Зоны концентрированной деформации (структуры цветка): натурные наблюдения и данные моделирования

В настоящее время большое внимание уделяется изучению узких линейных зон, которые, пронизывая земную кору на разную глубину, характеризуются сложной инфраструктурой и интенсивной в сравнении с фоновой тектонической переработкой горных масс. Такие структуры получили название «структуры цветка» или «зоны концентрированной деформации». Изучение натурных объектов вкупе с данными тектонофизического и расчетного моделирования, дополненное анализом литературного материала, позволило сделать следующие выводы: ЗКД в эксперименте и в природных объектах обнаруживают сходство, иногда тождество, по морфологии, инфраструктуре, этапности эволюции; ЗКД отражают преимущественно обстановки транспрессии, и их формирование сопровождается 3D пластическим сдвиговым течением вещества и дилатансией деформируемого объема; возникновение ЗКД может быть связано с развитием системы «фундамент – чехол», но может определяться и внутричехольным тектогенезом, не затрагивающим фундамент; ЗКД обладают пространственно-регулярным расположением и определяют тектоническую делимость земной коры и литосферы.

1. Alvarez P., Maurin J.C., 1991. Evolution sédimentaire et tectonique du bassin protérozoïque supérieur de Comba (Congo): Stratigraphie séquentielle du Supergroupe Ouest-Congolien et modèle d'amortissement sur décrochements dans le contexte de la tectogénèse panafricaine. Precambrian Research 50 (1–2), 137–171. https://doi.org/10.1016/0301-9268(91)90051-B.

2. Atmaoui N., Kukowski N., Stöckhert B., König D., 2006. Initiation and development of pull-apart basins with Riedel shear mechanism: Insights from scaled clay experiments. International Journal of Earth Sciences 95 (2), 225–238. https://doi.org/10.1007/s00531-005-0030-1.

3. Ажгирей Г.Д. О некоторых важных закономерностях тектонического строения и движений земной коры // Известия АН СССР, серия геологическая. 1960. № 8. С. 3–18.

4. Bachmanov D.M., Trifonov V.G., Mikolaichuk A.V., Vishnyakov F.A., Zarshchikov A.A., 2008. The Ming-Kush-Kökömeren zone of recent transpression in the Middle Tien Shan. Geotectonics 42 (3), 186–205. https://doi.org/10.1134/S0016852108030035.

5. Бондаренко П.М. Моделирование полей напряжений, прогноз дислокаций в сдвиговых зонах и их систематика // Сдвиговые тектонические нарушения и их роль в образовании месторождений полезных ископаемых / Ред. Ю.М. Пущаровский, П.С. Воронов. М.: Наука, 1991. С. 19–21.

6. Chemenda A.I., Cavalié O., Vergnolle M., Bouissou S., Delouis B., 2016. Numerical model of formation of a 3-D strike-slip fault system. Comptes Rendus Geoscience 348 (1), 61–69. https://doi.org/10.1016/j.crte.2015.09.008.

7. Чиков Б.М. Введение в физические основы статической и динамической геотектоники. Новосибирск: Гео, 2011. 300 с.

8. Чиков Б.М., Лин Ге. Тектоника Индосинийского коллизионного пояса (Юго-Восточная Азия) // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 12. С. 3–16.

9. Chikov B.M., Zinoviev S.V., Deyev E.V., 2008. Mesozoic and Cenozoic collisional structures of the southern Great Altai. Russian Geology and Geophysics 49 (5), 323–331. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.09.013.

10. Cunningham D., 2010. Tectonic setting and structural evolution of the Late Cenozoic Gobi Altai orogen. In: T.M. Kusky, M.-G. Zhai, W. Xiao (Eds.), The evolving continents: understanding processes of continental growth. Geological Society, London, Special Publications, vol. 338, p. 361–387. https://doi.org/10.1144/SP338.17.

11. Cunningham W.D., Windley B.F., Dorjnamjaa D., Badamgarov J., Saandar M., 1996. Late Cenozoic transpression in southwestern Mongolia and the Gobi Altai-Tien Shan connection. Earth and Planetary Science Letters 140 (1–4), 67–81. https://doi.org/10.1016/0012-821X(96)00048-9.

12. Dejidmaa G., Badarch G., 2005. Summary of pre-accretionary and accretionary metallogenic belts of Mongolia. In: R. Seltmann, O. Gerel, D. Kirvin (Eds.), Geodynamics and metallogeny of Mongolia with special emphasis on copper and gold deposits. CERCAMS, London, p. 25–30.

