"Памиро-Алай" и проблема взаимоотношения Центрально-Азиатского и Альпийско-Гималайского подвижных поясов (информация к размышлению) - М.Г.Леонов
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
1
М.Г.Леонов
«Памиро-Алай» и проблема взаимоотношения
Центрально-Азиатского и Альпийско-Гималайского
подвижных поясов
(информация к размышлению)
ФГБУН Геологический институт РАН Москва, Россия
֍ Проблема взаимоотношения горных хребтов Гиссаро-Алая и Памира
обсуждалась с давних времен и интерес к ней не ослабевает
вплоть до наших дней
А.Гумбольт (1843); Ф.Рихтгофен (1877); Э.Зюсс (1883–1909); Ф. Махачек (1921);
Р.Клебельсберг (1922); Э.Арган (1924); Ли Сы-гуан (1929–1960); А.Гейм (1924) и др.
И.В.Мушкетов (1884-1886), К.Богданович (1892), В.Н.Вебер (1910), А.П.Марковский (1931)
Д.И.Мушкетов (1919), Д.В.Наливкин (1926)
Бархатов Б.П., Белоусов В.В., Беляевский Н.А., Вадиа Д., Гансер А., Губин И.Е., Дезио А.,
Захаров С.А., Здорик Б.М., Клунников С.И., Крестников В.Н., Кухтиков М.М., Леонов Н.Н.,
Муратов М.В., Николаев В.А., Овчинников С.К., Огнев В.Н., Попов В.И., Пейве А.В.,
Петрушевский Б.А., Резвой Д.П., Синицины Н.М. и В.М., Херасков Н.П., и многие другие.
Буданов В.И., Дронов В.И, Леонов Н.Н., Леонов Ю.Г., Лукк А.А., Никонов А.А., Руженцев,
С.В., Швольман В.А., Шевченко В.И., Трифонов В.Г. и мн. др.
В настоящее время: Буртман В.С., Буслов М.М., Боталев В.Д., Рыбин А.К., Brunel et al., 1994;
Coutand et al., 2002; Hamburger et al., 1992; Mechie, 2011; Robinson, 2007, 2012; Sass et al., 2014;
Streeker et al., 1995; Tectonics…, 2014.
Мнения о структуре и механизме сочленения хребтов Памира и Тянь-Шаня
высказывались различные и, зачастую, − взаимоисключающие, и проблема до сих
пор не имеет однозначного решения 2
֍ В настоящее время Центрально-Азиатский регион рассматривается в качестве
единой геодинамической системы, архитектура и эволюция которой связана
с Индо-Евразийской коллизией и общим субмеридиональным сжатием
между жесткими кратонами
(И.В. Забелина, И.Ю. Кулаков, М.М. Буслов …, 2013) 3
֍ Горные системы Гиссаро-Алая и Памира находятся в месте наибольшего 4
сближения Индийской и Евразийской плит, но входят в состав двух разных
подвижных поясов: Гиссаро-Алай - в состав Центрально-Азиатского (Урало-
Монгольского), Памир – в состав Альпийско-Гималайского (в широком смысле).
Казахстанская плита
Тянь–Шань
Памир
Афгано-
Таджикский массив
Тибет
Шов Кветты
Индийская
платформа
И именно в этом регионе наиболее отчетливо должны быть проявлены особенности
взаимодействия литосферных плит и подвижных поясов.
֍ В целях расшифровки геодинамики Памиро-Алайского сегмента земной
коры и степени взаимовлияния этих горных систем предпринята попытка
сравнительно-тектонического анализа этих горных систем
Заалайский хребет Алайский хребет
Алайская долина Алайская долина
Фото Е.В.Лаврушиной
Рассмотрим некоторые особенности геологии Алайского и
Памирского сегментов:
5
֍ Гиссаро-Алай и Памир имеют разную тектоническую структуру
Характерные черты Гиссаро-
Алайского сегмента:
- Линиейный и широтно ориентированный
структурный план.
- Протяженные синклинорные и
антиклинорные структурно-формационные
зоны и соответствие их современного
расположения первичному.
- Субвертикальные зоны
концентрированной деформации.
- Отсутствие шарьяжей с тектоническим
Тектоническая схема Тянь-Шаня «перехлёстыванием» отложений разных
зон.
- Отсутствие региональных срывов на
- Растекание материала по границе «фундамент/чехол»
простиранию горного сооружения - Глубоко погруженный кристаллический
с его нагнетанием в восточном фундамент.
направлении. - Линейно вытянутые орогенные впадины
со сдвиговой кинематикой.
