Авдеев Б.Ю.
К ВОПРОСУ О ПРИРОДЕ СТРУКТУР Г. ПАТИЛЬ (БАХЧИСАРАЙСКИЙ РАЙОН) ПО ДАННЫМ МЕТОДА КИНЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ЗОН РАЗЛОМОВ
Санкт-Петербургский Государственный Университет (СПбГУ), e-mail: borisaqua@fromru.com
В данной работе метод анализа кинематики сдвиговых зон [4] используется для решения вопроса о происхождении мелких складок. Зная параметры некоторых сдвиговых зон, делается попытка привязать изучаемые структуры к одной из них. Используемый метод основан на представлениях, развитых Хэнсеном [5], об отражении симметрии сдвиговой зоны в распределении парагенетичных складок. Постулаты наследования симметрии были выдвинуты ранее Пэтерсоном и Уэйсом [6].
На стереографической проекции оси вращения (шарниры) распределяются вдоль дуги большого круга (одной из зеркальных плоскостей), которая соответствует проекции плоскости сдвига. Другая плоскость симметрии, перпендикулярная первой и проходящая через ось минимальной концентрации, соответствует зеркальной плоскости сдвига. Из пересечения плоскостей, соответствующих плоскости сдвига и зеркальной плоскости, определяется ось транспорта по сдвигу. Это, собственно, и позволяет использовать складки волочения в качестве кинематических индикаторов.
В данной работе этот метод применяется к флишевым толщам таврической серии в окрестностях г. Бахчисарая. Здесь с севера они ограничены разломом, за которым следуют отложения ⌠дикого■ флиша эскиординской серии. Сверху, обе толщи с угловым несогласием перекрыты эпиконтинентальными глинисто-карбонатными отложениями мела и палеогена.
В результате съемки, выполненной в рамках учебной практики
1999 года с использованием данных более ранних исследований [1], была закартирована
структура района г. Патиль (рис. 1). По-видимому, эта структура представляет
собой сформировавшуюся в два этапа антиформную опрокинутую складку. На
первом этапе образовалась цилиндрическая опрокинутая к югу синклиналь.
На втором, при изменении напряжений, √ формируется широтный левый сдвиг
осевой плоскости, и синклиналь преобразуется в крупную антиформную складку
волочения.
 |
Рисунок 1. Геологическая схема района г. Патиль
(по материалам автора, с использованием [1]). Справа вверху √ стереографическая
проекция шарниров складок (дуги √ плоскость сдвига и зеркальная плоскость).
Внизу √ варианты структурного парагенеза (по представлению автора). а)
Четырехуровневая (в данном масштабе) структура: нижний уровень √ сдвиги,
непосредственно связанные с внешними силами; второй уровень √ складки волочения,
приуроченные к сдвигам нижнего уровня; третий уровень √ межслоевое проскальзывание
в крыльях складок второго уровня; верхний уровень √ складки волочения,
связанные с межслоевым проскальзыванием. б) Двухуровневая структура.
Условные обозначения: 1) левый сдвиг; 2) точки замеров ориентировок шарниров; 3) формы некоторых складок вне масштаба и направление погружения их шарниров; 4) собственные векторы тензора ориентировок (на стереограмме); 5) элементы залегания (нормальные и опрокинутые); T3-J 1 tv 1-4 √ пачки таврической серии; K1g √ нижнемеловые известняки района г. Патиль. |
Относительно причин формирования мелких складок существует весь спектр возможных в данной геологической ситуации представлений. Различными авторами им приписывается либо синседиментационное подводно-оползневое [3], либо тектоническое [2] происхождение. В последнем случае обнаруживается их связь со всеми движениями, проявившимися на данной территории. Среди них рассматриваются как движения, захватившие саму флишевую толщу, так и более поздние гипотетические надвигания эпиконтинентальных карбонатов (Юдин, 1999, устное сообщение).
Для решения вопроса о происхождении складок, на изучаемой
территории площадью около 7,5 км2 автором были замерены ориентировки их
шарниров. В самом начале работы была исключена подводно-оползневая гипотеза
происхождения. Это связано с тем, что все складки приурочены к сдвиговым
зонам, которые характеризуются сильно раздробленной аргиллитовой составляющей
и неясно деформированной и так же раздробленной песчано-алевролитовой.
