на главную

С.Ю. Орлов

Геологический институт (ГИН) РАН, Москва, Россия

Мезоструктурные дислокации осадочного чехла в сводовой области Воронежской антеклизы: интерпретация происхождения

В осадочном чехле Воронежской антеклизы регионально распространены субслойные мезоструктурные дислокации в сочетании с вещественными преобразованиями (миграция компонентов в разрезе) и сбросовыми смещениями. В большинстве случаев они однозначно интерпретируются как структуры, обусловленные растяжением. Эти явления не исчерпывают всего многообразия типов переработки чехла, но являются, на наш взгляд, наиболее широко встречающимися и ╚бросающимися в глаза╩. Обобщение литературных данных и полевых наблюдений позволяет сделать выводы о времени их формирования и месте в иерархии тектонических единиц.

Морфология и распространение. В скальных и полускальных породах (известняки верхнего девона, писчие мелы и мергели верхнего мела, песчаники палеогена) дислокации представлены сочетанием взаимопереходящих субгоризонтальных и субвертикальных зон локализации деформаций. Внутрипластовое катакластическое течение подчеркивается трещиноватостью с приуроченными к ней площадками зеркал скольжения, разлинзованием, развитием брекчиевидных пород. Дезинтеграция может быть локализована в наименее устойчивых прослоях (более характерно для известняков и песчаников) или охватывать значительные объемы, точные границы которых не всегда возможно установить (характерно для писчих мелов и мергелей верхнего мела).

Дислокации слаболитифицированных пород представлены пластическим взаимоперемешиванием, инъективными дислокациями, псевдоскладчатыми формами вблизи малоамплитудных (не выходящих за пределы отдельных пачек) сбросов, структурно-обусловленной избирательной цементацией (осадочные дайки, конкреции, пластовые тела). Отмечается структурная сопряженность кремнистых и железистых выделений, чередование в разрезах горизонтов ╚отбеленных╩, интенсивно ожелезненных и промежуточных по свойствам прослоев песков. При этом чистые ╚отбеленные╩ разности непосредственно контактируют с наиболее ожелезненными. Выделения аморфного кремнезема обнаруживают приуроченность к субгоризонтальным, цепочечно расположенным ромбовидным структурным ловушкам разного размера. Наблюдаемая картина напоминает характерную для ультраметаморфических мигматитовых комплексов дифференциацию на лейко-, мелано- и мезосому, с похожими структурными соотношениями между разностями.

Проблема возраста. Определить возраст наблюдавшихся деформаций удается лишь в некоторых случаях. Так, в пределах Павловского гранитного карьера возраст однозначно определяется (на основании характера контакта девонских и верхнемеловых отложений как постуронский). Единый план структурной переработки верхнемеловых и палеогеновых отложений позволяет (район станицы Нехаевская, Волгоградская область) определить возраст формирования дислокаций как постпалеогеновый. Подобный вывод можно сделать и из материалов Р.В. Красненкова [3]. Р.В. Красненков указывает на широкое развитие (в пределах Воронежской и Курской областей) масштабных явлений просадок в верхнемеловых карбонатных толщах, сочетающихся с дезинтеграцией, развитием поверхностей срывов, сложного пластического смятия, перекручивания терригенных пород палеогена, выполняющих воронки. Описано развитие подобных образований как в пределах овражно-балочных систем, так и в районах водораздельных участков, и их региональное развитие в пределах Воронежской и Курской областей. Отмечена специфичность образования воронок и сопутствующих им дислокаций √ формирование внутри мел-палеогенового разреза, т.е. до образования вскрывающих их эрозионных долин. Таким образом, верхним пределом возраста дислоцирования (по крайней мере, для мел-палеогеновой части разреза) можно считать неоген-четвертичный этап.

Рассмотрим, каким образом характер дислокаций зависит от неоген-четвертичной структуры территории. Возвышенности, расположенные в пределах Воронежской антеклизы (Среднерусская и Калачская) (области с абсолютными отметками водоразделов свыше 250 м), принято рассматривать в качестве областей неотектонических поднятий [7], структур отвечающих антеклизе на современном этапе √ так называемая Среднерусская антеклиза, по Г.И. Раскатову [1], √ ╚горстов╩ [2]. Отрицательные геоморфологические единицы в пределах Воронежской антеклизы (наиболее крупные: Окско-Донская равнина, Павловско-Мамонский прогиб), выполненные неоген-четвертичными отложениями, фактически противопоставляются возвышенностям [1,4,5,7], т.е. предполагается разнонаправленный характер обусловивших их заложение тектонических движений. Образование топодепрессий объясняется прогибанием, в связи, с чем они обычно именуются ╚прогибами╩ или ╚впадинами╩ и считаются наложенными структурами. Представляется, что данные трактовки неоднозначны (нами понятия ╚прогиб╩ и ╚впадина╩ в применении к Окско-Донской депрессии берутся в дальнейшем изложении в кавычки).
Рассмотрим наиболее важные особенности тектоники ╚прогибов╩ и их обрамления. В [2] отмечен ╚рифтоподобный╩ характер речных долины в пределах Окско-Донской равнины, здесь же отмечено расположение равнины в области крупного свода, охватывающего Среднерусскую и Приволжскую возвышенности (проводится аналогия с рифтовыми долинами областей рифтогенеза). Разделяя представления о ╚рифтоподобной природе╩ Окско-Донской ╚впадины╩, отметим, что и для сопряженного с ней Павловско-Мамонского ╚прогиба╩ (пространственно расположенного в пределах Павловского свода докембрийского фундамента) характерен сходный плановый стиль. Это справедливо также и для речных долин в пределах внутренних частей Среднерусской и Калачской возвышенностей.

