Роль тектоники в формировании латеритной коры выветривания Республики Гвинея

Республика Гвинея в последние го­ды доби­лась зна­чи­тель­но­го про­грес­са в соз­да­нии ба­зовой инфраструктуры [3]. Эти достижения зна­менуют собой динамику современного развития Гви­ни. Основанием сооружений в боль­шинстве случаев служит латеритная кора вы­вет­ривания (ЛКВ).

В данной работе на основании естественно-исторического подхода формирования инженерно-геологических структур оценивается роль геодинамики в формировании ЛКВ Гвинеи.

Среди всех континентов наибольшие площади ЛКВ расположены в Экваториальной Африке. Леоно-Либерийский — один из самых крупных эократон является основной тектонической структурой Гвинеи, Сьерра-Леоне, Кот-д’Ивуара, Ганы. ЛКВ мощностью 100 м и более покрывают обширные плато и пенеплены [4][7][9][10].

Большая роль в формировании ЛКВ, ранее не замечавшаяся, принадлежит геодинамике: спредингу Африканской и Южно-Американской плит и развитию Срединно-Атлантического рифта (рис. 1). Центральная Атлантика представляет собой один из ключевых объектов для понимания тектонических процессов и формирования структур Экваториальной Африки. Исходя из кинематики движения плит, начальный этап раскрытия экваториальной области проходил не в широтном, а в меридиональном направлении и реализовался в виде правосторонних сдвиговых деформаций с растяжением, что подчеркивает сложная форма границы раскола Африки — Южной Америки в районе Гвинейского залива [6].

В сложно построенном Экваториальном сегменте рифтовой системы выделяются зоны резкого сгущения поперечных разломов, смещающих рифтовую зону на восток — рифт Сьера-Леоне (рис. 2).

Детальное изучение рифта Сьерра-Леоне с помощью многолучевого эхолота SIМRAD 12S, непрерывного сейсмопрофилирования и драгирования выполнялось в ходе проведения 22-го рейса НИС «Академик Николай Страхов» в Центральную Атлантику (тектонические структуры, магматизм и глубинное строение океанского и морского дна, 2000 г.) совместно с сотрудниками Института морской геологии Италии под научным руководством академика Ю.М. Пущаровского [5]. Исследования в районе разлома Сьерра-Леоне выявили сложную картину формирования Экваториального сегмента Срединно-Атлантического хребта (САХ) [5]. Структура характеризуется весьма неоднородным строением и сложной геодинамикой. Рифт Сьерра-Леоне имеет сложную форму с многочисленными изгибами, дно современной рифтовой долины — плоское, сложенное потоками свежих подушечных базальтов, высота борта желоба достигает 1800–2800 м, обнаружены признаки широко распространенной гидротермальной активности. Сложное сочетание разновременных и разнонаправленных полей напряжений сопровождается образованием многочисленных зон растяжения. Субширотные линии — трансформ­ные разломы, разделяют тектономагматические провинции (рис. 2А): I — Южно-Атлантическая; II — Романш; III — Сьера-Леонe; IV — Вима; V — Центрально-Атлантическая.

Развитие структуры континентальных окраин объясняется не только движением по системе нормальных сбросов, параллельных границе «океан — континент», т. е. параллельных оси древнего рифта, но также наличием поперечных разрывов, которые отделяют друг от друга блоки земной коры.

С формированием и эволюцией структур Атлан­ти­чес­кого океана связано формирование и эволю­ция тек­тонического строения континентальной час­ти Аф­рики, формирование геоло­гического строе­ния, рель­ефа, геоморфологические условия Гвинеи.

На рисунке 3 приведены глобальные тектонические воздействия экваториального сегмента Срединно-Атлантического хребта (САХ), которые оказывают влияние на Леоно-Либерийский щит.

