2. Разработана система иерархии объектов линейной складчатости, состоящая минимум из семи уровней, каждый из которых охватывает определенный объем слоистости: внутрислойные объекты, складки (слои), 3



Дата27.08.2015
Размер80,1 Kb.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных работ по развитию методологии исследований, созданию методов изучения разномасштабных складчатых структур и применению этих методов к ряду экспериментальных и природных структур были получены следующие результаты.


А. Развитие общей методологии исследований в структурной геологии и тектонофизике

1. Было установлено, что кризисные явления в тектонике и геодинамике связаны с отсутствием методов определения типа и величины деформации в разномасштабных складчатых комплексах внутренних частей складчато-надвиговых систем подвижных поясов.

2. Разработана система иерархии объектов линейной складчатости, состоящая минимум из семи уровней, каждый из которых охватывает определенный объем слоистости: 1. внутрислойные объекты, 2. складки (слои), 3. складчатые домены (крупные пачки слоев), 4. структурные ячейки (весь осадочный чехол), 5. тектонические зоны (земная кора), 6. складчатые системы (литосфера), 7 подвижный пояс. Типы объектов на каждом уровне характеризуются определенной кинематической моделью своего развития, отличающейся от моделей других типов.

3. Основным объектом для исследования складчатых структур крупнее отдельных складок является складчатый домен, объединяющий в себе несколько складок одинаковой морфологии и обладающий достаточно однородной деформацией. Деформация внутри домена описывается тремя геометрическими параметрами, которые соотносятся с эллипсоидом деформаций: наклон осевых поверхностей складок (наклон длинной оси эллипсоида), величина укорочения (длина короткой оси эллипса), наклон зеркала складок (ориентация исходной слоистости). Эти параметры используются как основа языка описания механизмов формирования структур, а также при реализации операций восстановления доскладчатой структуры.

4. Для решения ряда задач по реконструкции геометрии крупных структур за пределами полосы наблюдения использован принцип их последовательного формирования (компиляции) от уровня к уровню с использованием результатов исследования малых и более достоверных структур (дедукция). Показана неэффективность практикуемой методологии создания умозрительных (интерпретационных) моделей конкретных природных складчатых структур на основе известных теоретических построений (индукция).

Результаты 1 – 4 изложены, в основном, в главах 1, 3, 5, 7; они вошли в защищаемые положения 1 и 2.
Б. Разработка методов исследований

5. Разработаны методы определения величины укорочения в отдельных складках двух типов: для складок единичного вязкого слоя и для складок пачек слоев. Достоверность результатов обеспечивается использованием в качестве основы первого метода расчетной конечно-элементной модели. Показано путем сопоставления итогов исследования складок в ряде природных структур обоими методами, что кинематическая модель, лежащая в основе второго метода (для складок пачек слоев) дает величины, сопоставимые с данными первой методики, что также подтверждает достоверность всех результатов.

6. Разработан метод восстановления доскладчатой структуры по геометрии домена. Замеры параметров доменов приводятся к исходному состоянию в результате операций поворота, простого горизонтального сдвига и растяжения. В результате исходный отрезок природного профиля, имеющий некоторый наклон, приобретает новую длину и наклон внутри горизонтально слоистой среды домена. Последовательное объединение доменов позволяет получить структуры из нескольких доменов, как для части пересечения, так и для всего профиля, что дает возможность определять доскладчатую ширину и величину укорочения этих структур.

7. На основе метода восстановления доскладчатой структуры по геометрии домена разработан метод составления сбалансированной структуры всего осадочного чехла для трех стадий развития в масштабе структурных ячеек (для всего осадочного чехла) – на конец осадконакопления, на конец стадии формирования складчатости и для современной посторогенной структуры. Сочетание нескольких соседних профилей позволяет создавать квазитрехмерные модели строения осадочного чехла для этих же трех стадий развития.

