Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Инфраструктура разломных зон

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Инфраструктура разломных зон"

ГОСУДАРСТВЕШЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДОСМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКбВСКИЯ ГХЮУДАРСТВЕННЫИ УНИВЕРСИТЕТ Ж. М.В«ЛОМОНОСОВА

Геологический факультет ^ ; "

< ' ' На правах рукописи

, /-;'.{ V '•; • уда 551.243 ^

ЛОЕАЦКАЯ Раиса Моисеевна

Ш'РАСТРУКТКРА РАЗЛОМННХ ЗОН 1 00.04-геотектоника

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора ■ геолого-минвраяогических наук

Москва -1989

Работа выполнена в Иркутском ордена Трудового -Красного Знамени политехническом институте ЦкнВуз РС1СР

'.Официальные оппоненты: доктор геолого-ыине.ралогических каук,

М.А. Гончаров

доктор геолого-минералогических наук А.И. Суворов

доктор геологот-шмералогических наук, член-корреспсндент АН СССР Ч.Б. Борукабв ■

Ведущая организация : Институт геологии и геофизики

СО АН СССР

Защите состоится " "_191£г.; в ' час. .

на заседании специализированного совета н Мое^озекок

государственном университете им". 1.1. В Ломоносова по адресу: ПЗ&9Э, Москва, МГУ, ГеологичссгиЛ факультет

С диссертацией мошю ознакомиться и библиотеке геологического факультета ШУ

Автореферат разослан " "__г.

Учений секретарь специализированного

, у

совета, доктор г.-ы. наук ( (: С/,.., ■ А.Б.Вихепт

/ '

ВВЩЗМВ-. Среда структурных элементов литосферы разлили -«логические объекты интерес к которым не ослабевает на прошений многих десятилетий. Разломообразование тесно связано со югемй геологическими процессами - рудогенезом, вулканизмом, Ш смачностью.

Возросшая за последние десятилетия детальность изучения расселения перечисленных геологических процессов показывает, что »язь юс о разломообразованием и разломными структурами не так роста. При изучении распределения сейсмичности отмечается суще-рвенная дискретная рассредоточенность эпицентров в относительно фокой голосе вблизи разлила, но далеко не всегда непосредстван-) в его магистральной плоскости. Отсюда возникает мысль о связи игов не с конкрет'нши диэьшлт ивами, а со сложит комплексом 1утрираэломных структур. Следовательно, локальный и региональ-1й сейсмический прогноз требует сведений высокой детальности 5 инфраструктуре сейсмоактивной зона.

. Связь другого процесса - вулканизма, с разломами так зе в де-1лях не однозначна. При изучении распределения вулканических по-рроек Их не всегда удается связать с положением конкретного разка, хотя связь с разломной зоной как правило очевидна. Не менее южно обстоит дело с анализом приуроченности к разломам рудных зл.

Тахим образом, фактически материал о пространственном распре-аденЕи сейсмических явлений, вулканизма, рудоотлокенвя, получен-й при средне- и крупномасштабных исследованиях, противоречит звестным' представлениям об общей контролирующей роли разломов, с сюда возникает проблема выделения конкретных форл свя-;й разломннх зон и важнейилх геологических процессов. Разреше-ае возникших противоречий глезду фактом приуроченности упомянутых эоцессов к разломнш зонам и конкретным распределением в их обь-ie,"требует изучения внутренней структурной организации разделах зон (их инфраструктуры), закономерностей её'фор/шрования.

Разломы являются производными двух типов процессов одновр'шеп-з. С одной стороны, они несут на себе следы длительной геологи-гской низни, геологических процессов и геологических преобразо-аяий; с другой, разломы - производные физического процесса pas-' мнения'земной коры, протекающего по свои автономию« закопал. 5а эти процесса - геологический я физический, прз фортирозашш ззломов теспейшш образом переплетаются, часто взнкшшобуолояяг-

вая те или иные преобразования.

Изучение только геологических свойств разломов не может дать представления о полной совокупности особенностей структурообра-зования в их зонах* не позволяет дать количественную оценку раз-ломных' структур и процессов разрывообразования, а, следовательно, обедняет и возможности прогнозных металлогенических и сейсмологических оценок, подход к дизъюнктивным структурам, как к производным физического процесса разрушения, наряду с рассмотрением геологических характеристик организации разломных зон, открывает в атом плане более значительные перспективы.

С;.эдователыю, для решения данной проблемы необходимо привлечение комплекса методов, базирующихся на геолого-структурных, статистических и тектонофизических исследованиях.

Прогноз полезных ископаемых, катастрофических явлений в равной степени необходимы для практического использования. При этом, на сегода. лккй день очевидно, что его ««ффективкоств в значительной степени зависит от полноты и глубины знаний о структурах, контролирующих эти процессы, что определяет актуальность данной работы. Особое значение решение проблемы ре-, гионального контроля разломннми зонами сопутствующих геологических процессов приобретает в связи с развернувшимся в стране крупномасштабным геологическим картированием.

Работа по теме диссертации являлась частью многолетних исследований по темам госбюджетных НИР плана Иркутского политехнического института "Основные ятапы развития Байкальской рифтовой зоны" Я ГР СЮ69526; "Геологическая история, структура п минера-гения юга Восточной Сибири и сопредельных территорий" # ГР 0187, 0006218; "Комплексное изучение геологии и полезных ископаемых юга Сибири и сопредельных территорий Северной и Центральной Монголии" И ГР 0187.0093898; а так же по темам плана НИР Вост-СибНШТШС'а МкнГео СССР "Изучение структурно геом ет рическюс особенностей типоморфных рудных полей Саяно-Байк&чьского складчатого пояса для комплексной оценки юс перспектив" & ГР 0021131; ■"Структурно-вещественные критерии количественной прогнозной оценки рудных площадей Саяно-Байкальского складчатого пояса" у, ГР 0*33ИГЛ; "Техтонэфсрмэциокная основа комплексной прогнозной оценки минерально-сырьевых ресурсов юга Восточной Сибири" £ ГР 00211001; по темам И2К СО АН СССР "Изучение происхождения, закономерностей распространения и ориентировки глубинных разлогой разных типов па территории илутренлей Лгии" Ц ГР 01095731;

и по программе "Сибирь". Работы проводились в содрукестве о ПГО "Иркутскгеология", "Бурктгеология", с Институтом земной корн СО АН СССР, с институтом вулканологии ДВЩ АН СССР.

Цель исследования - установление закономерностей внутренней структурной организации разломных зон литосферы, сформированных в различных тектонических обстановка*. Достижение цели опиралось на геолого-статистичоский а тектонофизический анализ инфраструктуры разломних зон континента и океана. Соответственно цели основными задачами исследования были: I. ГаолоГо-структураое изучение разломных зон континента и океана. 2. Определение закономерностей формирования инфраструктуры разломных зон. 3. Определение количественных параметров разломных зон и их структурных элементов и эмпирических зависимостей мехщу параметрами. 4. Корреляция инфраструктуры разломных зон, сейсмичности и вулканизма в пределах контролирующих эти процессы разломных структур, о. Теоретическое обоснование закономерностей формирования инфраструктуры разломных зон и эволюции разломообразования в литосфере.

В ходе исследований решались и частные задачи, связанные с разломообразованием.

Научная новизна. В итоге проведенного анализа установлено, что основными структурными элементами разломних зон, наряду с магистральным разломом, обычно получающем отраае-ние на геологической карте, являвтея дискретные максимумы ано-калыюй. раздробленности - деструктивные поля, корректирующие как развитие самой разломпой зоны, так и геологические процессы непосредственно связанные с разломообразованием. Изучены закономерности строения и развития инфраструктуры разлешшх зон и их структурных элементов. Впервые установлено существование а литосфере трех типов разломных зон, отличающихся характером инфраструктуры: равномерно-дисперсных - с относительно разномерной деструкцией внутраразломного объема; дискретно-дисперсных - с резко дискретной деструкцией и линейно-концентрцровыишу. •• со слабо дискретной деструкцией внутряразломного объема, отражающих специфику разрушения эволюционирующей литоофэры. Газработя-на ранговая классификация разрывных нарушений. Закономерности формирования инфраструктуры разломных зон рассмотрены о еозицей механики разпушоння твердых тел, оценены особаннооти йх ввод«--ции в связи с общей эволюцией литосферы,

Защищаемые положения:

1. Разломы литосферы характеризуются специфической структурной зональностью. Основными элементами их инфраструктуры являют- • оя дискретные деструктивные доля и магистральный разрыв, который объединяет доля. Деструктивные поля возникают на самых ранних 'этапах'заложения разломной зоны, предваряют появление магистрального разрыва и сохраняют овое структурное положение на протяжении всей истории её разлития.

