Источник: «Сборник докладов на всеукраинской студенческой научной конференции «Геолгія XXI століття. міжнародний рік планети Земля». — Днепропетровск, НУ ім.О. Гончара — 2009.
Становление термина «пулл-апарт» имеет длительную историю. Близкие к нему (по смысловому наполнению) тектонические режимы и обстановки, именуемые ранее присдвиговыми впадинами, бассейнами, приуроченными к движениям вдоль сдвигов, сдвиговыми грабенами, ромбическими грабенами, ограниченными сдвигами и сбросами, законченное название при¬обрели лишь с выходом работы Бурчфила и Стюарта о модели развития Долины Смерти в Калифорнии, ставшей классическим тектонотипом режима пулл-апарт.
Поскольку большинство пулл-апарт бассейнов приурочено к трансформным разломам в переходных зонах, их кинематическая история напрямую отража¬ет изменения геометрии взаимодействующих плит, микроплит. При этом масштабность формирования бассейнов (в отдельных случаях тектонических микрозон близкого кинематического генезиса) варьирует в значительных пределах от первых метров до сотен километров (так, бассейн Изуми, юго-западная Япония, имеет протяженность около 500 км).
Фундаментальной особенностью впадин присдвигового растяжения является их морфологическое и структурное подобие - свойство, которое мы называем структурным изоморфизмом. Независимо от масштаба пулл-апартов, они представляют собой ромбические или веретенообразные впадины, ограниченные парами разрывных или пластических сдвигов и сбросов. Между изогнутыми или перекрывающимися разломными сегментами развиваются, благодаря локальному коровому растяжению, депрессии, выраженные или как узкие, ромбовидные бассейны или как слабо раскрытые S- и Z-образные бассейны. По размеру эти бассейны могут варьировать от малых ложбин проседания вдоль сдвигов до ромбических бассейнов в 500 км длиной и 100 км шириной, таких как трог Кайман, расположенный между свободно перекрывающимися трансформными разломами Ориенте и Сван вдоль северного края Карибской плиты.
Большие массивы литературы посвящены геометрии сдвиговых бассейнов, их трехмерной структуре, осадконакоплению в этих бассейнах, их происхождению, эволюции, тектоническим обстановкам и тепловой истории. Детальные исследования присдвиговых бассейнов показали, что они намного более разнообразны и сложны, чем представлялось первоначально.
Типичные пулл-апартовые бассейны имеют видимое соотношение сторон 3:1, хотя это соотношение может меняться в широких пределах, в зависимости от того, измеряются ли структурные или морфологические размеры, или размеры только активной впадины.
Сейсмические данные высокого разрешения по заливу Эйлат (северное окончание Красного моря) иллюстрируют некоторые основные структурные особенности пулл-апартов. Там главные рифтовые разломы, имеющие левосдвиговую компоненту, расположены эшелонированно, и между ними расположены три узких меридиональных пулл-апартовых бассейна, разделенных топографически низкими перегородками, в которых, однако, структурный рельеф может превышать 5 км. Осадочное заполнение, состоящее из турбидитов и пелагических осадков, имеет мощность более 7 км в самой глубокой из впадин. Основание бассейна наклонено в восточном направлении, образуя полуграбен, так что мощность слоев асимметрична, увеличиваясь к восточному борту бассейна. Местами впадины отчетливо пережаты в широтном направлении, поскольку слои в них полого смяты в серию крупных антиклиналей, правда, сейсмические линии были расположены так, что невозможно проследить, продолжаются или нет складки от одного профиля к другому. Бен Аврахам и его коллеги пришли к выводу, что складки простираются меридионально, параллельно к главным граничным разломам. Возможно, однако, что они составляют эшелон, связанный с теми же сдвиговыми движениями, которые привели к раскрытию бассейна.
