Новы, обладающие
центральным поднятием и приподнятым обрамлением
Структуры этого
класса обладают центральным поднятием и приподнятым относительно окружения обрамлением
или его фрагментами. Венцы также обычно обладают концентрическим обрамлением,
образованным концентрическим валом, иногда окруженным трогом, с большим количеством
тектонических структур сжатия и растяжения в них (Барсуков,
Волков, 1989; Стофан и др., 1992, 1997; и др.). В новах этого класса наблюдаются фрагменты
таких же по характеру обрамлений, что делает эти новы образованиями промежуточными
между "классическими" новами и венцами. Внутренние части венцов, окруженные
валом, как правило, гипсометрически ниже вала, но выше окружающих венец областей
(Барсуков и др., 1986; Бурба,
Шашкина, 1991; Стофан и др., 1992; Сквайрс
и др., 1992; Джейнс и др., 1992). Внутренние
части нов с обрамлениями обычно находятся на таких же высотных отметках как
и обрамления или выше их.
Все структуры этого
типа обладают густой радиальной трещиноватостью. Так как ее морфология и распределение
в структурах этого класса аналогичны трещиноватости куполообразных нов, то механизм
и характер ее образования, скорее всего, аналогичен описанному выше. Следовательно,
образование радиальной трещиноватости этих нов, вероятно, также обусловлено
внедрением радиальных роев даек.
Тектонофизическое
моделирование показывает, что образование концентрических деформационных и топографических
структур обрамлений нов происходит при гравитационной релаксации их построек.
В пределах этого
класса нов по результатам фотогеологического анализа нам удалось выделить два
подкласса структур:
I. Новы, в которых
наблюдаются радиальные структуры растяжения (трещины, грабены) в пределах центрального
поднятия и, в основном, концентрические структуры сжатия (компрессионные гряды)
в пределах их обрамлений и/или их подножий. Самые молодые генерации радиальной
трещиноватости, как правило, моложе концентрических структур сжатия. В отдельных
случаях наблюдаются концентрические структуры растяжения в пределах центральных
поднятий.
Образование концентрических
структур сжатия было смоделировано в двух сериях опытов и происходило при относительно
небольшой мощности образований над диапиром (опыт 1 четвертой серии опытов)
и на его флангах (опыты 1, 2 третьей серии опытов). Чем меньше мощность этих
образований, тем сильнее развиты концентрические структуры сжатия. Следовательно,
образование структур сжатия в природных новах возможно только при небольшой
мощности образований, перекрывающих диапир. Возникновение обстановки сжатия
на флангах релаксирующего модельного и природного диапиров может иметь несколько
возможных механизмов. До нас они предлагались разными исследователями, в основном,
для релаксации вулканических построек: 1) литостатическое давление постройки
(в нашем случае новы) и ее гравитационная релаксация (Мерль, Вендевиль, 1995; Мерль,
Боржиа, 1996; Боржиа и др., 2000); 2) боковое
давление растекающегося тела диапира (Стофан и др., 1991; Джейнс
и др., 1992; Кох, 1994; Кох,
Манга, 1996); 3) гравитационное скольжение на склонах поднятия (Мерль,
Вендевиль, 1995; Мерль, Боржиа, 1996; Боржиа и др., 2000).
При релаксации тело
магматического диапира в третьей серии опытов испытало латеральное уплощение,
в четвертой серии опытов наблюдается латеральное растекание вещества над телом
модельного диапира.
Исходя из результатов
тектонофизического моделирования, можно предположить, что образование компрессионных
структур при релаксации купола воздымания возможно в двух ситуациях.
При гравитационной
релаксации магматического диапира и поднятия им образованного в условиях его
воздействия на верхнюю хрупкую часть литосферы при относительно неглубоком залегании
поверхности нейтральной плавучести диапира и латеральном уплощении его формы.
В этом случае возможно одновременное образование как концентрических структур
сжатия по периферии релаксирующей постройки, так и концентрических структур
растяжения ближе к центральным частям поднятия.
