Лаборатория тектоники и геодинамики №103
История создания лаборатории тектоники и геодинамики

Лаборатория тектоники и геодинамики (№103) создана в середине 90-х годов на основе двух структурных подразделений Отдела геодинамики ИФЗ РАН – лаборатории эндогенных режимов и лаборатории метаморфической тектоники, у истоков которых стояли крупнейшие ученые отечественной геологии и геофизики: член-корреспондент АН СССР Владимир Владимирович Белоусов и его ближайшие ученики и коллеги – Виктор Николаевич Шолпо и Валентин Викторович Эз.  Их общая направленность на изучение тектоносферы Земли и роли различных эндогенных процессов в формировании ее недр нашла отражение в известных концепциях и моделях формирования, строения, эволюции литосферы и мантии континентов и океанов, которые сыграли значимую роль в развитии и становлении современных представлений в этой области наук о Земле.

Член-корреспондент АН СССР Владимир Владимирович Белоусов (1907-1990)

Член-корреспондент АН СССР Владимир Владимирович Белоусов (1907-1990)

Широко обсуждавшиеся в свое время геотектонические и геодинамические идеи В.В. Белоусова, отошедшие на второй план после развития плитно-тектонической парадигмы, тем не менее в той или иной видоизмененной форме развиваются и находят определенные подтверждения и в наши дни. Осознание значимой роли вертикальных движений в тектонической жизни планеты, за что ратовал В.В. Белоусов, позволило теперь на новом уровне знаний связывать (работы академика Е.В. Артюшкова) активно и быстро развивающиеся ареальные процессы формирования обширных впадин (в том числе морских акваторий) и поднятий (орогенов), соответственно, с явлениями эклогитизации в низах коры (в представлениях В.В. Белоусова и Б.Г. Лутца – «базификации» сиаля) и с разуплотняющими процессами диафтореза в породах метаморфогенного слоя. В этот же геодинамический аспект вписывается так называемая «астенолитная» гипотеза В.В. Белоусова – предтеча плюмовой модели массообмена в литосфере, предполагавшая выделение из астеносферы и подъем по разломным каналам малой вязкости в подвижных поясах обособленных тел базальтового расплава. Еще один механизм реализации вертикальных движений в коре и литосфере рассматривался в рамках широко известной «адвективной» модели Белоусова, описывавшей подъем снизу вверх маловязкого материала в условиях инверсии плотностей. Эта модель получила уточняющее развитие в трудах В.Н. Шолпо в приложении к проблеме формирования складчатости в подвижных поясах на примере Большого Кавказа.

Доктор геолого-минералогических наук Виктор Николаевич Шолпо (1930-2004)

К сожалению, из-за преждевременного ухода в 1990 году В.В. Белоусова, не получила законченного выражения его весьма интересная концепция «эндогенных режимов» (геосинклинальный, платформенный, орогенный, рифтовый) в тектоносфере, связывавшая различные сочетания во времени и пространстве термоэнергетических состояний объемов мантии и коры («холодная» кора / «горячая» мантия и т.д.) и активность проявления таких ведущих эндогенных процессов, как тектонические, магматические, метаморфические.

Для целенаправленного изучения особенностей строения и эволюции глубинных горизонтов континентальной земной коры в 1969 году была создана Лаборатория метаморфической тектоники, которую возглавил В.В. Эз, крупнейший специалист по геологии сложнодислоцированных комплексов, заложивший в России основы современных подходов к пониманию структуры метаморфитов и механизмов протекания тектонических деформаций в условиях высоких термодинамических параметров. Его пионерские работы по методике картирования метаморфических комплексов, по расшифровке полидеформационных структур и наложенной складчатости, о преобразованиях первичной расслоенности осадочных толщ в ходе метаморфизма в Прибайкалье, Центральном Казахстане, Южном Урале и в Беломорье сыграли исключительно важную, можно сказать, основополагающую роль в выработке современных представлений в этом сегменте геологических наук.   