Структурная геометрия осадочного чехла в зоне перекрытия сдвигов зависит от длины перекрытия, от расстояния между сдвигами и глубины заложения главного разлома в фундаменте, и в меньшей степени от того, является ли амплитуда смещений вдоль прерывистых эшелонированных сдвигов постоянной (модель транскуррентных сдвигов) или максимальна в середине и минимальна (до нуля) на концах, как в модели андерсоновского сдвига.
Рис.1 Принципиальная схема развития пулл-апартовых бассейнов при малом (1) и большом (2) шаге ветвей сдвига (Mann, Hampton, Burke et al., 1983).
Из двух главных структурных обстановок инициации пулл-апартов (плановый изгиб поверхности сдвига и кулисное перекрытие сдвигов в единой сдвиговой зоне), наиболее детально изучена временная эволюция пулл-апартов в первом случае. На рисунке слева показана качественная эволюционная модель развития пулл-апартов, обобщающая данные картирования из многих сдвиговых зон. Предполагается следующая последовательность их развития:
(А) в жестких внутриконтинентальных сдвиговых зонах пулл-апарты закладываются на свободных изгибах разлома;
(Б) начальное раскрытие поперек свободных изгибов приводит к образованию веретенообразных впадин, ограниченных и часто пересеченные косыми разрывами, которые соединяют концы сдвигов;
(В) возрастающиее сдвиговое смещение придает впадинам S-образный (в случае левосторонних сдвигов) или Z-образный (для правых сдвигов) облик;
(Г) ромбоидальные пулл-апарты или ромбические грабены получаются при увеличении сдвиговых смещений из удлинения S- и Z-образных впадин; как правило, в их основании развиваются две или более близко круговые депрессии;
(Д) если сдвиговые движения продолжаются более нескольких десятков млн лет, крупные пулл-апарты на границах литосферных плит или микроплит могут вырождаться в узкие длинные троги, подстилаемые океанской корой, первоначально формируемой в коротких ортогональных спрединговых хребтах. Ширина пулл-апартового бассейна по мере развития структуры существенно не возрастает - это фиксированная ширина сдвигового изгиба.
Упомянутое выше низкое отношение длины к ширине пулл-апартов (около 1:3) говорит об их короткой жизни в быстро меняющихся сдвиговых зонах, однако реальные механизмы, прерывающие развитие пулл-апартов именно при таком соотношении их сторон, по настоящему не известны.
Несомненно, что впадины присдвигового растяжения, образованные на изгибах сдвигов и в зонах их кулисного перекрытия, связаны непрерывными переходами. При величине перекрытия, соизмеримой с шагом кулисным сдвигов, сразу образуется ромбическая впадина, которая может быть структурно оформлена как грабен в случае дивергентных сдвигов или как рамп в случае конвергентных сдвигов. Ее дальнейшая эволюция видимо не отличается от развития пулл-апартов, развивающихся на изгибах сдвигов.
Домены растяжения внутри свободных изгибов крупных рассеянных сдвиговых зон были описаны как сетевидный набор разрывов растяжения и сдвигов между сегментами граничных разломов сдвиговой кинематики. Взаимодействие внутрибассейновых разломов выделяют домены поднятия и прогибания внутри бассейна. Вторичные пулл-апарты в области растяжения формируются как несвязанные домены локального прогибания, которые, взятые в комбинации, определяют интенсивное полномасштабное погружение всего бассейна. Напомним, что такая же модель распределенного пулл-апартового растяжения и погружения предполагается для многих задуговых бассейнов, континентальных рифт-трансферных систем, для изученных нами в Казахстане и на Южном Урале малых долинных впадин, и совпадает с известной моделью объемного сдвигового растяжения Мораховского.
Из сравнения модели с геологическими данными можно заключить, что впадины типа пулл-апарт являются специфическим видом осадочных бассейнов, формирующихся в определенных геодинамических обстановках. Они развиваются в сдвиговой зоне, представляющей трансформную границу двух плит (например, Сибирской - Монгольской, Африканской - Аравийской, Тихоокеанской - Североамериканской). Структура бассейнов определяется геометрией разломов, величиной сдвиговых и сжимающих скоростей и реологией литосферы.