4.3. Изучение кольцевых структур литосферы

Выявленные методами дистанционного зондирования кольцевые структуры, представляют собой геологические тела различного генезиса и структурные формы (начиная с уровня локальных структур и выше), характеризующиеся наличием центра симметрии в сечении этого тела или структуры. Такие уникальные геологические объекты установлены в различных областях Земли, в том числе в пределах равнинно-платформенных территорий, затронутых плейстоценовыми оледенениями. К проблеме кольцевых структур обращено внимание в Белорусском регионе, где ведутся космогеологические исследования на протяжении двух последних десятилетий.

На территории Беларуси все многообразие дешифрируемых по МДС кольцевых структур разделено по латеральным размерам на четыре класса–крупнейшие, или мегаструктуры диаметром более 200 км, крупные – 50–200 км, средние –25–50 км и мелкие структуры–менее 25 км (см. рис. 10, 11). Диаметр кольцевых объектов связывается с их геологической природой и глубиной заложения. Среди разнообразных генетических типов кольцевых структур возможно выделение по классификации В. А. Буша тектоногенных, метаморфогенных, магматогенных, экзогенных, космогенных и полигенных (сложного строения) структурных форм.

Полигенные кольцевые структуры. К данному типу элементов литосферы отнесены Полесская, Клинцовская и Витебская мегаструктуры. Анализ геодинамических особенностей формирования крупнейших кольцевых структур Белорусского региона позволяет предположить их длительный многоэтапный характер развития. Возникшие возможно на нуклеарной стадии эволюции Земли такие объекты определяли морфологию развивавшихся структурных форм на протяжении всей геологической истории. Так, в позднем девоне северный сегмент Полесской мегаструктуры контролировал формирование Припятского палеорифта (рис. 13, 14). На неотектоническом этапе в пределах рассматриваемой кольцевой структуры преобладали восходящие движения, характеризующиеся суммарной амплитудой преимущественно от 100 до 150 м.

В Белорусском регионе выделяются также тектоногенные кольцевые структуры, формирование которых обусловлено в основном процессами платформенного тектогенеза. С прогибанием участков земной коры связано образование крупных Березовской и Туровской кольцевых структур. Фрагментами активных разломов контролируется положение Ельской структуры. К другим объектам тектонического генезиса следует отнести Лунинецкую и Микашевичскую структуры. Природа Браславской кольцевой структуры проблематична в связи со слабой изученностью северо-западной части Беларуси геолого-геофизическими методами.

Рис. 14.Схема структурного дешифрирования космического снимка, полученного с ПОС «Салют-4»:1– трансрегиональные межблоковые разломы (1– Сущано-Пержанский,2– Припятский,3– Новоград-Волынский,4– Владимир-Волынский,5– Горынский,6– Тетеревский,7– Здвижский,8– Припятский,9– Овручский);2– условное ограничение Днепровско-Лабской ослабленной зоны;3– региональные разломы1порядка;4– краевые разломы;5– региональные разломы2порядка;6– Полесская кольцевая мегаструктура;7– региональные кольцевые структуры (1– Маневичская,2– Рокитнянская,3– Овручская,4– Обиходовская)

Средние кольцевые структуры, широко развитые в пределах Белорусской антеклизы, оконтуривают поднятия, реже – впадины кристаллического фундамента, сопряжены с кольцевыми дизъюнктивами, а также совпадают с гранито-гнейсовыми куполами и магматогенными образованиями. Примером изометричных объектов данного класса в районах неглубокого (первые сотни метров) залегания фундамента служит Новогрудская кольцевая структура диаметром около 30 км, выделенная по материалам высотной аэрофотосъемки в сводовой части Белорусской антеклизы.

Путем комплексного анализа МДС и геолого-геофизических материалов наиболее полно изучены кольцевые структуры диаметром менее 25 км. На территории Белорусской антеклизы среди кольцевых образований данного класса размерности развиты в основном тектоногенные структуры, обнаруживающие связь с малоамплитудными поднятиями по поверхности кристаллического фундамента. Кольцевые объекты часто выражены в рельефе ложа антропогеновых отложений в виде изометричных возвышенностей амплитудой в несколько десятков метров. На новейшем этапе мелкие кольцевые структуры испытывали в основном положительные деформации.

