Тяпкін К.Ф. Фізика Землі

Подождите немного. Документ загружается.

точках земної поверхні відносно рівневої поверхні — геоїда.

Оскільки під дією сили гравітації і фізико-геологічних процесів,

що відбуваються на поверхні Землі, вирівнюються позначки ден-

ної поверхні, то відновлення умов, потрібних для забезпечення

перебігу процесів денудації й осадонагромадження, можливе ли-

ше за наявності нового тектонічного активування Землі. Отже,

кожному тектонічному активуванню повинно відповідати утво-

рення власної осадової товщі. Важливість наведеного вище на-

слідку полягає в тому, що він відкриває нові можливості для

розв'язування складних питань стратиграфії докембрію. Наприк-

лад, згідно з результатами досліджень автора в межах Українсь-

кого щита, спостеріїгалось, принаймні, шість тектонічних активу-

вань, що характеризувалися власними системами розломів і бло-

ків [203]. Якби всі суперкрустальні товщі на щиті вдалося розді-

лиш на шість груп, що відповідають певним активуванням, то

проблему їхньої стратиграфії можна було б замінити на проблему

визначення послідовності закладання систем розломів або вирі-

шувати ці проблеми у сукупності.

Можливість встановлення приуроченості суперкрустальної то-

вщі в докембрії до активування певної системи розломів повинна

грунтуватися на знанні законів формування осадових товщ у ме-

жах системи активованих блоків, зокрема, на взаємозв'язку міс-

цеположення і просторової орієнтації меж блоків і первинно-

осадової товщі, що формується, а також закономірностях зміни

потужностей і гранулометричного складу осадових порід. Мабуть,

найпростіших закономірностей формування осадових товщ слід

очікувати для тектонічних активувань раннього докембрію з на-

ступним їхнім ускладненням у пізньому докембрії, оскільки з

плином часу ускладнюється блокування тектоносфери за рахунок

послідовного накладання систем розломів. У цьому разі активу-

вання систем розломів певних систем (напрямків) визначатиметь-

ся формою траєкторії руху полюса у відповідну геологічну епоху.

У зв'язку з «петлеподібністю» траєкторії переміщення полюса в

одному й тому самому регіоні в різний час повинні активуватися

розломи різних напрямків.

Розглянемо це на прикладі формування осадової товщі у ме-

зозої в межах однієї з ділянок Центрального Донбасу за даними

М.Я. Бланка і В.Я. П'янкова [15]. На рис. 78 наведено плани ізо-

пахіт відкладів коньякського, сантонського і кампанського ярусів

, складених за даними бурових робіт (М.Я. Бланк). Вони зо-

бражені на фоні планового положення розломів палеозойського

фундаменту, встановлених В.Я. П'янковим за геофізичними да-

ними. Слід особливо підкреслити, що обидві групи даних, які

219

о б

в г

Рис. 78. Приклади активування різних систем розломів на одній із ділянок Цент-

рального Донбасу:

—

системи розломів фундаменту, встановлені за геофізичними даними; 2 — фрагменти рохчо-

мів, що розділяють ділянки з різними законами розподілу потужності осадових утворів

(активовані розломи); З

—

розривні порушення; 4

—

ізопахіти осадових утворів коньякського

ярусу (о), нижньосантонського (б), верхкьосантонського (в) і нижньокомпанського (г) гад'ярусів

(оцифровка ізоліній у метрах)

220

розглядаються, отримано незалежно, а, отже, вони повинні від-

бивати об'єктивні закономірності.

Як видно з рис. 78, простежується лінійний взаємозв'язок

осадонагромадження з активованими системами розломів. Зокре-

ма, підтверджується висновок про те, що в різний час активують-

ся системи розломів різного, але цілком визначеного орієнтуван-

ня. З ротаційної гіпотези, яку розвиває автор, випливає, що поді-

бні закономірності утворення первинно-осадових, нині метамор-

фізованих товщ спостерігалися і в докембрії з тією лише відмін-

ністю, що система розломів тектоносфери була дещо простішою.

