В Крыму были выявлены, обоснованы и прослежены до Кавказа две коллизионные сутуры: Северокрымская (позднепалеозойско-раннетриасовая) с южным наклоном сместителя и Предгорная (среднеюрско-раннемеловая) северного наклона. По этим швам произошла полная субдукция обширных частей океанической коры Палеотетиса, Мезотетиса и Паратетиса. Сутуры ограничивают древние разновозрастные микроплиты и островодужные террейны: Скифия (Скифская палеоплита) и Крымия-Горнокрымский палеотеррейн (рис. 1.3.). В меланжах присутурных зон обнаружены фрагменты исчезнувшей палеоокеанической коры - офиолиты. Кроме того, часть радиоляритов, ультрабазитов и базитов была переотложена в молассах краевых прогибов.
По комплексу геолого-геофизических данных севернее Крыма обоснован позднепалеозойский Предскифийский передовой прогиб, а в равнинной части полуострова - Южноскифийский тыловой прогиб. В соответствии с закономерностями строения зон конвергенций мира, олигоцен-четвертичный Туапсинский прогиб отнесен к категории передового, а одновозрастный ему Индоло-Кубанский - к тыловому прогибу.
В геодинамической эволюции Крымско-Черноморского региона выделены два полных и один незавершенный цикл Вильсона. При длительном и непрерывном геодинамическом развитии были сформированы структурные комплексы скифид, киммерид и неокиммерид. Каждый из них включает структуры растяжения и последующего тангенциального сжатия. Циклы автономные, региональные и не соответствуют представлениям о глобальных эпохах и фазах тектогенеза. Отдельные фазы, выделяемые по угловому несогласию в основании отложений нижнего мела, не имеют повсеместного проявления даже в пределах Крыма.
Скифиды - новый термин, не соответствующий герцинидам и варисцидам. На дивергентном этапе они образовались в раннепалеозойско-девонское время и выражены сбросами в формациях пассивных окраин. Конвергентные скифиды представлены сутурой, складчато-надвиговыми структурами северной вергентности карбон-раннетриасового возраста, синхронным активно-окраинным магматизмом в Равнинном Крыму, а также молассами передового и тылового прогибов.
Киммериды формировались с позднего триаса до раннего мела включительно.
Геодинамическая модель Крыма
Дивергентный этап, связан с раскрытием обширной части Мезотетиса в течение позднего триаса - ранней юры. Он выражен фрагментами грабенов и элементами офиолитов. Конвергентная стадия субдукции и коллизии проявлялась непрерывно с конца ранней юры до нижнего мела включительно. В этот период образовались сложные складчато-надвиговые деформации преимущественно южной вергентности. Они представлены шарьяжами, меланжами, разнопорядковыми структурами поп-ап, олистостромами, активно-окраинным магматизмом в Равнинном Крыму и соответствующими осадочными формациями. Островодужный среднеюрский магматизм Горного Крыма был связан с расподоженной южнее ИзмирАнкарской сутурой северного наклона.
Неокиммериды - термин для обозначения структурного комплекса еще незавершенного цикла Вильсона, формировавшегося в период с мела до настоящего времени. Дивергентные неокиммериды раннемелэоценового возраста выражены крупными сбросами в Западно- и Восточночерноморском грабенах с новообразованной субокеанической корой. Конвергентные неокиммериды олигоцен-четвертичного возраста представлены Горнокрымской складчатонадвиговой областью с высокоамплитудными надвигами преимущественно северного наклона, принадвиговыми складками, шарьяжами и олистостромами. Они обусловлены квазисубдукцией Черноморской плиты под Крым и слагают разнопорядковые структуры поп-ап, созданные главными фронтальными надвигами и встречно падающими тыловыми ретронадвигами. В разрывах присутствует продольная правосдвиговая составляющая.
В Горном Крыму обоснована региональная предрифтогенная Горнокрымская олистострома, сползшая на территорию современного Горного Крыма в раннем мелу с юга. Выделены неоген-четвертичные Массандровская, Опукская, и Северокерченская олистостромы. Закартировано 11 региональных меланжей разного типа и времени образования. Как и в других горноскладчатых областях, в Крыму описаны и прослежены высокоамплитудные надвиги, сдвиго-надвиги, шарьяжи и послойные срывы (флэты). Они имеют преимущественно северное падение сместителей. Исключение составляют ретронадвиги южного наклона, формирующие структуры поп-ап трех порядков. Достаточно широко распространенные шарьяжные, дважды опрокинутые складки, свидетельствуют о чрезвычайно интенсивном горизонтальном сжатии толщ. Методика выделения, картирования и критерии распознавания перечисленных структур и хаотических комплексов обобщена в монографии.
