Тевелев Ал.В., Тевелев Арк.В.

Геологический факультет МГУ

ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРНЫХ ПАРАГЕНЕЗОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МАГМАТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

В докладе рассматриваются структурные парагенезы, возникающие при зарождении, развитии и последующей тектонизации магматических комплексов в условиях корового скалывания. Модель эволюции структурных парагенезов основана на анализе строения и развития позднепалеозойских сдвиговых магматических дуплексов Прибалхашья (Тевелев и др., 1996).

Послесреднедевонская структура рассматриваемой территории развивалась в условиях относительно однородного поля напряжений с горизонтальной ориентировкой главных осей сжатия и растяжения. В основном хрупкое деформирование верхней коры региона сопровождалось формированием двух диагональных сколовых систем – правых и левых сдвигов, а также комплементарной им сети локальных транстенсивных и транспрессивных структур. В терминологии Вудкока (Woodcock, Fisher, 1986) такие структурные ассоциации называются сдвиговым дуплексам растяжения и сжатия.

Хотя термин "структуры присдвигового растяжения" обычно ассоциируется с приповерхностными впадинами (главным образом, пулл-апартовой природы), выясняется, что в областях активного магматизма поверхностные и глубинные структуры присдвигового растяжения часто оказываются сопряженными. Это выражается во взаимосвязанном развитии поверхностных пулл-апартовых впадин и магматических образований (вулканических центров, вулкано-тектонических депрессий и камер интрузивов). Транстенсивные магматические камеры локализуются, вероятно, вблизи границы пород с хрупким и пластическим деформационным поведением. Стандартная геометрия сдвигов и листрических сбросов вблизи указанной реологической границы такова, что при раздвигании ограниченных разрывами блоков здесь постоянно должны образовываться зоны зияния – потенциальные ловушки для инфильтрующихся в область пониженных давлений магматических расплавов. Сдвиго-раздвиговые структуры, развитие которых сопряжено с магматической деятельностью, мы называем сдвиговыми магматическими дуплексами (СМД).

В простейшем случае СМД имеют в плане форму параллелограмма, в котором границы диагональных к растяжению ориентировок представлены трансферами (обычно – косыми сдвигами), а поперечных – отрывами, сбросами или флексурами. В зависимости от соотношения амплитуд сдвигания и отстояния кулис, плановая форма дуплексов варьирует от поперечно-линейной (длинная сторона расположена по отрыву, а короткая – по сдвигу) до изометричной (стороны примерно одинаковы по длине) и далее к продольно-линейной (длинная сторона расположена по сдвигу, а короткая – по отрыву). Цепочки расположенных рядом дуплексов имеют характерную ломанную или ступенчатую конфигурацию. В эволюции наиболее полно развитых СМД выделяются несколько этапов, каждый из которых в редуцированных случаях может отсутствовать или вообще быть единственным. Изменение структурных парагенезов коррелируется со степенью прогрева коры.

Начальный этап развития присдвиговых зон растяжения (предмагматический) сводится к формированию осадочных прогибов, близких к пулл-апартам, и, как правило, продолжается не долго. Структурные парагенезы, возникающие в таких случаях, достаточно хорошо изучены и описаны (Audin, Nur, 1982, Mann, et al., 1983 и др.). Поверхностные структуры присдвигового растяжения могут образовываться либо как "чистые" пулл-апарты – на изгибах крупных сдвигов, либо как впадины присдвигового проседания, по сути небольшие пассивные рифты (часто асимметричные) – в зонах кулисного перекрытия сдвигов. В большинстве известных вулкано-тектонических депрессий фиксируются базальные терригенные комплексы, накапливающиеся в конседиментационных условиях.

На следующем этапе формируются локальные магматические камеры дайкообразной формы, связанные с первоначальным магматическим заполнением слабопрогретых, почти плоских ловушек, отвечающих корневым зонам сбросов (отрывов). Постепенное опустошение камер, начинающееся с верхних частей, приводит к возникновению антидромной вулканической серии и формированию вулкано-тектонической депрессии. Локальные магмоподводящие зоны, фиксируемые цепочками мелких жерловин и субвулканов, ориентированы, как правило, косо к основным. Разрывные каналы достаточно быстро залечиваются застывающими расплавами с образованием единичных даек, или (при длительном развитии) их роёв, аналогичных комплексам параллельных даек. Латеральное выклинивание таких роёв, обычно – с расщеплением, происходит в участках перехода отрывов в граничные сдвиги.

На последнем магматическом этапе, при дальнейшем растяжении хорошо прогретой ловушки образуется постепенно увеличивающаяся камера, ступенчатая в профиле за счет вязкого скалывания отодвигающегося блока, и импульсно заполняемая расплавом в течении всего периода активного сдвигания; в итоге формируются многофазные плутоны гомодромного ряда. В кинематическом смысле такая камера аналогична пулл-апарту.

На постмагматическом этапе (если поле напряжений сохраняется или реактивируется) продолжение активного сдвигания приводит к тектонизации застывших массивов. В простых случаях формируется молодые сколы и сопряженные с ними отрывы и зоны рассланцевания. В более сложных – возникает разгнейсование. Оно может захватывать как эндоконтактовые зоны, так и весь массив целиком. На малых глубинах массивы выдавливаются вверх, формируя конформные массивам купольные структуры во вмещающих породах, а в более глубинных условиях – горизонтально, благодаря чему перед фронтом перемещения возникают блоки раздавленных пород рамы.

Выполнено при поддержке РФФИ, гранты 96-05-65519, 96-05-65521.

Список литературы

Тевелев Ал. В., Тевелев Арк. В. Завражнов В.Н. Развитие посттельбесских структур присдвигового сжатия и растяжения в Центральном Казахстане // 1996. В кн.: Московская школа геологов в Центральном Казахстане. Москва, МГУ, с. 79 - 93.

Asmerom, Y, Jacobsen, SB, Wernicke, BP Variations in Magma Source Regions During Large-Scale Continental Extension, Death Valley Region, Western United-States Earth and Planetary Science Letters 125: 1-4 (JUL 1994)P. 235-254

Braun, J. 3-Dimensional Numerical Simulations of Crustal-Scale Wrenching Using a Non-Linear Failure Criterion // 1994, J. of Struct. Geology, v. 16, no. 8, p.1173-1186

Campagna, DJ, Aydin, A. Basin Genesis Associated with Strike-Slip Faulting in the Basin and Range, Southeastern Nevada // 1994, Tectonics v. 13, no. 2, p. 327-343

Debremaecker, J.C, Wei, K. The Propagation of a Single Shear Crack - A Displacement Discontinuity Model // 1994, Pure and Applied Geophysics, v. 142, no. 3-4, p. 567-585

Garfunkel, Z., Ron, H. Block rotation and deformation by strike-slip faults 2. The properties of a type of macroscopec discontinuous deformation // 1985, J. Geoph Res, , vol. 90, No B10, p.8589-8602

McBride, J.H. Investigating the crustal structure of a strike-slip "step-over" zone along the Great Glen fault // 1994, Tectonics, no.5, vol.13., p. 1150-1160

Quick, J.E., Denlinger, R.P. Ductile deformation and origin of layered gabbro in ophiolites // 1994, J. Geoph. Res., v.98, no.B8, p. 14015-14027

Quick, J.E., Sinigoi, S., Mayer, A. Emplacement dynamics of a large mafic intrusion in the lower crust, Ivrea-Verbano Zone, northern Italy // 1994, J. Geoph. Res., vol.99, no.B11, p. 21 559-21 573

Richard, S.M. Palinspastic reconstruction of Southeastern California and Southwestern Arizona for the Middle Miocene Tectonics, 1993, vol.12, No.4, p.830-854

Tеn Brink, U.S,, Ben-Avraham, Z. The anatomy of pull-apart basin: Seismic reflection observations of the Dead Sea Basin //1993, Tectonics, , vol.12, no. 5, p.333-350

Tikoff, B., and Teisier, C. Crustal-scale, en echelon "p-shear" tensional bridges: A possible solution to the batholitic room problem // 1992, Geology, v.20, p. 927-930

Tobish, O.T., and Gruden, A.R. Fracture-controlled magma conduits in an odliquely convergent continental magmatic arc // 1995, Geology, v. 23, no.10, p. 941- 944

Tobish, O.T., Renne, P.R., and Saleeby, J.B. Deformation resalting from regional extension during pluton ascent and emplacement, Central Sierra Nevada, California // 1993, J. Srtuct. Geol., v. 15, p. 609 - 628

Wesnousky, SG, Jones, CH. Oblique Slip, Slip Partitioning, Spatial and Temporal Changes in the Regional Stress Field, and the Relative Strength of Active Faults in the Basin and Range, Western United-States // 1994, Geology, v. 22, 11, p. 1031-1034

Wheeler, J., Butler, R.W.H. Criteria for Identifying Structures Related to True Crustal Extension in Orogens // 1994, J. Struct Geol.16: 7, p. 1023-1027

Woodcock, N.H., and Fisher, M. Strike-slip duplexes // 1986, J. Struct. Geology, vol. 8, № 7, p. 725-735.