Вне условий заметного
влияния рифтовых зон расположены новы, представляющие собой куполообразные поднятия,
с центральным поднятием и относительно приподнятым обрамлением и структуры с
выровненным или негативным рельефом.
Как было показано
при моделировании, большую роль в характере образования различных тектонических
и морфологических структур при формировании новы играет соотношение размеров
диапира и мощности перекрывающих его образований. Мощность перекрывающих диапир
образований можно приближенно определить как глубину положения поверхности нейтральной
плавучести мантийного диапира - no. Под относительно большой мощностью
перекрывающих образований можно понимать как их мощность над большим диапиром
с глубоким залеганием поверхности нейтральной плавучести, так и над небольшим
диапиром с несоизмеримо менее глубоким ее залеганием. Тем не менее, структуры,
образованные этими двумя диапирами на поверхности, могут отличаться только масштабом,
но не характером. В рассуждениях мы будем рассматривать диапир одного размера,
говоря о его более или менее глубоком положении поверхности нейтральной плавучести.
При анализе мы не учитываем, чем обусловлено положение поверхности нейтральной
плавучести - составом диапира, его динамической или температурной поддержкой
(Креславский, 1994, Хансен,
2001).
Так как моделирование
носило качественный характер, то мы не можем оперировать никакими количественными
характеристиками, мы можем фиксировать только тенденции. Поэтому мы будем оперировать
только понятиями относительно глубокое и неглубокое положение поверхности нейтральной
плавучести диапира.
Новы, представляющие
собой куполообразные поднятия
Все эти структуры
обладают куполообразной или конусообразной топографической формой (рис. 18,
19). В описанных выше экспериментах при воздействии на модельные слои поднимающегося
поршня мы наблюдали образование морфологически схожих поднятий с формой промежуточной
между конусообразной и куполообразной.
В четвертой серии
опытов нам удалось показать, что степень выраженности в рельефе поднятия модельной
новы зависит от мощности перекрывающих модельный диапир образований. Следовательно,
в природе степень выраженности новы в рельефе может говорить о мощности перекрывающих
мантийный диапир образований. Данное утверждение применимо только к структурам,
в которых не наблюдается следов гравитационной релаксации, так как при этом
форма поднятия может измениться. На основании результатов моделирования можно
отметить, что чем больше относительная мощность перекрывающих образований над
модельным диапиром - тем хуже будет проявлена нова в рельефе.
В первой и четвертой
сериях опытов также была выявлена зависимость топографической формы новы от
мощности перекрывающих модельный диапир образований. При их относительно большой
мощности форма поднятия на поверхности ближе к конусообразной, при относительно
небольшой мощности форма поднятия ближе к куполообразной.
Для нов характерна
густая радиальная трещиноватость. Согласно мнению большинства авторов (Стофан
и др., 1992; Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992; и др.), эта трещиноватость возникает
вследствие увеличения площади поверхности при образовании поднятия под воздействием
поднимающегося мантийного диапира. В наших экспериментах при образовании поднятия
на поверхности трещиноватость растяжения формировала преимущественно блоково-полигональную
зону в его пределах (первая и четвертая серии опытов). На склонах купола преобладала
радиальная трещиноватость, лишь небольшое количество трещин выходило за пределы
поднятия. По морфологии трещины, воспроизведенные нами при моделировании отличаются
от наблюдаемых в природных новах. Модельные трещины извилисты, невыдержанны
по простиранию и ориентировке, относительно редко выходят за пределы модельного
купола и обладают достаточно большим расстоянием между собой, даже при небольшой
мощности верхнего хрупкого деформируемого слоя.
Как показывают наши
наблюдения и исследования предшественников (Базилевский, Райтала, 1999, 2001) радиальные трещины природные нов не извилисты,
хорошо выдержаны по простиранию и ориентировке, расходятся из единого центра
радиальности, большая их часть выходит за пределы куполов на сотни километров
(рис. 18, 19). При этом видимые
расстояния между соседними трещинами составляют первые сотни метров и менее.
Центральные части нов приподняты относительно периферии на высоту от первых
сотен метров до 1-2 км. При средних диаметрах структур около 100-200 км (Крамплер, Обели, 2000), объяснить образование такой
густой радиальной трещиноватости путем механического подъема поверхности и концентрического
растяжения затруднительно. При таких соотношениях высоты и диаметра построек
величины деформации при образовании поднятия явно недостаточно для образования
настолько густой трещиноватости растяжения.
