Пик Музтагата - красивейшая вершина Памирского региона

Аркадий Вениаминович ТЕВЕЛЕВ КРАЕВЫЕ ПУЛЛ-АПАРТЫ ПАМИРА

Высокогорная фронтальная часть Памира (до 7.5 км высотой) и расположенное к югу от него Памирское плато (4 - 5.5 км) обрамляются с востока и с запада линейными впадинами, выполненными недеформированными четвертичными отложениями. Впадины отделяют от основного тела орогена краевые горные цепи, которые включают на востоке наиболее высокие вершины Памиро-Куньлунского региона - горные массивы Конгур (7719 м) и Музтагата (7546 м), сложенные домезозойскими, в разной степени метаморфизованными комплексами, а на западе - хребет Хозретиши высотой около 4000 м, сложенный преимущественно плиоценовыми молассами. Природа этих четвертичных долин в целом специально никем не рассматривалась; в отдельных работах они признаются наиболее поздними геоморфологическими образованиями, сформированными в зонах краевых флексурных перегибов воздымающейся Памирской горной страны (Бельский, 1978).
Детальные геологические и структурно-геоморфологические исследования Дарваза, предпринятые в связи с изучением его золотоносности, в целом подтверждают сдвиговую природу этой граничной зоны, предположенную впервые С.А. Захаровым (1958 и др.). Поскольку восточный фланг Памирской горной страны наращивает к северу зону Каракорумского сдвига, появляется возможность единообразной интерпретации краевых впадин Памира как присдвиговых пулл-апартовых бассейнов.

Высотная фотография района дарвазских впадин от долины Оби-Хингоу на севере до долины Пянджа на юге.

Дарвазский хребет

Типы разрезов мезозойских и кайнозойских отложений Дарваза.

Вторично кливажированные глинистые милониты по конгло-мератам тавильдаринской свиты. Зона Дарвазского разлома

Дарваз

Впадины западного борта Памира расположены в сложно построенной области перехода от Памира к Таджикской депрессии, известной под названием Дарваз. Со стороны Таджикской депрессии они ограничены хребтом Хозретиши, а со стороны Памира системой коротких хребтов, включающей массивы Джаридарида, Хамтарма, Кухифруш и Сиунг. В современном рельефе впадины вмещают подставляющиеся отрезки долин нескольких притоков Оби-Хингоу и Пянджа, и в целом меняют ориентировку от северо-восточной на севере региона, до субмеридиональной на юге. В большинстве, современные водотоки пропиливают восточные борта впадин, навстречу региональному повышению рельефа в сторону высокогорных сооружений Памира и Афганского Бадахшана.

В структурном отношении эта область соответствует зоне Дарвазского или Дарваз-Каракульского разлома. Дарвазский разлом подставляет по простиранию известный сдвиг Чаман, однако структурные связи между ними, по крайней мере в приповерхностной структуре, отсутствуют. Первые предположения о сдвиговой природе Дарваз-Каракульского разлома принадлежат С.А. Захарову (Захаров, 1955, 1958 и др.). Помимо региональных представлений автора о времени и причинах деформаций в области Памирского синтаксиса, они основаны на двух важных наблюдениях: (1) в северном окончании Дарвазского разлома, в т.н. Васьмикухском блоке, вскрываются морские триасовые отложения, отсутствующие на Памире и известные лишь в Северном Афганистане, примерно в 200 км южнее Васьмикухского блока, в противоположном крыле разлома; (2) в районе пос. Сагирдашт вдоль одного из составляющих разрывов Дарвазской зоны известны ярко выра-женные левосторонние смещения молодых и современных водотоков, с амплитудой более 1 км; впервые они были описаны А.Х. Кафарским (Захаров, 1967). Серия S-образных, в разной степени разорванных изгибов молодых долин выражена столь отчетливо, что хорошо заметна даже на мелкомасштабных космических изображениях. Современные представления о сдвиговых движениях на Дарвазском разломе основаны, помимо указанных фактов (индивидуальная интерпретация которых может быть очень различна), на структурно-геологических (Губин, 1960, Архипов, Никонов, 1974, Кучай, 1983, Трифо-нов, 1983, Щерба, 1975, 1997 и мн. др.), структурно-геоморфологических (Бельский, 1974, Тевелев, 1985, 1988, Тевелев и Макарова, 1997, и др.), палеомагнитных (Баженов, Буртман, 1990) и сейсмических (Лукк и Винник, 1975., Walles et al., 1994, и др.) свидетельствах.