2. Особенности инфраструктуры позволяют выделить три типа разломных зон: равномерно-дисперсный, дискретно-дисперсный и линейно-концентрированный, отражающих различную специфику напря-женни-дефоротированного состояния литосферы, скоростей тектонических движений и геометрических параметров разрушающихся объемов. Геолого-структурная и количественная оценка'разломных зон определяются наборами- внутриразломных структур, формаций и значениями эмпирических коэффициентов в уравнениях регрессш, что является в свою очередь отражением принципиально разных геотектонических и тектонофизичесых условий разрушения.

3. Формирование инфраструктуры разломных зон зависит от ряда тектонофазическйх параметров. Потенциальная'способность литосферы к разрушении и формированию того или иного типа разломных зов кокет быть оценена'геометрическим параметром прочности -коэффициентом толстостешюсти литосферы, являющиеся более объективным к универсальны параметром при. оценке крупномасштабной дебтрукцаи литосферы, чем другие критерии прочности, принятые в механика для оценки разрушения малых обменов.

Равномерно-дисперсный тик разломных зон формируется в условиях растяхеншт толстостенной литосферы (.3' Ю-0 ю.Г*) при , низких (первые ш/год) скоростях тектонических двпгсний.

Дискретш-дисперашй тип разломных зон формируется как при оаатнл, так и при растяжении в более толстостепной литосфере ( Ку^й'Ю"5 ш"1) при высоких (десятки км/год) скорости тектонических движений.

Динейно-ковдентриронанш;]) тис разломных зон фондируется в продольного сжатия а тонкостенной литосфере ( К,, 1*10"^ ки виооиих (до сотен ым/год) скоростях тэхгтовичес-

кйх движений.

4..Инфраструктура разломных зон определяет характер расаро-деленвд сейсмичности, вулканизма к других, енягпиинх с роздаяяо-

б

образованием процессов, корректирует их локачизашно во внутри-разломном объеме.

5. Процессы разломообразования в литосфере не всегда протекали так, как мы можем судить о них, исходя из наблюдений над новейшими разломами. В целом эволюция разломообразования с раннего докембрия до кайнозоя шла по пути увеличения предельных длин разломных зон от широких, относительно равномерно деструктирован-ных поясов с отношением ширины к длине около 0,2; к линейным зонам дискретно-дисперсного типа, где эти соотношения снижаются до 0,1, а деструкция внутриразломного пространства становится резко дискретной и, наконец, к зонам линейно-концентрированного типа, где эти отношения едва достигают 0,05, а деструкция внутри зон сильно ограничена.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований:

Автором разработана методика изучения (в тем числе и картирования) инфраструктуры разломных зон, основанная ка геологострук-турном к статистическом анализах. Картирование инфраструктура разлокшых зон и оценка ее количественных параметров приобретают особое значение при изучении разломов сейсмоопасных областей, рудннх районов, при гидрогеологических и инкенерно-геологичесхсих исследованиях. Рекомендуется к использованию при проведении геологической съемки крупного масштаба,

Пред,.ожешше приемы анализа и картирования разрывных нарушения изложены в методическом руководстве по использованию количественного анализа разломов в практике геолого-геофизическт-к работ. Результаты проведенных исследований (модели инфраструктуры разломных зон, количественные параметры и эмпирические зависимости, роль инфраструктуры в распределении сейсмташсти и вулканизма, модель ¡эволюции разломообразования) использованы при нняенерно-геологлческом и сейсмическом районировании территории Дрмнской ССР после землетрясения 7 декабря 1386 г, ; а т*ак же включены в учеелгка программ курсов "Геология" и "Геотектоника и геодинамика", внедрены в учебный процесс.

Фактический матер и ал и л и ч н ы й вклад а в т о р а . В основу решения задач, связанных со спецификой структурной организации различных зон,положены материалы многолетних половых исследований проводивжюсся в раз-

7

личных регионах Саяно-Байкальской горной области (I969-I9S7), на территории Южного Тянь-Шаня и Памира (1983-1985), в предела/; Ключевской груша вулканов на Камчатке (I9S7), а также литературные и картографические источники, обработанные в соответствен с авторской концепцией, по разработанной автором методике картирования разломаю: зон и анализа их инфраструктуры.

В качестве объектов были ннбракы разломи орогенного эшииа-тформенного пояса Внутренней Азии а сопредельных территорий, ряд континентальных рифтовых зон и из: палеоаналогов, а так же ряд трансфорлых разломов океана. Значительная часть материалов по разломам северной половины пояса Внутренней Азии, по Главному Саянскому и Прибайкальскому разломам в ограничении Сибирской платфорш, по разломам Байкальской рафтовой зоны получены автором в результате личных полевых исследований и совместных полевых исследований с сотрудниками лаборатории структур родных районов Вс ■зтСибНИИГОМСа и лаборатории тектонофизики Института • земной коры СО АН СССР, по разломам Восточной Камчатки в результате совместных полевых исследований с сотрудниками лаборатории активного вулканизма Института вулканологии ДВШ АН COCI3. Анализ других рифтовых зек и трансфорлных разломов океана проведен по литературным данным.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в более, чем 40 публикациях, в ток числе в монографии "Структурная зональность разломов", в методическом руководстве '"Методика изучения и опыт использования количественных иараметров разрывов при геологических исследованиях" и в 4-х отчетах. Защищаемые положения неоднократно обсуждались на различных селсозпумах, конференциях, совещаниях. В 1375 г. на Международном симпозиуме со рМтовггл зонам (г.Иркутск), в 1984 г. на 27 сессии МГК к в разках геологической экскурсии ИГК в Байкальской рифтоиой зоне (г.Москва, оз.Байкал), в 1984 и в IS87 г. г. на Международных конференциях Керулеиской экспедиции (г.Ир— sr/тск, г.Улан-Батор); из Всесоюзных симпозиумах по проблемам тектонефкйшеи в 193Я г.(г.Ковоагбирск) и в 1987 г. (г.Ялта); на Всесоюзных конференциях в I9;35 г. по структура? рудных полей вулканических поясов (г.Бладквосток), в 1937 г. по проблемам развития в геологии (г.Новсснбкрск); в i960 г. на Всесоюзном тектонически совещании Междуведомственного тектонического ко-«атг-.то (г.Иоскса), в 1986 г. на Всесоюзной совещаний по проблс-ts£î.î сдввгоы'х зон (г.Ленинград) ; на reofeRWiecKoft 8>ко.яс АН УССР

Ь

в I9S6 г. ( г.Алушта) ; а так же на семинарах кафедры динамической геологии Иркутского политехнического института, лаборатории тектонофизики ИЗК СО АН СССР, в Институте геологии АН Тадж.ССР (г.Душанбе), на кафедре динамической геологии МГУ им.М.В.Ломоно-сова, на коллоквиуме лаборатории тектоники Института тектоники и геофизики ДВО АН СССР, на заседании Секции тектоники НТО ВСЕГЕИ, на факультета естественных наук Карлова университета (г.Прага), на народном предприятии Ерногеофизика (г.Брно,ЧССР) .

Объем диссертации. Диссертация состоит из "Введения", 8 глав, "Заключения" и списка литературы, включающего 308 наименований. Текст, объемом а14 страниц, сопровождается 16 таблицами, 112 рисунками и приложениями на б листах.

В процессе подготовки рукописи автор получала консультации

A.Ф.Вермана, В.Г.Гладкова, В.Г.ГУтермана, О.Е.Гинтова, К.Г.Леви, |'В.К.Кучая,| В.Д.Маца, А.Е.Михайлова, | П.Н.Николаева] , А.В.Вихер-

та, В.Е.Хаина, Л.А.Сим, А.И.Полетаева, М.Л.Коппа, А.П.Хренова. Практическое использование результатов исследования при иняенер-но-геологическоы и сейсмическом районировании на территории Ар-гш!ской ССР стало возможным благодаря обсуждении модели инфраструктуры разломных зон с Г.Л.Коффом. Всем упомянутым ладам автор выражает свою искреннюю признательность. Завершению работы способствовала поддержка со стороны коллектива яафедрн динамической геологии и сотрудников геологоразведочного факультета ИЛИ

B.Д.Маца, Ю.А.Чернова, Г.С.Вахромеева, В.В.Шевелева, Ж.В.Сеши-ского, R.U.Степанова, А.П.Кочнева, О.Н.Тирского. Автор искренне благодарит своих зарубежных коллег зам. директора Ерногеофизика Ч.Тсмека, профессоров М.Короуса, Я.Яропа, сотрудников народного предприятия Ерногеофизика и кафедры геофизики Пражского университета, принявших активное участие в обсуждении основных поло-нений диссертации.

