Авлакоген

Авлакоген — это крупная линейная тектоническая структура земной коры, представляющая собой древний рифт, заполненный мощной толщей осадочных и вулканогенных пород. Авлакогены закладываются в пределах древних платформ (кратонов) и являются зонами длительной, но затухающей подвижности. Они отличаются значительной протяжённостью (сотни и тысячи километров) при относительно небольшой ширине (обычно десятки — первые сотни километров). В рельефе фундамента авлакогены выражены в виде глубоких узких прогибов, ограниченных разломами. Термин введён в научный обиход советским геологом Николаем Сергеевичем Шатским в 1947 году.

История изучения

Понятие «авлакоген» было предложено Н. С. Шатским при изучении тектоники Восточно-Европейской платформы. Он выделил особый тип структур, не вписывающихся в классические представления о платформенном чехле и складчатых поясах. Шатский определил авлакогены как «древние подвижные пояса платформ», подчеркнув их переходный характер. Впоследствии, в 1950–1960-х годах, концепция была развита и детализирована трудами А. А. Богданова, М. В. Муратова и других советских тектонистов.

В западной геологической литературе термин «авлакоген» не получил столь широкого распространения, однако аналогичные структуры описываются как «палеорифты» (paleorifts) или «интракратонные рифтовые бассейны» (intracratonic rift basins). С развитием сейсмостратиграфии и глубинного бурения в XX веке, особенно при поиске нефти и газа, строение авлакогенов было изучено достаточно детально. Ключевым открытием стало то, что многие авлакогены наследуют более древние швы (зоны сочленения) консолидированной коры.

Происхождение и механизмы формирования

Формирование авлакогенов связано с процессами растяжения земной коры (рифтогенезом) в пределах жёстких континентальных плит. В отличие от океанических рифтов, авлакогены не развиваются до стадии образования новой океанической коры — процесс растяжения затухает на ранней стадии. Выделяют несколько этапов их развития:

1. Заложение (инициальный рифтогенез). Происходит под воздействием мантийных плюмов или региональных напряжений растяжения. В коре образуется система сбросов и грабенов, формируется узкий прогиб. Этот этап часто сопровождается вулканизмом (излияния базальтов, внедрение даек).
2. Опускание (термическое погружение). После прекращения активного растяжения начинается медленное, но длительное остывание литосферы и её изостатическое погружение. Прогиб расширяется и заполняется осадками. Мощность осадочного чехла в авлакогенах может достигать 5–10 км и более.
3. Инверсия (реже). На заключительных этапах, в результате сжатия, некоторые авлакогены могут испытывать инверсию — их центральная часть поднимается, образуя валы или горсты. Однако для большинства авлакогенов характерно устойчивое погружение.

Главное отличие авлакогена от типичного рифта — его «недоразвитость»: он не приводит к расколу континента и образованию океана. Если же рифтогенез продолжается, авлакоген может перерасти в межконтинентальный рифт (например, Восточно-Африканская рифтовая система) или даже в океанический бассейн.

Строение и характеристика

Авлакогены имеют характерное трёхчленное строение:

• Фундамент. Древний кристаллический фундамент платформы раздроблен на блоки, опущенные на различную глубину по разломам. В осевых частях авлакогена фундамент погружён наиболее глубоко.
• Выполнение (выполняющие отложения). Представлено двумя структурными этажами:
• Нижний этаж (рифтовый комплекс). Включает вулканогенные породы (базальты, туфы) и грубообломочные терригенные осадки (конгломераты, песчаники), накопившиеся на стадии активного растяжения.
• Верхний этаж (платформенный чехол). Сложен преимущественно морскими и континентальными осадками (известняки, глины, пески, эвапориты), сформировавшимися на стадии термического погружения. Залегает полого, с постепенным выклиниванием на бортах.
• Бортовые зоны. Ограничены крутыми разломами (сбросами), по которым амплитуда смещения блоков может достигать нескольких километров.