В конце палеозоя — мезозое Западная Африка испытала мощную тектономагматическую активизацию в связи с распадом Гондванского континента и раскрытием Атлантики [4]. На суше эта активизация выразилась образованием системы трансформных глубинных разломов и многочисленных оперяющих нарушений, внедрением по ним многочисленных трапповых интрузий и кимберлитов (рис. 4).

Дискретность массива создавали не только крупные тектонические разрывы (рис. 4), но и сопряженные с ними зоны трещиноватости [1][8]: а) оперения разломов; б) веерообразной трещиноватости расщепления разлома; в) системы мелких крутопадающих трещин дробления; г) системы трещин растяжения и дробления, развивающиеся в куполовидных частях антиклинальных структур и др. Сдвиговые перемещения по трансформным разломам не затухают, а преобразуются в другие формы тектонических движений.

Медленные вздымания Леоно-Либерийского щита благоприятствовали раскрытию старых и возникновению новых трещин. На протяжении длительной истории развития они неоднократно подновлялись. Дискретность массива (рис. 5), высокая его проницаемость, огромная удельная поверхность и способствовала проникновению атмосферных осадков на большую глубину.

Дифференцированные разнонаправленные блоковые перемещения в массиве более предопределяли формирование поверхности выравнивания, отмечаемые на абс. отм. 225–275, 350–375, 450–550, 600–800 м (табл.), создав ярусность строения рельефа. Перманентные положительные движения, денудация и выветривание сформировали коры выветривания мощностью от 30 до 150 м, перекрывающие пенеплены или погребённые в опущенных частях под более молодыми: аллювиальными (в долинах рек) и морскими отложениями на побережье (табл.).

Классификация инженерно-геологической латеритной формации КВ с учетом субстрата, условиями залегания, возраста и мощностью ЛКВ (табл.) представлена на рисунке 6.

Согласно критериям выделения формации при ин­женерно-геологических исследованиях, предложенным Г.К. Бондариком [2], «Фор­мация — это геологическое тело, сформировавшееся в определенных тектонических и палеогеографических условиях, пережившее определенную историю геологического развития и представляющее собой парагенетически связанные стратиграфо-генетические комплексы отложений».

Авторы предлагают следующую формулировку: «Инженерно-геологическая латеритная формация коры выветривания экваториальных стран (Леоно-Либерийский щит) — это геологическое тело, гипергенно-эндогенного происхождения, а) сформировавшееся в условиях континентальных окраин (спрединге Африканской и Южно-Американской плит); б) с активной геодинамикой, создавшей дискретности массива; в) в условиях экваториального климата, сохраняющегося в течение длительного геологического периода (К-Q); г) характеризующееся инженерно-геологической зональностью вертикального строения; д) закономерной изменчивостью минерального и гранулометрического состава, структурно-текстурных связей, физико-механических свой­ств в вертикальном профиле ЛКВ».

Заключение

1. Бокситоносная кора выветривания является инженерно-геологической формацией, пережившей сложную историю геологического развития, сформировавшейся в определенных тектонических и палеогеографических условиях в течение длительного периода формирования (с мезозоя до настоящего времени) в условиях тропического климата.
2. КВ Гвинеи является продуктом эндогенного и экзогенного происхождения. Важная роль в формировании инженерно-геологической латеритной формации КВ Леоно-­Либерийского кристаллического массива принадлежит геодинамике: спредингу Африканской и Южно-Американской плит. Существенное влияние на распространение, структуру и условия залегания ЛКВ оказали тектонические движения, связанные с формированием Сьера-Леонского рифта.
3. Геотектоника привела к дискретности Леоно-Либерийского массива, испещренного крупными, в том числе трансформными, разломами, дифференцированным разнонаправленным блоковым перемещением, создала высокую проницаемость массива, огромную удельную поверхность взаимодействия с агентами выветривания, способствовала формированию площадных и линейных кор выветривания.
4. При инженерно-геологической оценке тер­ритории Гвинеи значимым компонентом инженерно-геологических условий являются латеритная формация, состав субстрата, условий залегания, возраста, поверхности выравнивания и мощности.