Воздействие поднимающегося
магматического диапира на перекрывающие образования механически схоже с воздействием
на перекрывающие образования поднимающегося соляного диапира. Судя по наблюдениям
земных структур, при воздействии соляного диапира на перекрывающие его образования
на поверхности образуется структура типа "битой тарелки" (Рамберг, 1981; Белоусов и
др., 1988; и др.). В нашем случае эта структура может быть отождествлена
с блоково-полигональной зоной (первая и четвертая серии опытов). Разными авторами
было замечено, что при уменьшении мощности деформируемого слоя расстояния между
деформационными структурами, в том числе радиальными трещинами растяжения, уменьшается
(Паркер, Мак-Дауэлл, 1955; Зубер,
1987; и др.). Те же тенденции было отмечены в наших экспериментах: чем меньше
мощность деформируемого слоя - тем меньше расстояния между трещинами. При тектонофизическом
моделировании процессов соляно-купольного диапиризма и образования куполов воздымания,
проведенном разными авторами (Паркер, Мак-Дауэлл,
1955; Сычева-Михайлова,1973; Дэвисон
и др., 1993; Виджак, Шайнер, 1982), также
не была получена густая радиальная трещиноватость в перекрывающих модельный
диапир образованиях.
Соответствие результатов
нашего моделирования с деформациями в перекрывающих соляные купола отложениях
(Рамберг, 1981; Белоусов и
др., 1988; Паркер, Мак-Дауэлл, 1955; Дэвисон
и др., 1993; Виджак, Шайнер, 1982; и др.)
говорит о достаточной адекватности нашей модели. Несоответствия в морфологии
и пространственном распределении трещин растяжения при образовании модельной
и природной нов свидетельствует о том, что процесс образования радиальной трещиноватости
напрямую не связан с увеличением площади поверхности при образовании поднятия
под воздействием поднимающегося магматического диапира. Это заставляет нас обратиться
к другому возможному механизму образования этой трещиноватости - вследствие
воздействия на поверхностные образования радиальных роев даек. Механизм внедрения
таких роев в условиях Земли и Венеры был предложен и многократно описан ранее
другими авторами (Мак-Кензи и др., 1992; Эрнст, Барагар, 1992; Парфит,
Хэд, 1993; Гросфилс, Хэд, 1995; Эрнст, Бухан, 1998; Эрнст
и др., 2001; и др.). Образование роев даек вокруг магматического очага возможно
при условиях повышенного давления в нем (Парфит,
Хэд, 1993; Гросфилс, Хэд, 1995; и др.). В
нашем случае такой очаг может возникать при частичном декомпрессионном плавлении
вещества диапира. Внедрение дайковых комплексов происходит по поверхности нейтральной
плавучести магматического очага (Парфит, Хэд, 1993;
Гросфилс, Хэд, 1995; и др).
В пользу такого
механизма образования радиальной трещиноватости в новах могут свидетельствовать
следующие наблюдения природных структур, несоответствующие результатам тектонофизического
моделирования:
Достаточно большая
часть трещин удаляется за пределы поднятий нов на сотни километров (рис.
18, 19).
Центральные части
многих нов воздымаются над их флангами всего на несколько сотен метров. При
диаметрах структур в сотни километров, этого явно недостаточно для образования
густой трещиноватости вследствие увеличения площади поверхности при образовании
таких поднятий.
Трещины, входящие
в состав этой системы, обладают выдержанным простиранием, не извилисты, часть
трещиноватости представлена длинными (до сотен километров) и узким (первые километры)
грабенами (рис. 18, 19).
Во многих случаях
радиальная трещиноватость нов является источником лопастевидных лавовых потоков.
В отдельных структурах они находятся на схожих высотных отметках в пределах
поднятия (рис. 19). Это может указывать на вероятное
глубинное положение магматического очага.
Тектонофизическое
моделирование и численное геофизическое моделирование (Джейнс
и др., 1992; Кох, 1994; Кох, Манга, 1996)
показывают, что при образовании купола воздымания в его центральных частях образуется
зона как концентрического, так а радиального растяжения, что вряд ли может привести
к образованию густой радиальной трещиноватости.
Базилевский и Райтала
(1999, 2001) показали,
что радиальная трещиноватость нов многостадийна, при этом более ранняя составляющая
этой трещиноватости более густая и иногда распространяется на большие расстояния
от центра структуры, чем более поздняя. Наши исследования подтвердили эти наблюдения
- во всех структурах, обладающих несколькими генерациями радиальной трещиноватости,
расстояния между соседними трещинами систематически увеличиваются от более древних
генераций к более молодым.
