Глубинные разломы

Термин «глубинный разлом» предложен для региональных разрывных структур земной коры, обладающих большой протяженностью (тысячи километров), значительной глубиной заложения (в мантию) и длительностью развития. В качестве примера приведем крупные разломы Урала, Центрального Казахстана и Тянь-Шаня. Направления основных черт рельефа земной поверхности (горных хребтов, впадин, очертаний материков) и многих тектонических структур определены первоначальной сетью разломов земной коры, закономерно ориентированной относительно фигуры Земли.

Глубинные разломы являются границами крупных структур земной коры континентов и океанов. Время существования таких разломов исчисляется миллионами и миллиардами лет. Они осложнены серией сопутствующих локальных разломов. Вся такая система имеет ширину до десятков километров и отмечается широким распространением интрузий. Так, между геосинклинальными и платформенными структурами проходит глубинный разлом, сопровождающий краевой передовой прогиб платформы. Например, Предуральский, Предкавказский и Предкарпатский прогибы. С такими прогибами связаны нефтеносные области. При отсутствии прогиба континентальные и геосинклинальные области отделены только глубинным разломом, носящим название краевого шва.

Наблюдается большая сейсмичность активных разломов, расположенных на океанических окраинах островных дуг с глубокими и сверхглубокими очагами землетрясений. Древние платформы ограничены глубинными разломами — краевыми швами.

Глубинные разломы имеют большое значение в унаследованном развитии тектонических структур. Анализ материалов, накопившихся к настоящему времени, подтвердил огромную роль глубинных разломов в формировании земной коры, начиная с древнейших этапов ее развития, и вместе с тем позволил установить сложность строения и многообразную природу этих структур.

Протяженность глубинных разломов исчисляется сотнями и первыми тысячами километров. Разлом, проходящий вдоль Урала, Главный Уральский разлом, прослеживается в меридиональном направлении более чем на 2000 км; разломы, установленные на дне океанов, обладают длиной в многие тысячи километров.

Длительность развития региональных разломов подтверждается на многих примерах. Талассо-Ферганский глубинный разлом был активен уже в позднем докембрии и кембрии. Не меньшую подвижность он проявлял в среднем и позднем палеозое, мезозое и кайнозое и очень хорошо выражен в современном рельефе. Таким образом, время существования этого разлома охватывает огромный промежуток не менее чем 600 млн. лет.

Глубинные разломы в отличие от приповерхностных разрывных структур образуют пояса (зоны) шириной от нескольких до десятков километров. Главный Уральский разлом в средней части Урала имеет ширину от 5 до 20 км, Джалаир-Найманский разлом в Центральном Казахстане достигает ширины до 60 км, Центральный Сихотэ-Алинский разлом — 20-30 км.

На поверхности и в верхних частях земной коры глубинные разломы выражены весьма различно. Наиболее часто в зонах разломов сосредотачиваются крупные продольные разрывы и сопровождающие их мелкие смещения, концентрирующиеся либо в осевой части зоны, либо у периферии. Блоки пород, зажатые между отдельными разрывами, поражаются кливажем и сланцеватостью. Полосы раскливажированных и рассланцованных пород могут возникнуть и на значительном удалении от оси разлома. Блоки земной коры, примыкающие к глубинным разломам, очень часто обнаруживают различную ориентировку осей складок.

Показательна приуроченность к глубинным разломам различных форм магматизма. Особенно характерен контроль глубинными разломами вулканической деятельности. Это выражено в линейном расположении цепочек современных вулканов Камчатки, Анд в Южной Америке, вулканических центров в вулканогенных поясах палеозоя и мезокайнозоя (Центрально-Казахстанский, Охотско-Чукотский).

Особенно четко положение зон глубинных разломов фиксируют широко распространенные в них тела гипербазитов и гранитоидов. Вдоль всего Главного разлома Урала развиты небольшие узкие линзовидные и овальные тела гипербазитов, круто уходящие на глубину. Гранитоиды в зонах разлома появляются там, где смещения сопровождаются заметной раздвиговой составляющей. Образуются узкие «щелевидные» массивы, цементирующие разрывы, сопровождающиеся появлением даек и гидротермальных жил.

Рис. 7.11. Тектонические комплексы (зоны) и глубинные разломы

складчатой области Урала и Предуральского прогиба.