Особую благодарность приношу моему шоголетнеиу и неизменному руководителю и научному консультанту профессору С.И.Шерцзиу за постоянное внимание и помощь на всех стадиях выполнения работы, и, в первую очередь, за критическое отношение и плодотворные дискуссии, способствовавшие разработке основных идей диссертации,

I. ОССЕШЮСТИ ИгНРАСТРУКТУРЦ РАЗЛСМШХ. ЗОН ЖГОЙЕРН

Первые попытки выделения крупных дислокационных линий связаны с именами а.Зюсса, А.П.Карпинского, В.А.Обучена, Д.К.ДтаЛ» берта, У.Хсббсс, А.Лшберга, Монтессга де Бапора, Г.Штилло,

9

Р.йарона, Н.С.Шацкого. Качало современным представлениям о глубинных разломах полокено работами И.Г.Кузнецова, А.В.Пейве, А.В.Николаева, Г.Веньофа, Б 50-60 годы проводится разностороннее региональное изучение геологического строения ряда крупных разломов. Существенное место среди этих работ занимают исследования В.В.Белоусова, В.С.Буртмака, ф.Вешшг-Мейнеца, В.С.ВЬйтови-• ча, П.С.Воронова, Б.К.Гаврша, О.Б.Гинтова, Ф.Дикси, Р.А.Зонде-ра, В.й.Казанского, А.Ь.Лукьянова, Д.Дк.Цуди, Е.И.Паталахи, Н.Па-вони, Д.П.Резвого, С.В.Руженцева, ,А.Ii.Суворова, Ь.Г.Трифонова, М.Дн.Хилла, И.И.Чебаненко, Л.В.Чернова, С.К.Шермана, С.С.Шульца,

A.Ыеидеггера. Начиная с 60-х годов появляются исследования, ка-.сающиеся ноеого типа разломов - трансформных, выделенных вперзые в пределах океанской литосферы Дж.Уилсоном. Позднее этому классу разломов была посвящена обширная литература (Э.Бониати, AJA.ro-роднищий, Л.,Цконсон,Е.П.Дубинин, А.В.Еиваго, Э.!/.Литвинов, Г.!Ле— нард, Ю.П.Непрочнов, "¿Ш.Пущаровскш, П.Гокс, д.£раншто,Е.Хизен

и многие другие).

В начале ?0~х годов накопл'нный фактический материал позволил перейти к тектонофизичаскому изучению разломных структур, к их хсоличествскному анализу. Этому аспекту исследований посвящены работы П .!.i. Бонда ре нко, А.Б.Вкхерта, К.Б.Гзовского, А.С.Григорьева, В.Г.Гутершш. О.Б.Гинтова, О.И.Гуаеняо, ПЛ.Герне, A.iLJe, К.Кисабуро, А.В .Лукьянова, И.Ь.Лучицкого, Д.Ь .Осокшюй, К.Отоуки, Е,И.Патаяахй,Л„\;.Расцветаева, ¡Л.Б.Раца, С.Стоянова, К.Тоаико, С.И .Иордана, А.Яджаса, в том числе и автора диссерташш.

Не менее значительно число работ, посвященных закономерностям формирования рудоконтролируюаих и нефтекоктрояирукцих разломов. Это, преаде всего, исследования Г.Д.Ажгирея, В.В.Белоуссва,,

B.С.Бурхкана, ф.И.Вольфсона, й.В.Гзовского, Б.И.Гаврпиа, Ь.й.Казанского, АЛ!.Казакова, Л.В.Королева, Н.Я.нушнарева, Л.И.Лукина, А.Е.Михайлова, В.ЛЛ1евского, Е.й.Паталахи, А.Ь.Пзйвс, Л.А.Пака, А.И.Суворова, ¿¡.И.Сыехова, И.Ь.Томсона, В.П.Уткнка, М.А.£авор- • ской, В.Е.Хаина, й.И.Чередниченко, В. ¿.Чернышев.';, П.А.&ахтмана

1. многих других.

Приведенный список свидетельствует о высокой степени изученности разломных структур. Тем не менее, один из важных аспектов разломной тектоники - ацллиз внутренней структурной организации разломных зон, специфика процессов разрушения при их формирования к развитии, остались за пределами внимании исследователе;?. Данная раоота представляет собой попытку n^ii-otiini "лот пробел.

10

Поскольку изучение внутренней структурной организации -инфраструктуры, предполагает рассмотрение разломов не столько как тектонических границ в литосфере, сколько кал специфических геологических тел, то в работе применен термин зона динамического влияния разлом а или для краткости, разломнзя зона. В тех случаях, когда разлом рассматривается как дизъюнктивная граница, используется традиционная терминология.

Под зоной динамического влияния разлома понимается область деформирования, связанная с формированием разлома и движениями да нему, в пределах которой горные породы подвергаются механическим (.дробление, йрекчйрование, рассланцевание, формирование разрывов оперения), реологическим (изменение физических свойств с глубиной, падение вязкости), петрографическим (динамомзтаморфизм), структурным (сгущение разрывов оперения, праразломная складчатость, будинвж) изменениям.

Изучение внутренней структурной организации зон динамического влияния разяоранговых разрывных разрушений, показывает, что основная роль в их инфраструктуре принадлежит главному магистральному разлому и многочисленным сопутствующим разрывам, которые локализуются в отдельные дискретные максимумы - деструктивные поля, вытянутые вдоль зона влияния.

Магистральный разлом - наиболее крупный разло:л в пределах разлсмной зоны, который обычно получает отражение на геологической карте. В зависимости от кинематического типа он может быть представлен едины/: разрывом, либо серией крупных кулис, каждая из которьк по протяженности немного превосходит любой из сопутствующих разрывов. В зависимости от типа раз-лошой зоны и глубины яроаяотю-денудационпого среза, вскрывавшего ей, магистральный разлом получает различное геолого-геомор-фологнпеекос яаразечяз.

Деструктивные поля- участки земной корн о

и три - четыре раза превосходящей фоновую, шютностг-в со нут ст гулких разрывов :: локальном объеме зоны динамического влияния разлома. В геологическом гараяэниа деструктивные поля представляют собой совокупности или систем» блоков разного размера и формы. Обязательном условием выделения деструктивных шлей является наличие пространственной анизотропии, обусловленной ха~ рпктгром раепроднлопия сопутствующих разрывов, слегающих поло, В ореаелэх доотрукттшх попей, к?.к пратито, отчетливо выделяйся

II

ядерная п периферийная части. Ядерная часть более упорядочение? построенный элемент, чем периферийная, и оформляется на заключительных этапах ра?вития деструктивного поля. Деструктивные поля могут быть представлены либо сочетанием грабено- и горстообраз-ных структур с резким преобладанием одной из групп, либо сложным-сочетанием структурных комплексов: горстов, грабенов, глыб, складчатых структур, узких кордильерообразных поднятий. По преоблада нии в пределах поля тех или иных структур, выделяются деструктивные поля грабенообразного, горстообразного и мозаично-блокового типов.

Прсзтраяственное расположение магистрального разлома и деструктивных полей может быть различным. Оно зависит в'значительной степени от кинематического типа разломной зоны: у раздвигав дес-структивные поля занимают симметричное положение, у сдвигов чередуются, появляясь то в одном, то в другом крыле, у надвигов, как правиле, смещены в сторону аллохтон?..

Если провести статистический анализ инфраструктуры разломных зон по отношению ширины разломных зон (т> ) к их длине Ч Ь ), и по отношению длины деструктивных шлей ( ¿дц) к длине разломной зоны, то окажется, что все многообразие разломных зон литосферы можно объединить, исходя из характера их инфраструктуры в три типа: для первого отношение ^/Ь составляет более 0,2, а отношение от 0,2 до 0,4, что обуславливает более или менее равномерную деструкцию внутриразломного пространства (рис,1-А), обычно магистральный разлом в пределах зон равномерно--дя.спероного типа либо.'отсутствует, либо присутствует лишь в зачаточном состоянии, проявлен Фрагазнтарно; для второго -дискретно-дисперсного типа разломных зон отношение № /¿, составляет около 0,1, а 1, около 0,15-0,18, что обуславливает отчетливо дискретную инфраструктуру, равное развитие получавт магистральный разлом и деструктивные поля; третий тип объединяет разломные аоны, в структурной организация которве главная роль принадлежит магистральному разлому, подчиненная -- деструктивным полям. У зон данного, л и н е й н о -к о н ц е к-т р к р о в а н н. о г о типа отношение т //, составляет лкиь 0,05, а отношение ¿?дЯ//, едва достигает 0,07.

Обратимся к рассмотрению инфраструктуры разломных зон дискре- -тно-дусперсного, равномерно-дисперсного и линейно-концентркро-ззяалою типов,

• 2. ДИСКРЕТНО-ДИСПЕРСНЫЙ ТИП РАЗДШКЫХ ЗОН ЖГОСФЕРЧ

Этот тип разломных зон рассмотрен в работе на примере дизъюнктивных структур северной части эпиплатфорленнога орогенного пояса Внутренней Азии. Главные из них Таласо-ферганский, Гисса-ро-Кокшаальский, Дарваз-Каракульский, Северо-Гиссарский, Туркестанский, Зеравшанский, Сурхоб-Илякский, Ванч-Акбайтальский, Ак-су-Мургабский, Главный Джунгарскяй, Герирудский, Главный Монгольский, Баян-Хонгорский, Хангайский разломы, креме того многочисленные региональные разломы Саяно-Байчальской области.

