Arcady V. TEVELEV
Eugene I. BLUMKIN

Isomorphic Structures:
COMPARATIVE TECTONICS OF THE KURA BASIN AND SURKHANDARYA DEPRESSION


Тевелев
Аркадий Вениаминович,
старший научный сотрудник геологического факультета МГУ


Блюмкин
Евгений Исаакович , сотрудник геологического факультета МГУ

А.В. ТЕВЕЛЕВ, Е.И. БЛЮМКИН

Изоморфныe структуры:
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА
КУРИНСКОЙ И СУРХАНДАРЬИНСКОЙ ВПАДИН


Введение

Изучение морфологического и структурного подобия крупных тектонических элементов земной коры в связи со сходством геодинамических условий их образования имеет давнюю историю. Их классическим примером было выявленное X. Клоосом соответствие рифтовых континентальных зон. Собственно, сама надкупольная модель развития рифтов (в особенности Рейнского и Восточно-Африканского), и была разработана с целью объяснения их поразительно похожих плановых очертаний и совпадавшего до деталей внутреннего строения, проявленных несмотря на резко различающиеся размеры и тектоническую позицию [I]. Глиняная модель Х. Клооса, имитирующая форму рифтовой системы и характерный набор ее структурных особенностей - это как бы последний по масштабу член изоморфного ряда структур надкупольного растяжения, в котором устанавливается однозначное соответствие между динамическими условиями образования и геометрией структур.
В этом,. разумеется, заключен смысл любого аналогового моделирования. Нам представляется важным обратить внимание на то, что природные процессы - результат моделирования в лаборатории Господа - также приводят к появлению изоморфных структур. В некотором простом смысле, масштабные эффекты для структурных ассоциаций, образующихся в одинаковых условиях деформирования, не слишком важны. Набор изоморфных рядов видимо ограничен, так что любые по сложности тектонические области можно представить как сочетания небольшого количества изоморфов. Анализ изоморфных структур является, по сути, способом типизации тектонических объектов по геодинамическим условиям их образования и является сильным методом исследования внутриплитной тектоники, так что методологическое значение явления структурного изоморфизма очень велико

Идеология

Cпособы обнаружения изоморфных тектонических структур не тривиальны. Для этой цели необходимы материалы, на которых, с одной стороны, выявляется морфологическое подобие структур, а с другой - сходство их структурных особенностей и признаки однотипности развития. Анализ тектонических карт, наиболее приемлемого на первый взгляд материала для такого рода сопоставлений, оказывается как раз наименее удачным. Дело в том, что типизация объектов на тектонических картах основана на достаточно продолжительной предыстории соответствующих участков земной коры. Не говоря уже о том, что эта предыстория за недостатком данных во многих случаях является совершенно условной, при подобной типизации зачастую игнорируется геодинамический, деформационный смысл событий, приводящих к образованию тех или иных структур. Для древних тектонических единиц эти сложности не слишком бросаются в глаза, поскольку расшифровка условий их образования (так или иначе показанных на карте) обычно неоднозначна и является результатом сложных компромиссов и научной политики. Однако для новейших (альпийских, современных и т.д.) единиц ситуация совершенно другая - их деформационная история, выраженная наборами "свежих", не преобразованных позднейшими процессами структур, может быть определена достаточно строго. В качестве важного источника информации для выявления и анализа новейших, неоген - четвертичных изоморфных структур рассматриваются, помимо геологических и производных от них карт, высотные (в т.ч. космические) снимки земной поверхности, свободные от историко-геологической нагрузки. Анализ высотных снимков позволяет скорректировать данные тектонических карт, на которых сплошь и рядом показываются как различные тектонические элементы, образованные в близких геодинамических условиях, имеющие отчетливое геологическое и эволюционнное сходство и даже близкие временные рамки развития. В настоящем сообщении это положение иллюстрируется на примере двух межгорных впадин восточного части Альпийско-Гималайской коллизионной области - Куринской и Сурхандарьинской.

Сравнительная характеристика впадин

Cогласно тектоническим картам, структурная позиция Куринской и Сурхандарьинской впадин принципиально различна. Куринская впадина, разделяющая Большой и Малый Кавказ к востоку от Дзирульского массива, расположена внутри Средиземноморского складчатого пояса, в то время как Сурхандарьинская впадина, примерно в 2 раза меньшая по размерам, расположена вне пояса, отделяя Южный Тянь-Шань от молодых поднятий Таджикской депрессии. Это обстоятельство оказывается решающим, чтобы на большинстве тектонических карт эти единицы классифицировались различно. На КС, однако, они обладают выраженным морфологическим сходством. Обе впадины имеют клиновидную форму, с севера они ограничены высокогорными сооружениями - соответственно Большим Кавказом и Гиссаро-Алаем; в обоих случаях границы впадин и горных массивов на КС имеют вид сочленяющихся отрезков, достаточно плавно меняющих простирание от субширотного до северо-западного (Куринская впадина) или северо-восточного (Сурхандарьинская впадина). Северная граничная зона обеих впадин сложным образом структурирована - непосредственным ограничением впадин являются узкие антиклинальные поднятия (Гомборский хребет и Келиф-Сарыкамышская гряда), севернее которых расположены впадины-сателлиты - Алазанская к северу от Куринской и Байсунская к северу от Сурхандарьинской. Обе сателлитные впадины примыкают уже непосредственно к высокогорным сооружениям.