До образования Окско-Донской впадины на ее месте располагалась область, сходная по гипсометрии с обрамляющими возвышенностями (возвращение к вопросу о заложении в осевой части крупного ╚свода╩). Это подтверждается изучением структурных и палеофациальных особенностей толщ, слагающих возвышенности. Слагающие возвышенности отложения верхнего мела и палеогена представлены главным образом морскими отложениями. Палеофациальные характеристики свидетельствуют, что обнажающиеся в ограничивающем Тамбовскую ячею Окско-Донского ╚прогиба╩ с запада уступе (правый высокий берег р.Дон) данные толщи ранее продолжались в пределы ╚впадины╩. Они были уничтожены в неогене врезом палео-Дона. Девонские отложения, слагающие цоколь возвышенностей и ╚впадин╩ не обнаруживают в зоне их перехода резких перепадов в характере залегания соразмерных по амплитуде мощности неоген-четвертичного выполнения (около 100м). На поднятия данной территории в нижнем и среднем миоцене указывалось в работе [5] (несмотря на подобные выводы в [5] все-таки говорится о неких ╚отрицательных подвижках╩).
Фактически как в осадочных толщах, являющихся ложем ╚впадин╩, так и в поверхности кристаллического фундамента (в пределах рассматриваемой нами сводовой области Воронежской антеклизы) отсутствуют пространственно соответствующие им отрицательные структуры. Образование топодепресий, таким образом, не связано с прогибанием их ложа.

Изучение дислокаций в обрывах, ограничивающих с запада Окско-Донский и Павловско-Мамонский ╚прогибы╩, во внутренних частях возвышенностей и в породах ложа Павловско-Мамонского прогиба позволяет говорить о отсутствии существенных различий в морфологии и масштабности проявления хрупкопластической дезинтеграции в данных районах. На основании интерпретации сейсмических материалов по участку сочленения Среднерусской возвышенности и Тамбовского сегмента Окско-Донской ╚впадины╩, обосновывается [6] существование ╚мегабудин╩ по девонским породам с заполнением их шеек породами мелового возраста. ╚Мегабудины╩ развиты как в ложе ╚прогиба╩, так и под возвышенностью.

Выводы: Распространение дислокаций в пределах как возвышенностей, так и ╚впадин╩, обнаружение их практически во всех изученных коренных выходах и горных выработках позволяют считать причиной их формирования региональное событие, проявившееся на всей территории Воронежской антеклизы. Структурный рисунок территории говорит о существенной роли в заложении ╚впадин╩ компоненты горизонтального растяжения. Региональное распространение внутрислоевых дислокаций растяжения позволяет предполагать связанное с растяжением хрупко-пластическое ╚расползание╩, сконцентрированное в осадочном чехле и обеспечившее интенсивную эрозию в зонах ╚отрыва╩. Постпалеогеновые внутрислоевые дислокации, которые свидетельствуют о растяжении и объемной активизации в породах, слагающих ложа и борта ╚впадин╩, логично укладываются в общую картину как мезоструктурный уровень развития ╚внутричехольного рифтогенеза╩.

Исследования производятся в рамках научной программы Учебно-научно-производственного центра (ГИН РАН √ ВГУ - ГГП ╚Воронежгеология╩), при финансовой поддержке РФФИ (проекты 00-15-98531 (научная школа); 01-05-64281; 02-05-06213) и 6-го конкурса экспертизы молодых ученых РАН (проект ╧ 303).

Литература

1. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии. Т.1, кн.2. / Под ред. Д.Н. Утехина. М.: Недра,1972. 360с.
2. Копп М.Л. и др. // Общие и региональные вопросы геологии. Вып.2. М.: ГЕОС, 2000. С.123√179.
3. Красненков Р.В. // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1966. Т. 41, вып.1. С.119√133.
4. Макарова Н.В. и др. // Изв. вузов. Геология и разведка. 2002. ╧2. С.3√13.
5. Раскатов Г.И. и др. Тектоника восточной части Воронежского кристаллического массива и его осадочного чехла. Воронеж, 1976. 120с.
6. Тарков А.П., Силкин К.Ю. // Вест. Воронеж. ун-та. Сер. геол. 2001. Вып.11, С.165√177.
7. Трегуб А.И. // Вестник ВГУ, сер. геол., 2001. вып.11, с.32-45.

на главную