Безпосереднім наслідком ротаційної гіпотези є тісний взає-

мозв'язок між активуванням розломів тектоносфери, осадонагро-

мадженням і складчастістю, оскільки ці процеси є результатом

розряджання єдиного планетарного поля напруг. Стають зрозумі-

лими відомі закономірності: локалізація молодої складчастості у

вузьких зонах, розміщених, в основному, біля меж ділянок інтен-

сивного підняття й інтенсивного опускання [94 та ін.]; паралель-

ність складок ізолініям потужності і пропорційність інтенсивності

складчастості градієнта зміни потужності осадової товщі [10 та

ін.]; так зване правило Карпінського [217], яке полягає в тому,

що басейни і прогини, які вони займають, паралельні тому гео-

синклінальному поясу з тих, що оточують дану платформу, який

у цьому циклі зазнає найактивнішого розвитку.

Як приклад, що ілюструє взаємозв'язок розломних і складчас-

тих структур у докембрії, на рис. 79 наведено схему магнітного

поля Курської магнітної аномалії (КМА) на Воронезькому крис-

талічному масиві. На цьому рисунку темним кольором виділено

інтенсивні магнітні аномалії, що відповідають смутам залізистих

кварцитів. Залізисті кварцити разом зі сланцево-амфіболітовою

товщею утворюють вузькі витягнуті структури синклінорного ти-

пу. З рис. 79 видно, що вони розміщуються не довільно, а підля-

гають певному закону, що свідчить про їх закладання на межах

блоків (розломах).

Наочним ілюструванням взаємозв'язку осадонагромадження і

наступної складчастості з певними системами розломів може бути

відомий приклад виділення порід нижньопротерозойського віку

на Українському щиті (рис. 80), виконаний Я М. Белевцевим і

О.К. Пруссом [9]. На рис. 80, б наведено викопіювання зі схеми

геологічної будови щита, складене згаданими авторами. Для об-

грунтування поданих на схемі нижньопротерозойських структур

Я.М. Белевцев і О.К. Прусс використали чотири геологічних кри-

терії. На рис. 80, а зображено ділянки щита, в межах яких спо-

221

Г\

Рис. 79. Схема магнітного поля Курської магнітної аномалії:

1 — ізодинами; 2

—

позитивні аномалії високої інтенсивності; З - негативні аномалії;

4 — осьові лінії міжблокових розломів

222

Я V

І;.: І

І'.'.'

і-.ч-'-.чл,

Рис. 80. Схема зіставляння ділянок з витриманим меридіональним простяганням

осей лінійних магнітних аномалій (а) і ділянок розміщення ранньопротерозойських

струкіур (б) на Українському щиті:

1 — ділянки з меридіональним простяганням осей лінійних магнітних аномалій; 2 — роз-

ломи ортогональної системи; 3 — розломи діагональної системи; 4 — ділянки ранньопро-

терозойської складчастості; 5 — межі ділянки ранньопротерозойської складчастості; 6 —

умовний контур щита

стерігається переважно меридіональне простягання складчастості

за даними магніторозвідки [75]. Вражає досить добре збігання зон

з меридіональним простяганням порід і нижньопротерозойських

структур (трогів). Зазначимо додатково, що межі цих зон збігаю-

ться з розломами ортогональної системи або паралельні їм, що

свідчить про утворення досліджуваних структур у процесі закла-

дання або активування розломів ортогональної системи.

Все викладене вище стосується так званих накладених

(трогових) структур, які багато в чому аналогічні фанерозойським

структурам в осадовому чохлі. У докембрії поряд з класичною до-

сить поширена ізоклінальна, близька до вертикальної, складчас-

тість, що спостерігається в гнейсо-мігматитовій товщі і спорідне-

них до неї утвореннях. Тривалий час природа цієї складчастості

залишалась нез'ясованою. Спеціальними дослідженнями, що

проводились у межах Українського щита, встановлено, що подіб-

на складчастість у докембрії простежується вздовж більшості роз-

ломів і пов'язана з відносним переміщенням по них блоків [75,

200]. Вона дістала назву р о з л о м н о ї.

Якщо за основу складкоутворення у накладених структурах

взяти механізм складчастості сколювання за М.М. Бітлінгсом

[252], то з'являється можливість об'єднання в єдиний генетичний

тип багатьох видів складок, наприклад таких, як штампові (за

В.В. Білоусовим), прирозломні, надрозломні і відбиті (за

В.Ю.Хаїном) і навіть складчастість витягання у розумінні Дж Муді

і М. Хілла [270]. Основна цінність такого підходу до вивчення

складчастості полягає у визначенні чіткого взаємозв'язку між від-

носними переміщеннями різнопорядкових блоків фундаменту і

деформаціями товщ, що перекривають його. Отже, обидва назва-

ні вище класи складчастості генетично пов'язані між собою від-

носними переміщеннями одних і тих самих блоків фундаменту,

хоча просторово вони розділені.