Классификация

Авлакогены классифицируют по нескольким признакам:

• По времени заложения:
• Рифейские (древние). Заложились в протерозое. Пример: Пачелмский авлакоген на Восточно-Европейской платформе.
• Фанерозойские (молодые). Заложились в палеозое или мезозое. Пример: Днепровско-Донецкий авлакоген.
• По положению в структуре платформы:
• Краевые. Располагаются вдоль окраин платформ, часто сочленяясь с краевыми прогибами.
• Внутренние. Находятся в центральных частях платформ.
• По морфологии:
• Простые (грабенообразные). Имеют вид единого прогиба.
• Сложные (системы грабенов). Состоят из нескольких сопряжённых впадин и поднятий (например, система авлакогенов Сибирской платформы).

Примеры авлакогенов

Авлакогены широко распространены на всех древних платформах мира.

Восточно-Европейская платформа

• Пачелмский авлакоген. Протягивается от Рязани до Пензы. Заложился в рифее. Имеет ширину 50–80 км и длину около 400 км. Выполнен мощной толщей (до 3–4 км) рифейских и вендских отложений.
• Днепровско-Донецкий авлакоген (ДДВ). Крупнейшая структура юга платформы, протяжённостью около 1000 км. Заложился в девоне. Характеризуется мощным (до 10–12 км) осадочным чехлом и проявлениями соляной тектоники. Является важнейшей нефтегазоносной провинцией Украины.
• Среднерусский авлакоген. Расположен в центральной части платформы, прослеживается от Валдая до Вятки.

Сибирская платформа

• Уринский авлакоген. Находится в южной части платформы, в Иркутской области.
• Котуйканский авлакоген. Расположен на северо-западе платформы, в бассейне реки Котуйкан.
• Вилюйский авлакоген. Крупная структура на востоке платформы, выполненная мощными осадочными и вулканогенными толщами палеозоя и мезозоя.

Другие платформы

• Авлакоген Уита (Уита-Грабен) на Северо-Американской платформе (США, штат Оклахома).
• Авлакоген Амадеус в центральной части Австралийской платформы.

Прикладное значение

Авлакогены представляют значительный интерес для геологоразведки, прежде всего — для поисков полезных ископаемых.

• Нефть и газ. Мощные осадочные толщи авлакогенов содержат как материнские породы (обогащённые органикой глины), так и коллекторы (песчаники, карбонаты). Ловушки углеводородов часто связаны с соляными куполами (Днепровско-Донецкий авлакоген) или тектоническими экранами. Древние авлакогены (например, Пачелмский) также могут быть нефтегазоносными, хотя их потенциал реализован в меньшей степени.
• Рудные полезные ископаемые. С вулканогенными породами авлакогенов могут быть связаны месторождения меди, цинка, свинца, а также редких и благородных металлов. В зонах разломов, ограничивающих авлакогены, нередко встречаются проявления флюорита и барита.
• Подземные воды. Водоносные горизонты в осадочном чехле авлакогенов могут содержать значительные запасы пресных и минеральных вод.
• Геотермальная энергия. Повышенный тепловой поток, характерный для зон древнего рифтогенеза, делает авлакогены перспективными для поиска геотермальных ресурсов.

Авлакогены и тектоника плит

В рамках современной теории тектоники литосферных плит авлакогены рассматриваются как неудавшиеся (aborted) рифты. Они образуются в тех случаях, когда силы растяжения оказываются недостаточными для полного разрыва континентальной коры. Часто авлакогены представляют собой «тройные сочленения» (triple junctions) — ответвления от более крупных рифтовых систем, которые не развились до океанической стадии. Классическим примером является авлакоген Бенуэ в Африке, который является северным рукавом тройного сочленения, образовавшегося при раскрытии Южной Атлантики.

Изучение авлакогенов позволяет реконструировать историю континентального рифтогенеза, понять механизмы деформации литосферы и оценить нефтегазовый потенциал древних платформ. Они являются важным звеном в понимании эволюции земной коры от стабильных платформ к подвижным поясам.