С юга обе впадины ограничены позднеальпийскими горно-складчатыми сооружениями, более молодыми, нежели сооружения их северного обрамления. Для границ здесь характерен резкий разворот от диагональных к субмеридиональным простираниям в районах восточного погружения Самхето-Зангезурской зоны Малого Кавказа и Туюнтауского антиклинального поднятия Кафирниганского антиклинория. Районы максимального сужения впадин имеют .субширотное простирание (Верхне-Куринский и Душанбинский прогибы соответственно). Примечательно, что интенсивность деформаций здесь не превосходит (или даже уступает) интенсивности деформаций в основных стволах впадин. Обе впадины раскрываются в области, не испытавшие интенсивного альпийского структурообразования, и, наконец, для обеих впадин обнаруживается четкая поперечная зональность (особенно хорошо заметная на КС).

Плановое соответствие впадин сопровождается их геологическим подобием. В строении чехла обеих впадин выделяется четыре комплекса .пород, охватывающих сопоставимые стратиграфические интервалы: нижний платформенный или "пара-платформенный" [2] юрско-мелового и отчасти палеогенового возраста, переходный олигоцен-нижнемиоценовый и два верхних орогенных комплекса. В Сурхандарьинской впадине последние представлены преимущественно континентальными осадками, а в Куринской - как континентальными, так и морскими. Крупнейший структурный рубеж в обеих впадинах приходится на границу среднего и позднего плиоцена и соответствует предакчагыльскому (Куринская) и предкулябскому (Сурхандарьинская впадина) несогласиям. Структура более крупной и гетерогенной Куринской впадины более сложна, нежели Сурхандарьинской, однако основные структурные особенности, известные как по результатам наземных исследований, так и по данным дешифрирования КС, имеют определенное сходство - это моновергенность складчато-разрывных структур обеих впадин, широкое развитие брахиморфных складок, преобладание продольных разрывов надвиговой и взбросовой кинематики, наличие достаточно четко выраженных сдвиговых зон преимущественно ортогональных простираний, существенно приразломный характер основных складчатых систем.

Кинематический анализ

Кинематический анализ сети линейных деформационных зон рассматриваемых регионов показывает, что сходная структура обеих впадин формировалась сходным путем. В пределах Сурхандарьинской впадины распространены "разломы", сгруппированные в четыре основных направления. Разрывами со смещением здесь выражены структуры только северо-восточной ориентировки - как правило, это пологие надвиги, имеющие на всей территории впадины юго-восточную вергентность. Структурные линии ортогональных систем проявлены в резких ундуляциях шарниров принадвиговых складок, а в некоторых случаях и в плановых разворотах осей складок, которые оказываются как бы вписанными в ортогональную линеаментную сеть. Деформирование Сурхандарьинской впадины происходило в обстановке северо-западного - юго-восточного сжатия, и было реализовано в рассредоточенном по отдельным локальным структурам пододвигании жесткого основания впадины в северо-западном направлении, под Юго-Западный Гиссар. Локальные структуры сжатия оперялись на замыканиях сдвигами, которые и выражены в современном ландшафте как локальные линеаменты. Линейные структуры северо-западной ориентировки образованы здесь в условиях относительного растяжения. К этим зонам приурочены основные скопления углеводородов Сурхандарьинской впадины [З].