Доктор геолого-минералогических наук Валентин Викторович Эз (1921-2004)

Помимо всего этого, в круге интересов В.В. Белоусова и его коллег – геологов и геофизиков ИФЗ РАН (Б.Г. Лутц, Ю.М. Шейнман, А.Я. Салтыковскицй, Ю.С.Геншафт, Н.И. Павленкова, С.М. Зверев и др.), находились: проблемы проявления магматизма в активных зонах в различные геологические эпохи и на современном этапе и оценка их роли в геодинамической эволюции тектоносферы; механизмы развития рифтогенных структур (Байкал, Востоно-Африканская система рифтов), глубинное строение океанических акваторий. Особое внимание уделялось тектоно-магматическим процессам в переходных зонах континент-океан и в островодужных системах (Курило-Камчатский регион), а также в срединно-океанических хребтах (Исландия, Южная и Северная Атлантика).

В период 2004-2015 гг. лабораторией тектоники и геодинамики руководил крупнейший исследователь Большого Кавказа и Кубы доктор геолого-минералогических наук М.Л. Сомин.

Направления деятельности лаборатории

Современные исследования лаборатории в силу естественной эволюционной смены парадигм и методических подходов, при сохранении общей фундаментальной и междисциплинарной направленности и усвоении многих плодотворных идей предшественников, значительно актуализированы в отношении интерпретации получаемых результатов, углублены и выведены на новый уровень детальности, фактической и технологической проработки. При этом они, в основном, охватывают вопросы тектонической и геодинамической эволюции разновозрастных внутриплитных подвижных поясов и активных континентальных окраин, затрагиваемые в нескольких взаимосвязанных аспектах единой тематики, разрабатываемой совместно с лабораторией теоретической геофизики (№ 101): «Взаимодействие эндогенных процессов в формировании глубинной структуры литосферы и мантии Земли».

Среди таких аспектов важнейшими и наиболее актуальными можно назвать следующие:

  • Изучение состава и структуры разновозрастных метаморфических комплексов, претерпевших разноглубинные деформационно-вещественные преобразования, в целях выяснения особенностей строения разных уровней глубинности земной коры.

    С этой целью, в сравнительное изучение вовлекаются комплексы разных возрастных интервалов и степеней метаморфизма – палеозой Большого Кавказа [Сомин и др., 2007, 2009, 2013; Видяпин, Сомин, 2009; Somin. 2011; Камзолкин и др., 2017, 2018; Видяпин, Камзолкин, 2015, 2017], мезозой и палеозой Тянь-Шаня [Морозов, Талицкий, 2006; Морозов и др., 2014; Леонов, Морозов и др., 2007, 2008, 2018], архей и палеопротерозой Кольского п-ва [Морозов и др., 2005; Губерман, Морозов и др., 2007 Морозов и др., 2017], включая зонально метаморфизованные (палеопротерозой Северного Приладожья) [Морозов, 1999, 2000; Морозов и др., 2000; Балтыбаев, Морозов и др., 2020]. Обобщающим результатом такого изучения должны стать модельные представления о вертикальной структурной зональности земной коры, коррелируемой с соответствующей изменчивостью параметра литостатической нагрузки.
  • Оценка тектонических условий, геомеханических режимов и геодинамических обстановок формирования структуры во внутриплитных и краевых подвижных поясах и реконструкция механизмов выведения к поверхности (эксгумации) глубинных метаморфических комплексов.

    Основой этого могут служить выявляемые различия между структурными парагенезами и петро-геохимическими маркерами обстановок конвергентного межплитного взаимодействия и коллапса растяжения, режимов транспрессии и транстенсии, тектонических условий активных и пассивных континентальных окраин. Обсуждение механизмов эксгумации наиболее показательно на примерах зональных метаморфических комплексов (Северное Приладожье) [Балтыбаев, Морозов и др., 2020] и высокобарных метаморфических толщ, интегрированных в разрез малоглубинных образований (Большой Кавказ) [Камзолкин и др., 2019; Сомин и др., 2009, 2013].
  • Оценка термодинамических параметров метаморфизма методами минерально-фазовой геотермобарометрии равновесных ассоциаций и реконструкция P-T-t трендов.