Профиль по линии 1
Одной из харатктерных черт Гиссаро-Алайского сегмента является система линейных
альпийских впадин, которые пространственно приурочены к зонам концентрированной
деформации
Pz Pz
Генеральный структурный план Гиссаро-Алая –
линейный, складчато-надвиговый
(толстокожая тектоника,
Гульчинская впадина
thick-skinned tectonics)
Туркестано-
Ю С
Алайская
Туркестанская зона
зона
Нурату-Курганакская зона
Характерные черты
Памирского сегмента:
- Дугообразный структурный
план.
- Неоднородность строения в
продольном и в поперечном
направлениях.
- Высокое стояние складчато-
метаморфического и
кристаллического фундамента и
наличие гранитно-
метаморфических ядер.
- Отсутствие внутрипамирских
орогенных впадин и
субвертикальных швов
концентрированной
Геологическая карта Центрального и Южного Памира деформации, место которых
(Составлена на основе данных [Пашков, Буданов, 2090; занимают граничные разломы.
Руженцев, 1970])
8
- Наличие шарьяжей и ретрошарьяжей, перехлёстывание
структурно-формационных элементов друг через друга.
Тектонические покровы Ц. Памира
- Образование сложных аллохтонных пакетов. (Руженцев, 1970)
- Срывы на границе фундамент-чехол.
Докембрийские кристаллические сланцы и гнейсы
Генеральный структурный план Памира –
шарьяжно-складчатый с детачментом на
границе
Тектонические покровы ЮЗ Дарваза фундамент/
(Поспелов, 1977) чехол
(эпидермальная тектоника, thin-skinned
tectonics).
Ретрошарьяжи Памира (Поспелов, Сигачев, 1984) 9
֍ Тренды тектонической эволюции Памира и Гиссаро-Алая различны.
Алай имеет эволюционный тренд развития геодинамически единого пространства:
палеоокеан → морфоструктурная дифференциация бассейна → латеральная
аккреция с последовательным причленением внутрибассейновых
морфоструктурых элеметов к северному континентальному борту →
формирование складчато-надвиговой области → эпигерцинская платформа →
ороген.
Общий тренд эволюции пространства Гиссаро-Алая: от океана к
континенту за счет латеральной аккрции внутриокеанических морфоструктур
и образование единой эпипалеозойской плиты 10Памиру свойственно дискретно-импульсное развитие: неоднократное
заложение/отмирание эпиплатформенных и субокеанических бассейнов; чередование
режимов сжатия/растяжения и этапов раскола континентальной коры и тектонического
скучивания; отсутствие платформенной стадии; наложение оргенеза на сегменты с
разным возрастом коры и различной инфраструктурой.
Главные тектонические швы Памирского и Гималай-
Тибетского орогена. Варианты корреляции Памирских и
Тибет-Каракорумских структур у различных авторов
[Robinson et al., 2012]
Общий тренд эволюции пространства Памира
(Руженцев и др., 1983): латеральная (с юга на север)
миграция гондванских террейнов, дискретное
возникновение/отмирание субокеанических трогов,
последовательное причленение гондванских блоков к
Евразии. 11֍ Алай и Памир различаются интенсивностью
и временем проявления гранитоидного магматизма
Алай: Гранитоидный магматизм проявлен в
пределах собственно покровно-складчатого
сооружения незначительно.
Он распространен и в основном, в северном
(массивы Кураминских гор) и южном (
Гиссарский батолит) бортах горного
сооружения.
Проявления гранитоидного мгматизма в
предалх Алая приурочены к узкому
временному интервалу (средний карбон).
(Mechie et al., 2011)
Памир: гранитоидный магматизм развит во
(Mechie, 2011) всех структурно-формационных зонах и на всех
этапах развития от докембрия до неогена.
Формируются обширные поля метаморфитов,
инъецированных колоссальными массами
гранитного материала.
Кайнозойские граниоиды:
Южный Памир: 20-25 млн. лет и 10-25 млн. лет
Центральный Памир: 35-40 млн. лет
и 16 млн. лет 12֍ Новейший орогенез захватывает территории с различной историй
развития и разным возрастом консолидированной коры
(Забелина, Кулаков, Буслов, 2013) (Tectonics…, 2014)
Центрально-Азиатский пояс: посткаледонская и постгерцинская консолидация
Альпийско-Гималайский пояс: постгерцинская, посткиммерийская
и постальпийская консолидация
13֍ Новейший орогенез в пределах Алая и Памира выражен различно
Гиссаро-Алай: линейно-вытянутый мегасвод, осложненный системой
складок основания и вторичных по отношению к складкам разрывов на их
крыльях. Кинематика альпийских движений – взбросо-сдвиговая с
билатеральным разваливанием горных масс и продольным сдвиговым
течением по зонам концентрированной деформации.
