Лекция 18. Строение плутонических комплексов, продолжение (Лекции по структурной геологии (Тевелев А. В.))

Структурная геология игеологическое картированиеЛекция № 18«Строение плутоническихкомплексов»Лекция 2Типы аллохтонных интрузивов(по сложности строения)Простые однофазные – образованы в результате одноактноговнедрения магмы, имеют более или менее однородный состав и строениеДифференцированные однофазные – образованы врезультате одноактного внедрения магмы, но имеют значительные структурновещественные неоднородности (за счет кристаллизационнойдифференциации, ликвации, смешения магм и т.д.)Сложные многофазные – образованы в результате несколькихпоследовательных внедрений порций магмы близкого или различного состава,породы разных фаз внедрения имеют друг с другом интрузивные контактыСложные полигенные и полихронные – образованы врезультате неоднократного внедрения порций магмы, часто со значительнымиинтервалами во времени; в их составе участвуют породы двух или болееплутонических комплексов, часто относящихся даже к разным магматическимформациям и разным тектоническим циклам1. Простые однофазныемассивыγP2aМассив Сарыоба.

Ранняяпермь. Центральный КазахстанПросторненский массив.Ранняя пермь. Южный Урал2. Дифференцированныеоднофазные массивыРасслоенный массив Великойдайки Родезии (Зимбабве).560×12 км. GoogleРасслоенный массив Великойдайки (по Б. Лайтфуту).Из учебника В.В. БелоусоваБронзититГабброНоритГарцбургитДревнийфундаментГеологическая картаМончегорского массива.По Арк.В. Тевелеву иТ.Л. Гроховской, 2000Раннекаменноугольныйтрехфазный Неплюевскиймассив (Южный Урал)3. СложныемногофазныемассивыБААБ3. Сложныеполихронные массивыАБАПолихронный Джабыкский плутон.Диаметр до 40 км.

Южный УралБПолихронный Суундукский батолит. Южный Урал.Размеры 70×12 км, вертикальная мощность 6-8 кмАджабыкскийкомплекс Р1АББстепнинскийкомплекс Р1неплюевскийкомплекс С1Формирование магматических массивов итектонические движенияПо отношению к тектоническим движениям все магматические массивы(с большой долей условности!) разделяют на 3 группы:1. "Предкинематические", или доскладчатые – интрузивныемассивы, внедрившиеся в спокойной тектонической обстановке, как правило, этоинтрузивы с "активным" внедрением.

Группа довольно условная, посколькуполностью исключить влияние тектонического фактора нельзя.2. Синкинематические – массивы, формирование которых происходилов активных тектонических обстановках, а механизм формирования и морфологиямассивов определялись кинематикой и морфологией разрывных нарушений.3. Посткинематические – массивы, возникшие в результатемагматического замещения и, возможно, часть интрузивных массивов с неяснымимеханизмами внедренияNB! Одна из главных структурных проблем формирования магматическихмассивов – это проблема пространства. Её решение невозможно безпонимания механизмов формирования массивов.1.

Группа доскладчатых массивовДоскладчатая, или "предкинематическая" природа массивов более или менееочевидна при горизонтальном, ненарушенном залегании вмещающих пород. Онатакже может быть установлена для силлообразных массивов и после того, как онибыли деформированы.Лакколиты по М. Биллингсу.[Из учебника А.Е. Михайлова]Кольдененский тоналитовыймассив. Вост. Казахстан[по К.Е. Дегтяреву, 2009]2. Группа синкинематических массивовМеханизмы формирования протрузивных массивовПротрузия, т.е. тектоническое перемещение (выжимание) "готовых"магматических пород из глубоких частей Земли в твердом виде с формированиемпротрузивных массивов (по определению это синкинематические массивы сактивным внедрением)Для реализации протрузивного процесса необходимо:во-первых, наличие обстановок с существенными тектоническиминапряжениями, которые, как правило, возникают в зонах сочленения крупныхблоков земной коры (зоны крупных сдвигов и/или надвигов),во-вторых, наличие магматических пород с такими свойствами, которыеспособствуют легкому выдавливанию под давлением (серпентинизированныеультрамафиты).Как правило, протрузивные массивы, располагающиеся в зонах крупных сдвигов,представляют собой круто стоящие линейные тела, которые часто распадаются напучки субпараллельных маломощных лизновидных тел, проникающих даже внебольшие трещины.Такие массивы могут протягиваться с небольшими перерывами на сотникилометров при очень небольшой мощности 0,5 – 3,0 км.Наиболее распространенный вид серпентинитовыхмассивов крупных сдвиговых зон –линейные массивы смногочисленными апофизамии ответвлениями.Как правило, серпентиниты,расположенные в зонахсдвигов, очень интенсивнорассланцованыФрагменты Госгеолкарты-200 ЮжногоУрала (В.М.

Мосейчук и др., 2000 г.)Серпентинитовые массивысдвиговых зон частораспадаются на сериималомощных линзовидныхтел самого разного размера(от первых километровдо первых метров), состанцами вмещающихпород, часто пронизанных"жилками" и просечками серпентинитовПротрузивные массивы, располагающиеся в зонах крупных надвигов, обычнопредставляют собой часть аллохтона или составляют собственно аллохтон. Какправило, они интенсивно меланжированы.УспеновскаясинформаТатищевскийпакет пластинФрагмент Госгеолкарты-200Южного Урала(А.В. Тевелев и др., 2001 г.)Фрагмент Госгеолкарты-200Южного Урала(А.В. Тевелев и др., 2001 г.)АЧасто серпентинитовые массивыучаствуют в строении крупныхаллохтонов, в которых онислагают нижнюю часть, играяроль своеобразной смазки дляперемещения аллохтона.Куликовский массив подстилаеткрупный аллохтон мощностью от6 до 8 кмБКуликовскийсинформныймассивАБПроблема пространства и способов перемещенияПри протрузии серпентиниты выдавливаются в зоны сдвигов и далее – в зонынадвигов.

Если с выдавливанием в зоны сдвигов особых проблем не возникает –в них всегда сеть "щели", участки локального растяжения, то с зонами надвиговвсё не так просто. При движении им приходится преодолевать силу трения.M. King Hubbert(1903-1989)Согласно расчетам М.К. Хубберта скользящий блок мощностью1 км не может иметь длину более 8 км, если на него действуеттолкающая сила и коэффициент трения имеетобычное значение (от 0,6 до 1,0). Он просто не сдвинется сместа. То же самое действительно для блока мощностью 0,5 кми длиной больше 18,5 км.

Блок длиной больше 30 км вообщене сможет сдвинуться при любой мощности!Необходимым условием перемещения надвигающегося блока является разгрузкадавления, т.е. появление силы, компенсирующей силу тяжести. Такая разгрузкаможет происходить под воздействием флюидного давления – поровогодавления воды, которой, как известно, в серпентине много – Mg6 [Si4O10] (OH)8 .NB! Поровое давление возникает за счет освобождения связаннойводы при повышении температуры.Механизмы формированияаллохтонных магматических массивовПо механическому воздействию на вмещающие породы выделяют2 типа массивов:1. Массивы активного внедрения – при внедрении онидеформируют вмещающие породы.2. Массивы пассивного внедрения – при внедрении они недеформируют вмещающие породы.Интрузивные массивы активного и пассивного внедрения могут иметь различныемеханизмы заполнения магматических камер.Внедрение – перемещение из глубоких частей Земли в виде магматическогорасплава (аллохтонные массивы)Для реализации процесса внедрения (интрузии) необходимо наличиерасплава (магмы) и места, куда эта магма могла бы интрудировать.

При этоммагма всегда движется в сторону пониженного давления. Следовательно, дляпоявления интрузивного массива необходимы условия перепада давлений. Такиеусловия чаще всего создаются при формировании различных разломов1. Интрузивные массивы активного внедренияЛакколиты по М.П. Биллингсу.[Из учебника А.Е.

Михайлова]В приповерхностных зонах чащевстречаются мелкие массивы активноговнедрения, приподнимающие толщивмещающих пород при невысокомлитостатическом давленииПринципиальная схема строениягранитоидных массивов Кавминвод[по Р.М. Слободскому, 1971]Проблема пространства для таких интрузивов решаетсяраздвиганием слоев вмещающих толщГранитные массивыактивного внедрения.Западный Гиндукуш. Google2. Интрузивные массивы пассивного внедренияПризнаки массивов пассивного внедрения:– четкие интрузивные контакты,резко секущие по отношению кструктуре вмещающих толщ;– отчетливые зоныэкзоконтактовыхизменений (роговики, скарны);– отчетливые зоны эндоконтактов(мелкозернистые оторочки,зоны закалки);– выраженная прототектоника;– штокообразная морфология;– приуроченностьк палеокальдерамДевонский гранитный батолит. НоваяШотландия [по Баддингтону, цитируетсяпо Р.М. Слободскому, 1971]Зона роговиковГранитный массив ВосточныйСаяк.

Ц. Казахстан [Google]Зона роговиковГранитный штокВосточный Коунрад.Ц. Казахстан [Google]Один из возможныхмеханизмов пассивноговнедрения массивов –заполнение пустотпалеокальдер после того,как "собственная" магма,питающая вулкан, будетоттуда удалена впроцессе изверженийГранитный массив Майтас.Ц. Казахстан [Google]ПалеокальдераМеханизмы внедрения интрузивовИсследования последних десятилетий показывают, что тектоника и магматизмсвязаны не только "в принципе", "вообще", на глобальном уровне, но и самымнепосредственным образом, на уровне локальном – т.е. морфология и кинематикаразрывных зон непосредственно влияют на характер магматической деятельностии форму интрузивных массивов.

Наиболее распространены синкинематическиеинтрузивы, сформированные в зонах локального присдвигового растяжения.сдвиготрывотрывсдвигПростейшие структуры присдвиговогорастяжения при меридиональном сжатии врамках модели Кулона-Андерсона имеют вплане форму параллелограмма:границы диагональных ориентировок в нихобычно представлены сдвигами,субмеридиональные границы представленыв них отрывами, сбросами или флексурамиПроблема пространства для магматических телрешается в этом случае естественным образом:оно создается за счет растяжения в локальныхприсдвиговых зонах.Многофазный раннекаменноугольныйНеплюевский массив.

Южный Урал(Тевелев и др., 2003)Кинематическая модельформирования Неплюевскогомассива1 фаза – внедрение габброидовпо начальному отрыву в зоне левогосеверо-западного сдвига;2 фаза – внедрениегранодиоритов по отрыву вдольсеверного контакта габбро(345,7 млн. лет);3 фаза – симметричноевнедрение гранитов по внешнимконтактам габбро и гранодиоритов(341,65 млн. лет);4 фаза – внедрениелейкогранитов в ядре структуры(340,3 млн.

лет).Амплитуда сдвига – 20 км, время формирования плутона – около 6 млн. лет.Средняя скорость смещения по сдвигу около 0,3 см в год!NB! Формирование массива происходит в рамках модели чистого сдвига!Схема строения и кинематическая1 модель формированияДжангельдинского плутона(Центральный Казахстан)1 фаза – внедрение габброидов поначальному отрыву22 фаза – внедрение гранодиоритовпо обновленному отрыву3 фаза – внедрение гранитов поновому отрыву внутри телагранодиоритов3NB! Формирование массивапроисходит в рамках моделичистого сдвига!Схема строения и кинематическаямодель формирования массивовКаменской группы (Южный Урал)1 фаза – внедрениегабброидов поначальным отрывам (Т);2 фаза – внедрениегранодиоритов поотрывам внутри телгабброидов;1233 фаза – внедрениеплагиогранитов поотрывам внутри телгранодиоритовNB! Формирование массивовпроисходит в рамках модели простого сдвига!Первичные ориентированные структурыв массивах гранитоидовПервичные ориентированные структуры в плутонах объединяются термином"прототектоника".