    Получение аналитических данных по геотермобарометрии с привлечением широкого спектра методов TWQ, GBPQ, хлоритового термометра, фенгитового барометра, метода псевдосекций и др. в целях оценки уровней глубинности деформационно-вещественных преобразований пород комплексов и их P-T-t трендов в ходе тектоно-термальной эволюции и эксгумации [Кулаковский и др., 2015а; Камзолкин и др., 2015].
  • Изучение влияния деформаций на петро-геохимические характеристики состава пород и на термодинамические параметры их структурно-вещественных преобразований.

    Оценка изменчивости петрохимического и геохимического состава пород в зонах локализованных деформаций и влияния деформационного фактора на термодинамические параметры минерально-текстурных преобразований пород разного исходного генезиса (осадочных, метаморфических, магматических) по результатам прецизионно-аналитического исследования разных форм тектонитов (глинки трения, катаклазиты, милониты, псевдотахилиты) [Кулаковский и др., 2015 б; Морозов и др., 2016, 2018, 2019, 2020].
  • Изучение процессов петрогенеза и тектонических условий формирования новообразованных комплексов континентальной коры на активных континентальных окраинах и в островодужных системах.

    С учетом представлений о приращении континентальной земной коры в зонах конвергентного взаимодействия плит, изучаются особенности процессов петрогенеза, тектонического строения и геодинамических обстановок (аккреционных, субдукционных и др.) на активных континентальных окраинах древних (юго-восток и север Фенноскандинавского щита) [Морозов и др., 2020; Балуев, Морозов и др., 2020] и современных подвижных поясов (Курило-Камчатская зона) [Ермаков, 2005, 2006, 2011; Ермаков и др., 2006, 2014].
  • Развитие методов изучения процессов в очагах землетрясений на основе анализа геологических данных.

    На основе анализа продуктов деформационно-вещественных преобразований горных пород в разломных зонах предполагаемой сейсмогенной природы, решаются задачи выявления особенностей процессов подготовки и реализации сейсмической подвижки в очагах палеоземлетрясений, ныне выведенных эрозией на поверхность. По характеру минерально-структурных преобразований на разных масштабных уровнях рассмотрения, включая нанометровый диапазон [Веттегрень и др., 2011, 2012, 2014; Соболев и др., 2007, 2009, 2011, 2012, 2016], в зеркалах скольжения, в глинках трения, в брекчиях, катаклазитах и милонитах, формирующихся на разных уровнях глубинности, оцениваются условия и процессы, ответственные за возникновение механической неустойчивости скольжения, потерю прочности на разломе и уменьшение сил трения при подвижке, и, наоборот, динамического упрочнения разломного субстрата в зоне продвигающегося разрывного нарушения [Морозов и др., 2018]. На примере псевдотахилитов изучаются процессы реализации и следствия фрикционного плавления геоматериала при сейсмических скоростях скольжения [Морозов и др., 2019, 2020].
  • Изучение характера, особенностей и условий формирования структурно-вещественных неоднородностей коры в целях геологической интерпретации геофизических границ и разделов в коре.

    Исследование на современном уровне эрозии разноглубинных комплексов на предмет генезиса, условий формирования и характера минерально-текстурных преобразований в зонах локализованных деформаций, ответственных за образование разномасштабных структурно-вещественных неоднородностей коры, имеют целью фактологическое обеспечение интерпретации  геофизических границ раздела или линейно-плоскостных неоднородностей [Губерман, и др., 2007; Морозов и др., 2003, 2005].
  • Участие в геолого-геодинамической интерпретации геофизических данных по глубинному строению внутриплитных и окраинных подвижных зон континентальной земной коры.

    На основе данных, о формационно-вещественном сложении комплексов, их тектоно-геодинамической эволюции, строении и положении в разноранговых геоструктурных элементах коры, решаются задачи экстраполяции на глубину важнейших элементов поверхностной структуры и комплексной структурно-вещественной интерпретации неоднородностей потенциальных полей [Балуев, Морозов и др., 2020; Рыбин, Морозов и др., 2020, 2021; Ермаков и др., 2014; Ребецкий и др., 2018].


Список важнейших публикаций

Заведующий лабораторией
Морозов Юрий Алексеевич Заведующий лабораторией