Они представляют собой крупные дизъюнктивные структуры протяженностью до тысячи ш и шириной от нескольких- десятков до первых сотен км. По кинематике это чаще всего сдвиги, взбросо-сдви-ги и сдвиго-кадвиги. В пределах зон их динамического влияния наблюдается резкое изменение облика, состава, мощности внутрираз-лошых формаций а сравнении с сопредельными территория:/.!!. Наиболее типичными для них являются карбонатно-органогенные (рифовые- яордальеры), карбонатно-обломэчныЗ, кремнистые, флшювдные, терригенные морские и континентальные формации. Среди магаати-ческих образований преобладают гранитоидные интрузии. Характерны отчетливая структурная выраженность зон, проявляющаяся в повышенной напряженности складчатых и разрывных дислокаций, а ди-

Рис, I. Схема инфраструктуры разломных зон тр->х типов: равномерно-дисперсного /А/, дискретно-дисперсного /Б/ и линейно-концентрированного /В/.

1-изолиник равных плотностей сопутствующих разрывов;

2-гракнш зон динамического влияния; ;>гршип5ы деструктивных полой.

-длина раэлошой зоны; 'п -ширина разлошюй зошц £ цп-дли»а деструктивных полей.

Эмпирические зависимости мевду количественными параметрами

Параметры

Эмпирические

.Зоны дискретно-дисперсного типа

Длина разлодных зон \ ¿. ) и их ширина I

т

- <06 ~ //4

Генеральные и региональные зоны:

Ширина разломных зон и ширина магистрального разлома ( ^71 ^

тмг - 0,04 т ч- 0,22 локальные зоны:

/Г}мг ~ 0,5/т +0,85 ' Трещинные зоны:

км

'4 гпмс =0.82 О 4

с/

9

Длина разломных зон, длина ( -^дп^ л ширина {/?7ддеструктивных полей

^ £лп 4-0,08 5

тАП - О, /3 / + 37,0 «и 6

4чл =<.9тлп+Ъ0.8 т . 8

Длина сопутствующих разрывов I. > и их расстояние до магистрального разлома

I сС)

- к с1 -+■ С , где Регионилыше зоны: К-0 78 -2,Ъ) С. = 0, 7-/2.2 ?

Генеральные зоны К~Ц 95- Ъ,ОЛ; С. = Ч,$~50>1 ю

дамометшор])1ш. Часто появляются чоиунчьто-педвиговыс системы сопутствующих разрывов и системы удлинении-брахиалышх склздок оо сложной структурой в поперечном сечении (асимметричные, изоклинальные, веерообразные, лекачие складки), кордильерообразные подняли в осевой зоне. Наиболее существенные динпыомегшорфичес-кие преобразования связаны с магастргаьнш разломом и с наиболее крупными сопутствующими разрывали. ■ ■

Для всо; бея исключения .зон отмечаэтея иишчио дсструтшшх

14

Таблица I

разломных зон и юс структурных элементов

зависимости и юс порядковые номера_

Зоны равномерно-дисперсного типа Зоны линейно-концентрированного типа

Мезо-кайнозойские рифговые зоны:

т =0,2l -f^d км II т = 0,04b + ?,?2 км 21

Палеозойские рифтовые зоны:

^ = 0/861^6,95' w I2 Интракратонные зоны: т =0 22 Z 43 км 13 Рои даек древних платформ: т~0, 251 ~ ¿3, 86 т 14 Зеленокаченные пояса:

M - О + 75123 15

а л -0,1361 + Щ5 км IS 4л ■=-0 0591 '+'8Ъ, S км 22

= 0,0641 ~ i км I? = OtOfl + 43, 6 км 23

П1АП = 0,29 (?м +8,6 юл 18 тАП гл.24

^ЦП - i 68 тм -, км 19 £ ^а п кд 25

£ = к ci + С , где К = 0,3,-0,6 ; С ~ 0,03- S S

полей. Их чередование с отрезками магистрального разлома, почти лиЕенньма структур оперения, определяет резко неравномерную раздробленность внутриррзломного пространства.

Внутри son дискретно-дисперсного тяпа деструктивные поля занимают резко зсиуметричное положение по отиоиенкэ к 'магистральному разлому, смещаясь в сторону одного пз крыльев, рег.& звпсда-вт осевое положение. Характерным является преобладание горстоссЗ-разного и мозаично-блокового тисов песгругстилннк полей.

15

Особенности инфраструктуры разломных зон дискретно-дисперсного типа определяются, кроме того, рядом количественных параметров, таких как длина, ширина зон, длина, ширина деструктивных полей, магистрального разлома, длина сопутствующих разрывов, на основе которых получены эмпирические зависимости, приведенные в таблице I. Коэффициенты пропорциональности в уравнениях регрес-: сии могут варьировать в зависимости от ранга разломной зоны и тектонического режима, в котором она формируется.

', 3. РАБНСМШ-Ю-ДКСПЕРСИШ тип РАглашых ЗОН ЛИТОСФЕРЫ

к равномерно-дисперсному типу могут быть отнесены многочисленные региональные раздвиги, кайнозойские рифтовые зоны и их предполагаемые п&леоаналоги (авлакогены, рои даек древних платформ, эеленокаменные пояса докембрия), а так же разломяые зоны ограничения древних платформ и чарнокит-гранулитовые поаса. В .работе ; рассмотрены такие структуры, как Байкальская рифтовэя зона, Восточно-Китайская рифтовая система,,рифтовые зоны Шанса, Тангань-ькская, Рукьа-Ь'ьясская, Кенийская, Эфиопская; Кордильерская рифтовая система; Главный Саянский, Прибайкальски!! разломы, Кыллах-; екая, Дкугдкуро-Становая зоны в ограничении Сибирской платформы, некоторые из хорошо изученных роев даек и зеленокаменных поясов докембрия.

Дизъюнктивные структуры равномерно-дисперсного типа достигает по протяженности первых тысяч км, по пищике - первых сотен км. По кинематике ото преимущественно сдвиго-раздаиги. Их структурный облик определяется сочетанием линейно-вытянутых серий крутых сбросов, ограничивающих разнорангэвые грабены (в рифтоЕых зонах,ав-лакогенах); или чешуйчьто-надвиговых структур (в эеленакаменных поясах, разломных зонах ограничения древних платформ); или же серий однонаправленных сближенных даек (в роях даек древних платформ). Высокая напряженность сроявления дизъюнктивных структур сочетается с низкой напряженностью проявления плпкэтизннх дисло- , , раций.

Для равномерно-дисперсных разломных зон характерно развитие вулканогенно-осадочных формаций., состав которых варьирует в широких пределах с зависимости от возраста и типа зоны. Мешатизм -¡от кислого до основного и ульграосновяого, щелочцогс и субшелоч-його. Метаморфизм низкой степени. Он характерен для всей зоны в ' целом, а не только для магистрального разлома; в раде случаев мо: 16

г.ет вообще отсутствовать. Все структурные элементы объединяются до простиранию разломных зон н деструктивные ноля. У разломных зон равномерно-дисперсного типа, в отличие от зон дискретно-дисперсного типа деструктивные поля со своем размерам несколько ооль-ше, при аналогичном количестве на идентичную длину зон. Отсюда большая однородность нарутенности внутриразломного объема рас- , сматриваемых зон. Часто отсутствует ыагястральакй разлом, хотя в раде случаев он есть, например, у разломных зон ограничения древних платформ, у некоторых рифтовых зон (осевой грабен), и даже у роев даек поздних генераций (Великая дейка Зимбабве, дайки Джимберлана и Вшшеринджи в Австралии). Наиболее отчетливо ои проявлен у разломных зон ограничения древних платформ. Последние занимают промежуточное полонение между зонами равномерно-дисперсного и дискретно-дисперсного типов. На начальных етапах развития они по своей инфраструктуре была ближе к зонам первого типа, на конечных, в процессе фанерозойской переработки^обрели много черт близких зонам второго типа.

Разломине зоны равномерно-дисперсного типа отличает и несравненно большая симметрия инфраструктуры: деструктивные поля, преимущественно грабенообразного типа, как правило занимает осевое положение внутри зоны, вытягиваясь либо в цепочки (рифты Африка, рои даек), либо в кулисы (Байкальская рифтовая зона,'зонн разломов ограничения платформ). Иногда раэломные зоны представляют единое деструктивное поле (зеленокеменные сояса, рои даек ранних генераций).'Такой тип характерен для раннедокембрийской латссфз-ры, но иногда проявляется а в фэнерозое (некоторые авлакотш, яапршер, Пачелмский, или кайнозойские рифтовые зоны, например, Эфдопсная). Формирование единого деструктивного лоля, вместо серий дискретных полей, свидетельствует о специфических условиях раэрынообразования, либо на определенной стадии развитая литосферы (ранний докембрий), либо в локальном объеме (большая мощность разрушающегося участка литосферы в сравнении с её площадью.), Физическое объяснение этого явления дано ниже.

