частей характерно увеличение количества олистолитов и олистоплаков, состав которых пёстрый и часто не соответствует составу перекрывающей пластины, а также огрубление материала комплекса вверх по разрезу. В тыловых олистостромах наблюдается обратная последовательность смены грубого и тонкого материала, отсутствие тектонизации кровли тела, характерен существенно мономиктовый состав брекчий и практически полная литологическая идентичность обломков и подстилающей пластины. В тыловых олистостромах наиболее крупные олистоплаки редко достигают первых сот метров, в то время как во фронтальных комплексах не редкость олистоплаки размером в несколько километров.

Для меланжей прежде всего выявляется их геологическая позиция. Выделяется меланж основания покровов (подшарьяжный меланж), который формируется либо за счёт тектонизации нижележащего олистострома, либо при серпентинизации ультрабазитов основания офиолитовой пластины и последующего выжимания серпентинита вдоль поверхности надвига. Среди этой группы выделяется мономиктовые автокластические терригенные меланжи, в которых состав глыб и матрикса

внешне почти не различимы, но несколько отличаются более интенсивной деструктированностью последнего.

Меланжи структурных коллизионных швов большей частью полимиктовые. Для них затруднительна тектоническая интерпретация, поскольку механизмы их формирования многовариантны.

Терригенный полимиктовый меланж характеризуется крупными размерами тела, дискордантным взаимоотношением с вышележащими поластинами, широким распространением глыб пород того же состава, что и в перекрывающих пластинах. Структурная позиция терригенного меланжа оценивается в качестве «подстилки» для спакетированных структурно-вещественных комплексов. Форма тела таких меланжей своим профилем напоминает современные внутриконтинентальные сейсмофокальные зоны, что позволяет оценивать терригенные меланжи как образования зон внутриконтинентальной субдукции.

Между терригенными и серпентинитовыми полимиктовыми меланжами имеются черты сходства. Эти меланжи слагают чёткие, линейно вытянутые зоны, имеющие большую протяженность, характеризуются полимиктовым составом глыб разного генезиса и возраста, ассоциируют с динамометаморфизованными породами. Отличие серпентинитового меланжа заключается в наличии в его составе глыб пород офиолитовой ассоциации, офикальцитовых брекчий и серпентинитовых терригенных пород. Он связан с зоной Беньофа на границе океанической и континентальной плит, в то время как терригенный меланж связан с коллизионной сейсмофокальной зоной, находящейся внутри предварительно скученной коры, состоящей из фрагментов пластин разной геодинамической природы.

Полимиктовые меланжи, сформировавшись, продолжают своё развитие и в дальнейшем, активизируясь при повторном тектогенезе.

Заканчивая характеристику микститов, следует подчеркнуть, что они представляют собой широко распространенные геологические образования, выделению и интерпретации которых необходимо уделять особое внимания при проведении геологических исследований. Вместе с тем, рассматривая их в совокупности со структурными и геологическими данными (положение в структуре, появление динамосланцев, ассоциация с индикаторными осадочными и магматическими комплексами и т.д.) можно подойти к идентификации геодинамических обстановок, определяющих формирование различных хаотических комплексов.

Контрольные вопросы

1.Перечислить существующие методы индикации геодинамических обстановок.

2.Какими причинами обусловлены петрохимические тренды магматических пород различных геодинамических обстановок?

3.Какие петрохимические методы и диаграммы используются для диагностики различных геодинамических типов базальтоидов?

4.Назвать и охарактеризовать основные геодинамические типы гранитоидов.

5.Дать определение термина «хаотические комплексы».

6.Охарактеризовать возможности использования хаотических комплексов для диагностики геодинамических обстановок. Привести примеры.

существование в мантии конвекции представляется естественным и неизбежным.

Происходящая внутри Земли конвекция на ее поверхности проявляется в виде взаимных перемещений плит. Движение литосферных плит отражает характер распределения глубинных конвективных течений. Считают, что конвективные течения поднимаются в районах СОХ и опускаются либо в океанических желобах, либо в районах коллизионных зон – активных внутриконтинентальных горных хребтов гималайского типа. Тепло, переносимое конвективными течениями внутри Земли, может продуцироваться следующими процессами:

1)распадом радиоактивных изотопов урана, тория и калия;

2)высвобождением гравитационной энергии, накопленной при столкновении планетезималей и распаде короткоживущих изотопов в процессе формирования Земли;

3)выделением гравитационной энергии при образовании и росте земного ядра и переходе вещества земного ядра в твердую фазу (кристаллизация).

Механизм реализации конвективных течений в силы, движущие плиты, может проявляться по-разному:

1. В силы вязкого сцепления, действующие в основании плиты за счет взаимодействия с конвективными течениями в мантии.

2. В силы субдукционного затягивания, действующие со стороны погружающегося литосферного блока и обусловленные его отрицательной плавучестью.

3. В силы всасывания, действующие на окраину плиты погружающимся литосферным блоком.

4. В гравитационные силы, обусловленные «соскальзыванием» литосферной плиты со склона СОХ вследствие его положительного рельефа; 5. В силы отталкивания в СОХ, возникающие при внедрении даек,

которые раздвигают в стороны вмещающие породы.

Можно предполагать, что движение литосферных плит обусловлено комбинированным воздействием всех или части перечисленных сил.

Конфигурация конвективных течений представляется в виде конвективных ячеек, которые могут быть небольшими и многочисленными или крупными, но тонкими, захватывающими только верхнюю мантию. Предлагаются модели, по которым выделяются два слоя конвективных ячеек – более тонкий верхний и более мощный нижний, охватывающий всю мантию.

Существует предположение, что плиты имеют гораздо большую мощность, чем литосфера, и их нижняя граница может быть проведена на глубинах 400 – 700 км, то есть на границе верхней и нижней мантии. В этом случае выделяется новый слой – тектосфера – оболочка Земли, строение которой сохраняется в процессе крупномасштабных латеральных перемещений.

Контрольные вопросы

1.Чем может быть обусловлена конвекция в мантии Земли?

2.Перечислить возможные источники энергии глубинных геологических процессов.

3.Назвать предполагаемые механизмы и силы, обеспечивающие движение литосферных плит.

290В.П. Парначёв. ОСНОВЫ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

14.ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ГЕОЛОГИЧЕСКОМ КАРТИРОВАНИИ

Новое понимание геодинамических закономерностей формирования геологических формаций и месторождений полезных ископаемых требует внесения определенных изменений и дополнений в практику организации и производства геологических и геологопоисковых работ, которые определяются существующими инструкциями.

Целью геологосъемочных работ является обеспечение всех отраслей хозяйственного комплекса качественной геологической информацией, создание высококачественной геологической карты и других карт геологического содержания. В настоящее время это невозможно без перевода геологосъемочных работ на современную геодинамическую основу без выявления геодинамических условий формирования каждой из выделенных геологических формаций, каждого геологического тела и объекта, без проведения геодинамических реконструкций и создания палинспастических схем первоначального размещения районов осадконакопления, магматизма и рудообразования для всех предшествующих эпох.

Перечислим главные изменения и дополнения, которые следует рекомендовать для использования при проведении геологосъемочных и поисковых работ на подготовительном, полевом и камеральном этапах.

14.1. Предполевой период. Подготовительные работы

После получения геологического задания на производство работ организуется геологическая партия (группа), состав которой определяется проектом, составленным на основе нормативных документов.

В предполевой период проводится сбор всей имеющейся геологической информации по региону и по территории, прилегающей к картируемому региону, систематизация и обработка этой информации с целью выявления геологической позиции и места исследуемого региона в структуре складчатого пояса или платформы.