Увеличение расстояния
между радиальными трещинами со временем можно объяснить следующими причинами:
Одним из важнейших
условий образования радиальных роев даек является повышенное давление в магматическом
очаге, образующим рой даек (Парфит, Хэд, 1993;
Гросфилс, Хэд, 1995; и др.). При этом, на начальных
стадиях формирования новы давление в магматическом очаге должно быть выше, так
как оно понижается при внедрении дайковых комплексов. Как отмечалось многими
исследователями (Хэд и др., 1992; Стофан и др., 1992; Терманен,
Кауканен, 1994; Прайс, 1995; Базилевский, Хэд, 2000; Аитолла, Костама, 2001; и др.) и подтвердилось нашими
исследованиями, с большим количеством нов связана повышенная вулканическая активность
(рис. 19), что также может служить фактором понижения
давления в магматическом очаге. При понижении давления со временем будет уменьшаться
и количество даек, входящих в каждый последующий рой, что должно приводить к
образованию на поверхности более густой радиальной трещиноватости на начальных
стадиях образования новы и менее густой на поздних стадиях.
Степень проявления
радиальной трещиноватости на поверхности при внедрении радиальных роев даек
зависит от глубины залегания магматического очага, положение которого, в свою
очередь, зависит от глубины залегания образующего его магматического диапира.
Чем глубже залегание магматического диапира, а следовательно, и очага - тем
слабее проявление на поверхности следов внедрения радиальных роев даек. Таким
образом при остывании магматического диапира и увеличении глубины его залегания
может наблюдаться та же картина - увеличение со временем расстояния между радиальными
трещинами на поверхности.
Возможно, оба этих
механизма работают одновременно. В этом случае потеря давления в магматическом
очаге, образованном диапиром, за счет внедрения радиальных роев даек и вулканизма
на поверхности может происходить одновременно с его остыванием и увеличением
глубины залегания его зоны нейтральной плавучести, что совместно ведет к увеличению
расстояния между радиальными трещинами нов со временем.
Для образования
радиальной трещиноватости нов механизм внедрения радиальных роев даек предпочтительнее,
так как он объясняет несоответствия морфологии и поведения радиальной трещиноватости
растяжения в модельных и природных новах. Возможно, часть радиальной трещиноватости
нов может образовываться вследствие растяжения при образовании поднятия, хорошо
выраженного в рельефе, тем не менее, ведущая роль в ее образовании принадлежит
внедрению радиальных роев даек.
В некоторых новах
наблюдается воздействие региональных полей напряжений на процесс их эволюции.
Распределение радиальной трещиноватости в условиях регионального поля напряжений
было описано в работах Маккензи (1992) для механизма образования радиальной трещиноватости
роями даек и Виджак и Шайнер (1982) для формирования
радиальной трещиноватости при заложении купола воздымания. Распределение радиальной
трещиноватости некоторых нов обладает четкой асимметрией, как, например, в нове,
имеющей название гора Бекумы (рис. 18). Большая часть
радиальной трещиноватости этой новы локализуется в СЗ и ЮВ секторах постройки
новы. Основываясь на вышеуказанных работах (Маккензи, 1992; Виджак,
Шайнер, 1982), можно предположить, что образование этой новы происходило
в условиях регионального сжатия с ориентировкой СВ-ЮЗ.
Как было показано
выше, количество генераций радиальной трещиноватости увеличивается со временем.
Большое количество куполообразных (6 структур, 37.5 % от нов этого типа) обладает
одной генерацией радиальной трещиноватости. Исходя из этого и из того, что все
эти новы представляют собой поднятия, можно предположить, что большая часть
нов этого типа находится на начальных стадиях своей эволюции.
В отдельных структурах
этого класса наблюдаются следы начала гравитационной релаксации их построек,
например, в нове, имеющей название гора Мбокому (рис. 19).
Уступ на склонах этой постройки, вероятно, образовался при ее гравитационной
релаксации. Самые молодые тектонические структуры в пределах этой новы, концентрическая
система грабенов, расположена на бровках этого уступа, что, вероятно, связано
с его образованием.
Исходя из результатов
тектонофизического моделирования и фотогеологического картирования можно заключить,
что образование куполообразных нов происходит при относительно небольшой глубине
залегания поверхности нейтральной плавучести магматического диапира. Магматическому
диапиру хватает поддержки для образования поднятия на поверхности. На какие
образования воздействует магматический диапир - на верхнюю хрупкую часть литосферы
или на вязкопластичную нижнюю ее часть проведенный анализ определить не позволяет.
|