На территории Припятского прогиба выявляется большая группа кольцевых форм диаметром от первых километров до 8–12 км, обусловленных развитием погребенных локальных структур как в фундаменте, так и в платформенном чехле. Среди таких структур доминируют купола и брахиантиклинали в верхнесоленосных и надсолевых отложениях верхнего девона. Преобладающая часть поднятий тяготеет к разломным зонам или локализуется над выступающими блоками поверхности фундамента и подсолевых образований чехла.

Происхождение метаморфогенных кольцевых структур связано с основным этапом гранитизации протокоры в раннепротерозойское время. Среди объектов подобного генезиса наиболее изучена Велешинская структура диаметром 17 км, расположенная в сводовой части Бобовнянского выступа Белорусской антеклизы. Устанавливается сопряженность дешифрируемого объекта с соразмерной антиклинальной складкой фундамента. Причиной образования Велешинской структуры явилась региональная гранитизация вмещающих кристаллических пород, вызвавшая формирование зон трещиноватости и систем кольцевых дизъюнктивов. Во многих случаях древние докембрийские гранито-гнейсовые купола, дешифрируемые на МДС, обнаруживаются в современном рельефе в виде изометричных блоков.

Магматогенные кольцевые структуры. Их формирование вызвано активизацией процессов подкорового магматизма в раннем протерозое. Магматогенными образованиями возможно являются кольцевые структуры в северо-восточной части Припятского прогиба, отражающие погребенные вулканические сооружения. К кольцевым объектам магматогенной природы в пределах Белорусской антеклизы следует отнести Каменецкую и Аргеловщинскую структуры с размерами в поперечнике соответственно около 9 и 0,4 км.

Магматогенные кольцевые структуры хорошо изучены на ВЕП и в пределах Африканско-Аравийского кратона. Одной из наиболее известных кольцевых образований подобного генезиса является структура Ришат, расположенная в пределах запада Сахарской плиты. Она имеет четко выраженное концентрическое строение, связанное с выходами твердых преимущественно песчаных образований различного возраста (рис. 15). Д. М. Трофимовым на основании полевых исследований установлено, что структура Ришат связана с диапировой интрузией долеритов, частично обнажающихся в ее пределах.

Класс мелких структур широко представлен экзогеннымикольцевыми образованиями. Подобные объекты в области древнематериковогооледенения выражены изометричными очертаниями камовых массивов, реликтовых криогенных форм, озерных котловин, напорных конечных морен, термокарстовых и суффозионных западин и т. п.

Довольно отчетливое выражение в современном рельефе имеет Боровненская кольцевая структура, представляющая собой образование криогенной природы–пинго. Кольцевой объект выделен по данным дешифрирования на западе Лучесинского лимногляциального бассейна. Морфологически пинго представляет собой узкий (0,1–0,6 км) кольцевой вал (гряду), окаймляющий оз. Боровно, с размерами по длинной оси 2,6 км, короткой–1,8 км. Гряда сложена лимногляциальными песками с тонкими ритмически повторяющимися прослоями супесей и суглинков . Образование подобных объектов, по-видимому, происходило во время последнего позднеледниковья под воздействием криостатического давления в условиях промерзания неглубоких (средняя глубина 5–8 м) озерных водоемов.

Среди космогенных кольцевых образований, возникших в результате падения метеоритов, на территории Беларуси выделена Логойская астроблема (рис. 16). Ее импактное происхождение установлено геолого-геофизическими методами по присутствию следов ударного метаморфизма в скальных породах девона, венда и нижнего протерозоя. Обнаруженный в кристаллических образованиях фундамента взрывной кратер диаметром около 6,5 км перекрыт осадочным чехлом мощностью в несколько сотен метров. Вместе с тем контур астроблемы отражается ореолом повышенной трещиноватости покровных (четвертичных) отложений, но существенно большим по диаметру (около 13 км), чем погребенный кратер. Образованная в результате ударного воздействия зона дробления пород чехла и фундамента, по-видимому, унаследовано развивалась под влиянием эрозионных процессов на неотектоническом этапе,

а

Рис. 16.Космический снимок кольцевой структуры Ришат, полученный с ПКК «Союз-9» (а), схема дешифрирования по Д. М. Трофимову (б) и фрагмент геологической карты, изображающий ту же структуру (в):1– рифей;2– венд;3– кембрий;4– ордовик;5– долериты;6– пески;7– отдешифрированные маркирующие горизонты

что способствовало проявлению Логойской импактной структуры в современном рельефе в виде систем изометричных линеаментов.