Мезозойско-кайнозойские образования фундамента Дарвазских впадин включают два резко различающихся формационных комплекса - "квазиплатформенный" юрско-эоценовый и орогенный олигоцен-четвертичный. Первый сложен разнообразными терригенными, карбонатными и эвапоритовыми отложениями. Они образуют три или четыре типа разрезов; с запада на восток отложения резко уменьшаются в мощности и меняют фациальный состав с морских и мелководных на прибрежные и континентальные.

Орогенный (молассовый) комплекс мощностью до 5-6 и более километров включает пять региональных свит, имеющих возраст от верхнего олигоцена до среднего плиоцена. В.А. Бельский (1978) выделяет три типа разрезов орогенного комплекса, близко совпадающих по распространению с типами квазиплатформенных разрезов. Для западного (больджуанского) типа моласс характерны согласные границы между свитами, их умеренная мощность и небольшое количество грубых кластитов. В центральных (хозретишинских) молассах огромной мошности (до 7000 м) количество грубообломочных разностей резко увеличивается, различия между свитами в верхней части разреза практически исчезают и они содержат огромные олистоплаки верхнепалеозойских известняков, залегающих по слоистости конгломератовых пачек и маркирующих плиоценовое надвигание памирских комплексов на молассовый бассейн. В восточных разрезах мощности моласс резко сокращены, их базальная (больджуанская) свита полностью выпадает, а следующая (хингоуская) залегает только в эрозионных врезах.
Таким образом, в эпоху накопления моласс бассейн осадконакопления не сужался, как принято обычно думать, а расширялся на восток, в сторону памирских структур. Если учесть, что на другом фланге депрессии, в Юго-Западном Гиссаре, в это же время граница молассового осадконакопления также мигрировала на восток, получается, что фронт седиментации всей Таджикской депрессии смещался с запада на восток - так, как если бы ее фундамент продвигался над горячей точкой в обратном (западном) направлении. Это явление может контролироваться вполне реальным процессом выдавливания периферических тектонических зон из области Памирского синтаксиса по системам сопряженных сдвигов - субширотного Илякско-Байсунского и субдолготного Дарвазского (Тевелев, 1986). Коллизионные "клинья" такого рода развиты практически на всех синтаксисах Альпийского пояса. .

Описанный комплекс доскладчатых моласс надстраивается сверху верхнеплиоценовыми и четвертичными образованиями. Особую роль среди них играют верхнеплиоцен - нижнечетвертичные отложения так называемой кулябской серии также молассового типа, которые сверху и снизу отделены поверхностями региональных несогласий, соответствующих двум главным фазам деформаций региона. Они называются здесь тальбарской и больджуанской. Верхнеплейстоценовые и голоценовые отложения распространены только в долинах водотоков, и представлены смешанно-аллювиальными комплексами мощностью до нескольких десятков метров.

Тальбарская структура

Тальбарская структура зоны Дарвазского разлома

Основная структура Дарваза образована в тальбарскую фазу складчатости. Структурная зональность региона близко соответствует стратиграфической. В зоне Дарвазского разлома, где локализованы центральные типы разрезов, структура наиболее сложна (см. раздел 1.4). Помимо поперечной, здесь отмечается продольная сегментация структуры. В целом главные ("рабочие") разломы Дарваза составляют левокулисный ряд. С юга на север они последовательно разворачиваются от субмеридиональных до северо-восточных простираний и также последовательно выполаживаются, так что ограниченные ими блоки образуют нечто вроде веера, отдельные части которого участвуют в сложных движениях - они левосторонне смещаются друг относительно друга и, помимо этого, задвигаются под соседний блок с амплитудами, зависящими от крутизны разрыва (и соответственно от его ориентировки). Поэтому в целом структура Дарвазской дуги усложняется с юга на север, где амплитуды многоэтажных сдвиго-надвигов максимальны. Под поверхностями серии надвигов, которые прослеживаются практически повсеместно в основании хр. Хозретиши, мезозойско-кайнозойские толщи залегают главным образом в опрокинутом залегании, и представлены другими типами разрезов, чем к западу от хребта. При этом в северной части района толщи запрокинуты на восток, а в южной - на запад. "Пропеллерные" переходные зоны толщ разной вергентности сопряжены с большим количеством дополнительных разрывных нарушений . В основании Восточно-Дарвазских хребтов прослеживаются более крутые разрывы, которым традиционно придается главное значение в эволюции области. Наиболее распространены субмеридиональные структуры, а также сопряженные с ними северо-западные и северо-восточные.