При гравитационной
релаксации поднятия, образованного магматическим диапиром, в условиях его воздействия
на нижнюю вязкопластичную часть литосферы при относительно небольшой мощности
верхнего хрупкого слоя литосферы и латеральном растекании вязкопластичного вещества
над телом диапира и, возможно, вещества самого диапира.
Новы этого подкласса
могли образоваться при гравитационной релаксации куполообразных нов. По нашим
наблюдениям концентрические компрессионные структуры этих нов моложе, чем основная
часть радиальной трещиноватости. Как уже упоминалось, образование радиальной
трещиноватости в новах и венцах разными авторами (Стофан
и др., 1992; Сквайрс и др., 1992; Джейнс
и др., 1992; и др.) связывается со стадией формирования поднятия на поверхности.
В двух наших сериях опытов (опыт 1 и 2 третьей серии опытов и опыт 1 четвертой
серии опытов) показано, что радиальная трещиноватость может формироваться на
склонах поднятия на стадии его релаксации. Если на стадии воздымания густая
радиальная трещиноватость нов, по-видимому, образуется, в основном, за счет
внедрения радиальных роев даек, то на стадии релаксации новы появляются условия
для формирования радиальной трещиноватости чисто механическим путем. В наших
экспериментах (третья и четвертая серии опытов) показана зависимость степени
развития этой трещиноватости от мощности перекрывающих диапир образований: чем
меньше их мощность - тем активнее образование радиальной трещиноватости при
релаксации новы. Но эта система не будет такой густой, как трещиноватость, образованная
дайковыми комплексами.
История развития
этих нов может быть следующей. На начальных этапах эволюции этих нов формируется
поднятие и, в основном, за счет внедрения радиальных роев даек, образуется основная
часть радиальной трещиноватости. При этом глубина залегания поверхности нейтральной
плавучести диапира относительно небольшая. После начала гравитационной релаксации,
в силу литостатического давления постройки новы, бокового давление растекающегося
тела диапира и гравитационного скольжение перекрывающих модельный диапир образований
на склонах поднятия, образуются приподнятое обрамление. При воздействии тела
диапира на верхнюю хрупкую часть литосферы образуются концентрические структуры
как сжатия, так и растяжения, что больше характерно для венцов. При воздействии
тела диапира на нижнюю вязкопластичную часть при относительно небольшой мощности
верхней хрупкой части литосферы образуются концентрические структуры сжатия,
что характерно для этого подкласса нов. В это же время образуется наиболее молодая
генерация радиальной трещиноватости, наименее густая.
Наблюдаются промежуточные
формы между куполообразными новами и структурами этого подкласса, со слабо развитыми
обрамлениями, например, нова, имеющая название венец Тутелины (рис.
22). В данном случае структурное обрамление новы представлено концентрическими
компрессионными грядами, гряды не подтоплены. Они могли образоваться при гравитационном
оползании на ее склонах. Находящаяся выше по склону постройки система концентрических
грабенов расположена в тылу массива пород, испытавшего оползание. В двух других
закартированных нами новах этого подкласса, в нове имеющей название венец Опс
(рис. 21) и нове без названия (рис. 20), обрамления выражены лучше. Можно выстроить предположительную
эволюционную последовательность от куполообразных нов через структуру, имеющую
название венец Тутелины (рис. 22), со слабо развитым обрамлением, через нову без
названия (рис. 20), до структуры имеющей название венец
Опс (рис. 21), с хорошо выраженным обрамлением.
Итак, формирование
этого типа нов возможно при гравитационной релаксации поднятия и образовавшего
его магматического диапира. В этом случае диапир обладает неглубоким залеганием
поверхности нейтральной плавучести. При воздействии диапира на верхнюю хрупкую
часть литосферы и его латеральном уплощении образуются венцы или структуры схожие
с ними. При воздействии диапира на нижнюю вязкопластичную часть литосферы, испытывающую
латеральное растекание над его телом, при условии небольшой мощности верхнего
хрупкого слоя литосферы, образуются новы, обладающие преимущественно концентрическими
структурами сжатия.
II. Новы, в которых
наблюдаются, в основном, радиальные структуры растяжения (трещины, грабены)
как в пределах центральных поднятий, так и в пределах относительно приподнятых
обрамлений, в которых расположены также концентрические структуры растяжения
(трещины, грабены).
