Обсуждение. 5. 1. Структурное строение

Структурное строениекоры Среднего и Южного Урала,как показывается на сейсмических профилях ESRU и URSEIS,является бивергентной, с отражениями как на западном, так и на восточном флангах с погруженными складками кего внутренней части (рис.3 и 4). Бивергентное структурное строения также было признано в отражении сейсмических данные по другим орогенам, образованным в результате столкновения континент-континент, и в этих случаях обычно используются для представления тектонических процессов, которые имели место быть в поздней коллизии и постколлизионный период (например, Halletal., 1998; Шмид и Кисслинг, 2000; Lüschen et al., 2006). Однако, в данном случаем с Уралидами, мы считаем, что многие из признаков на самом деле могут быть предколлизионными, а некоторые даже постколлизионными (рис. 11). Поэтому сначала нужно ответить на несколько ключевых вопросов, прежде чем толковать значение бивергентной структуры. К ним относятся: 1) что за особенность, обуславливает отражательная способность, 2) какие процессы были вовлечены в их формирования, 3) когда и где произошли эти процессы?

Вдоль западной части передового надвига и складчатого пояса, деформация происходила исключительно в верхней коре, от субгоризонтальных до постепенно погружающихся на восток пород до базального горизонта (Brownetal., 2006b) (рис. 11). Деформация над базальным горизонтом затрагиваетпредорогенный период Неопротерозоя III и синорогенный Пермь-Ранне Триасовый период, следовательно, имело место быть Позднепалеозойской коллизии между континентами, образовавшее Уралиды. Субгоризонталисредней коры, по-видимому, связаны с недеформированными докембрийскими отложениями (Echtleretal., 1996; Diaconescu et al., 1998), предоставив убедительные доказательства того, что эта область коры была не затронута ни Уралидными, ни Неопротерозойскими III деформациями. Восточнее, средняя и нижняя коры являются усечёнными, предполагая, что базальный горизонт круто опускается вниз, вовлекая в деформацию почти всю кору. Хотя и кажется, чтоон вклинивается в среднюю кору, простирающуюся на восток, но это не ясно из имеющихся данных, существует ли базальный горизонт под Башкирской илиКваркушской антиклиналями, или нет. Отражения в этой области показывают Докембрийские осадочные породы, которые были деформированы во время тектонотермальных процессовНеопротерозоя III (Glasmacheretal., 2004), и большая часть отражений связаны с теми событиями (Рис. 11A и B). Однако, геологическоекартирование показало, что ряд разломов, которые были связаны с Неопротерозойским III событием, стали заново активны как надвиги во время Позднего Палеозоя (Brownetal., 1997, 1999; Перес-Эстан и др., 1997а, b), в таком случае, эти отражения могутбыть в некоторой степени связаны с Уралидской деформацией (тут имеется ввиду период, когда образовывался Урал). Совпадение совмещения недеформированных фундаментов через области наклона с деформацией вовремя Неопротерозоя III предполагает, что уклонпредставляет западный предел этой деформации (Ayala et al., 2000). Это подразумевает, что во время коллизии континентов почти вся масса краевой корыЛауруссии подверглась разрушению и реактивации в области, где ранееона имела прочнуюструктуру.

И Магнитогорская, иТагильская дуги присоединились кконтинентальной окраинеЛаврусси в Раннем Карбоне, и как только стали его неотъемлемой частью, это является началом коллизии континентов. Наличие этих аккреционных вулканических дуг вдоль передней кромки окраины Лауруссии указывает на то, что широкая область протяженной континентальной и переходной коры, такая, которая встречается в современных пассивных окраинах (150-300 км или более) (Haworthetal., 1994; Sayers et al., 2001; Funck et al., 2004), в то время не существовала. Вместо этого он имел утолщенную передовую окраину, занятую вулканическими дугами. Это может быть связано с различиями в структурах и укороченной величиной между передовым надвигом и складчатого пояса на Уралидах и других орогенов, таких как как Rhenohercynian в центральной Европе (Onckenetal., 1999), или Varsicidesв Испании (например, Perez-Estaunetal., 1988, 1994), где сильно смятая, утонченная, длинная континентальная окраина привела к тому, чтонад базальным горизонтом развивалось большое количество складок. Во время образования Уралид, вулканические дуги вели себя как жесткие тела, в результате чего получили всего лишь небольшие внутренние деформации (больше в Тагильской дуге, чем в Магнитогорск (Аярза и др., 2000а)) (Браун и др., 2001). Вместо этого деформации, по-видимому, перенесены в докембрий фундамент, в котором ранее существовавшие конструкции были повторно активированы, вызывая незначительный подъем.

