Новы и арахноиды на Венере: геологическое строение, классификация и эволюция

ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ АРАХНОИДОВ

Происхождение арахноидов связывается с эволюцией небольших магматических диапиров при относительно большой глубине их залегания, вследствие чего на поверхности поднятие не образуется (Хэд и др., 1992; Аитолла, Костама, 2001). На основании анализа структурных рисунков и кинематики тектонических структур 53 арахноидов (Крамплер, Обели, 2000) нам удалось выделить шесть классов арахноидов (табл. 6, 7).

Арахноиды с концентрическими структурами растяжения

В топографии эти арахноиды выражены, в основном, депрессиями. Концентрические структуры растяжения в них представлены трещинами растяжения и грабенами, расположенными обычно на склонах депрессий. Центральные части таких арахноидов могут быть заполнены более поздними вулканическими образованиями. Примером структуры этого типа служит арахноид, имеющий название венец Наволги (рис. 29).

Рис. 56. Кальдера Сакаджавея (335o в.д., 64.8o с.ш.).

Рис. 57. Условия и результаты тектонофизического моделирования образования кальдер (Тролл и др., 2002).

По тектоническому строению структуры этого типа схожи с кальдерами (рис. 56). Результаты аналогового тектонофизического моделирования (Роше и др., 2000; Тролл и др., 2002) показывают, что образование кальдер с аналогичными топографией и характером структурного рисунка происходит при обрушении кровли магматической камеры в пределах хрупкой части литосферы без латерального изменения ее формы (рис. 57). Схожий характер структурного рисунка может возникать при гравитационной релаксации магматического диапира, воздействующего на верхнюю хрупкую часть литосферы без латерального изменения его формы. Никаких следов воздымания, предшествующего гравитационной релаксации диапира и образованию депрессии в арахноидах этого типа не наблюдается.

Арахноиды с концентрическими структурами растяжения, радиальными структурами сжатия, распространяющимися за пределы их депрессий, и концентрическими структурами сжатия в их центральных частях

В топографии эти арахноиды выражены, в основном, депрессиями. Концентрические структуры растяжения представлены трещинами растяжения и грабенами, расположенными на склонах депрессий. Концентрические структуры сжатия представлены компрессионными грядами, расположенными в пределах депрессий, во внутренних частях системы концентрических структур растяжения. Радиальные структуры сжатия представлены компрессионными грядами и, как правило, выходят за пределы депрессий. Центральные части такого типа структур обычно заполнены более поздними вулканическими образованиями. Структуры сжатия всегда моложе чем концентрическая трещиноватость растяжения и обычно деформируют заполнение депрессий. Примером структуры этого типа служит арахноид, не имеющий названия (рис. 30).

Результаты тектонофизического моделирования (четвертая серия опытов) показывают, что структуры аналогичной топографической формы и обладающие схожим характером структурного рисунка могут возникать вследствие гравитационной релаксации магматического диапира воздействующего на нижнюю вязкопластичную часть литосферы при относительно небольшой мощности верхней хрупкой ее части. Следов воздымания, предшествующего релаксации магматического диапира и образованию депрессии, в арахноидах этого типа не наблюдается.

Арахноиды с концентрическими структуры растяжения и радиальными структурами сжатия, распространяющимися за пределы их депрессий

В топографии эти арахноиды выражены, в основном, депрессиями. Концентрические структуры растяжения представлены трещинами и грабенами и расположены обычно на склонах депрессий. Радиальные структуры сжатия представлены компрессионными грядами. Центральные части структур этого типа обычно заполнены более поздними вулканическими образованиями. Радиальные структуры сжатия всегда моложе, чем концентрическая трещиноватость растяжения и обычно деформируют заполнение депрессий. Примером структуры этого типа служит арахноид, не имеющий названия (рис. 31).

Результаты аналогового тектонофизического моделирования показывают (четвертая серия опытов), что структуры аналогичной топографической формы и обладающие схожим характером структурного рисунка могут возникать вследствие релаксации магматического диапира воздействующего на нижнюю вязкопластичную часть литосферы при относительно большой мощности верхней хрупкой деформируемой ее части. Следов воздымания, предшествующего релаксации магматического диапира и образованию депрессии, в арахноидах этого типа не наблюдается.

Арахноиды c концентрическими и радиальными структурами растяжения

В топографии эти структуры выражены, в основном, депрессиями, форма одного из арахноидов этого класса куполообразная (рис. 32). Концентрические структуры растяжения представлены трещинами и грабенами, расположенными обычно на склонах депрессий. Радиальные структуры растяжения представлены так же трещинами растяжения и узкими, протяженными грабенами. Благодаря густой радиальной трещиноватости тектоническое строение арахноидов этого класса схоже со строением нов - радиально-трещиноватых центров. Бульшая часть концентрической трещиноватости растяжения моложе радиальной. Центральные части структур этого класса могут быть заполнены более поздними вулканическими образованиями (рис. 32).