Рисунок линеаментного поля Куринской впадины, ввиду ее большей гетерогенности, определенно более сложен; кинематические особенности ее разломной сети детально изучались ранее М.Л. Коппом и Н.Н. Курдиным [4]. В западной части впадины, в пределах Ширакско-Аджиноурской зоны, широко развиты линейные структуры север-северо-западного простирания, в том числе наиболее ярко выраженная Красногорская зона, которые по характерным структурным рисункам определяются как правые сдвиги, с вероятной сбросовой компонентой. Многочисленные продольные разрывы Ширакско-Аджиноурской зоны имеют взбросо-надвиговую кинематику; для складок и разрывов характерна южная вергентность, что относится также к структурам северного (Агричай-Алазанского) и южного (Караязского) прогибов Куринской впадины. В центральной части Ширакско-Аджиноурского поднятия обнаруживаются линейные зоны поперечного северо-восточного простирания, образованнные, .судя по их проявлению в рельефе, в условиях относительного растяжения. Структурные линии, в том числе разрывы восток-северо-восточной ориентировки, развитые к востоку от Мингечаурского водохранилища и ограничивающие Ширакско-Аджиноурскую зону, являются, судя по кулисному расположению складчатых структур, разрывными и пластическими левыми сдвигами. В самой восточной части рассматриваемой территории обнаруживается система линеаментов северо-восточного простирания, входящих или параллельных известной Пальмиро-Апшеронской линеаментной зоне. Многие исследователи рассматривают ее как региональный левый сдвиг, однако, учитывая ее поперечное положение по отношению к простиранию складчатых зон Кобыстана, нахождение в ее пределах впадины Аракса и широкое распространение в ней инъекционных образований (грязевых вулканов и скоплений углеводородов), можно быть уверенным, что в пределах Куринской впадины Пальмиро-Апшеронский линеамент проявлен структурами растяжения.

Из рассмотренного краткого кинематического анализа линеаментной сети Сурхандарьинской и Куринской впадин следует вывод, что в них устанавливается симметричный рисунок движений в локальных и региональные линейных зонах, находящийся в соответствии с зеркально-симметричной плановой формой впадин. В ортогональных системах движения преимущественно сдвиговые (главным образом пластические, реже разрывные), в продольных диагональных - взбросо-надвиговые и в поперечных диагональных системах - флексурно-сбросовые . К последним очень часто приурочены скопления углеводородов верхнего структурного этажа, что определяет их практическую значимость.

Структурное и динамическое подобие Куринской и Сурхандарьинской впадин определяется, надо полагать, блиаким глубинным режимом и сходными условиями приповерхностного .деформирования. Известно, что обе впадины имеют тонкую кору и, по некоторым косвенным данным, высокий, тепловой поток. Предполагается, что такая коровая и термическая структура впадин взаимно обусловлена обстановкой глубинного растяжения и общего прогибания территорий впадин. В то же время, обе впадины безусловно являются коллизионными структурами, в их верхних горизонтах господствует долговременное сжатие, наиболее выраженное давлением тыловых позднеальпийских сооружений - северо-западным в районе Сурхандарьинской и северо-восточным в районе Куринской впадины. Разрывные структуры сжатия представлены преимущественно пологими надвигами (поддвигами), по которым происходило и происходит сейчас пододвигание комплексов пород в сторону северного горного обрамления впадин. Межблоковые границы разного типа выражаются в структуре в виде разрывных систем, главным образом сдвиговых.

Заключение

Куринская и Сурхандарьинская впадина обладают выраженным морфологическим сходством, слагающие их комплексы имеют близкую историю формирования, однотипные тектонические события происходили в их пределах практически одновременно и результировались в подобных (зеркально подобных) структурных ассоциациях. Все это обозначает, что эти тектонические единицы являются структурными изоморфами. Их сходство настолько велико, что вместе с некоторыми другими однотипными впадинами (Рионской и некоторыми другими) они могут рассматриваться в качестве единой структуры, дискретно распределенной вдоль северной периферии коллизионной области. Указанные изоморфные структуры развивались и продолжают развиваться в своеобразных условиях сочетания глубинного растяжения и близповерхностного сжатия. Режим их глубинного растяжения имеет, вероятно, длительную историю и наследует, надо полагать, задуговый рифтинг доолигоценового возраста, сформировавший современную термическую структуру рассматриваемых регионов. Сжатие в пределах обеих впадин крайне неравномерно и в пространстве, и во времени, наблюдаемое деформационнное состояние является относительно молодым. Сочетание площадного растяжения и дискретного сжатия структурно реализуется в формировании тектонических клиньев, кинематика которых и обусловливает подобие динамических режимов этих изоморфных структур.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Белоусов В. В. Основы структурной геологии. М.: Недра, 1985. 207 с.
  2. Ломизе М. Г., Суханов М. К. Юрская порфиритовая серия Закавказья и концепция Закавказской плиты // Вестн. МГУ. Сер. 4. Геология. 1974. ╧ 2. С. 28-36.
  3. Тевелев А. В. Особенности применения космической информации при нефтепрогнозных исследованиях в Памиро-Алае // Изв. вузов. Геология и разведка-. 1985. ╧ 3. С. 40-46.
  4. Копп М. Л; Курдин Н. Н. Региональные сдвиги на Юго-Восточном Кавказе // Изв. вузов. Геология и разведка. 1980. ╧ 11. С. 30-37.

По материалам статьи,
опубликованной в журнале

"Исследование Земли из космоса"
╧ 3, 1987

Oформление © А.В. Тевелев
Последние изменения: 01/03/2003