Показательной характеристикой для покшандч процессов разрушэ-!шя служат количественные параметры разломных зон и мс структурных элементов, и статистические зависимости меж©* ними. Для'зон равномерно-дисперсного типа количественные характеристика отражены в таблице I. Из приведенных в таблице данных ясно, что как к у зон дискретно-дисперсного типа, здесь количественные параметры связаны прямыми записимостшк. Коэффициенты пропорциональности

- 17.

в ампиряческах уравнениях слабо отличаются для зон разного возраста, что вероятно служит определенным подтверждением единства их генетической природы, до сих пор дискутирующейся в литературе..

4.. ЛШШНО - КОНШТРЙРОВАШШЙ ТИП РАЗЛСШЖ ЗОН ЖГ0СФЕРЫ

На континенте этот тил зон представлен либо небольшими сей-сыогенньми структурами, либр протяженными континентальными тралс-формнши разломами типа Сан-Андреаоа, Асва, Тункинского и ряда других. Наиболее широкое развитие зоны линейно-концентрированного типа получили в пределах океанской литосферы, где она представлены не только трансфорлными разломами, но и обычными сдвиговыми и сдвиго-сбросоьыми зонами. Их инфраструктура рассмотрена на примере разломных зон Тихого, Атлантического, Индийского»океанов. Протяженность их достигает 4000-5000 км, ширина зон динамического влияния - нервы* сотен км. Некоторые из этих зон (например, Ыендосино, Романш) рассекают не только океанскую, но и континентальную литосферу. В рельефе дна они обычно представлены чередованием глубоких ¡келобов и горных-гряд. На отдельных участках это может быть один узкий хребет, обрамленный с одной или обеих сторон желобами. С магистральным разломом,.как правило, связаны либо осевые части узких келобов, либо уступы океанского дна высотой до нескольких сотен, иногда тысяч метров, и значительные амплитуды горизонтальных перемещений. Сопутствующие разрывы развиты в бортах келоба и в обрамлявших его пряразломных. хребтах, а такзе з пределах пассивных участков разлсмных зон. Иногда магистральный разлом представлен серией кулис, где желоба чередуются по простирании зоны с узкими хребтами.

Деструктивные поля в инфраструктуре зон линейно-концентрированного типа играют подчиненную роль по отношению к магистраль-ром!' разлому. С ними связаны участки резкого расширения разлом- . ной зоны, появление нескольких блиэпарачлельных келобов или гряд, оотровных архипелагов, фиксирующих увеличение степени раздроблен-, носта литосферы. Деструктивные поля чаще всего расположены симметрично, вытягиваясь вдоль осевой линии и по простиранию зоны чередуются с протяженными отрезками магистрального разлог ь

Количественные параметры разломных зон линеино-концентрирован--ного типа и их структурных элементов, так же как, и для двух дру-'Гих типов зои, отражают специфические черты внутраразломной деструкции (теблЛ). Общая тенденция в соотношениях.количественных параметров сохраняется и у зон линейно-концентрированного типа,

18

хотя коэффициенты пропорциональности в уравнениях регрессии оказываются здесь несколько иными. При равных длинах все три типа зон характеризуются различной шириной. При анализе соотношений между длиной деструктивных полей и длиной разломных зон видно, что прирост длин деструктивных полей с приростом длин разломных зон у линейно-концентрированного типа меняется плавно. Напротив, зоны равномерно-дисперсного и дискретно-дисперсного типов характеризуются резким приращением длин деструктивных полей даже при незначительном увеличении общей длины зоны динамического влияния. Длина деструктивных полей у зон равномерно-дисперсного типа стабильно (вне.зависимости от региона; больше, чем у разломных зон дискретно-дисперсного типа при равных длинах зон.

5. ИНФРАСТРУКТУРА РАЗЛШНЫХ ЗОН В ВЕРТИКАЛЬНОМ РАЗРЕЗЕ

Выпе строение разломных зон дано преимущественно в горизонтальном срезе. Это связано с далеко не достаточной общей изученность;!) разрывных нарушений на глубину. Информация о строении разломных зон по вертикали до сих пор остается одним из наиболее уязвимых мест тектонических построений'. За последние годы представления о вертикальной разрезе ...азломных зон существенно дополнились данньш! сверхглубокого бурения. Значительный вклад в изучение вертикальной зональности внесен теоретическими и вкспе-ршентаяьнши работами Б.л.Казанского, С.И.Шерлана, Е.И.Патала-хи, О.Б.Гинтова и других исследователей. 3 этих работах показано существенное изменение характера структурно-вещественного выражения разломных зон на разных глубинных уровнях. Денудационный срез вскрывает разломы на разную глубину, что естествошо расширяет возможности прямых геологических наблюдений. Достаточно полную информация об инфраструктуре разломных зон и вертикальном разрезе дают такие геологические ситуации, когда сов.сменный эрозионно-денудашюнннй срез покрывает не один, а несколько глубинных уровней многоактно развивающейся разломной зоны, с наложением разновозрастных структур. Подобную ситуации можно наблюдать в пределах Западного Прибайкалья.

Немалые трудности подставляет определение соотношений меаду деструктивна,ш полями и магистральным разломом в вертикальном разрезе. Здесь, как и в предыдущем случае, для агллиза йогу г быть привлечены данные для разных уровней денудационного сроза, а такав геофизические маторилчы и некоторые теоретические рлечатн. Так, наиболее глубокие горизонты разломных зон рлвкомгрни-дйсцеч.-

[9

сбого типа представлены в современном денудационном срезе эеле-нокаменныки поясами и роями даек. Более высокие горизонты обнажаются, го-зидимому, в пределах рифейских и раннепалеозойских палеорифтов; верхние части разреза - в современных рдфговых зонах. Анализ фактического материала показывает, что общий структурный план у разломных зон равномерно-дисперсного типа не меняется от уровня к уровню: деструктивные поля не выклиниваются с глубиной, а ярослатшваются в самых нижних горизонтах. При этом ох уровня к уровню меняется их структурно-вещественное выполнение. Об изменении соотношений мевду деструктивными полями и магистральным разломом в вертикальном разрезе разломных зон дискретно-дисперсного типа можно судить по ряду прямых и косвенных данных. В пределах сейсмоактивных зон, где распределение сейсмичности отражает степень раздробленности коры, отмечаются следующие закономерности. Землетрясения с глубинами гипоцентров около 10-15 км рассеяны в широкой полосе зоны динамического влияния и по простиранию локализуются в крупные дискретные группы. С глубин 15 км и более рассеянность гипоцентров по площади падает, они сосредоточиваются вдоль одной, двух крупных плоскостей - приурочены к магистральному разлому, что по-видимому, можно связать с постепенным "выклиниванием" деструктивных полей с глубиной. О постепенном выклинивании полей с глубиной свидетельствует и характер распределения тектонитов. Зоны брекчий, занимающие верхние части разреза, имеют широкое площадное распространение в пределах зоны динамического влияния разломов, сопровождают как плоскость смести-теля магистрального разрыва, так и плоскости сместителей многочисленных- сопутствующих дизъюнктипов в деструктивна "Волях. Ката-клазиты, милонЕты характерны для более глубоких уровней. Они уже не получают столь широкого распространения и фиксируют плоскости сиестигелей магистрального и наиболее крупных сопутствующих разрывов систеьш оперения в зоне динамического влияния. Ультрамяло-ниты, отражающие процессы динамометаморфизма в нижних горизонтах разлошшх зон, распределены лишь вдоль узких линейных зон, фиксируй положение магистрального разлома. Ь нижних горизонтах литосферы дестр/ктироваяяый объем сужается до полооы магистрального разлома, Еыполааивающегося с глубиной.

фактический материал по разломным зонам линейно-концзнтряроаан-кого теса в больницстве случаев позволяет судить преимущественно об их инфраструктуре в приповерхностном срезе. Некоторые представления о нгртиклльной зональности дают материалы многоканально t'C

20

сейсмического профилирования'(ГОП-МОВ), полученные в районах ряда разломов Атлантического и Тихого океанов (Коган,1988), которые свидетельствуют об изменении хаэактера раздробленности внутрира-зломного объема с глубиной. Так, размер блоков постепенно уменьшается, в третьем слое коры они почти вдвое меньше, чем во втором; а амплитуды перемещений по сопутствующим разрывам напротив растут; наибольшая раздробленность в нижних частях коры сосредоточена в зоне магистрального разлома. Это,по-видимому, можно интерпретировать как факт того, что магистральный разлом не выволакивается с глубиной, а рассекает литосферу на полную её-мощность (результат более высокой упругости океанической латосферк). Деструктивные поля, скорее всего достигают подошвы литосферы, хотя размеры их сокращаются.

6. СВЯЗЬ СПЩШКИ РАаШООЕРАЗЭВАШЯ С ДРУГИМИ ГЕШОгаЧ£СЮШ ПРОЦЕССАМИ

Связь процессов разлом о о о р а з о а а -н и я и вулканизма изучалась автором в пределах Восточной Камчатки, главным образом на примере Ключевской грушш вулканов; креме того было проанализировано распределение вулканических построек в инфраструктуре вулкансконтролируюдих разломов и некоторых других территорий. Подавляющая часть областей молодого и современного вулканизма связана с океанской литосферой я переходными зонами. Вулканические горы зытягивастся здесь чаце ~оего либо вдоль трансформних разломов (зоны лкнейиз-кон-центрирозаьно1'о типа), либо вдоль срединно-океаничеоких хгебтой (зоны равномерно-дисперсного типа), либо вдоль других крупных разломив океана и континентальных окраин (зоны линейно-концентрированного, роже дискретно-дисперсного типа).

Вулканы локализуются в отдельные крупныа группы, которые с надводной части образуют архипелаги либо встречайся а виде от-де^ыйх "разрозненных островов гаи мелких групп. Пространственно--статистичесжиК анализ показывает, что существует устойчивое влияние инфраструктуры линейно-концентрированных я даскретно--диспероных зон на распределение п юс ппецелах вулканических построек: в местах наибольшей раздробленности, зон, п местах нч наибольшей проницаемости (деструктивные поля) возникают группы вулканов (скопления подводных гор, надводные архипелаги); а пределах отрепков магистрального разлома вулканические постройка, встречаются намного реже, здесь они предстчнленн обособленные

■¿I

подводными горами или единичными разрозненными островами.

Распределение вулканических построек в разломных зонах равномерно-дисперсного типа в работе рассмотрено на примере Восточной Кам^Ьтки. Здесь разломная зона, контролирующая проявления кайнозойского вулканизма, протягивается вдоль полуострова в северо-восточном направлении. Единый магистральный разлом в пределах атой зоны отсутствует. С юга на север сменяют друг друга четыре деструктивных поля. Именно к ним приурочены наиболее крупные группы вулканов. Здесь же локализованы и наиболее крупные области ги-■ дротермальной деятельности. В пределах промежуточных, относительно слабо раздробленных блоков расположены небольшие группы вулканов, либо единичные вулканические постройки, вытянутые в одну линию.

Характер и особенности вулканизма определяются не только, а и иногда и не столько инфраструктурой генеральной разломной зоны, сколько инфраструктурой и историей формирования того или иного деструктивного поля, с которым непосредственно связана конкретная группа вулканов. В связи с этим проведен детальный анализ , инфраструктуры и динамики Ключевского деструктивного поля.

Не меньший интерес вызывает инфраструктура разломных зон 2 сейсмоактивных областях. Изучение распределения сейсмичности в зонах динамического влияния крупных разломов позволяет выделить при их районировании разнотипные участки, различающиеся повторяемостью землетрясений и степенью сейсмической опасности. Статистический анализ, проведенный в зонах сейсмоактивных разломов таких как Таласо--Ферганский, Гл.Копетдагский, Сурхоб-йлякский, разломы Памира (дискретно-дисперсный тип зон}; Байкальская рифтовая зона (равномерно-дисперсный тип); Свн-Авдреао I,линейно-концентрированный тип), позволил установить, что для них характерны следующие особенности (рис.2). Ийкошальная концентрация очагов землетрясений приходится на деструктивные поля; отрезки магистрального разлома (или учестки с низкой степенью раздробленности) характеризуются редкими рассеяннши очагами. Для деструктивных полей характерны очаги слабых (М= 4,1-5,0) и средней силы. (М= 5,0-6,1) землетрясений; для отрезков магистрального [взлома наиболее типичными являются очгги с М = 5,0-0,1 и с М - 6,1-7,0 и более 7,1. Анализ глубин гипоцентров показывает, что наиболее глубокие очаги всегда приурочены и отрезкам магистрального разлома, более мелкие

22

% 70

вон

50 40

зон го.

ю

5»

60 - I Б

50- ! 1

40 " 1 1 1 2

зо -1 1

20-

10- — ........ . :

о-ю

Н,км

4,1-5 '5,1-6 '6,1-Т

Рис, 2. Распределение очагов землетрясений по марнитудам (А) и' по глубинам (Б) } в деструктивных полях (I) и на магистраты ном разломе (2) .

очаги, как правило, рассеяны по всей зоне. В деструктивных полях очаги редко превышают глубины в 10-15 вы. Незначительная глубина гипоцентров в деструктивных полях связана, по-видимому, с незначительной протяженностью разрывов внутри полеЛ (Шорная, Лобацкая, 1972) , Периодичность повторения землетрясений в одном и том юз участке разломной зоны позволяет предположить, что время релаксации напряжений на участках сопутствующих разрывов в деструктивных полях составляет 3-10 лет, на участках магистрального разлома до 20-30 лет. Факт наличия зависимости особенностей распределения сейсмичности от инфраструктуры разлоыннх зон открывает воэмсшос-ти для детального сейсмотектонического районирования разлошшх зон на структурной основа.

7. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНФРАСТРУКТУРЫ , ■ РАЗЛа.Г.ШХ ЗОН ЛИТОСФЕРЫ '

Все изложенное в предыдущих главах позволяет говорить о тем, что несмотря на значительные, вариации инфраструктуры, зоны динамического влияния разломов имеют два главных структурных элемента - магистральный разлом и деструктивные поля. В связи с »тим возникает ряд вопросов, связанных со спецификой разрушения литосфера в зонах динамического влияния разломов. Кроме того, деструктивные поля являются своеобразными индикаторами, позволяющими классифицировать разломы по особенностям инфраструктуры. (равномерно-дисперсные, дискретно-дисперсные, линейно-концентрированные) и по рангам. Обратимся в начале к.ранговой классификации, а затем к специфике раз{у тения литосферы в зонах динамического влияния разломов.

В основу ранговой классификации разрывных нарушений положен принцип, предложенный О.А.Вотахом (1979) для структурных элементов Зекли в целом. Под структурой.понимается единство элементов, их евлзей, целостности и связи элементов о целым. Важны все три аспекта термина структура (система;, но для системного анализа наиболее важное значение приобретает третий аспект приведенного определения; согласно которому структура кавдого предыдущего ранга становится структурным элементом последующего. Все дизъюнктивные структуры по-масштабу проявлений от микро- до нега размеров можно представать в виде единого ряда; состоящего из шести уровней, двух групп, -которым соответству- ' ют шесть рангов и шесть межрангозах деструктивных полей (Лобац-кая, 1234: 1-87). Резкое изменение свойств, выражающееся в качественных изменениях и закономерностях формирования разрывных . нарушений происходит на границах уровней: разрывы дислокационного уровня имеют одни качественные характеристики и формируются со одним законам, трещины - другие, разломы, соответственно уровню - третьи. Исходя из ранговой систематики, зоны динамического влияния разломов представляют собой полную совокупность деструктивных полей предыдущих рангов по отношению к рангу рассматриваемой зоны.

Спе циф и ка''рап рушения литосферы н зонах динамического и л и я н и я р а-3 л о м о в . И.М. 1'инкел?м (.1077) било показано, что возможны три тмлй дефо;копии, рерличиюциеся по прождоедению и характеру

24

влияния на кинетику разрушения: I - предшествующая дефо^оция, 2 - сопутствующая дефгрмация, 3 - деформация вскрывшихся полостей. Предшествуемая деформация протекает в зависимости от способа нагруженая а создает фон для разрушения. Она не зависит ни от геометрии возникающей впоследствии трещины, ни от скоростей её роста. Сопутствующая деформация протекает одновременно с ростом магистральной трещины и обусловлена ею. Деформация вскрываихсл полостей чаще всего возникает в связи с движением по магистральной трещине поверхностных упругих импульсов, в процессах разрушения играет второстепенную роль. Отсюда понятна специфика формирования деструктивных полей я магистрального разлома. Деструктивные поля представляют собой производные предшествующей деформации. Они возникают до начала роста магистрального разлома и предопределяют особенности инфраструктуры будущей разломной зоны. Магистральный разлом является производным сопутствующей деформации. Отдельные деструктивные поля могут возникать после формирования магистрального разрыва, что связано с замедлением .роста и ветвлением последнего.

Тип будущей разломной зоны (равномерно-дисперсный, дискретно--дисяерсннй, линейно-концентрированный) определяется, как правило, на стадии предшествующей деформации. Это связано с деумя главнши факторами, влияющими на процесс разрушения: со скоростьв деформироваиия и с геометрическими параметрами разрушающегося объема литосферы. Более высокяз скорости деформирования, как известно, приводят к увеличению предела текучести; деформации (предшествующая и сопутствующая), при которых протекает разрушение, уменыяаются, скорости распространения трещин увеличиваются, а материал проявляет больше хрупких свойств. И, наоборот, чад вике скорости дефоршровашм, тем ниже предел текучести материала,пиле скорости распространения трещин, а материал проявляет больно пластических свойств (Броек,1983). Значительное воздействие на механические свойства среда к ход процесса разрушения оказывает1 её геометрические параметры, в частности, соотношение мощности и площади разрушающегося объема. Тонкая пластина обладает способностью накапливать упругую энергии (нппрякенно-дефозясровшшое состояние близко к. двухосному), которая при достшюиии предела прочности стремительно высвобождается, материал разрушается хрупко. В то, ке время, толстая-пластина не ншеагшшает упругую ацерп® в такой степени как тонкая (иупрякенно-дефорлировакниа со столп:; о

ближе к трехосному!, при достижении предела прочности растрескивается, пластически деформируется. В связи с этим представляется целесообразным, для оценки потенциональной способности различных участков литосферы к разрушению, ввести коэффициент её толстостенности: ^ = > км"1, где И - мощность литосферы,

5 - площадь отдельных блоков (плит) литосферы. Наименее толстостенной является литосфера океана (К^, = 0,14 • 10"^), наиболее толстостенной - литосфера активных окраин континента ( Ку = = 6,7 • 10~5). Накопление упругой анергии в пределах тонкостенной океанской литосферы в сочетании с высокими скоростями тектонических движений (30-120 мм/год) благоприятно для формирования зон линейно-концентрированного типа. В пределах подвижных поясов сочетание более толстостенной литосферы с высокими скоростями движений приводит к формированию зон дискретно-дисперсного типа. В стабильных участках литосферы, где высоки значения К^, и низки значения скоростей тектонических движений (от 0,2 до 10 ж/год) будут преобладать зоны равномерно-диспе рсного тшга( там, где растяжение выше, чем сжатие), иногда зоны дисксетно-дисперсного типа (области сжатия).

Упомянутые факторы сказываются не только на специфике формирования инфраструктуры разломных зон, но и на специфике разрушения литосферы в целом, что дает возможность оценить особенности е8 общей раздробленности.. Оценка относительной раздробленности литосферы потребовала, кроме уяе упомянутых параметров, введения еще одного - коэффициента раздробленности: ¿1 n■£¿

П = __,

^ & ' ИЛИ .п.'/'

где П - количество разрывов, - экспортные оценки их длин.-' В Еачество основы дая анализа использована Тектоническая карта

Мира м-ба и 1500000. .

Коэффициент корреляции между а р равен 0,76, уравнение регрессии:

2,44 Кт0'2 ' (26)

Более тонкостенные области литосферы дают упорядоченную и относительно редкую сеть щютяяеаннх зон линейно-концентрированного тиса. В то жо щемя, более толстостенные области дают густую сеть рваломоь меньшей усот-ядочонности. Зависимость 26 полностью вццер-опиа*тся для толстостенной контия'гитздьпой и субконтиненталыюй

26

литосферы а меняется на обратную для тонкостенной литосферы при сравнении степени раздробленности разных океанов, что связано с существенно разными скоростями деформирования. Так>уР =1,023 (27), К^, = 0,33V-0«6 (28). В целом влияние скоростей тектонических движений на степень нарушенности литосферы выдерживается не только для океана, но и для континента: уО =2,36 (29).

Анализ, проведенный выше, дает основание полагать, что процессы разломообразования в литосфере не всегда протекали так, как мы можем судить о. них, исходя из наблюдений над новейшими разломами, они зависши от изменений в эволюционирующей литосфере, что дает повод к ретроспективным реконструкциям процессов разломообразования. Общие закономерности эволюции разломообразования в литосфере в значительной степени обусловлены реологией самой литосферы на разных этапах её эволюции. Первые достоверно установленные разломные зоны связаны с раинеархейскид этапом (4,0-3,5 млрд.лет), со становлением сиалической (тоналнтовой) про-токорн. Термодинамический реягел, пе^обялъность и геометрические параметры кор раннего докембрия была благоприятны для формирования разломов равномерцо-дисперсного типа (древние роа даек с возрастом 3,6 млрд.лет; зеленокаменнне и чарнокит-гранулитовые пояса) . Р&зломообразование в том привычном для нас понимании, когда- в результате процессов деструкции формируются крупные линейные разломные зоны континентов, следует отсчитывать с рубежа 2600-2400 млн.лет, когда документируемые геологические циклы во многих отношениях стали сопоставимы с циклами фанерозоя. В раннем протерозое появляются первые глубинные рнзяомные зоны с дискретно-дисперсной анф-аструктурой и зоны переходного типа от равномерно-дисперсного к дискретно-дисперсному ^разлсмы ограничения древних ппатфорл; даикояые пояса поздних генераций в Африке и Австралия).

Качественно новый этап в развитии литосферы в целом и в р:«-ломообсазованци в частности связан с раскрытием молодых океанов и активизацией по окраинам Гихого океана. С этого момента начинается Дотирование разломных зон линейиз-коннеигрироншшого типа. Палеозойский • отап хасактеризуется папаллолынсд развитила всех трех.тшгов разломных зон и неуклонным ростом працонга относительного раипитил кчжцого из них. Со второй цолошны мезозоя, с момента раскрытии П.чнгеи, сопропоадяпшегоел серией кпуата структурных перестроек- в литосфер прирост чисдд рлгшшшх з-зн

27

линейно-концентрированного типа начинает опережать прирост числа зон дискретно-дисперсного типа рис.3 . Кроме того, эволюция разломообразования в литосфере шла по пути укрупнения дизъюнктивных стру1стур, что также связано с эволюцией литосферы, поскольку хорошо известно, что размеры литосферных плит в целом укрупнялись от докембрия до кайнозоя. Установленные причинно-следственные зависимости дают повод использовать инфраструктуру раз-лошых зон в качестве индикатора при изучении эволюционного развития конкретных рагионов литосферы.

30

24-

18-

12-

б-

Рис. 3. Изменение количества разломных зон равномерно-дисперсного /I/, дискретно-дисперсного /2/ и линейно-концентрированного /3/ типов вс времени

Ранний Поздний докембрий

Ранний Поздний ?^езо-

палеозой ' кайнозой

ЗАКЛЮЧЕНИЕ» На основе проведенного исследования в диссертации обоснована следующие разработки:

! I. фатальное изучение инфраструктуры разломных зон позволяет выделять в их пределах два главных структурных влемшгаа - магистральный» или главный разлом, который обычно получает отражение

¡¿8

кз геологической, карте, я деструктивные шля - области-максимального сгущения сопутствующих разрнвоз в локальном объеме зовн динамического влияния разлома, на карте отображения не получающие. Эта особенность внутренней структурной организации дизъюнк-тивов сохраняется Ене зависимости от масштаба их проявления (от трещин до глобальных линеаментон), и тектонической обстановки, в которой они формируются. Деструктивные поля возникает: на самых ранних этапах заложения разломной зоны, определяют её будущий облик и стабильно сохраняют свое положение на протяжении всей истории её развития.. В процессе эволюции разломкой зоны изменяются их размеры, конфигурация, структурно-вещественное выполнение. Магистральный разлом-болеэ позднее структурное образование, чем деструктивные поля, и фиксируют более зрелую стадию развития ра-зломной зоны. Его вещественное выполнение (продукты дияамомета-морфизма) в современном денудационном срезе свидетельствует о том, на какой глубинный уровень этот срез вскрывает данную разлог,шуга зону.

2. Соотношения (пространственные а количественнне) мекду магистральным разладом я деструктивными полями позволяют выделить три .тлиа разломных зон: равномерло-дяссерсннй, дискретно-дисперсный и линейно-концентрированный. Они отличаются характером структурно-вещественного выполнения внутряразломного объема и эмпирическими уравнениями связи меаду основными количественными параметрами разданных зон и их структурных элементов (табл.1), отражают прЁлшшиально разные геотектонические и тектонофязиче-скиэ условия разрушения, что является важным индикатором при ретроспективном анализе разлсмиых зон любого рехч'она.

3. Тгл инфраструктуры разлсмншс зон определяется скоростью депортирования я геометрический параметром прочности - кооффгаш-евтом толстостенноста разрушающейся литосферы [Ц. Сочетание в пределах того или иного региона низких скоростей дефэршрованся с васокслп значениями приводит к формирования' зон рэзномар-но-дксперсиого типа; высоких скоростей дефор.'.ирования со срэд-, имя значениями Кт - зон дискретно-дисперсного типа; высоких скоростей деформирования и низких значений Кт - к формиропаиип зон линеЗпс-гопцситрароваяпого типа. Эти же параметры определяют не только тип инфраструктур? рчзло»нк>Н зоны, по к общй характер рладробленностд литосферу. Позволяет понять особенности разрушения различных областей литосферы, делать прошозикв.и ретро-свсктч;,1,!й» '--печк:' п отношении тзрушсиуя тех или игл: ртг?*жов,

4. Ретроспективные оценки процессов разрушения в литосфере позволяют говорить о том, что характер разломообразования менялся на протяжении геологической истории Земли. На самых.ранних этапах развития литосферы формировались зоны равномерно-дисперсного типа, затем в позднем докембрии зоны равномерно-дисперсного и дискретно-дисперсного типов, с рубежа поздний докембрий -палеозой формировались зоны равномерно-дисперсного, дискретно-дисперсного и линейно-концентрированного типов. Изменяются с течением времени и предельные длины разломных зон: в раннем докембрии они достигают первых сотен т, в позднем докембрии - палеозое - тысячи км, в мезо-кайнозое - 4-5 тыс.км.

