Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://conf.msu.ru/file/event/3383/eid3383_attach_93c14f348c134bc74d1d4ff87685c05b7182a19d.doc Дата изменения: Fri Nov 20 22:38:58 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 23:07:32 2016 Кодировка: koi8-r

АНАЛОГОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РИФТОВЫХ БАССЕЙНОВ С РАЗЛИЧНОЙ СДВИГОВОЙ
СОСТАВЛЯЮЩЕЙ
Х. Г. Перес, Н.С. Фролова

Моделирование рифтовых структур является одной из классических задач
экспериментальной тектоники. Эксперименты осуществлялись в соответствии с
представлениями о формировании тех или иных природных структур. В качестве
эквивалентного материала использовалась сначала глина, а затем,
преимущественно, песок. Первыми классическими экспериментами по
моделированию симметричных и асимметричных грабенов в результате
сосредоточенного в узкой зоне растяжения являлись опыты Э. Клооса [1, 2].
Позже стали проводиться эксперименты, в которых растяжение сочеталось со
сдвигом. В некоторых из них сдвиговый компонент косой деформации был
распределен по основанию модели на всю ее ширину; при этом исследовались
структуры, формирующиеся при разном значении сдвиговой составляющей [6].
Растяжение со сдвигом, сосредоточенным в узкой зоне («косой рифтинг»),
описаны в работе [7]. Проводились также эксперименты, в которых рифтовые
структуры развивались в результате двух последовательных фаз деформации.
Так, в моделях [4] растяжение предшествовало последующему, распределенному
по всей ширине модели сдвигу; а в экспериментах [5] ортогональное
растяжение в узкой зоне сменялось косым растяжением, либо наоборот. При
этом ориентировка направления растяжения в случае косого рифтинга
варьировала от 30є до 75є по отношению к оси рифта.
Широкое развитие косого рифтинга в природе привел нас к необходимости
исследовать развитие структур, сформировавшихся в результате
сосредоточенного растяжении при разной сдвиговой составляющей. В качестве
эквивалентного материала была использована каолиновая глина 50% влажности.
Образец размером 35х20х6 см помещался на две базальные пластины, слегка
перекрывающие друг друга. Раздвигание этих пластин с помощью мотора со
скоростью 4 см/ч создавало эффект транспортера на подошве образца и
обеспечивало его растяжение в узкой зоне («разлом в фундаменте»).
Максимальное удлинение по направлению растяжения составляло 2 см. Эти
эксперименты напоминают таковые Э. Клооса [2]. Однако новизна нашего
подхода заключается в том, что описанная выше модель деформируется при
разных ориентировках растяжения. Меняя угол между ориентировкой «разлома
фундамента» с общим направлением растяжения (?), можно создать разные
обстановки деформирования: от чистого растяжения (? = 90є) до простого
сдвига (? = 0є). Промежуточные значения ? определяют разную степень сдвига:
чем меньше ?, тем больше сдвиговый компонент косого рифтинга. Значение ?
менялось с шагом 15є. Следует подчеркнуть, что в этих экспериментах
растягивающая и сдвиговая компоненты деформации осуществляются
одновременно.
Наши результаты выявляют некую общую закономерность в развитии
рифтовых структур при разных значениях сдвигового компонента. Даже при
малых его значениях первыми появляются сколы Риделя. Они образуются на
подошве модели и контролируют дальнейшее развитие общей структуры. Затем
поверхность модели деформируется с образованием пологой флексуры и в
дальнейшем на ней формируются короткие узкие быстроразвивающиеся грабены,
при этом по сколам происходят движения сбросовой кинематики. С течением
времени грабены увеличивают свою ширину и длину, а их внутренние блоки
вращаются и наклоняются согласно характеру сдвига (рис.1).
[pic]
Рис.1: а - структура, сформировавшаяся в образце при ?=45є и растяжении 20
мм. Опыт JG-45-001.;

б - дешифрирование поверхности образца.

Полученные нами модели сравнивались с триасовой структурой горстов и
грабенов в Иберийских горах. Предполагается, что в образовании этих
рифтовых бассейнов при распаде Пангеи участвовал в какой-то степени
сдвиговый компонент [3], однако оставалось неясным соотношение раздвиговой
и сдвиговой составляющей. Рифтовая структура в Иберийских горах
геометрически схожа с теми моделями, полученными нами опытным путем, в
которых 30є < ? < 45є (рис. 2). Таким образом, можно полагать, что
триасовая структура Иберийских гор формировалась в достаточно узкой зоне
при растяжении, сопровождающемся сдвигом, при этом ось растяжения была
ориентирована под углом от 30є до 45є к направлению разлома в фундаменте.

[pic]

Рис.2. Сравнение моделей с природной структурой: а - результаты опыта JG-45-
001, ? = 45є; б - схематическая интерпретация рифтовой структуры Иберийских
гор в начале триаса по [3];

в - результаты опыта JG-30-001, ? = 30є.



Литература:
1. Cloos E. Experimental analysis of fracture patterns // Geological
Society of America Bulletin, 1955. Vol. 66. No 3. P. 241-256.
2. Cloos E. Experimental analysis of Golf Coast fracture patterns //
American Asociation of Petroleum Geologist Bulletin, 1968. Vol. 52. No 3.
P. 420-444.
3. De Vicente G. et al. Oblique strain partitioning and transpression on
an inverted rift: The Castilian Branch of the Iberian Chain //
Tectonophysics, 2009. Vol. 470. No 3. P. 224-242.
4. Dooley T P, Schreurs G. Analogue modelling of intraplate strike-slip
tectonics: A review and new
experimental results // Tectonophysics, 2012. Vol. 574-575. P. 1-71.
5. Keep M.; McClay K. R. Analogue modelling of multiphase rift systems
// Tectonophysics, 1997.Vol. 273. No 3. P. 239-270.
6. Schreurs G; Colletta B. Analogue modelling of faulting in zones of
continental transpression and transtension. Geological Society, London,
Special Publications, 1998. Vol. 135. No 1. P. 59-79.
7. Ustaszewski K.,. Schumacher M. E., Schmid S. M., Nieuwland D. Fault
reactivation in brittle-viscous wrench systems-dynamically scaled analogue
models and application to the Rhine-Bresse transfer zone // Quaternary
Science Reviews. 2005. Vol. 24. P.365-382.