Вдоль восточной стороны орогена, в Зауральской зоне, структура коры интерпретируется исключительно из геометрии отраженных волн. В данных ESRU и URSEIS отображается вся кора, которая умеренно погружается на запад, часто неоднородные отражения, в том числе тонкие, высокоамплитудные отражения, происходящихпо всей коре,в нижней коре сливается с границей Мохо (рис. 3 и 4). Погруженная кора, которая сливается с Мохо, также была признана и в других местах в сейсмических профилях коллизионных орогенов, где был интерпретирован какнадвиг в масштабе коры, который отсоединяется у границы Мохо (например, Кук и Варсек, 1994; Кук, 2002). В целом схожий характер отражений и геометрии, соответствующей Зауральской зоне, изображен в Южных Андах по сейсмическому профилю ANCORP (ANCORP Working Группа, 2003). Если мы принимаем, что это происходило во время Позднего Девона-Позднего Карбона, до столкновения континентов, окраина Казахстании, причастная к столкновению с Лавруссией, была местом субконтинентальная зоны субдукции (как в Андах) и результирующиейв формирование континентальной дуги (Bea et al., 2002; Herrington et al., 2005), то не исключено, что отражения в Зауральской зоне относятся к этому процессу (рис. 11A и В). Однако мы подчеркиваем, что трудно установить какие-либо временные ограничения на развитие данных отражений в Зауральской зоне, поскольку они не могутбыть непосредственно связаны с какими-либо выходами на поверхности. Поэтому, по крайней мере, часть может быть связанной с коллизией континентов.

В целом, верхние и средние отражения коры Восточно-Уральской зоны можно охарактеризовать как неоднородные и локально вертикально усеченные (особенно очевидные в данных ESRU) по отношению к областям слабых отражений, совпадающая с расположением сдвиговых разломов. На обоих профилях ESRU и URSEIS, западный край Восточно-Уральской зоны отражательная способность резко усечена в верхней и средней коре напротив Восточно-Магнитогорск-Серов-Маукской системы разломов. Характер сейсмических отражений коры Восточно-Уральской зоны сильно отличается от того, что к западу и востоку от него. Это говорит о сильном разделении деформации через ВМСМ систему разломов, на что также указывает значительное увеличение степени метаморфизма поперек него, и по различным геологическим процессам, которые были активны в каждой зоне примерно в одно и то же время (Поздний Карбон-Раннего Триас).Восточно-Уральская зона была затронута широким и обширным сдвигом который продолжался до Раннего Триаса (Hetzel and Glodny, 2002), синколлизионное плавление вместе с подъемом и распространением гранитоидов в период Позднего Карбона и Перми (Beaetal., 2002), и метаморфизм от среднего до высокого уровня и последующее

Рис. 11 Схематическая интерпретация возрастов и процессов вовлеченных в формирование Уралидов по профилям А) ESRU и В) URSEIS.

раскрытие этих пород до Позднего Карбона (Echtleretal., 1997; Eideetal., 1997). Поэтому мы относимэти отражения в верхней и средней коре Восточно-Уральской зоны к позднепалеозойскому сдвигу сопоставляя различные литотектонические единицы, найденные в этой зоне (рис. 11A и В). Тем не менее, геометрические отношения между отражениями верхней и средней корыи отражениями нижнейкоры, показываемая в профиле ESRU, свидетельствуют о том, что в нижней коре происходили другие геологические процессы. Недавно, Brown иJuhlin использовали ряд доказательствдля интерпретации слабо отражательной полосы в нижнейкоре, которая ассоциируется с проточным каналом, в котором материал перемещается вбок вдоль внутренней части орогена в конце его тектонотермальной эволюции (рис. 11А). В этом сценарии нижняя кора слабо соединяется с вышележащей средней корой. Как в ESRU, так и в URSEIS профилях, отражательная способность Зауральской зоны простирается на несколько десятков километров в западном направлении под Восточно-Уральскую зону. Мы предлагаем, что в течении примерно 50 млн.лет происходила коллизия континентов в Уралидах, боковое схождение приводит к Казахстании, которая ныряет под Восточно-Уральской зоной.

Наконец, данные ESRU указывают, что полоса нижней коры с четко определенными границами Мохо с Восточно-Уральской зоной в западном направлении и с передовым надвигом и складчатым поясом наСреднем Урале (рис. 3). Эти данные отражений совпадают с глубинной моделью Мохопостроенной с помощью данных GRANIT. На основе этих данных Juhlin et al. (2007) предположили, что кора Восточно-Уральской зоны была продвинута на запад под Тагильскую дугу, континентальную кору Лавруссии и мантию, сминаячасть верхней мантии и все кору (рис. 11А). Они далее предполагают, что это продвижение и смятие границы Мохоявляется постуралидской, возможно Юрской, хотя сложно утверждать абсолютный возраст. Слабая сейсмичность в районе возможно, указывает, что в настоящее время он еще активен.