5. Особенности инфраструктуры определяют характер распределения таких тесно связанных с разломообразованием процессов как сейсмичность и вулканизм. Крупные группы вулканов связаны с де-* структивными полями, единичные постройки - с магистральным раз^ ломом. Суг"¡ственное влияние на распределение вулканических, построек и динамику процессов оказывает инфраструктура деструктивных поле!!. Инфраструктурой разломных зон контролируются и сейсмические процессы: сильные, редко .случающиеся сейсмические события связаны с магистральным разломом, частые, но слабые с деструктивными полями.

6. Вышесказанное позволяет сделать предположение о том, что не менее ваяное влияние инфраструктура разломных зон оказывает на распределение месторождений полезных ископаемых разной специализации. Этот вопрос несомненно заслуживает особого рассмотрения, а проведенное исследование дает для его изучения методическую основу. Обоснованные в диссертации особенности инфраструктуры разломных зон найдут широкое применение при региональном сейсмотектоническом районировании, что такке требует специального изучения на базе предложенной модели внутренней структурной организации зон динамического влияния разломов.

Основные работы, опубликование "> таме диссертации:

Монография и методическое руководство:

I. Структурная зональность разломоЕ. М.:Яедра.198?.~128 С.

Уетодикэ изучения и опыт использования количественных параметров рэзры?9в при геологических исследованиях. Иркутск. 1981.С. (сочвтор С.И.иер/;ан).

1'тетьи V тезисы научных докладов:

•3.0 корреляционной зависимости между глубиной залегания гипоцентров и длиной разрывов в Байкальской ряфтовой зоне. Докл. Ail CCCP;-I972.-T.205.-JQ.-578-581. (соавтор С.И.Шерлан).

4. О нижней границе активного проникновения разломов в земнув кору,- В' кя. ¡Проблемы тектоника земной коры. (Межвузовский ей*. БыпЛ). Иркутск. 1973.-С.72-62. (соавтор С.И.Шерман),

5. Использование количественных параметров разломов'для прогнозной оценки рудоносных площадей,- В кн.: Новые методы поисков, изучения и оценки месторождений полезных ископаемых.(Тезисы Всесоюзной конференции) М.1975.

6.0 некоторых аспектах- приложения законов симметрии для структурно-геометрического прогнозирования рудных объектов, В кн.: Симметрия структур геологических тел. (Тезиса Всесоюзной конференции). Ленинград .1976,

7. Новка данные о закономерностях размещения, параметрах и динамике формирования разрывных нарушений Бодайбинского синкли-нория,- В кн.: Проблемы тектоники земной коры (Менвузовскнй сбор-Ш1К.Вып.2),Иркутск Л976.-С.63-78. (соавторы Ю.И.Егоров,В.П.Арсентьев).-

8. Структура, Ухагольского месторождения фосфоритов (Вост.Саян). -В кн.:Проблемы тектоники земной коры (Межвузовский сб.Вып.2). йркут ск.1976.-С.93-106.( соавторы В.П.Арсентьев, A It JAeлентьен, Ю.С.Тарзсов),

9. Количественные параметру разладов как сснсна стоуктурно-•геометрического прогнозирования.- В кн.: Новые методы прогнозов а поисков в условиях Восточной Сибири.(Тезисы докладов).Иркутск.-1977. -132-134. ' ■

10. Кинематика локальных разломов как отраженна сбц:ей дилвма-ки развития Байкальской рцфюве-й зоны (на премето Байкальской впадины).Там же. -С.134-136.

11. О заййспг.'.ости длин впадщ! от их пространственного пояиг.е-шш п общей структуре ЕаЯкатьской p:!ccTOEOii зоны.- Е кц,:Токтепп~ ка и сейсмичность континентальных рефто^их зон.;,', .¡Совсгекоо радио Л 97?,-С .25-30.

12. Закономерности развития впадин ссворо-восто-того 'злг.пга Байкальской разовой зоны .//Геология и геофизика. 1973 Я-О. 138-142, (соавтор !.'. .М .Ндаояош»).

13. Разраагаю uripysifWMi верхней части земной коры БпййаяьскоА риТтовэл "они.- В i.u.:Проблемы рпдлог'.ной текгояшг;!. НоЕэсабйгск: iinyKii.iiB1. .-Ц.Нс-Г.Ч).

14. Некоторые проблемные вопросы изучения структурной зональности разломав. - В кн.:Проблемы разломной тектоники.Новосибирск Наука. 1281- С.45-51, (соавтор С.И.Шерман).

15. О дискретности внутренней структуры разрывных нарушений. В кн.{Экспериментальная тектоника в решении задач теоретической и практической геологии. ^Тезисы Всесоюзного симпозиума).Новосибирск .1981. - С. 118-120.

16. Об изменении линейных размеров структур оперения в крыльях крупных разломоЕ.//Докл.ЛН СССР. I982.-T.266.-J.5 5.- С. 12091211.

17. Зоны динамического влияния разломов по анализу сопутотву-. ющих разрывов.// Геология и геофизика.- 1983.-.? 6.- С.53-61.

18. Ранговая классификация разрывных нарушений.// Изв.Вузов. Геология и разведка.- 1984.-Я' 4. -С.9-14,

15. Структурная зональность крупных разломов. Тезисы докладов 27 сессии Ura.lv!.1884.-Т.Ш,- С.301-302.

20. Iístructur^t ¿ог^спд о] ¿¡¿ьЬгасЬЬ 27 •?§г£М.1934.-У,Ш.~ Р.301.

21. Некоторые результаты статистической обработки основных разломов Приудакбэторского района.- В кв.:Вопросы-геологии Восточной Монголии и сопредельных территорий. «.Тезисы, докладов Международной конференции).Иркутск. 1934.- С.23-26. (,соавтоАы ДЛулуун, Ю.Л.Чернов).

22. Структурная зональность участков динамического влияния в связи с проблемами зональности рудных объектов,- В кн.Структуры рудных нолей вулканических поясов. I,Тезисы докладов Всесоюзного совещания).Владивосток, 1£85.- С.68-69.

23. Дискретная зональность разрывных нарушений. - В кн.Экспериментальная тектоника в теоретической и прикладной геологии. М.:Наука. 1385,- С.266-275.

24. Реконотрукщш полей тектонических напряжений и кинематики разломов Юашо-Хэнтойского района.- В кн.:Вопросы геологии и полезных ископаемых Центральной и Восточной Монголии и сопредельных территорий. (Тезисы Международной конференции).Улан-Батор. 1967,- С.19-23.(соавторы Д.Чулуун, Ю.А Чернов),

25. Количественная оценка внутренней структурной организации разломов,- В кн.¡Экспериментальная тектоника в решении задач теоретической и прикладной геологии. (Тезисы Всесоюзного Сшдази-ука),Каеа.1Ь-В7. -0Д00-Ю1. .

26. (^некоторых кояичзстнннных характеристиках разломов к связи с особенностями тх структурной организации.// Изв .Вузов. Геология и разведка. 19871С.- С.3-12.

27. Современные методы изучения и анализа разрывов при средне- и крупномасштабном картировании.- В кн.:Тектоничеокиз исследования в связи со средне- и крупномасштабны.'! гескартированиек. (Тезисы докладовXXI Всесоюзного тектонического совещания; .М. 1988.- 0.82-83. (соавторы С.К.Шерман, О.Б.Гиьтов, Л.Л.Сим).

23. Структурная организациями динамического влияния сдвигов. -В кн.: Сдвиговые тектонические нарушения и ад роль в образовании местороядений полезных ископаемых. Ленинград.1908.- С.49-51.

29. Закономерности организации зон динамического влияния разломав Сеяно-Байкальской складчатой области. В кп.'.Проблема геологии Прибайкалья. Иркутский политехн.ин-т.Иркутск.1933.-Рус.-Два.в ВИНИТИ И 7420.-В 80.- С.12-43.

30. Деструктивные поля как специфический элемент структурной организации разломов,//Геология и геофизика.15Э9.--Я 4,- С.29-36.

31. Оценка относительной раздробленности литосферы.//йзиЛЗузов. Геология и разведка. 1939.-Ж 6.