Характерно наличие молодых
впадин и отсутствие
значимых поперечных
порогов.
Максимальная высота
5550 м (пики
Чимтарга и Ганза)
Гиссаро-Алайская горная система
Афгано-Таджикская (с Алайской)
Ферганская впадина
впадина
Палеозойский фундамент
14Зоны концентрированной деформации и
приуроченные к ним платформенно-орогенные
впадины
Каракуль-
Зиддинская
Риватская ур.Тортгуль
Ю
C N-Q P- N N-Q
1500
K
1000 J
Pz
Pz J
500
J 1 км
Тортгульская
0
15
Поверхность домезозойского пенепленаПамир – подковообразная структура шириной около 250–300 км,
ограничена взбросо-сдвигами и тектонически «накатывается» на
соседние сегменты. По центру изгиба расположен поперечный к
общему простиранию структурный порог с амплитудой перепада
2−3 км. Общая кинематика – шарьяжно-надвиговая с
центробежным латеральным растеканием.
Максимальная высота 7495 м - пик
Исмаила Самани (Коммунизма)
Разница в высотном положении Гиссаро-Алая и Памира = 2000 м
16Альпийская деформация поверхности фундамента
Гиссаро-Алая и Северного Памира различна
Южный борт Алайского и
Каратегинского хребтов
(Лукина, 1966)
Поперечному поднятию
хребта Академии наук
соответствует
субмеридионально
Деформация поверхности вытянутая область наиболее
фундамента Сев. Памира
толстой земной коры (70
км) и резкая граница
Все поднятия Северного областей разной сейсмической активности [Крестников,
памира, кроме хр. 1962]. Поднятие к разделяет Западный и Восточный
Академии наук, имеют Памир, развивающиеся по-разному. В отличие от
изометричную форму Западного, Восточный Памир испытывает некоторое
замедление тектонических движений, о чем
свидетельствует интенсивная аккумуляция аллювия 17 во
всех его долинах и озёрных котловинах.СВ борт Памирских гор: сочетание
синорогенного фронтального
надвига и тылового сброса
растяжения (Конгурский разлом)
Конгломераты
Тавильдаринской свиты (N2)
Brunel et al., 1994
Пластина нижнепермских известняков
«Растекание»
пермских Хаотические брекчии из отторженцев пермских известняков
известняков на СЗ
борту
Памирского
горного Дарваз в июле
сооружения
(Щерба, 1975)
18֍ Алайско-Таджикская впадина – демпфер (зона аккомодации) между
системами Туркестано-Алая и Памира
Положение
Афгано-
Таджикской
депрессии между
структурами
Тянь-Шаня и
Памира
Алайская до
(Peiveл иetн al.,
а 1964)
Памир: Заалайский хреет
В палеотеконическом
смысле депрессия
тяготеет к Алаю, в
структурном -
отличается от
Туркестано-Алая и
Памира по стилю
тектоники, механизмам
деформации, кинематике
Тянь-Шань: Алайский хребет
горных масс.
Фото Е.В.Лаврушиной
19Геологический профиль (по:
[Гусева и др., 1983; Лукк,
Шевченко, 2004; Скобелев, 1977;
Coutand et al., 2002; Hamburger et
al., 1993]).
Плотность распределения
гипоцентров землетрясений с К
более 6. (по: [Гусева и др., 1983]).
(по: Беккер, 1996)
(Захаров, 1973)
20Структура водораздельной
части хребта Петра Первого
(Скобелев, 1977)
представляет собой выжатую
вверх веерообразную
антиклиналь, обрамленную
надвигами, образовавшимся за
счет гравитационного
разваливания пластичных
пород. Структура к северу и к
югу от осевой зоны более
(по: Беккер, 1996) простая, а на границе с
юрскими соленосным толщами
наблюдается дисгармоничный
срыв.
По С.Ф.Скобелеву (Современная…, 2005)
21Тектонические
Скобелев, 1977 покровы -«наплывы»
в отложениях
Алайской долины.
