Тектоника континентальных рифтов и

ВПАДИН

1. Строение континентальных рифтов

2. Режимы рифтогенеза

3. Авлакогены

4. Впадины континентов и внутренние моря

5. Полезные ископаемые

На континентах в большом количестве и многократно в ходе геологического развития платформ и горно-складчатых областей формировались рифты. Данный термин был впервые применен англичанином Дж. Грегори в 1921 г. для характеристики ограниченных сбросами долин Восточной Африки. Со второй половины ХХ в. было выяснено широкое распространение этих преимущественно линейных тектонических структур в земной коре океанов и континентов. Океанскими рифтами являются подводные хребты, в которых протекает спрединг и рождается новая земная кора. Континентальные рифты весьма широко распространены, имеют различный геологический возраст (от нижнего протерозоя в Удоканском палеорифте Алданского щита до неоген-четвертичного в объектах Евразии, Африки и Северной Америки). Для изучения рифтов в семидесятых годах ХХ в. в рамках международного геодинамического проекта была реализована научная программа, участником которой от СССР были В.В. Белоусов, Е. Е. Милановский и другие. Проведенные по этой программе и последующие исследования пролили свет на природу рифтогенеза и роль рифтов в структурах континентов.

В современном понимании рифты - это сложнопостроенные, обычно линейно вытянутые площади с чередованием поднятий и опусканий, ограниченных разрывными нарушениями. Существуют современные и древние рифты (палеорифты). Яркие примеры современных рифтов – это Байкал, окружающие его горы и продолжающие с коленообразными сочленениями Тункинская впадина и долина Верхней Ангары. Протяженность Байкальского рифта около 1000 км (самого Байкала 700 км), ширина грабена до 60 км. Рифт отличается высокой сейсмичностью и контрастностью тектонических движений. Неоген-четвертичный вулканизм проявился незначительно. В строении Байкальского рифта различают грабен озера, глубиной до кристаллического основания до 6 км (само озеро имеет глубины до 1640 м) и сводовые поднятия – Приморский хребет на северо-западе и Баргузинский на юго-востоке. Для изучения геотектонических процессов Байкала и Прибайкалья Академия Наук СССР создала Институт земной коры в г. Иркутске, который на геодинамических полигонах с применением комплекса геологических, геофизических и топографических методов изучает тектонику, современные движения земной коры и глубинные процессы в мантии. В частности, геофизические исследования показали, что к основанию земной коры в начале неогена подошел мантийный диапир, вызвавший сводовое поднятие и опускания в зоне растяжений.

Более грандиозным сложнопостроенным рифтом является Восточно-Африканский, протянувшийся на 3000 км от Красного моря (государство Афар) до юга Кении. В центральной части рифт раздваивается на две ветви. Для него характерны сейсмическая активность и интенсивный вулканизм с излияниями базальтовой, риолит-андезитовой и щелочной (вплоть до карбонатитовой) магмы. В грабенах, ограниченных разломами, расположены крупные и глубокие озера Танганьика, Ньяса и другие. В поднятых блоках расположены вулканы – действующие и спящие, в том числе Килиманджаро и Кения.

На территории Западной Европы субмеридионально от Средиземного до Северного морей протянулась цепочка рифтов, из которых пользуется известностью Верхнерейнский. Он имеет протяженность 300 км при ширине 30-40 км. Рифт возник в начале кайнозоя, когда сформировалось сводовое поднятие (горные массивы Вогезов и Шварцвальда) и центральный грабен с широким развитием вулканогенных пород. По геофизическим данным мощность земной коры под рассмотренными рифтами снижена, поверхность Мохо выпуклая. В мантийном выступе под рифтом вещество разуплотнено. В гравитационном поле рифту соответствует отрицательная аномалия Буге, обусловленная разуплотнением вещества мантии.

Рассмотренные механизмы рифтогенеза именуют активными, обусловленными поднятиями мантийных диапиров и тепловым возбуждением земной коры. Но существуют многочисленные примеры пассивного рифтогенеза, при котором глубинное тепло в земную кору не поступало. Расчетные модели пассивного рифтогенеза объясняют создание зон растяжения за счет передачи напряжений в земной коре и формирования систем разрывных нарушений. Асимметричный рифт может возникнуть над пологим глубинным сбросом.