Найскладніша і найменш вивчена особливість формування

складчастості у докембрійських накладених структурах зумовлена

багатоактністю тектонічних активувань, яку Ю.І. Лазарєв схарак-

теризував так. Численними дослідженнями останнього десятиліт-

тя у різних частинах земної кулі для найрізноманітніших мета-

морфічних комплексів установлено, що простежувана тектонічна

будова від масштабу одного шліфа до цілої складчастої зони ви-

никла не внаслідок одноактного, однофазового деформування і

складчастості порід, а є спільним результатом декількох таких

фаз. Тому накладання складчастостей є звичайною особливістю

будови районів розвитку метаморфічних порід [121]. Для нашої

224

мети важливо підкреслити, що наведений висновок підтверджує

багатоактність тектонічних активувань Землі, що випливає з тек-

тонічної концепції, яку розвиває автор.

У процесі тектонічного активування виникає певна система

розломів (блоків) і пов'язана з ними осадово-вулканогенна тов-

ща; поряд з деформуванням фундаменту відбувається складкоут-

ворення в осадовій товщі. Емпірично встановлений досить тісний

взаємозв'язок таких елементів складчастості, як осьові поверхні

одновікових складок різного порядку, площинні структури

(сланцюватість, метаморфічна смугастість, кліваж) і поздовжні

розломи. Всі ці елементи, що виникли в одне тектонічне активу-

вання, виявляються паралельними між собою [121]. Зазначену

закономірність легко пояснити, виходячи з уявлень про те, що всі

перелічені вище тектонічні елементи є результатом розряджання

єдиного поля планетарних напруг. Додамо лише, що утворення

площинних структур у метаморфічних товщах подібне до утво-

рення розломної складчастості в породах фундаменту.

Внаслідок багатоактності формування докембрійських

тектонічних структур поряд з описаними вище системами розло-

мів фундаменту утворюється різновікова складчастість, що взаєм-

но перетинається як у накладених структурах, так і в фундаменті.

Таке положення сіє іиге визнається багатьма дослідниками [121 та

ін.], але, на жаль, не знаходить визнання сіє Гасіо. Поки що немає

реально розробленої технології відновлення докембрійських струк-

турних планів, сформованих під впливом багаторазових тектоніч-

них активувань. Мабуть, це пов'язано зі складністю вихідних фі-

зико-геологічних моделей багатоактного структуроутворення.

Проте принципова можливість відновлення такого роду пла-

нів є. На рис. 81 наведено схему відновлення одного з елементів

таких планів — різновікової складчастості на одній із ділянок

Приазовської частини Українського щита. У цьому разі за основ-

ну характеристику складчастості будь-якого тектонічного етапу

прийнято умовні лінії простягання, що відповідають слідам пло-

щинних структур на рівні докембрійського ерозійного зрізу. Ме-

тодика вивчення докембрійської складчастості, що взаємно пере-

тинається, досить детально описана раніше [198].

Взаємозв'язок утворення розломних структур, осадонагромад-

ження і складчастості досить багатогранний. Ми торкнулися ли-

ше деяких його форм, що є наслідком відносного переміщення

блоків. Із гіпотези, яку розвиває автор, випливає тісний взає-

мозв'язок між формуванням розломних структур й активуванням

магматичної діяльності. Принциповий бік цього питання уже роз-

і-5 9-й

225

•л З

,о

в*

"У

і;

глянуто. Виникає потреба вивчення закономірностей утворення

докембрійських формацій, що є природними складними сукуп-

ностями метаморфізованих первинно-осадових і магматичних по-

рід у зв'язку з багатоактністю тектонічних активувань. Отже, од-

ним із раціональних шляхів відтворення геологічної історії щитів

є формаційний аналіз. Певний внесок у його розвиток для

докембрію зробила школа Є.М. Лазько [131 та ін.]. Проте вважа-

ють, що потрібні ще цілеспрямовані дослідження цієї проблеми з

позицій розломно-блокової тектоніки і, зокрема, з позицій Нової

ротаційної гіпотези структуроутворення.

