Разрывные нарушения в фундаменте и осадочном чехле территории Воронежского кристаллического массива (ВКМ) (стр. 1 из 4)

А.И.Трегуб, Воронежский государственный университет

Среди разломов ВКМ выделяются разновозрастные группы, связанные с его геологической историей. Блоковые движения фундамента в надразломном пространстве осадочного чехла формируют области динамического влияния разломов. При пересечении с земной поверхностью эти области образуют зоны динамического влияния, которые в геоморфологическом ландшафте отражаются аномалиями повышенной плотности линеаментов. Инфраструктура аномалий определяется кинематикой разломов фундамента, а также структурным фоном, обусловленным диагенетической трещиноватостью пород осадочного чехла.

Тектоническая структура осадочного чехла древних платформ определяется блоковыми движениями кристаллического фундамента. Границы структур чехла, таким образом, связаны с разломами, разделяющими блоки фундамента. В осадочном чехле сочленение структур образовано областями динамического влияния разломов. Принципиальное строение этих областей может быть рассмотрено на основе результатов моделирования процессов разломообразования [1,2,3].

В зависимости от интенсивности и длительности движений по разломам в развитии областей их динамического влияния выделяются три главные стадии [4]. Первая (начальная) стадия определяется как пликативная. Она выражается образованием в надразломном пространстве осадочного чехла пликативных структур, связанных с развитием преимущественно пластических деформаций. Вторая (промежуточная) стадия - дизъюнктивно-пликативная. Она характеризуется постепенным сокращением ширины области динамического влияния, замедлением роста пликативных структур, переходом их в реликтовое состояние. Пластические деформации замещаются дизъюнктивными, что выражается массовым образованием мелких разрывов, развивающихся по ранговому принципу [5]. Третья (финальная) стадия развития областей динамического влияния - дизъюнктивная. В течение этой стадии продолжается сужение области динамического влияния. Формирование разрывных нарушений направлено на образование единого (магистрального) сместителя. При этом большая часть разрывов, образовавшихся в пликативно-дизъюнктивную стадию теряет свою активность. Внутренняя структура (инфраструктура) областей динамического влияния на различных стадиях их развития определяется динамическими условиями, возникающими при движениях по разломам фундамента. В условиях растяжения, при движениях сбросового типа [3] пликативная стадия развития области динамического влияния отмечена образованием в осадочном чехле флексур, ширина которых тем больше, чем положе сместитель сброса. В дизъюнктивно-пликативную стадию по периферии области в поднятом и опущенном крыльях образуются две полосы разрывных нарушений, представленных трещинами отрыва, преобладающая ориентировка которых совпадает с простиранием области динамического влияния. Полоса в опущенном крыле отличается большей шириной и активностью образующих ее нарушений. За счет ее дальнейшего развития на третьей стадии формируется магистральный сброс. Развитие разрывов в поднятом крыле при этом затухает и полностью прекращается.

В условиях сжатия, при взбросовом характере движений [2] по разломам фундамента, на пликативной стадии возникает валообразное поднятие, по периферии которого на второй стадии развития области образуются две полосы разрывных нарушений, представленных трещинами, ориентированными параллельно простиранию области. Ширина полосы в поднятом крыле больше чем в опущенном. В пределах этой полосы на дизъюнктивной стадии формируется магистральный разлом взбросового типа. Важно отметить, что при формировании как сбросовых, так и взбросовых структур образование и рост разрывных нарушений происходит от кровли к подошве деформируемого слоя.

При развитии сдвигов фундамента область их динамического влияния [1] в пликативную стадию представлена чередованием по простиранию области косо ориентированных локальных впадин и поднятий. Разрывообразование пликативно-дизъюнктивной стадии охватывает всю область надразломного пространства и представлено S-образно расположенными в плане трещинами отрыва, ограничивающими дуплексы области динамического влияния. За счет развития дуплексов в дизъюнктивную стадию образуется магистральный сдвиг.

При пересечении области динамического влияния разлома с земной поверхностью образуется зона динамического влияния разлома (зона разлома) [6]. Инфраструктура зоны разлома включает два важнейших элемента - осевую линию и деструктивные поля. Осевая линия в зависимости от стадии развития области динамического влияния может быть выражена единым разрывом либо серией кулис, а также узкой полосой интенсивной трещиноватости или параллельными сериями таких полос, прерывающихся по простиранию. Она может быть выделена условно, как линия проходящая через максимумы плотности деформаций. Деструктивные поля - это участки с аномальной в пределах зоны разлома плотностью разрывных нарушений. Параметры инфраструктуры зон разломов определяются стадией развития, кинематическим типом разлома и длительностью его формирования. Для пликативной стадии развития характерен равномерно-дисперсный тип инфраструктуры, при котором осевая линия может быть выделена условно, а деструктивные поля обладают малой контрастностью. Для дизъюнктивно-пликативной стадии - дискретно-дисперсный тип (деструктивные поля резко обособлены, а осевая линия выражена прерывистыми полосами повышенной трещиноватости). Линейно-концентрированный тип инфраструктуры (осевая линия совпадает с единым разломом или серией кулис) характеризует дизъюнктивную стадию развития области динамического влияния.