На государственных геологических картах Крыма вышеуказанные объекты не показывались или отражались без учета известных закономерностей их выделения. В результате глыбы и матрикс меланжей представлялись как отдельные стратиграфические подразделения - свиты и даже серии. Кластолиты в меланжах, сложенные магматическими породами, трактовались как дайки и интрузии, а состоящие из палеозойских известняков - как оползшие массивы.
Анализ и сравнение геологических и тектонических карт региона, составленных разными авторами, показывает их существенное несоответствие. Это позволяет сделать вывод, что до настоящего времени представления о строении Крыма настолько различаются, что создание из них единой, объективной геологической основы не представляется невозможным. К тому же, практически все карты и разрезы были структурно не сбалансированы. Они не допускали структурную и геодинамическую палинспастическую реконструкцию и поэтому не могут считаться геометрически возможными. Исключение составляют модели, приближенные к сбалансированным.
Кроме геологических данных, важные доказательства больших горизонтальных перемещений фрагментов коры Крыма, были получены в результате палеомагнитных исследований. Детальное изучение тектоники юрских образований Горного Крыма показало необходимость ограничений при выборе объектов для таких исследований. Это связано с широким развитием надвиговых меланжей, олистостром и структур интенсивного тангенциального сжатия. Палеомагнитные характеристики образцов, отобранных из микститов, подтверждают хаотичность положения и автономное движение в них кластолитов и олистолитов.
Результаты палеомагнитных исследований, основанных на изучении объектов, незатронутых меланжированием, позволили достоверно определить палеошироту Горнокрымского террейна в средней юре. Она составляет 27±1°с. ш. Учитывая реконструированное положение южного края Лавразии, ширина субдуцированного фрагмента палеоокеана Мезотетис между Горнокрымским террейном и Лавразией в средней юре составляла 1700±100 км. Позже она последовательно уменьшалась до окончания коллизии в раннем мелу. То есть, общая амплитуда горизонтального сокращения юрского палеобассейна с ранней юры составляет около 2 тыс. км. Это на порядок больше, чем минимальные амплитуды сжатия, полученные по данным структурной палинспастической реконструкции.
Таким образом, развитие представлений о тектонике Крыма поэтапно основывалось на разных теоретических представлениях:
1) о простом складчатом строении;
2) о присутствии отдельных надвигов;
3) о вертикально-разломно-блоковом строении с выделением глубинных разломов и оползневых складок, согласно концепции фиксизма;
4) о широком развитии надвигов и шарьяжных пластин, в рамках учения о геосинклиналях;
5) о шарьяжном строении, основанном на теории актуалистической геодинамики, с выделением разновозрастных коллизионных швов, меланжей, олистостром и чрезвычайно сильно сжатых складчато-надвиговых структур с глобальным перемещением фрагментов земной коры Крыма.
Длительная геодинамическая эволюция Крымско-Черноморского региона привела к формированию коллажа разновозрастных палеотеррейнов и микроплит, ограниченных коллизионными сутурами, а также кайнозойской зоной конвергенции с синхронными им передовыми и тыловыми прогибами (см. рис. 1.3.). Ныне они составляют перекрытый мел-кайнозойским чехлом фрагмент Евразийской плиты. Магматические комплексы в регионе приурочены к активным окраинам и расположены вдоль сутур по их падению. Локально сохранились магматиты, связанные с рифтогенно-спрединговыми зонами. Все формационные и структурные комплексы региона хорошо объясняются с позиций теории актуалистической геодинамики. Они прослежены на восток через Кавказ до Каспийского моря и на запад до Добруджи - Карпат, отражая общее развитие земной коры юга Европы[3].
2. Основные элементы строения
2.1 Структуры первого порядка
Основой современного представления о строении и эволюции сложнопостроенных регионов является выделение и прослеживание коллизионных швов - сутур. Это зоны, вдоль которых произошло полное поглощение (субдукция) океанической коры палеоокеанов и столкновение (коллизия) континентов, микроконтинентов и террейнов. Положение и наклон сутур определяет строение, геодинамическую модель региона и, как следствие, прогноз поисков полезных ископаемых. В 1993-1994 гг. в Крыму были выделены две сутуры: Предгорная мезозойская и Северокрымская палеозойская. [4-6].
Предгорая сутура (рис. 2.1.) прослеживается по геофизическим данным под мезозойско-кайнозойскими отложениями через весь Крым и далее на Кавказ. На Симферопольском поднятии в широкой зоне нарушения пробурены многочисленные скважины. Они вскрыли перетертые метаморфизованные породы с зеркалами пологих надвигов, с мелкими изоклинальными складками и с глыбами пород разного состава. Анализ структур и данных сейсморазведки показал, что сутура представляет собой очень крупный надвиг с падением сместителя на север под углом 20-300 и с толщиной зоны дезинтегрирования пород в 2-3 км.