Вне зон дробления, в слабо преобразованном флише эти структуры не отмечены.
Кроме того, судя по близкой к концентрической форме изгибания песчаниковых
слоев и трещинам растяжения, изгибание происходило уже в хрупких условиях,
т. е. после катагенеза. Неприятие подводно-оползневой гипотезы основывается
также на том, что складки северной и южной частей района, находящиеся в
разных крыльях первичной опрокинутой синклинали, имеют одинаковую S-симметрию.
При попадании же в складку с шарниром, перпендикулярным их осям (а шарнир
перпендикулярен, потому как он ориентирован параллельно по определению
нормальной к осям складок оси транспорта вещества (рис. 1, стереограмма)),
в разных крыльях этой складки на поверхность будут выходить противоположные
⌠концы■ внутренних осей вращения, а следовательно, знаки вращения в разных
крыльях должны быть разными.
Как видно из проекции, шарниры распределяются вдоль широтной
субвертикальной плоскости с достаточно высокой степенью дисперсии. Тем
не менее, даже из такого распределения можно сделать вывод о вероятном
отсутствии связи данных складок с горизонтальными смещениями шельфовых
карбонатов по флишевому фундаменту. Более того, наиболее вероятные при
такой кинематике горизонтальные субширотные оси вращения хоть и попадают
на синоптическую плоскость, находятся в минимуме реальных концентраций.
В итоге, в поле зрения остаются менее обозримые в плане региональной причинности внутренние сдвиги. Рассчитанная средняя плоскость имеет азимут падения 1╟ и угол падения 73╟, а ось перемещения соответствует среднему собственному вектору (азимут погружения 181╟, угол погружения 17╟). Такая ориентировка возможна как в случае связи складок как с широтным сдвигом (рис. 1б), так и с межслоевым проскальзыванием в восточном крыле крупной складки (рис. 1а). Во втором случае придется предположить одновременное присутствие двух групп разного генезиса и уровня: складок межслоевого проскальзывания в крыльях севернее центрального сдвига и чисто сдвиговых складок более низкого уровня, южнее, где складки есть, но проскальзывания в крыльях быть не может. Разрешить эту неопределенность можно было бы при наличии замеров из плохо обнаженного западного крыла, где в отличие от восточного, межслоевой сдвиг должен иметь знак, противоположный знаку центрального сдвига. Свидетельством в пользу образования мелких складок ранее крупной (т. е. в связи с центральным сдвигом) может служить моноклинная S-складка, находящаяся практически в замке патильской структуры, где ее происхождение трудно объяснить проскальзыванием в крыльях.
Таким образом, остаются две возможных гипотезы относительно происхождения мелких складок в рассматриваемом районе. В обеих - складки представляются продуктом сдвигового процесса, происходившего в широтном разломе, закартированном в центральной части площади. В соответствии с первой гипотезой, они являются складками волочения собственно этого разлома. По второй - они образовались в крыльях крупной складки, которая в свою очередь является складкой волочения при главном сдвиге. Выбор одной гипотезы был бы возможен при наличии данных из плохо обнаженного северо-западного крыла антиформы.
Литература
1. Бискэ Ю.С., Палазьян И.А., Прозоровский В.А., Шванов
В.Н. Формационное картирование мезозойских отложений северо-восточной части
Качинского антиклинория в Крыму // Вестник Ленинградского ун-та. Сер.7.
Вып.2. 1989. с. 12-20.
2. Структурная геология Крыма // Казанцев Ю. В., Казанцева
Т. Т., Аржавитина М.Ю. и др. Уфа, БНУ УрО АН СССР, 1989. 154 с.
3. Фролов В.Т., Щербакова М.Н. Геодинамика Крыма в мезозое
и кайнозое // Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма,
т. 2. 1999. с. 245-247.
4. Cowan D.S., Brandon M.T. A symmetry-based method for
kinematic analysis of large-slip brittle fault zones // American Journal
of Science, 1995, v. 295, N 3, 257-306.
5. Hansen E. Strain Facies // New-York, Springer-Verlag,
1971, 207 p.
6. Paterson M. S., Weiss L. E. Symmetry concepts in the
structural analysis of deformed rocks // Geological Society of America
Bulletin, 1961, v. 72, p. 841-882.