8. Разработан метод полуколичественного описания морфологии экспериментальных и природных складчатых структур. Для этого используются геометрические параметры складчатого домена, замеряемые в структурах. Облака точек замеров в трехмерном пространстве анализируются на трех диаграммах рассеяния. Сопоставление ареалов и выявляемых трендов развития позволяет находить черты сходства и различия структур, связанные с механизмами их формирования. Использованы сочетания сопоставления структур «модельная/модельная», «природная/природная» и «модельная/природная».

Результаты 5-8 изложены в главах 4 (пункт 5), 6 (пункты 6 и 7), 7 (пункт 8). Они составили предмет защищаемых положений 2 и 3.
В. Результаты определения величин укорочения и восстановления сбалансированных профилей.

9. Проведены систематические определения величин укорочения в масштабе отдельных складок для Чиаурской тектонической зоны. Для 72 складок единичного вязкого слоя и для 36 складок пачек слоев величины укорочения менялись от 25% до 83% при средней величине 56%. Была выявлена устойчивость связи величин укорочения с тектонической обстановкой локального уровня (по типу чистого сдвига в терминах механики) внутри крупных складок.

10. Проведены определения величины укорочения для складок внутри зоны базального надвига Воронцовского покрова (39 значений). Для условий простого сдвига (в терминах механики) выявлен очень большой и случайный разброс величин – от 2% до 95%.

11. В масштабе структурных ячеек методом восстановления доскладчатой структуры по геометрии домена были определены величины укорочения от 37% до 67% в 36 ячейках для восточной части Большого Кавказа (Чиаурская, Тфанская и Шахдагская тектонические зоны) со средними значениями сокращения 57%, 55% и 49% и доскладчатой шириной 57 км, 24 км и 32 км соответственно. Величины укорочения для 42 структурных ячеек Северо-Западного Кавказа составили от 2-10% (и растяжение до -10%) до 67% при среднем в 35%. Слабое сокращение наблюдается в периклинали сооружения. Доскладчатая ширина всего бассейна осадконакопления Северо-Западного Кавказа достигает 100-120 км при современной полной ширине структуры 50-65 км.

12. Составлены квазитрехмерные модели для трех стадий развития Шахдагской, Тфанской и Чиаурской зон. Глубина кровли фундамента на момент конца доскладчатой стадии для них с севера на юг в масштабе структурных ячеек составляла -9.8 км, -13.4 (от -11.9 км до
-16.7 км) и -15.3 км. Расчетная глубина фундамента после складчатости и неотектонического поднятия для стадии 3 (современная) составляет -10.2 км (-7.6 ÷ -13.7), -12.0 км (-4.4 ÷ -19.4) и
-20.5 (-13.6 ÷ -26.3). Квазитрехмерные модели для Северо-Западного Кавказа имели для конца доскладчатой стадии глубины кровли фундамента от -7.3 до -17.3 км (среднее 13.4 км). Современное постскладчатое и посторогенное положение кровли фундамента (стадия 3) составляет ряд значений -2.2 ÷ -31.7 км при среднем 13.2 км. При этом наблюдаются три части структуры по характеру распределения этого значения: центральный прогиб на западе, глубокое погружение южного фланга в центре (до -31.7 км) и центральный прогиб на востоке.

13. Определены объемы размытой верхней части осадочного чехла в масштабе структурных ячеек, предположительно связанные с неотектоническим поднятием кровли фундамента между постскладчатой стадией 2 и современной стадией 3. Для Шахдагской, Тфанской и Чиаурской зон эти значения составили в среднем 9.6 км (7.2 ÷ 12.5), 19.2 (12.2 ÷ 24.4) и 16.1 (9.9 ÷ 22.2). Для Северо-Западного Кавказа они менялись от 0 до 22.2 км при среднем значении 8.9 км.



Результаты 9-13 изложены в главах 4 (пункт 9), 5 (пункт 10), 6 (пункты 11 - 13). Они составили предмет защищаемого положения 6 (разделы «а» и «в»).
Г. Результаты диагностики механизмов формирования складчатых структур различного масштаба

14. В масштабе локальных структур в зонах рядом с крупными разрывами с использованием теоретических кинематических моделей и анализа экспериментальных моделей было показано, что Воронцовский покров имеет механизм кинематического простого сдвига; на Северо-Западном Кавказе часть доменов удовлетворяет модели зоны наклонного простого сдвигания («принадвиговый механизм»).