Розовый цвет − фронтальные
зоны тектонических чешуй
В новейшее время существует две «жестких» грнаицы: «Алайский
хребет/впадина» и «Заалайский хребет/Северный Памир»
c Хребет Петра Первого
ю
Алайская Северный Памир
долина
Гиссаро-Алай
Pz
Pz
Зона замковой субдукции
Один из возможных вариантов интерпретации происхождения структуры
Алайской впадины за счет «замковой субдукции» (self-closing subduction)֍ Несоответствие геометрии и кинематики регионального
структурного плана Алая и Памира
23֍ Распределение очагов землетрясений на Памире
С глубиной до 50 км и магнитудой 3-4 (маленькие С глубиной до 70 км (незалитые кружки)
кружки) и >6 (крупные кружки) (Streeker et al., 1995) и более 70 км (залитые кружки). Большие
кружки: с магнитудой более 4, малые – 4 и
менее (Hamburger et al., 1992)֍ Несоответствие геометрии структурного рисунка и кинематики движения
горных масс Центрально-Азиатского и Альпийско-Гималайского поясов
(Направление перемещений горных масс по: Гансер, 1965; Трифонов, 1983, 2008; Буслов, 2004; Баженов, Буртман,
1990; Robinson, 2007, 2012)
В ЦАСП - широтно-линейные, в АГПП – меридионально-петлеобразные
25֍ Геолого-геофизические интерпретации
Гиссаро-Алай. Геолого-геофизический профиль, отражающий современную
структуру, глубинное строение и альпийскую геодинамику региона
Модель построена с
использованием
материалов автора и
литературных
данных
(библиография –
более 40
наименований
содержится в [Леонов
М., 1993])
26Тарим
Индийская мантия
Азиатская мантия Sass et al., 2014
Анализ приемной
функции
Абсолютная
Скорость P-волны
vp/vs
Термомеханическая
модель
Распределение
теплового потока
27Карта Памиро-Алая и положение
Магнитотеллурического профиля.
КМ – Каракуль-Мазар, KUN –
Куньлуньская сутура, MPT –
Главный Памирский разлом, MSD
– Мускол-Шатпутский купол, RPZ
– Рушано-Пшартская сутура, SnD
– Шахдаринский купол, ЫАЫ –
Южно-Ферганская сутура, NAN –
танымасский надвиг, TARM –
Туркестан-Алайская пассивная
окраина.
С – проводящие объемы; R – резистивные объемы
28֍ Глубинное строение Памира, Туркестано-Алая и разделяющей их Алайско-
Таджикской депрессии существенно различно
Главные отличия:
согласованность строения коры
и верхней мантии в пределах
Гиссаро-Алая и резкая
дискордантность структуры в
Памир разных горизонтах коры
Памира; наличие
тектонического несогласия
Гиссаро-Алай (детачмента) на границе
фундамента и аллохтонного
чехла на Памире и отсутствие
такового в Гиссаро-Алае.
29Модельные разрезы земной коры
Кора Индостана Кора Памира и Каракарума
и верхней мантии вдоль
меридиана 70º - 72° в.д.
(Буртман, 2012)
Кора Тянь-Шаня и Тарима
Литосферная мантия
Астеносфера и слой С мантии
Геодинамические факторы формирования
Памрско-Пенджабского синтаксиса:
Мантийная конвекция
Приток масс из Гималайской зоны коллизии
Инъекция коры Индостана под кору Памира
Гравитационное расползание коры
Гравитационное стекание горных масс
Тянь-Шань служит препятствием
течению горных масс Памира֍ Образование плито-потоков и куполов в условиях существования
морфоструктурного «порога»
Компьютерная модель
(Gerya et al., 2000)
Модель строения Богемского массива (Štipska et al., 2007)
(Profile provided by M.
Wolovick, Lamont-Doherty
Earth Observatory, Columbia
University, USA)
Из статьи: Структура ледового
щита Антарктиды в области
структурно-морфологического
порога (А.Н. Марков, D. Dahl-
Jensen, В.М. Котляков, В.Н.
Голубев, М.Г. Леонов,Главные выводы
֍ На границе горных систем Туркестано-Алая и Памира, в области
Алайской впадины происходит сопряжение двух трансрегиональных
подвижных поясов: Центрально-Азиатского и Альпийско-Гималайского.
֍ Туркестано-Алай и Памир существенно различаются по ряду параметров:
морфоструктуре, геометрии и тектоническому стилю, кинематике,
последовательности событий, магматизму, глубинному строению и пр.
֍ Формирование структуры этих поясов вряд ли можно объяснить, как
принято в настоящее время, только влиянием Индоевропейской коллизии.
֍ Горные системы Туркестано-Алая и Памира входят в состав двух разных
подвижных поясов: Туркестано-Алай - в состав Центрально-Азиатского
(Урало-Монгольского), Памир – в состав Альпийско-Гималайского (в
широком смысле).
323
֍ Их возникновение, по-видимому, связано с наложением двух 3
геодинамических режимов: 1) глобального орогенеза, охватившего значительные
территории Евразии и общего для ГА и Памира; 2) различных для Памира и Гиссаро-
Алая региональных режимов, действующих независимо в пределах Центрально-
Азиатского и Альпийско-Гималайского подвижных поясов.
Казахстанская плита
Тянь–Шань
Памир
Афгано-
Таджикский массив
Тибет
Шов Кветты
Индийская
платформаВы также можете почитать