13. Деллмес К.Ф. основные черты развития бассейна в связи с распространением нефти // Распространение нефти / Ред. И.О. Брод, В.Б. Оленин. М.: Гостоптехиздат, 1961. С. 634–671.

14. Геологические формации Монголии. Труды совместной Российско-Монгольской научно-исследовательской геологической экспедиции. Вып. 55 / Ред. А.Б. Дергунова. М.: Шаг, 1995. 179 с.

15. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. 408 с.

16. Dooley T.P., Schreurs G., 2012. Analogue modelling of intraplate strike-slip tectonics: A review and new experimental results. Tectonophysics 574–575, 1–71. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.05.030.

17. Довжиков А.Е. Тектоника Южного Тянь-Шаня. М.: Недра, 1977. 170 с.

18. Друккер Д., Прагер В. Механика грунтов и пластический анализ или предельное проектирование // Механика. Новое в зарубежной науке. Вып. 2. Определяющие законы механики грунтов. М.: Мир, 1975. С. 166–177.

19. Гоби-Алтайское землетрясение / Ред. Н.А. Флоренсов, В.П. Солоненко. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 391 с.

20. Гогоненков Г.Н., Кашик А.С., Тимурзиев А.И. Горизонтальные сдвиги фундамента Западной Сибири // Геология нефти и газа. 2007. № 3. С. 3–18.

21. Гольдин С.В. Деструкция литосферы и физическая мезомеханика // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5. № 5. С. 5–22.

22. Hancock P.L., 1985. Brittle microtectonics: principles and practice. Journal of Structural Geology 7 (3–4), 437–457. https://doi.org/10.1016/0191-8141(85)90048-3.

23. Harding T.P., 1985. Seismic characteristics and identification of negative flower structures, positive flower structures, and positive structural inversion. AAPG Bulletin 69 (4), 582–600.

24. Harland W.B., 1971. Tectonic transpression in caledonian Spitsbergen. Geological Magazine 108 (1), 27–41. https://doi.org/10.1017/S0016756800050937.

25. Коваленко В.И., Ярмолюк В.В. Эволюция геологических процессов и металлогения Монголии. М.: Наука, 1990. 240 с.

26. Leonov M.G., 1996. Phanerozoic geodynamic regimes of the Southern Tien Shan. Geotectonics 30 (3), 200–216.

27. Леонов М.Г. Тектоника консолидированной коры. М.: Наука, 2008. 462 с.

28. Леонов М.Г. Гранитные протрузии и сопутствующие им кластиты как реальные и потенциальные резервуары углеводородов // Ленинградская школа литологии. СПб.: СПбГУ, 2012. Т. 2. С. 165–167.

29. Leonov M.G., 2012b. Within-plate zones of concentrated deformation: Tectonic structure and evolution. Geotectonics 46 (6), 389–411. https://doi.org/10.1134/S0016852112060052.

30. Леонов М.Г. Межгорные впадины Гиссаро-Алайской горной области (Тянь-Шань): структура и история формирования // Литосфера. 2013. № 3. С. 3–24.

31. Латеральные тектонические потоки в литосфере Земли / Ред. М.Г. Леонов. М.: ГЕОС, 2013. 318 с.

32. Леонов М.Г. Пьенинский утесовый пояс: тектоническая структура и эволюция // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 3. P. 703–715. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-3-0150.

33. Леонов М.Г., Бакеев Р.А., Морозов Ю.А., Пржиялговский Е.С., Стефанов Ю.П., Татаурова А.А. Тектоническая дифференциация осадочных бассейнов (постановка вопроса и пути решения) // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Вып. 15. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2017. С. 165–168.

34. Леонов М.Г., Колодяжный С.Ю., Соловьев А.Ю. Пластическая деформация и метаморфизм // Геотектоника. 1995. № 2. С. 29–48.

35. Леонов М.Г., Моро-зов Ю.А., Стефанов Ю.П., Бакеев Р.А. Система «Нарынская впадина − хребет Байбичетоо − Атбашинская впадина» как отражение геодинамической эволюции осадочных бассейнов (данные геологии, тектонофизического и расчетного моделирования) // Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов: Тезисы докладов VII международного симпозиума. Бишкек: НС РАН, 2017. С. 37−39.

36. Леонов М.Г., Пржиялговский Е.С., Лаврушина Е.В. Граниты. Постмагматическая тектоника и углеводородный потенциал. М.: ГЕОС, 2018. 331 с.