1 — метаморфические комплексы фундамента платформы; 2 — отложения палеозоя чехла Европейской платформы; 3 —геосинклинальный комплекс верхнего докембрия и палеозоя западного склона Урала; 4 —геосинклинальный комплекс нижнего-среднего палеозоя; 5 — гранитоиды; 6—палеозойский комплекс фундамента Западно-Сибирской платформы; 7 — моласса Предуральского прогиба; 8— мезозойско - кайнозойский (платформенный чехол; 9 — глубинные разломы. Индексами в кружках - тектонические комплексы: К — карельские, В — байкальские, V — герцинские, А — альпийские; стрелками обозначены латеральные границы тектонических комплексов.

Глубинные разломы разграничивают блоки земной коры с различной историей развития, что находит свое отражение в составе осадочных и магматических формаций. Пример, Главный Уральский разлом, к западу от которого в среднем палеозое накапливались карбонатные, а к востоку вулканогенные формации (рис. 7.11).

Глубинные разломы, активные и в новейшее время, в большой степени влияют на строение современного рельефа.

Рис. 7. 12. Схема строения Северо-Байкальского глубинного разлома (краевого шва)

I—Сибирская платформа; II — Байкальская складчатая область, 1—глубинные разломы краевого шва; 2—продольные и диагональные раз­рывы сколового типа; 3—поперечные разрывные нарушения; 4, 5—разломы отрыва в фундаменте; 6 — разрывы в чехле платформы; 7—глубинные разломы складчатой области; 8— разрывы складчатой области; 9 — направление сдвиговых смещений по краевому шву

Глубинные разломы, движения по которым прекратились в глубокой древности, оказываются перекрытыми мощным чехлом последующих отложений и не выходят на земную поверхность. Так, разломы в фундаменте Восточно-Европейской платформы прекратили свое развитие еще в докембрии и оказались перекрытыми мощной толщей палеозойских и мезо-кайнозойских платформенных отложений. Разломы, ограничивающие Днепровско-Донецкий палеорифт, утратили активность в начале каменноугольного периода и также перекрыты чехлом верхнепалеозойских и мезо-кайнозойских отложений.

Установлена закономерная связь между основными параметрами разломов, как длина, глубина проникновения в литосферу, плотность расположения, амплитуда смещения, ширина зоны динамического влияния данного разлома (рис. 7.12). Под зоной динамического влияния разлома понимают область, в пределах которой горные породы претерпевают механические, петрографические, структурные изменения в связи с формированием и «жизнью» разлома. Чем крупнее разлом, тем шире зона его влияния и тем глубже преобразования пород. Длина оперяющих основной разлом в пределах этой зоны разрывов растет по мере удаления от основного разлома к границам зоны влияния. По простиранию плотность оперяющих разрывов меняется таким образом, что участки их повышенной плотности — деструктивные поля чередуются с участками, где основной разлом практически лишен оперения. Теоретические и экспериментальные данные показывают, что оперяющие разломы и деструктивные поля возникают не после, а в основном до образования основного разлома.

Разлом выделяют гравитационные и магнитные поля. В гравитационном поле отмечаются протяженные ступени, а в магнитном — интенсивные линейные аномалии. Вдоль глубинных разломов установлены аномалии геохимических полей. Например, гелиевые струи с повышенным содержанием не радиогенного изотопа гелия Не³, имеющего мантийное происхождение.

Особым типом глубинных разломов являютя надвиги, шарьяжи, офиолитовые покровы, образующиеся при надвигании океанической коры на континентальную. Покровы нередко заключают в своем основании породы верхов мантии, т. е. срыв происходил ниже поверхности Мохо. Классическим примером такого покрова является покров офиолитов Омана на краю Аравийской континентальной плиты.

Глубинные сдвиги являются наиболее распространенным типом глубинных разломов в складчатых областях. Они развиваются как граничные вертикальные поверхности горизонтально перемещающихся блоков земной коры или литосферы. Сдвиги оказывают сильное влияние на развитие складчатых структур. Многие глубинные сдвиги проявляют активность на протяжении сотен миллионов лет и вплоть до настоящего времени. Измерения на геодинамических полигонах показывают, что современные горизонтальные смещения земной коры по сдвигам составляют до 2 см/год.