Основная трудность интерпретации дарвазской структуры состоит в необходимости согласования огромной мощности молассовых отложений, западной вергентности слагаемых ими складчатых пакетов, которые вместе с краевыми памирскими сооружениями наклонены в сторону Таджикской депрессии, и их очевидного надвигания на восток, в сторону Памира. По нашему мнению один, или даже единственный разумный подход к этому явлению - считать эту структуру обдукционной, сорванной в транспрессивной обстановке с основания, погружающегося в целом под Памир. Роль серпентинитов, обычных в качестве подложки обдукционных пакетов в косых конвергентных поясах типа Чаманского, в данном случае играют эвапориты условно верхнеюрского возраста.

Пулл-апартовые впадины зоны Дарвазского разлома

Современная структура

Четвертичные впадины встроены в рассмотренную структуру и явно наследуют ее, поскольку их борта контролируются разрывными нарушениями. В целом они образуют два обратно смещенных левокулисных ряда. Перемычки между отдельными бассейнами приурочены к главным разрывам зоны Дарвазского сдвига. Долины как правило асимметричны, и, переходя через перемычки, обычно меняют бассейновую полярность (рис. 129). В современном рельефе или современной структуре впадины являются остаточным образованием. Их днища разновысотны и расположены значительно выше основного базиса эрозии, привязанного к голоценовой поверхности долины Пянджа, во всех долинах наблюдается отчетливый позднеплейстоцен-голоценовый врез, все впадины дренируются водотоками через резко выраженные антецедентные долины в их бортах. Основная, наиболее широкая часть долин представлена среднеплейстоценовыми аллювиальными комплексами. Именно в этот интервал времени мы считаем и были сформированы эти новейшие структуры. Впадины были заложены в зонах кулисного перекрытия отдельных разрывов Дарвазского сдвигового веера и развивались вероятно в транспрессивном режиме.

Среди всех тальбарских и дотальбарских разрывов были мобилизованы структуры, которые, видимо, обеспечили наиболее эффективное приспособление дарвазской зоны к новым, послетальбарским полям напряжений. Впадины развивались преимущественно как косые (так называемые фройндовские) пулл-апарты, характерные для конвергентных сдвигов. Единственным простым (параллельным) пулл-апартом является здесь впадина нижнего течения Оби-Миньоу.

Высотная фотография Восточно-Памирских впадин

Пик Конгур, самая высокая вершина Памирского региона. Западный склон массива (на фото справа) - это сброс
Фото: Mike Searle

Сейсмичность Памира и окружающих территорий.
1964 - 1990, М>6
(по Fan, Wallace, et al., 1994)

Кинематическая модель формирования краевых впадин Памира.
Обратите внимание на разные структурные моды краевых систем: транспрессивное деформирование и образование фройндовских пулл-апартов на западном фланге и транстенсивное деформирование и образование нормальных пулл-апартов на восточном фланге Памира.

Восточно-Памирские впадины

Плиоцен-четвертичные долины восточного склона Памира имеют свои особенности. В плане они образуют выпуклую на восток дугу, зеркальную по отношению к Дарвазской. В отличии от последних, Восточно-Памирские впадины хорошо развиты. Ши-рина их плоских днищ достигает 20 км, так что даже на среднемасштабных космических снимках впадин хорошо прослеживаются несколько выдержанных разновысотных поверхностей выравнивания. Так же как Дарвазские, Восточно-Памирские впадины подвешены в современном рельефе. В их днища врезаны консеквентные притоки крупных рек (Таш-Курган, Туманчи и др.), а главные долины пересекают впадины, стекая из внутреннего Памира в Таримскую впадину. Все впадины имеют четкие разрывные ограничения и отчетливо сегментированы. Наиболее широкие сегменты имеют ЮВ-ЮЮВ простирание; они соединены узкими долинами других ориентировок, а некоторые широкие сегменты вообще являются слепыми. Всеограничения и внутренние перемычки впадин контролируются системой разрывных нарушений, которые прослеживаются от западной границы Таримской впадины до главного Каракорумского сдвига. В эту же разрывную сеть вписаны поднятия краевой горной цепи.

