10 геолого-геофизическая модель зоны сочленения сарматии и волго-уралии

По наиболее общепринятому представлению фундамент Восточно-Европейской платформы подразделяется на три крупных сегмента: Фенноскандию, Сарматию и Волго-Уралию [4]. Самые полные сведения о модели строения зоны сочленения Сарматии и Волго-Уралии опубликованы в работах С. В. Богдановой [4― 6], М. В. Минца [1]. Все схемы тектоники района сочленения Сарматии и Волго-Уралии (особенно схемы С. В. Богдановой и В. М. Минца) во многих принципиальных моментах совпадают друг с другом. Однако воронежские геологи и геофизики (Н. М. Чернышев, Н. С. Афанасьев и др. ) особое значение, как главной полосы стыка придают Липецко-Лосевской шовной зоне. На всех этих схемах зона сочленения обоих сегментов имеет северо-западное простирание, совпадая с Пачелмским авлакогеном, а затем достаточно резко изгибается к югу и протягивается до контакта с Прикаспийской впадиной.

В районе сочленения сегментов имеется достаточно большой опубликованный геолого-геофизический материал, поэтому мы, используя эти данные, а также отмеченные ранее схемы тектонического районирования, сделали попытку создать геолого-геофизическую модель зоны сочленения Сарматии и Волго-Уралии и выполнить физико-геологическое моделирование геофизических полей по профилю Воронеж― Пачелма, ортогонально секущему основные тектонические единицы этого региона (рисунок 1).

Для выполнения по данному профилю физико-геологического моделирования литосферы методом подбора исходная (начальная) модель литосферы была построена на основании комплексного анализа материалов глубинных сейсмических зондирований и соответствующих им сейсмо-плотностных разрезов, выполненных для ряда профилей из опубликованных работ. Разработаны обобщённые колонки плотностей и скоростей сейсмических волн по разрезу земной коры, использованные в процессе физико-геологического моделирования по профилю Воронеж― Пачелма. Обобщая все эти геолого-геофизические материалы, нами выполнено компьютерное сейсмо-гравитационное моделирование разреза литосферы по профилю Воронеж― Пачелма. На рисунке 2 показан результат моделирования.

Гравитационное моделирование выполнялось относительно региональной отрицательной аномалии (на рисунке 2 — это ∆ g_рег), связываемой с глубинными плотностными неоднородностями литосферы. Локальное же гравитационное поле относительно этой региональной аномалии интерпретируется плотностными неоднородностями кристаллического фундамента, что показано Л. И. Надежко по профилю Губкин― Жердевка [1].

Анализируя результат сейсмо-гравитационного моделирования, прежде всего, отметим, что в центре профиля в земной коре моделируется трапецеобразный слой относительно пониженной плотности, залегающий на таких глубинах: кровля около 20 км, подошва ― 37― 38 км. Выделенная в коре область разуплотнения хорошо согласуется с ранее проведённой интерпретацией Л. И. Надежко, с данными интерпретации сейсмического поля по профилю 1 ― EB [2] и материалами, представленными на Схеме глубинного строения литосферы юго-западной части Восточно-Европейской платформы [3], в составлении которой участвовали авторы данной статьи.

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что центральная часть разуплотненной линзы соответствует палеопротерозойскому мегаблоку коры Сарматии возраста 2, 2― 2, 0 Ga, показанному на тектонической схеме С. В. Богдановой, и средне-палеопротерозойскому Восточно-Воронежскому внутриконтинентальному коллизионному орогену по схеме М. В. Минца. К этой линзе приурочены также восточная часть Сарматии и Хопёрский кратон. По нашему мнению, это свидетельствует в пользу вышеотмеченному представлению о том, что Восточно-Воронежский ороген, включающий Липецко-Лосевский вулканогенныйй пояс и Воронцовскую провинцию, формировался в результате коллизии Курского блока Сарматии и Хопёрского микроконтинента (рисунок 1, А).

Для выявления возможной природы возникновения этой коллизии, обратимся к двум фактам. Первый факт ― восточная часть Сарматии и Хопёрский кратон характеризуются отрицательными гравитационным и магнитным полями, окаймленными высокоинтенсивными положительными аномалиями, при этом морфология и того и другого поля носит кольцевой характер, подчеркивая обусловленность полей физико-геологическим телом кольцевого характера в плановом сечении. Из материалов геологической интерпретации потенциальных полей известно, что такого рода геофизические поля создаются, как правило, крупными массивами гранитоидов (чаще — плагиогранитоидов).

1 ― профиль Воронеж-Пачелма; 2 ― контуры геологических структур; 3 ― зона коллизии Сарматии и Волго-Уралии; 4 ― Восточно-Воронежский пояс (ВВП). ДДВ ― Днепрово-Донецкая впадина. Врезки: А, Б ― по М. В. Минцу (С — Сарматия, Х — Хопёрский кратон, ВУ ― Волго-Уралия, К ― Курский кратон, ПВ ― Прикаспийская впадина, Л― Л ― Липецко-Лосевский пояс, В― Воронежский ор ― Восточно-Воронежский ороген, РСО ― Рязано-Саратовский ороген, Акт. окр ― Активная окраина, Ос-вулк ― Осадочно-Вулканический пояс), В ― тектоническая схема С. В. Богдановой

Рисунок 1 ― Схема расположения профиля физико-геологического моделирования Воронеж― Пачелма