Геодинамическая модель активного разлома (на примере Центрального разлома Старобинского месторождения калийных солей)

Одним из наиболее детально изученных  крупных платформенных разломов, испытавших активизацию в новейшее время является Центральный разлом Старобинского месторождения калийных солей. Хорошая степень изученности проявления этого нарушения в строении толщи кайнозойских отложений послужила основанием для разработки модели неотектонически активного разлома. 

В системе разрывных нарушений, определяющих блоковую структуру Старобинской депрессии Припятского прогиба, Центральный разлом (ЦР) и его северо-восточное продолжение – Дарасинский разлом заметно выделяются среди других крупных дизъюнктивных нарушений по рангу, времени и глубине заложения. ЦР является фрагментом одной из крупнейших на территории запада Восточно-Европейской платформы разломов доплатформенного заложения - суперрегионального глубинного Стоходско-Могилевского разлома или входит в его зону. Этот разлом мантийного уровня отражает сутуру, разделяющую крупные блоки с разным строением  земной коры: Осницко-Микашевичский вулкано-плутонический пояс и Центрально-Белорусскую зону (Сарматский и Фенноскандинавский сегменты). В позднем протерозое этот разлом влиял на формирование Волыно-Оршанского авлакогена. Новые данные свидетельствуют о том, что отдельные крупные фрагменты Стоходско-Могилевской разломной зоны, в частности Центральный разлом, на платформенном этапе развития испытали неоднократные фазы тектонической активизации. Разработка модели новейшей геодинамики зоны Центрального разлома, приуроченной к Старобинскому месторождению калийных солей, имеет большое практическое значение в связи с оценкой возможности современной активизации этого крупного тектонического нарушения под воздействием природных и техногенных процессов.

В пределах зоны ЦР платформенный чехол сложен фрагментами девонской, юрской меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. Новейшие отложения представлены образованиями всех основных формаций: позднеолигоцен-среднемиоценовой буроугольной, позднемиоцен-раннеплейстоценовой глинисто-алевритовой и средне-позднеплейстоценовой ледниковой.  

Центральный разлом отчетливо проявляется по поверхностям фаменской верхнесоленосной толщи и надсолевых девонских отложений в виде малоамплитудной флексурной зоны северо-восточного простирания с поднятым западным и опущенным восточным крыльями. Анализ изменения мощности мезозойских и кайнозойских отложений на разных крыльях ЦР также показал признаки конседиментационных подвижек с амплитудой вертикальных смещений до 25-30 м.  В зоне динамического влияния ЦР, которая по разным оценкам имеет ширину от 350 м до нескольких километров, в структуре мезокайнозойской толщи установлены пликативные формы, согласующиеся с рельефом кровли верхнесоленосного комплекса. Как следует из анализа двух частей (а и б), формирование названных локальных приразломных структур происходило в условиях горизонтального правостороннего смещения (сдвига) по Центральному разлому и завершилось к концу раннего - началу среднего миоцена.

Оценка изменения мощности одновозрастных горизонтов мезокайнозойских отложений на разных крыльях ЦР дала основание для расчета амплитуд и скорости вертикальных подвижек Восточного тектонического блока относительно Западного на протяжении неотектонической стадии. Установлено, что в позднем кайнозое произошла заметная активизация, ускорение и изменение направленности вертикальных движений по ЦР. Его восточное крыло в новейшее время стало поднятым относительно западного (сброс стал взбросом), а правосторонний сдвиг по разлому сменился левосторонним. Все это отразило смену обстановки растяжения, в условиях которого ранее развивался ЦР, региональным сжатием и тектоническую инверсию, которая произошла в среднем миоцене.

Применительно к неотектонической стадии отчетливо выступают две основные фазы изменения направленности (знака), возрастания амплитуд и изменения скоростей вертикальных движений, которые проявились в среднем миоцене (около 13-15 млн. лет назад) и во второй половине четвертичного периода (0,4 млн. лет). Максимальные значения относительного смещения восточного крыла Центрального разлома за олигоцен-четвертичное время по полученным данным составляют 25-30 м, при
 этом величина смещений по разлому возрастает с севера на юг. Товары для здоровья и красоты вы сможете найти на сайте asiapokupki.ru

Выявленные изменения тектонической активности за последние 28 млн. лет имеют ярко выраженный колебательный (циклический) характер при общей тенденции к возрастанию скорости вертикальных движений по мере приближения к настоящему времени. Так, значения скорости вертикальных движений для среднего миоцена определяются величиной порядка 5-10 м/млн. лет (первая,  среднемиоценовая фаза неотектонической активизации), в то время как в среднем плейстоцене этот показатель вырос в 2-3 раза и составил в среднем около 20 м/млн. лет (вторая фаза активизации). Важно отметить, что установленный в зоне Центрального разлома среднемиоценовый максимум тектонической активности совпадает во времени с максимальными значениями скоростей поднятия Восточных Карпат (около 13-14 млн. лет назад), а среднечетвертичный – со временем начала континентального рифтогенеза в Восточной Балтике (0,4 млн. лет).

Выполненная по результатам анализа вскрытых горными выработками сопряженных систем разрывных нарушений (14 точек в разных частях Центрального блока) реконструкция напряженного состояния земной коры на период преимущественно преобладания сбросовой кинематики движений по ЦР, свойственной длительному интервалу, включающему первую половину неотектонической стадии - до конца среднего миоцена, показала достаточно отчетливо выраженную по Центральному блоку юго-запад – северо-восточную ориентировку оси сжатия и растяжения, ориентированного с юго-востока на северо-запад. 

Начиная со второй половины среднего миоцена поле неотектонических напряжений изменилось, ЦР стал взбросом, развивающимся в условиях субмеридионально ориентированного регионального сжатия. На изменение ориентировки осей максимальнтого сжатия и растяжения указывают результаты структурно-геоморфологического анализа сопряженных с ЦР линеаментов и реконструкции условий формирования некоторых самых поздних по времени образования разрывных нарушений локального ранга, резко отличающихся от более древних (досреднемиоценовых) систем
трещиноватости. В новом поле региональных напряжений ЦР со второй половины среднего миоцена и до настоящего времени развивается как левосторонний сдвиг либо взбросо-сдвиг.

Из сказанного следует, что смена в конце среднего миоцена обстановки растяжения обстановкой доминирующего регионального сжатия привела к изменению направления вертикальных и горизонтальных движений по Центральному разлому, изменению кинематического типа этого крупного тектонического нарушения и обусловила значительную перестройку структурного плана площади Старобинского месторождения. Вторая фаза неотектонической активизации движений по Центральному разлому пришлась на средний плейстоцен.

Выводы.  Установлены основные особенности сети активных в новейшее время разломов, дана классификация активных разрывных нарушений, определены их основные кинематические типы, показано, что на территории Беларуси признаки неотектонической и современной активизации обнаруживают фрагменты разломов как платформенного, так и доплатформенного заложения. Выявлены флесурно-разломные зоны, проступающие в структуре верхнеолигоцен-четвертичных отложений и нередко прослеживающиеся в современном рельефе, проявляющиеся в характере современных движений земной коры, газово-гидрогеохимических аномалиях,  сейсмичности. Разработана геодинамическая модель и дана оценка современной тектонической активности Центрального разлома в связи с задачами обеспечения безопасной эксплуатации Старобинского месторождения калийных солей и планирования горных работ.