Несмотря на то, что четвертичные впадины и краевая горная цепь грубо параллельны друг другу, динамические условия их формирования различны. В краевых поднятиях развиты интенсивные деформации, как хрупкие, так и вязко-пластичные. Брунель с соавторами рассматривают горы Конгур и Мустагата как рамп-антиклинали . Они образованы милонитизированными и метаморфизованными палеозойскими комплексами, причем, судя по аргоновым датировкам слюд из гнейсов, метаморфизм здесь не старше 2 млн лет (Brunel et al., 1994). Выяснено, что хрупкие разрывы, наследующие милониты и образующие восточный борт Кунгурской впадины, являются нормальными сбросами и сформированы в условиях растяжения.

По термохронологическим данным Арно и соавторов, скорость охлаждения краевых гор увеличилась около 2 млн лет назад примерно в 5 раз (Arnaud et al., 1993). Начиная с этого времени скорости денудации были порядка 5-7 км за млн лет, т.е. время образования этих массивов и сопряженных с ними впадин примерно соответствует времени образования Дарвазских структур. Сбросовый характер граничных разломов Восточно-Памирских бассейнов и отсутствие заметных деформаций их четвертичного выполнения, позволяет рассматривать их как впадины растяжения. Если краевые массивы - это структурный аналог островной дуги Тарим-Памирской субдукции, то впадины - структурный аналог задугового бассейна. Рельсами для хрупкого растяжения впадин является система правосторонних сдвигов, так что они развиваются здесь как нормальные пулл-апарты (Тевелев, Макарова, 1997, Тевелев, 1998).

Плитная обстановка и сейсмичность Памирского региона

Поверхностные тектонические обстановки в Памирском регионе отражают глубинные динамические процессы, которые в настоящее время уже трудно свести к простому инденторному взаимодействию единого Памира и Тянь-Шаня.
На рисунке слева показана схема сейсмичность Памира и окружающих территорий по данным Уоллеса, Фана и др. (Fan, Ni, Wallace, 1994). Коровые очаги распределены большей частью по границам Памира и его северной периферии. Фокальные механизмы показывают

• косое сжатие и надвигание Памира на Тянь-Шань (Азиатская литосфера субдуцирована вдоль Памирского фронта до глубин по крайней мере 200 км);
• также косое сжатие и надвигание Таджикской депрессии на Гиндукуш;
• косое сдвигание на латеральных границах Памира.

Глубинные очаги пересекают Памир по диагонали от северного окончания сдвига Чаман до структур Кельпинтага и расположены в двух разных областях - высокоскоростном Бадахшанском блоке - реликте океанской литосферы Тетиса, и низкоскоростном Восточно-Памирском - субдуцированном блоке Таримской (Азиатской) литосферы. Коллизионная динамика определяется в регионе сложным взаимодействием сразу нескольких блоков. Похоже, что субдукция Азиатской литосферы играет в этом процессе несравненно большую роль, чем относительно неглубокое пододвигание сталкивающейся с ней Индийской.

Кинематическая модель формирования краевых впадин Памира

На рисунке слева показана кинематическая модель формирования краевых впадин Памира, суммирующая изложенные данные. Из-за одновременного и разнонаправленного воздействия окружающих блоков, структура внутреннего Памира напоминает песочные часы - северный дрейф структур Гиндукуша осуществляется попеременным движением вдоль более амплитудной Центрально-Памирской правосторонней сдвиговой зоны, и менее скоростной Бадахшанской левосторонней (белые стрелки на рисунке). Все внешние границы Памира развиваются в обстановке косой конвергенции: преимущественно надвиговой на фронте Памира, и преимущественно сдвиговой на его латеральных границах. Вектор движений тыловых структур Памира ориентирован косо к его ограничениям. Поэтому западные, дарвазские впадины развиваются в транспрессивной обстановке и представлены косыми (т.е. фройндовскими) пулл-апартами, а восточно-памирские - в транстенсивной обстановке и представлены нормальными (или берчфиловскими) пулл-апартами. Четвертичное раскрытие пулл-апартов сопровождалось, в связи с северным дрейфом Памира, прогрессирующим разворотом разрывно-блоковой структуры против часовой стрелке на востоке региона и по часовой стрелки на западе при последовательном приближении к фронту Памира.