Результаты тектонофизического моделирования и геологические модели (Стофан и др., 1992; Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992 и др.) показывают, что происхождение структур такого типа может быть связано с образованием и гравитационной релаксацией нов. На начальных этапах, при подъеме магматического диапира, в основном за счет внедрения радиальных роев даек, образуется густая радиальная трещиноватость, которая может быть многостадийной. При этом возможно образование поднятия. Образование концентрической системы трещиноватости растяжения, расположенной в зонах перегибов склонов депрессий, вероятно связано с гравитационной релаксацией магматического диапира и образованием самих депрессий. Некоторые из структур этого класса, благодаря их топографической форме и характеру структурного рисунка, следует скорее относить в класс нов, о чем также свидетельствует куполообразная форма одного из арахноидов. Вероятно, он, в отличие от других структур этого класса, не испытал гравитационную релаксацию.

Результаты нашего моделирования и более ранние исследования (Роше и др., 2000; Тролл и др., 2002) показывают, что подобные структуры могли образоваться вследствие воздымания магматического диапира и образования новы с последующей гравитационной релаксацией ее постройки и самого тела диапира без латерального изменения его формы при его воздействии на верхнюю хрупкую часть литосферы. В отличие от других классов арахноидов, в этих структурах гравитационной релаксации магматического диапира предшествовало образование новы.

Арахноиды с концентрическими структурами растяжения и хаотическими и/или концентрическими структурами сжатия в их центральных частях

В топографии эти арахноиды выражены, в основном, депрессиями. Концентрические структуры растяжения представлены трещинами растяжения и грабенами, расположенными обычно на склонах депрессий. Центральные части таких арахноидов чаще всего заполнены более поздними вулканическими образованиями. Структуры сжатия расположены в донных частях депрессий и деформируют относительно более молодое их заполнение. Эти структуры представлены небольшими компрессионными грядами, простирания гряд могут быть различными - от однонаправленных и концентрических до хаотичных; за пределы депрессий гряды не распространяются. Примером структуры этого класса служит арахноид, не имеющий названия (рис. 33).

Механизм образования подобных структур может быть также схож с образованием кальдер, как и в первом выделенном типе, с той лишь разницей, что здесь формирование арахноидов и их депрессий происходит на фоне образования вулканических равнин, их заполняющих. Вероятно, на заключительных стадиях формирования депрессий относительно молодое их заполнение деформируется грядами небольшой амплитуды. Результаты тектонофизического моделирования (Роше и др., 2000; Тролл и др., 2002) показывают, что образование кальдер с аналогичными топографией и характером структурного рисунка может происходить при обрушении кровли магматического очага в хрупкой части литосферы без латерального изменения формы магматической камеры (рис. 57). В приложении к нашим исследованиям, арахноиды этого типа могут образовываться вследствие гравитационной релаксации магматического диапира без латерального изменения его формы, воздействующего на верхнюю хрупкую часть литосферы. Никаких следов воздымания, предшествующего релаксации магматических диапиров и образованию депрессий в арахноидах этого типа не наблюдается.

Арахноиды с концентрическими и радиальными структурами сжатия

В топографии эти арахноиды выражены, в основном, депрессиями. Их тектонические структуры представлены исключительно структурами сжатия - компрессионными грядами, как концентрическими, так и радиальными. Во всех случаях гряды, образующие арахноид связаны с региональной системой извилистых гряд. Примером подобной структуры служит арахноид, имеющий название венец Нзинги (рис. 34).

Наличие депрессии может свидетельствовать о том, что эти структуры образовались вследствие схожего с предложенным выше механизмом релаксации магматического диапира. Пространственная связь компрессионных гряд образующих арахноид с региональными структурами сжатия свидетельствует о том, что арахноиды этого типа, скорее всего, образованы наложением деформационных структур, образующихся в условиях регионального сжатия, на процессы релаксации магматического диапира, что приводит к возникновению исключительно структур сжатия. Определить на какие образования воздействует магматический диапир при его релаксации - на хрупкую или вязкопластичную часть литосферы, проведенный нами анализ не позволяет.

Выше мы попытались определить механизмы образования тектонических структур для выделенных нами классов арахноидов. Две структуры, не попавшие ни в один из выделенных классов, имеют несколько отличную историю развития. Одна из них, с порядковым номером 81 в каталоге Крамплера и Обели (2000) (рис. 36), представляет собой скорее нову, чем арахноид - она обладает куполообразной формой и радиальной трещиноватостью. Ее топографическая форма и структурный рисунок, вероятно, образовались под воздействием поднимающегося диапира, аналогично новам (Стофан и др., 1992; Сквайрс и др., 1992; Джейнс и др., 1992 и др.). Судя по топографической форме, она не испытала гравитационную релаксацию. Другой арахноид, с порядковым номером 191 в каталоге Крамплера и Обели (2000), имеет более сложную историю развития (рис. 35). Вероятно, на начальных этапах развития он также представлял собой нову, что воплотилось в образовании густой радиальной трещиноватости растяжения. После этого арахноид испытал гравитационную релаксацию, результатом чего явилось образование концентрической системы трещиноватости. Вслед за этим сформировались лавовые равнины, впоследствии опять деформированные радиальной системой трещиноватости, вероятно, при регенерации структуры. Позднее, при дальнейшей гравитационной релаксации произошло образование многокольцевой концентрической трещиноватости растяжения и радиальных структур сжатия.