Рис. 17.Геологическая карта дочетвертичных отложений Логойского метеоритного кратера (по Е. И. Громову):1– квартер;2– олигоцен–плиоцен;3– олигоцен;4– верхний мел, сеноманский ярус;5– средний девон, эйфельский ярус;6– венд, лиозненская свита волынской серии;7– нижний архей, щучинская серия, дитвинская толща;8– нижний архей, полонский интрузивный комплекс. Породы коптогенного комплекса:9– зювиты;10–12– аллогенные брекчии из обломков и глыб гранитогнейсов (10), верхнепротерозойских (11) и девонских (12) пород;13– гнейсы биотитовые, амфибол–биотитовые;14– гранитогнейсы биотитовые, порфиробластовые;15– разрывные нарушения; 16 – зона вторичной трещиноватости пород; 17 – границы фациальных подразделений одновозрастных пород;18– буровые скважины и их номера

К настоящему времени на Земле обнаружено около 200 метеоритных кратеров. Самый большой из них – кратер Чиксулуб (Мексика, полуостров Юкатан) имеет диаметр 180 км. Многие ученые предполагают, что некоторые гигантские кольцевые структуры имеют импактную природу. Возможно, именно метеориты образовали такие заливы, как Гудзонов (диаметр 400 км) или Святого Лаврентия (290 км), Прибалхашско-Существующие различия кольцевых форм в классе размерности и особенностях геологической природы определили характер их распределения в пределах Беларуси и сопредельных территорий. Крупнейшие мантийно-очаговые Полесская и Клинцовская структуры, оказавшие влияние на формирование мегаблоков земной коры, на протяжении фанерозоя контролировали развитие соответственно Припятского прогиба и Воронежской антеклизы. К глубоко погруженной части Оршанской впадины тяготеет Витебская мегаструктура тектоногенного типа. С процессами платформенного тектогенеза связано также образование крупной Березовской кольцевой структуры, занимающей северную область Подлясско-Брестской впадины и западный склон Полесской седловины. Микашевичско-Житковичский выступ охватывает Лунинецкая структура. Отмечается соотношение крупных Микашевичской, Туровской и Ельской кольцевых форм со структурными элементами Припятского прогиба.

К области неглубокого (до минус 0,5 км) залегания поверхности фундамента Белорусской антеклизы приурочены кольцевые структуры среднего класса размерности. Здесь они отражают главным образом выступы, реже депрессии погребенного фундамента и кольцевые дизъюнктивы. Сходные по размерам структуры дешифрируются в пределах других приподнятых и тектонически консервативных участков земной коры (Полесская седловина, Суражский погребенный выступ и др.).

Заложение ядер многих гетерогенных кольцевых форм Белорусского региона тесно связано с активизацией процессов тектогенеза, метаморфизма, магматизма, либо совокупностей этих явлений, образующих структурно-вещественные неоднородности литосферы изометричных очертаний. В результате многократных геодинамических напряжений по периферии кольцевых объектов формировались зоны повышенной трещиноватости пород фундамента и платформенного чехла, в которых заметно усиливались экзодинамические процессы, осуществлялся активный массоперенос глубинного вещества. Вследствие значительных различий в физико-механических свойствах погребенных концентрических в плане геологических тел (структур) и окружающего субстрата, неотектонические движения способствовали образованию пликативных деформаций в приповерхностной толще чехла и кольцевой ориентировки элементов ландшафта. Косвенно это подтверждается характером изменения суммарных амплитуд позднеолигоцен-антропогеновых деформаций, наибольшие значения которых достигают в пределах многих кольцевых структур.