15. С использованием языка описания деформаций (пункт 3 в разделе «А» результатов, см. выше) в масштабе складчатых доменов были охарактеризованы экспериментальные и теоретические механизмы формирования складчатых структур в масштабе структурных ячеек и тектонических зон: боковое давление, гравитационное оползание, диапировые и конвективные структуры; синтетическая модель «адвекция плюс сокращение (сплющивание)», «квази-изгиб» в масштабе осадочного чехла, локальный «принадвиговый механизм». Полученные ареалы и тренды развития структур позволяли отличать эти механизмы друг от друга, что дает возможность проводить диагностику природных структур.

16. С использованием языка описания деформаций были установлены основные черты сходства и различия складчатых комплексов Шахдагской, Тфанской и Чиаурской зон. Показано, что во всех трех зонах крупные части структуры (примерно в ранге структурных ячеек) показывали свойства дивергентной структуры, как по наклону зеркала складок, так и по наклону осевых поверхностей. Домены, имеющие максимальное развитие процессов формирования, во всех трех зонах имеют близкие структурные параметры. Максимальное отличие касалось величин сокращения наименее развитых доменов. Было показано, что в первом приближении складчатые структуры кинематически хорошо описываются комбинацией синтетической модели («адвекция плюс сокращение») и наклонными зонами простого сдвигания («принадвиговый механизм»).



Результат 14 изложен в главе 5 и вошел в защищаемое положение 4. Результаты 15 и 16 изложены в главе 7. Они составили предмет защищаемого положения 5.
Д. Предварительные результаты применения данных, полученных при использовании многорангового деформационного анализа, для исследования некоторых геодинамических аспектов строения и развития структур альпийского осадочного чехла Большого Кавказа. Возможные направления дальнейших работ

17. На основании установленного факта пластичного деформирования фундамента всего Большого Кавказа, сравнения рельефа кровли фундамента в моделях и в расчетной природной структуре и сопоставления статистических параметров морфологии складчатости моделей и природной структуры сделан вывод, что широко применяемые схемы строения Большого Кавказа, имеющие в своей основе пододвигание жестких блоков коры срединного массива под флишевый осадочный чехол («А-субдукция» или «аккреционная призма»), не соответствуют реальной природной структуре.

18. Установлено, что накопление большой мощности осадочного чехла и возникновение складчатости связано с масштабными явлениями изменения плотности пород коры (до 60% объема кристаллической части) до «мантийных» значений. Это показано геометрическим моделированием на базе установленных величин укорочения по основным тектоническим зонам. Тем самым отрицается корректность использования современной границы Мохо как маркирующей поверхности для определения величин деформаций в геодинамических моделях в областях подвижных поясов.

19. Установлена существенная роль явления изостазии в процессах складкообразования и горообразования. Это доказывается фактами очень близких средних величин доскладчатой и современной глубин кровли фундамента в масштабе структурных ячеек по регионам, а также постоянством средней для профиля величины этого параметра вдоль структуры Северо-Западного Кавказа. Выявленные существенные корреляции между несколькими параметрами структурных ячеек могут быть использованы для дальнейшего исследования геодинамических процессов развития региона.



Результат 17 изложен главным образом в главе 6 и вошел в последнюю часть защищаемого положения 6. Результаты 18 и 19 изложены в главе 8 и представляют интерес в качестве направления дальнейших работ.
На основании полученных результатов в разделах «А», «Б» и «В» представленная работа характеризуется как новое направление в тектонофизике, структурной геологии и тектонике, называемое «многоранговый деформационный анализ структур линейной складчатости». Результаты в разделах «Г» и «Д» показывают, что в диссертации имеются элементы крупного обобщения по строению и развития важного региона – альпийского Большого Кавказа.


Июль 2014


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница