550.361.4+551.244

На современной поверхности эрозионного среза древние коллизионные зоны террейнов отражают уровень средней и нижней коры, выведенной на поверхность и эродированной как на стадии надвига, так и на постколлизионной стадии. Увеличение степени метаморфизма пород и тектонические нарушения обычно наблюдаются в раннепротерозойских мобильных поясах, которые представляют собой зоны орогенеза и метаморфизма и окружают или рассекают большинство архейских провинций. Общие черты коллизионных надвиговых структур отражают эффект основного тектонического события - горизонтального сокращения в обстановке сжатия и надвигания блоков континентальной коры, сопровождаемого утолщением жесткой верхней коры, формированием поднятий и их компенсации вязкими течениями в нижней коре и литосферной верхней мантии. «Корни» коры могут либо постепенно размываться в результате эрозии верхней коры и вязких течений, либо сохраняться в ходе последующей эволюции. Исследование коллизионной внутриконтинентальной стадии формирования и постколлизионной эволюции Лапландского гранулитового пояса (ЛГП) Балтийского щита и структурной зоны Капускейсинг (СЗК) провинции Сьюпериор Канадского щита выполнено на основе комплексной модели тепловой и динамической эволюции областей надвига для реологически расслоенной литосферы, где нижняя кора - слабый слой. Расчеты показали, что формирование ЛГП и СЗК 1.9 млрд лет назад происходило, вероятно, при значениях генерации тепла верхней коры в диапазоне 2.0-2.5 мкВт/м³, что привело к относительно высокотемпературному режиму таких областей в раннем протерозое и тепловой поток мог достигать значений 90 мВт/м². Показано, что различия в современном строении Лапландского гранулитового пояса и структурной зоны Капускейсинг, вероятнее всего, обусловлены величиной горизонтального сокращения и надвига верхней коры 1.9 млрд лет назад при условии схожести тепловых режимов этих структур во время тектонического события надвига.

Present surface of the ancient intracratonic collisional zones reflects the levels of middle and lower crustal rocks eroded and exposed at the surface during the overthrusting stage as well as during the postcollisional evolution. The increasing of metamorphosis degree and tectonic disturbances are very common in the Paleoproterozoic mobile belts which surround or transect the Archean provinces. Fundamental common features of collision zones reflect the effect of the main tectonic event - horizontal shortening in compression setting and collision of continental plates by overthrusting accompanied by the thickening of the rigid upper crust and viscous flow in the lower crust and the upper mantle. Deep crustal roots can be attenuated or preserved in the process of the upper crust denudation and viscous flow adjustment. The study of intracratonic collision stage of Lapland Granulite Belt (LGB) and Kapuskasing structural zone (KSZ) formations is performed at the base of the complex thermal and mechanical evolution model of overthrusting process for rheologically layered lithosphere (the lower crust is a weak layer). The results show that their formation 1.9 b.y. ago probably took place for heat generation rates in the range of 2.0-2.5 µW/m³, and resulted in relatively high temperature regime for such kind of structures in the Early Proterozoic with surface heat flow as much as 90 mW/m². The present structure differences of LGB and KSZ was shown to be caused probably by the value of horizontal shortening of the upper crust at 1.9 b.y. under the condition of thermal regimes similarity during the overthrusting event.

доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией теоретической геофизики Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук

Конди К. Архейские зеленокаменные пояса. М.: Мир. 1983. 390 с.

Божко Н.А. Тектоно-термальная переработка - характерный эндогенный режим докембрия // Геотектоника. 1995. №2. С. 61-74.

Fountain D.M., Salisbury M.H. Exposed cross-sections through the continental crust: implications for crustal structure, petrology and evolution. Earth Planet. Sci. Lett. 1981. V. 56. Pp. 263-277.

Gapais D., Cagnard F., Gueydan F., Barbey P. Ballevre M. Mountain building and exhumation processes through time: inferences from nature and models. Terra Nova. 2009. V. 21. Pp. 288-294. doi: 10.1111/j.1365-3121.2009.00873.x.

Cagnard F., Gapais D. Barbey P. Collision tectonics involving juvenile crust: the example of the southern Svecofennides. Precambrian Res. 2007. V. 154. Pp. 125-141.

Cagnard F., Durrieu N., Gapais D., Brun J.P., Ehlers C. Crustal thickening and lateral flow during compression of hot lithospheres, with particular reference to Precambrian times. Terra Nova. 2006. V. 18. Pp. 72-78.

Gaal G., Berthelsen A., Gorbatschev, R., Kesola, R., Lehtonen, M.I., Marker, M., Raase, P. Structure and composition of the Precambrian crust along the POLAR Profile in the northern Baltic Shield. Tectonophysics. 1989. V. 162. Pp. 1-25.

Daly J.S., Balagansky V.V., Timmerman M.J., Whitehouse M.J. The Lapland-Kola orogen: Palaeoproterozoic collision and accretion of the Northern Fennoscandian lithosphere. European Lithosphere Dynamics. Gee D.J. and Stephenson R.A. (eds.). Geological Society, London, Memories. 2006. V. 32. Pp. 579-598.

Percival J.A., West G.F. The Kapuskasing uplift: a geological and geophysical synthesis. Can. J. Earth Sci. 1994. V. 31. Pp. 1256-1286.

Tectonophysics: The European geotraverse. Part 5: The Polar Profile (special issue). 1989. V. 162. No. 1/2.

The Kapuskasing transect of lithosphere. Can. J. Earth Sci. 1994. V. 31. No. 7. 286 p.

Percival J.A., Card K.D. Archean crust as revealed in the Kapuskasing uplift, Superior Province, Canada. Geology. 1983. V. 11. Pp. 323-326.

Parphenuk O.I. Uplifts formation features in continental collision structures (evolution modeling). Russian Journal of Earth Sciences. 2015. V. 15. ES4002. 8 p. doi: 10.2205/2015ES000556.

Parphenuk O.I. Thermal regime and heat transfer during the evolution of continental collision structures. Russian Journal of Earth Sciences. 2016. V. 16. ES6006. 10 p. doi: 10.2205/2016ES000589.

Парфенюк О.И., Марешаль Ж.К. Численное моделирование термо-механической эволюции структурной зоны Капускейсинг (провинция Сьюпериор Канадского щита) // Физика Земли. 1998. №10. C. 22-32.

Парфенюк О.И. Термомеханическая модель эволюции коллизионных орогенов раннего протерозоя (пример Лапландского гранулитового пояса) // Мониторинг. Наука и технологии. 2023. №1(55). С. 31-42. DOI: https://doi.org/10.25714/MNT.2023.55.003.

Perry H.K.C., Mareschal J.-C., Jaupart C. Variations of strength and localized deformation in cratons: The 1.9 Kapuskasing uplift, Superior Province, Canada. Earth Planet. Sci. Lett. 2006. V. 249. Pp. 216-228.

Veikkolainen T., Kukkonen I.T., Tiira T. Heat flow, seismic cut-off depth and thermal modeling of the Fennoscandian Shield. Geophys. J. Int. 2017. V. 211. Pp. 1414-1427. doi:10.1093/gji/ggx373.

Chandrasekhar S. Hydrodynamic and hydromagnetic stability. 3nd Ed. Dover reprint. New-York. 1981. 654 p.

Ramberg H. Gravity, Deformation, and the Earth's Crust. 2nd Ed. Acad. Press. New-York. 1981. 452 p.