Образование концентрических
структур растяжения было смоделировано нами в двух сериях опытов. В третьей
серии образование концентрической системы трещиноватости растяжения было связано
с воздействием релаксирующего тела модельного диапира на перекрывающие его хрупкие
образования. Здесь эта система трещиноватости развивалась активнее при небольших
мощностях перекрывающих образований на флангах модельного диапира. Структуры
растяжения располагались ближе к центру релаксирующего поднятия относительно
структур сжатия.
В третьей серии
опытов нам удалось воспроизвести образование депрессии в центральной части релаксирующего
купола. Эта модель скорее описывает образование структур "классических"
венцов. Как и в природных венцах (Барсуков и др.,
1986; Бурба, Шашкина, 1991; Стофан
и др., 1992; Сквайрс и др., 1992; Джейнс
и др., 1992), модельная депрессия по высотному положению находилась между
валом и окружающими образованиями. В моделях она лучше выражена в топографии
при небольшой относительной мощности перекрывающих модельный диапир образований.
Диаметр депрессии был незначительно меньше релаксирующего тела, следовательно,
по диаметру природной структуры и ее центральной депрессии можно приблизительно
судить о размерах диапира, что было ранее численно рассчитано Кох (1994). В этой серии опытов наблюдается латеральное
уплощение тела диапира вдоль его модельной поверхности нейтральной плавучести.
Чем меньше относительная мощность перекрывающих модельный диапир образований,
тем лучше будет выражена центральная депрессия и тем большее уплощение испытает
его тело при гравитационной релаксации. Но напомним, что полученные нами в этой
серии опытов структуры по морфологическим и структурным характеристикам больше
схожи со структурами венцов (рис. 11).
В четвертой серии
опытов мы получили лучшее соответствие с природными новами. При релаксации поднятия
над модельным диапиром и латеральном растекании вязкопластичного вещества над
его телом (четвертая серия опытов) концентрические структуры растяжения образуются
при относительно большой мощности перекрывающих диапир хрупких образований.
Мы предполагаем, что образование концентрических структур растяжения обусловлено
неоднородными деформациями на границе вязкопластичного нижнего слоя и хрупкого
верхнего.
Примером структуры
этого подкласса может служить нова, имеющая название венец Дидилии (рис.
23). После образования радиальной трещиноватости при релаксации этой новы
сформировались обрамление новы и концентрическая система трещиноватости. Таким
образом, это второй возможный вариант развития куполообразной структуры в нову
с обрамлением, но с другим характером преобладающих тектонических структур,
нежели подкласс, описанный выше. Исходя из результатов тектонофизического моделирования,
можно заключить, что новы этого подкласса могли формироваться при релаксации
поднятия и магматического диапира, воздействующего на нижнюю вязкопластичную
часть литосферы при относительно большой мощности верхней хрупкой ее части и
латеральном растекании вязкопластичного вещества над диапиром и, возможно, самого
его тела.
В третьей серии
опытов было отмечено, что модели с небольшой мощностью перекрывающих модельный
диапир образований эволюционируют быстрее и с образованием большего количества
деформационных структур. Можно предположить, что природные новы должны вести
себя так же: при прочих равных условиях чем меньше мощность деформируемого слоя,
перекрывающего природный эволюционирующий диапир, тем быстрее и с образованием
большего количества деформационных структур будет эволюционировать нова.
После снятия верхнего
хрупкого слоя в третьей серии опытов на поверхности тела модельного диапира
наблюдались гряды - "экструзивные" внедрения вязкопластичного тела
модельного диапира в тектонические нарушения - трещины и надвиги. Это явление
может служить моделью пассивного внедрения даек в природных структурах по тектоническим
нарушениям. Механизм их внедрения по сравнению с предлагаемым для образования
густой радиальной трещиноватости нов несколько другой. Если там механизм активный
- трещина образуется расклинивающим давлением при внедрении дайки (Хэд,
Вилсон, 1992; Парфит, Хэд, 1993; Гросфилс,
Хэд, 1995; и др.), то здесь внедрение происходит по уже созданным неоднородностям
- трещинам растяжения и надвигам.
|