Отражаясь в геоморфологическом ландшафте, зоны разломов проявляются разноранговыми линеаментами, устанавливающимися при структурном дешифрировании аэро- и космофотоматериалов, а также топографических и геоморфологических карт.

В реальных условиях формирование областей динамического влияния разломов фундамента в осадочном чехле протекает более сложно. С одной стороны это связано с тем, что образование осадочного чехла происходит циклично. Разнопорядковые седиментационные циклы отражают сложную смену полей тектонических напряжений, вследствие чего кинематика одних и тех же разломов фундамента может существенно изменяться во времени. При изменении характера движений по разломам фундамента образование областей их динамического влияния в осадочном чехле как бы начинается заново. С другой стороны - реликтовые структурные ансамбли предыдущих фаз, обусловливая структурную анизотропию деформируемого надразломного пространства, существенно усложняют формирование новых структурных форм. Кроме того, деформируемые осадочные образования являются изначально структурированы, за счет развития в них разноранговой диагенетической трещиноватости.

Для территории ВКМ разломы фундамента, выделенные в основном по геофизическим признакам различными авторами (рис.1) далеко не всегда совпадают по своему пространственному положению, кинематической интерпретации, рангу и времени образования. В плановой ориентировке разломов фундамента выделяется несколько систем. Для центральной части КМА Н.Д.Кононовым [7] выделены следующие системы взаимно перпендикулярных разломов: 305-35°, 330-60°, 290-20° и 360-90°. Наиболее древней признается система 305-35°, заложение которой относится к архею. Разломы с направлением 305° считаются продольными к складчатым структурам михайловского и курского времени. По этим разломам на протяжении длительного времени происходили излияния эффузивов и внедрение интрузий сергеевского, салтыковского и осколецкого комплексов. Заложение системы 330-60° отнесено ко второй половине раннего протерозоя. К ней приурочены интрузии стойленско-николаевского компекса. Граниты атаманского комплекса связываются с разломами меридионального и широтного направлений. Наиболее молодыми считаются разломы с простиранием 290° и 20°.

В.Н.Котко [8] выделял три основные системы разломов: субмеридиональную, северо-западную и северо-восточную. Разломы субмеридиональной системы считаются архейскими. Нижнепротерозойскими признаны разломы северо-западной и северо-восточной систем.

Г.И.Раскатов с соавторами [9] для северо-западной части Воронежской антеклизы указывали на наличие четырех систем: 340-350°, 60-70°, 30-50°, 280-300°. Все системы заложились в раннем архее. Те же авторы для восточной части ВКМ выделяют следующие системы: две северо-западной ориентировки (15-35° и 50-75°), две северо-восточной (330-350° и 290-310°), субмеридиональную и субширотную [10].

На основе современных геодинамических представлений [11] оценка времени заложения разломов фундамента ВКМ, по-видимому, должна быть проведена прежде всего с учетом истории формирования кристаллического основания. В этой связи разломы можно разделить на несколько возрастных генераций, которые распространены в пределах разновозрастных геоблоков [11]. Раннеархейская генерация приурочена к наиболее древним областям консолидации (Брянский, Волгоградский геоблоки, срединные массивы в пределах Курского геоблока). Позднеархейская генерация связана с развитием рифтогенных структур Курского геоблока. На территории самого молодого Воронежского геоблока, а также в пределах Ливенско-Богучарской шовной зоны и раннепротерозойских структур Курского геоблока распространена раннепротерозойская гене

рация разломов. Позднепротерозойская генерация связана с авлакогенным этапом развития территории, с этапом обособления ВКМ.

Раннеархейская генерация разломов в пределах Брянского геоблока представлена следующими основными системами (по убывающей значимости): СВ 55-60°, СВ 40°, СВ 25° и СВ 5°. Для Волгоградского геоблока наиболее типичны системы СВ 40°, С 0°. Структурная анизотропия этих геоблоков, установленная по анализу индикатрис анизотропии [12], характеризуется ориентировкой главной оси СЗ 310-330° и указывает на вероятное положение оси сжатия при образовании разломов. В этом варианте разломы систем СВ 55-60°, СВ 40° и СВ 25° должны были развиваться в режиме взбросов и надвигов, а субмеридиональных систем - в режиме левых сдвигов и взбросо-сдвигов.