Неглубокими скважинами, в 15 км к северо-востоку от г. Симферополя и в 5 км юго-западнее г. Севастополя, были вскрыты глыбы серпентинизированных ультраосновных пород, характерных для мантии, которая расположена здесь на глубине более 40 км. Фрагменты серпентинитового меланжа были обнаружены также при драгировании континентального склона Черного моря в 45 км к югозападу от г. Севастополя. В той же полосе были встречены глыбы магматических пород основного состава. Судя по обломкам в битакских конгломератах под Симферополем, которые снесены из зоны меланжа, в ней присутствуют и радиоляриты. Это плотные яшмовидные кремнистые породы красного, реже, серого и черного цветов, с обилием радиолярий и следами интенсивного смятия и будинажа.
В современных океанах радиоляриты образуются на абиссальных глубинах более 4-5 км, куда не доходит обломочный материал с континентов, а карбонатные породы полностью растворяются из-за огромного давления воды. Глубоководные кремнистые илы в океанах подстилаются магматитами основного состава, ниже которых, располагаются ультраосновные породы верхней мантии. Поэтому офиолитовая триада (ультрабазиты, базиты и радиоляриты) в глыбах Присутурного меланжа отражают фрагменты океанической коры палеоокеана Тетис, поглощенного в Предгорной сутуре. По палеомагнитным данным ширина части этого океана между Горным и Равнинным Крымом в ранней юре составляла 1.5 - 2 тыс. км и за 80 млн. лет последовательно полностью сократилась к раннему мелу.
Такое развитие подтверждается изотопным датированием пород и минералов, образованных при схождении континентальных масс, а также определениями возраста битакских конгломератов, сформированных при размыве Палеокрымских гор на месте Предгорной сутуры. Конгломераты слагают Битакский краевой прогиб сложного строения.
Таким образом, Предгорная сутура является одним из главных разрывов Крыма и отделяет Горнокрымский террейн (Крымию) от Скифской микроплиты (Скифии). Последняя, на севере ограничена Северокрымской сутурой позднепалеозойского возраста (см. рис. 2.1.).
Шов перекрыт слабодеформированным чехлом из мезозойско-кайнозойских отложений. К северу от него по геофизическим данным выделяется ранее неизвестный позднепалеозойский Предскифийский краевой прогиб, который имеет значительные перспективы для поисков нефти и газа. Северокрымская сутура имеет южное падение сместителя и протягивается далеко за пределы Крыма на западе в акватории Черного моря и на востоке до Предкавказья. Севернее от шва расположена Украинская плита (Украиния), отделенная от Русской плиты Донецкой сутурой также позднепалеозойского возраста. Следует отметить, что в геологической истории микроконтиненты Украиния, Скифия и Крымия последовательно наращивали край более крупного континента и в настоящее время являются составной частью Евразийской плиты. Поэтому вышеизложенное районирование отражает лишь позднепалеозойскомезозозойский этап тектонической эволюции Крыма.
Тектоническое районирование Крыма
Структуры І порядка: І - Украинская плита (PZ2-3); ІІ - Скифская плита (PZ3); ІІІ - Горнокрымский террейн (Т3-К1), ныне Горнокрымская складчато-надвиговая область (J-K1+N-Q). Условные обозначения в легенде: 1 - границы структур І порядка: PZ3 - Северокрымская сутура, MZ - Предгорная сутура; 2 - границы структур ІІ порядка; 3 - границы структур ІІІ порядка (в кружках): 1 - Симферопольский погребенный вал, 2 - Чернореченское поперечное опускание, 3 - Альминское поперечное поднятие, 4 - Салгирское поперечное опускание, 5 - Алуштинская структурная подзона, 6 - Меганомская структурная подзона. 4 - Перекрытые мезозойско-кайнозойским чехлом краевые прогибы: а - Предскифийский, б - Битакский.
На кайнозойском этапе в районе выделяются две структуры первого порядка: Равнинный Крым, относимый ранее к платформе, и Горный Крым, считавшийся мегантиклинорием в составе геосинклинали. Равнинный Крым состоит из разнородного фундамента Скифии и частично Украинии, который перекрыт чехлом осадочных пород мела-кайнозоя. Мощность чехла в основном составляет от первых сотен метров на Симферопольском поднятии до 1-2х километров. В Каркинитском прогибе она достигает 5 км, а на востоке Индоло-Кубанского - до 8 км. Положение, названия и возраст структур второго порядка, отражены на рис. 2.1.