37. Леонов М.Г., Рыбин А.К., Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Матюков В.Е., Щелочков Г.Г. Гиссаро-Алай и Памир. Сравнительно-тектонический анализ и геодинамика. М.: ГЕОС, 2017. 132 с.

38. Лобковский Л.И. Геодинамика зон спрединга, субдукции и двухъярусная тектоника плит. М.: Наука, 1988. 251 с.

39. Лучицкий И.В., Бондаренко П.М. Тектоническое моделирование в искусственном магнитном поле // Доклады АН СССР. 1967. Т. 174. № 5. С. 1173–1176.

40. Morozov Y.A., 1999. The role of transpression in the structural evolution of the Svecokarelides in the Baltic Shield. Geotectonics 33 (4), 302–313.

41. Morozov Y.A., 2001. The structure and kinematic evolution of the Urals – Southern Tien Shan (Sultan-Uvais Range) junction region. Geotectonics 35 (6), 449–470.

42. Morozov Y.A., 2002. Structure-formation function of transpression and transtension. Geotectonics 36 (6), 431–450.

43. Морозов Ю.А., Гептнер Т.М. Сопоставление природных и экспериментально воспроизводимых структурных ансамблей, сформированных в условиях транспрессии и транстенсии // Проблемы эволюции тектоносферы / Ред. В.Н. Шолпо. М.: ОИФЗ, 1997. С. 219–258.

44. Morozov Y.A., Leonov M.G., Alekseev D.V., 2014. Pull-apart formation mechanism of Cenozoic basins in the Tien Shan and their transpressional evolution: Structural and experimental evidence. Geotectonics 48 (1), 24–53. https://doi.org/10.1134/S0016852114010051.

45. Morozov Y.A., Talitskii V.G., 2006. The Kyrgyz-Ata Synform in the South Tien Shan: Structural and kinematic aspects of its evolution. Geotectonics 40 (1), 37–52. https://doi.org/10.1134/S0016852106010043.

46. Nikolaevskii V.N., 1971. Governing equations of plastic deformation of a granular medium. Journal of Applied Mathematics and Mechanics 35 (6), 1017–1029. https://doi.org/10.1016/0021-8928(71)90106-7.

47. Porras J.S., Ferro C.E., Castillo C.E., Machado V.I., Ochoa L.A., Chirinos N.E., Perez F., 2007. Fractured basement: new exploratory target in La Concepción Field, Western Venezuela. In: AAPG Annual Convention and Exhibition, Search and Discovery Article #10140.

48. Przhiyalgovskii E.S., Leonov M.G., Lavrushina E.V., 2011. Granite protrusions in zones of intraplate activization of South Mongolia. Doklady Earth Sciences 440 (2), 1359–1362. https://doi.org/10.1134/S1028334X11100059.

49. Пржиялговский Е.С., Лаврушина Е.В., Леонов М.Г. Деформации кайнозойского чехла и кровли палеозойского фундамента в южном борту Чуйской впадины (Северный Тянь-Шань) // Тектоника, геодинамика и рудогенез складчатых поясов и платформ: Материалы XLVIII Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2016. Т. 2. С. 87‒92.

50. Przhiyalgovsky E.S., Leonov M.G., Lavrushina E.V., 2014. Granitic protrusions in the structure of intraplate reactivation, southern Mongolia. Geotectonics 48 (3), 207–231. https://doi.org/10.1134/S0016852114030054.

51. Ramsay J.G., Huber M., 1987. The Techniques of Modern Structural Geology. V. 2. Folds and Fractures. Academic Press, London, 391 p.

52. Расцветаев Л.М. Некоторые особенности позднеальпийской структуры орогенических областей юга СССР и тектонические напряжения новейшего времени // Новейшая тектоника, новейшие отложения и человек. Вып. 5 / Ред. К.К. Марков, Н.И. Николаев. М.: Изд-во МГУ, 1973. С. 57–107.

53. Расцветаев Л.М. Горный Крым и Северное Причерноморье // Разломы и горизонтальные движения горных сооружений СССР / Ред. А.И. Суворов. М.: Наука, 1977. С. 95–113.

54. Расцветаев Л.М. О некоторых актуальных проблемах структурной геологии и тектонофизики // Тектонофизика сегодня / Ред. В.Н. Страхов, Ю.Г. Леонов. М.: ОИФЗ РАН, 2002. С. 333–373.