Сравнительно симметричные рифты могут возникнуть над глубинной зоной пластических деформаций в нижней части земной коры с возникновением палингенной магмы. Под влиянием теплового возбуждения земной коры могут возникнуть встречно ориентированные сбросы, создающие систему грабенов и горстов. При плавлении части мантийного вещества возникает базальтовая магма, подъем которой по трещинам и разрывным нарушениям вызывает расклинивающий эффект (гидроразрывы), наращивающий трещины и нарушения в длину и раздвигающий их стенки. Для континентальных рифтов механизм гидравлического расклинивания проявлен на завершающем этапе рифтогенеза. Свидетельством этого являются рои параллельных даек в бортах рифтов.

Термин авлакоген был предложен Н.С. Шатским для линейных структур, представляющих собой грабены, заполненные мощными толщами терригенных или вулканогенно-терригенных отложений. Раньше всего и относительно полно они изучены в чехле Восточно-Европейской платформы, включают Пачелмский, Оршанский, Калтасинский, Московский, Беломорский и др. авлакогены. Единичные, но крупные структуры такого рода выявлены в Сибирской платформе (Иркинеево-Чадобецкий, Уджинский и др). Западносибирской плите (Колтогоро-Уленгойский). По механизму формирования авлакогены представляют из себя палеорифты, утратившие подвижность и перекрытые (полностью или частично) отложениями осадочного чехла.

Континентальные впадины характеризуются формированием отложений осадочного слоя земной коры аномально большой мощности. Если осадконакопление было компенсированным, заполняющие отложения представлены мелководными морскими и континентальными озерно-аллювиальными фациями. Характерный пример – Прикаспийская синеклиза Восточно-Европейской платформы, Паннонская депрессия Венгрии, Вилюйская синеклиза Сибирской платформы. При быстром некомпенсированном прогибании образуются внутренние моря. Это часть морей Средиземноморского бассейна (Эгейское и др.), Черное и Южный Каспий. На дне некоторых из этих морей накопились мощные толщи неоген-четвертичных отложений (12-14 км).

Возможные причины формирования впадин и внутренних морей – это, во-первых, эклогитизация вещества гранулит-базитового слоя (тафрогенез, по В.В. Белоусову). Вышележащий гранитно-метаморфический слой либо базифицируется, либо отжимается в стороны. Во-вторых, опускание может быть следствием растекания гранитно-метаморфического слоя над мантийным диапиром в разные стороны, что вызовет опускание подошвы осадочного слоя на 12-18 км. Геофизические исследования показывают отсутствие гранитно-метаморфического слоя в Центральной части Черного моря, под Южным Каспием и под Прикаспийской впадиной. Граница Мохо выпуклая, земная кора утонена. Граница осадочного слоя вогнутая. Внутренние и некоторые внешние моря (восточная часть Балтийского, Белое, пролив Ламанш) возникли как следствие погружения ранее существовавших массивов суши по системам разрывных нарушений, и этот процесс сродни пассивному рифтогенезу.

Активный рифтогенез и тафрогенез объединяют признаки возбужденного тектонического режима – выпуклость границы Мохо, высокий тепловой поток, общее утонение земной коры. Различный результирующий эффект геодинамики связан частично со свойствами вещества континентальной коры и частично - со степенью ее теплового возбуждения. Пассивный рифтогенез и тафрогенез не находят отражения в особенностях температурного режима верхней мантии и границы Мохо.

Полезные ископаемые современных рифтов немногочисленны, связаны с океанскими системами, где зафиксированы гидротермальные факелы (черные и белые курильщики), из которых осаждаются массивные сульфидные руды цинка и меди. В палеорифтах и авлакогенах заключено разнообразное рудное сырье вулканического и вулканогенно-осадочного генезиса. В древнейшем Удоканском рифте разведано крупное месторождение медистых песчаников. Обычными являются месторождения железной руды, гидротермальные жилы медно-полиметаллических руд и барита. С осадочными формациями завершающей стадии рифтогенеза связаны месторождения углей, гипса и каменной соли. Впадины континентов представляют интерес как хранилища нефти и газа. В качестве примеров можно привести месторождения Азербайджана, Чечни, Прикаспийской синеклизы. Рифтогенез сыграл важную роль в образовании месторождений нефти и газа Западно-Сибирской плиты, которые локализованы в пострифтогенных отложениях над Колтогоро-Уренгойской системой рифтов, которая длительное время была зоной теплового воздействия на отложения чехла. Во впадинах заключены месторождения угля, гипса и каменной соли.