Проблема взаємозв'язку розломоутворення в тектоносфері і

супутніх геологічних явищ, безумовно, складна і недостатньо

вивчена, але головна складність її розв'язання полягає в подо-

ланні традиційних уявлень. Понад три десятиліття тому опубліко-

вано серію чудових праць О.В. Пейве [148, 150 та ін.] про взає-

мозв'язок осадонагромадження, складчастості, магматизму і міне-

ральних родовищ із глибинними розломами, однак досі вони не

знайшли належного відбиття в панівних геотектонічних концеп-

ціях. Таке положення зберігається не дивлячись на те, що в літе-

ратурі безперервно з'являються посилання, що підтверджують ге-

нетичний взаємозв'язок згаданих вище явищ. Зокрема, багато до-

слідників притримуються традиційних уявлень про відсутність

зв'язку між розломними і складчастими структурами, що випли-

вають з класичної концепції геосинкліналей і платформ. Очевид-

но, однією з серйозних причин такого положення є певна не-

сумісність закономірностей, що розкриваються, з вихідними

геотектонічними концепціями.

6.3. Закоігуспадкованого формування

розломних структур. Послідовність

виникнення систем розломів

Принцип успадкованості в геотектоніці, встановлений

М.С. Шатським [231, 232 та ін.] і О.В. Пейве [149], має істотне

значення для відтворення історії формування структур у верхній

частині тектоносфери. Зміст його загальновідомий. Тут йдеться

про певний закономірний взаємозв'язок елементів успадкованості

і новоутворень під час формування нових систем розломів на фо-

ні раніше виниклих.

Закон успадкованого активування. У разі чергового досягнен-

ня критичних напруг у тектоносфері відбувається утворення нової

системи розломів частково внаслідок розколювання старих бло-

5*9-38

227

ків, а частково за рахунок оновлення (активування) фрагментів

розломів раніше виниклих систем, але так, що осьові лінії фраг-

ментів, які формуються, залишаються незмінними і збігаються з

напрямком розряджання поля планетарних напруг. Принципова

схема утворення одного з нових розломів за участю елементів

розломів систем, що існували раніше, показана на рис. 82, а. Ма-

буть, вибір задіяних фрагментів розломів «старих» систем

(успадкованих елементів) повинен регулюватися умовою мінімуму

енергії, що витрачається на перебудову. Важливо підкреслити, що

цей закон дотримується в разі формування розломних структур

різних масштабів і будь-якого віку, починаючи від докембрію до

мезозою-кайнозою. Він виявляється справедливим і під час утво-

рення сучасних річкової та яружно-балкової систем. Розглянемо

це на прикладах формування відомих структур різного віку.

Приклад І. На рис. 82, б зображено тектонічну схему

Криворізької структурно-фаціальної зони, утвореної породами

протерозойського віку. Вибір Криворізької структурно-

фаціальної зони для обговорюваного закону успадкованого акти-

вування визначений кількома факторами: порівняно доброю

вивченістю, безумовним зв'язком її утворення з Криворізько-

Кременчуцьким глибинним рохломом [8] і відсутністю розбіжно-

стей у дослідників у питанні належності порід залізорудної

формації до одновікових утворень. Остання обставина досить

важлива для наших цілей, оскільки підтверджує одночасну

участь фрагментів розломів різних систем у формуванні струк-

турно-фаціальної зони, що розглядається. Конкретний взає-

мозв'язок утворення Криворізької структурно-фаціальної зони

з Криворізько-Кременчуцьким глибинним розломом описаний

раніше [177].

Породи залізорудної формації є достатньо добрими марку-

вальними горизонтами, що дають змогу встановити азимути

фрагментів розломів різних систем, що беруть участь в утворенні

залізорудних товщ (див. рис. 82, б). Криворізько-Кременчуцький

глибинний розлом має азимут простягання 17°. З рис. 82, б ви-

пливає, що поряд із фрагментами розломів з азимутами 17° у

формуванні структури беруть участь розломи з азимутами про-

стягання 0°, 35, 45 і 347°, але так, що осьова лінія Криворізько-

Кременчуцького розлому є одночасно й осьовою лінією складної

сукупності активованих фрагментів розломів названих вище сис-

тем. Наведений приклад, з погляду автора, є переконливою ілюс-

трацією обговорюваного закону успадкованого активування. Слід

особливо підкреслити, що цей закон досить універсальний і ви-

228