55. Sanderson D.J., Marchini W.R.D., 1984. Transpression. Journal of Structural Geology 6 (5), 449–458. https://doi.org/10.1016/0191-8141(84)90058-0.

56. Шванов В.Н. Литофациальные корреляции терригенных и метаморфических толщ Южного Тянь-Шаня. Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. 215 с.

57. Сомин М.Л. Структуры аркадного типа в складчатых поясах // Общие проблемы тектоники. Тектоника России. М.: ГЕОС, 2000. С. 254–356.

58. Стефанов Ю.П. Локализация деформации и разрушение в геоматериалах. Численное моделирование // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5. № 5. С. 107–118.

59. Стефанов Ю.П. Некоторые особенности численного моделирования поведения упруго-хрупкопластичных материалов // Физическая мезомеханика. 2005. Т. 8. № 3. С. 129–142.

60. Stefanov Y.P., 2008. Numerical modeling of deformation and failure of sandstone specimens. Journal of Mining Science 44 (1), 64–72. https://doi.org/10.1007/s10913-008-0006-1.

61. Stefanov Y.P., Bakeev R.A., 2014a. Deformation and fracture structures in strike-slip faulting. Engineering Fracture Mechanics 129, 102–111. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2014.05.019.

62. Stefanov Y.P., Bakeev R.A., 2014b. Effect of the rock properties on the strike-slip fault structure. AIP Conference Proceedings 1623, 615–618. https://doi.org/10.1063/1.4899020.

63. Stefanov Y.P., Bakeev R.A., 2015. Formation of flower structures in a geological layer at a strike-slip displacement in the basement. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 51 (4), 535–547. https://doi.org/10.1134/S1069351315040114.

64. Stefanov Y.P., Bakeev R.A., Rebetsky Y.L., Kontorovich V.A., 2014. Structure and formation stages of a fault zone in a geomedium layer in strike-slip displacement of the basement. Physical Mesomechanics 17 (3), 204–215. https://doi.org/10.1134/S1029959914030059.

65. Стефанов Ю.П., Бакеев Р.А., Смолин И.Ю. О закономерностях деформирования горизонтальных сечений среды при разрывном смещении основания // Физическая мезомеханика. 2009. Т. 12. № 1. С. 83–88.

66. Sylvester A.G., 1988. Strike-slip faults. Geological Society of America Bulletin 100 (11), 1666–1703. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1988)100<1666:SSF>2.3.CO;2.

67. Тимурзиев А.И. Механизмы и структуры скрытой эксплозивной разгрузки глубинных флюидов в фундаменте и верхней части земной коры // Углеводородный потенциал фундамента молодых и древних платформ: перспективы нефтегазоносности фундамента и оценка его роли в формировании и переформировании нефтяных и газовых месторождений: Материалы международной научной конференции. Казань: Изд-во КГУ, 2006. С. 262–268.

68. Тимурзиев А.И. Новейшая сдвиговая тектоника осадочных бассейнов: тектонофизический и флюидодинамический аспекты (в связи с нефтегазоносностью): Автореф. дис. … докт. геол-мин. наук. М.: МГУ, 2009. 40 с.

69. Тимурзиев А.И. Развитие представлений о строении «цветковых моделей» Силвестера на основе новой кинематической модели сдвигов // Геофизика. 2010. № 2. С. 24–33.

70. Тимурзиев А.И. Глубинная «фундаментная нефть» Западной Сибири – реальное состояние и альтернативы развития // Глубинная нефть. 2014. Т. 2. № 12. С. 1951‒1972.

71. Tomurtogoo О., 2005. Tectonics and evolution of Mongolia. In: R. Seltmann, O. Gerel, D. Kirvin (Eds.), Geodynamics and Metallogeny of Mongolia with special emphasis on copper and gold deposits. CERCAMS, London, p. 5–10.

72. Woodcock N., Fischer V., 1986. Strike-slip duplexes. Journal of Structural Geology 8 (7), 725–735. https://doi.org/10.1016/0191-8141(86)90021-0.

73. Ярмолюк В.В. Позднепалеозойский рифтогенез и проблемы батолитообразования в Центральной Азии // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). Вып. 8. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2010. С. 158–159.

74. Зайцев Н.С., Зоненшайн Л.П., Маркова Н.Г. и др. Тектоника Монголии // Тектоника Урало-Монгольского складчатого пояса / Ред. М.В. Муратов. М.: Наука, 1974. С. 125–138.