Введение

Мойнский пояс надвигов или Мойнская зона надвигов – линейная тектоническая структура в Шотландском нагорье, простирающаяся от озера Лох-Эриболл на северном побережье в юго-западном направлении до полуострова Слит на острове Скай. Пояс надвигов состоит из серии надвиговых разломов, ответвляющихся от самого Мойнского надвига. Топографически пояс характеризует переход от суровых, террасированных гор с крутыми склонами, образованных выветренными магматическими, осадочными и метаморфическими породами на западе, к обширному ландшафту пологих холмов, подстилаемых метаморфическими породами на востоке. Горы в пределах пояса демонстрируют сложно скрученные и разломленные слои, а ширина основной части зоны варьируется до , хотя на острове Скай она значительно больше.

Открытие

Наличие метаморфических гнейсов и сланцев, залегающих, по-видимому, стратиграфически выше осадочных пород нижнего палеозоя в Северо-Западном нагорье, было известно с начала XIX века, убедив Родерика Мёрчисона в том, что изменение является чисто метаморфическим эффектом и что верхний гнейс моложе лежащих под ним осадочных пород. Первоначально его в этой интерпретации поддержали Арчибальд Гейки и Джеймс Николь. После дальнейших полевых работ Николь изменил свое мнение и стал утверждать, что контакт у основания верхних гнейсов имеет тектоническую природу, положив начало так называемому «спору о Нагорьях». Тектоническую интерпретацию поддержали, в частности, Чарльз Лапворт, который переписывался с Альбертом Хеймом по поводу аналогичных структур в Альпах. В 1883 и 1884 годах геологи-исследователи Бен Пич и Джон Хорн были направлены в этот район директором геологической службы Арчибальдом Гейки для проведения детального картографирования. Результаты картографирования убедительно доказали Пичу и Хорну, что контакт является тектоническим, и им в конечном итоге удалось убедить Гейки, когда тот в октябре 1884 года ненадолго посетил их в поле. В ноябре того же года были опубликованы предварительные результаты Пича и Хорна, а Гейки опубликовал статью в том же номере журнала Nature, в которой ввел термин «надвиг» для обозначения этих разломов с небольшим углом наклона, хотя этот термин, вероятно, уже использовался ранее. К 1888 году термин «Мойнский надвиг» применялся к тектоническому разрыву в основании сланцев Мойн (ныне называемой Мойнской супергруппой). Признание Мойнского надвигового пояса в начале 1880-х годов стало важной вехой в истории геологии, поскольку это был один из первых обнаруженных надвиговых поясов, где стала очевидной важность крупномасштабных горизонтальных, а не вертикальных движений. Детальное картографирование Мойнского надвигового пояса геологической службой продолжалось еще два десятилетия и завершилось публикацией в 1907 году классического мемуара «Геологическое строение Северо-Западного нагорья Шотландии».

Каледонская структура

Пояс Мойн сформировался в ходе скандийской орогенной фазы Каледонского орогенеза в результате столкновения между Лаурентией и Балтикой. Это самая западная скандийская структура в Шотландии, за исключением разлома Внешних островов на Внешних Гебридах, который развит в пределах Гебридского террана. Пояс Мойн определяет границу между Гебридским терраном к северо-западу и терраном Северных нагорий к юго-востоку. Сдвиг перенес метаморфические породы более чем на 200 км через Шотландию, полностью скрыв геологию предыдущего террана. Однако небольшие окна, такие как окно Ассинта и система надвигов Глен-Ахалл, позволяют геологам оценить, какой была геология Шотландии до Каледонского орогенеза. Связь между поясом Мойн и другими структурами скандийского возраста в Скандинавии и Восточной Гренландии остается неясной из-за неопределенностей, связанных с зоной разлома Большого Глена. Этот крупный левосторонний сбросо-разломный разлом также был активен на поздних стадиях орогенеза, но продолжал смещаться в раннем девоне и, по-видимому, обрезает южный конец пояса надвигов. Общее смещение в позднем каледонском периоде вдоль разлома Большого Глена недостаточно точно определено, что затрудняет реконструкцию южной части орогенного пояса.

Привлеченные горные единицы

Стратиграфическая последовательность кровли Мойнского надвига полностью соответствует последовательности, характерной для Гебридского террейна.

Комплекс Льюиса

Комплекс Льюиса состоит главным образом из гранитных гнейсов архейского и палеопротерозойского возраста. Они являются фундаментом как для Торридонской супергруппы, так и для супергруппы Мойн Северно-Шотландской зоны, в кровле Мойнского надвига.

Торридонский

Торридонская супергруппа относится к неопротерозойскому возрасту и состоит главным образом из песчаника с максимальной сохранившейся мощностью более 8 км. Она подразделяется на три группы: Стоер, Слит и Торридон. Несогласие в основании этой единицы сильно выражено, что указывает на отложение на эродированной земной поверхности.

Нижний палеозой

Камбрийские и нижнеордовикские породы состоят из двух групп: группы Ардврек и группы Дурнесс. Группа Ардврек перекрывает угловое несоответствие на различных участках группы Торридон и локально – на Льюисианском основании. Она представлена последовательностью, состоящей преимущественно из кварцевых аренитов. Самая нижняя часть формации Эриболл, базальный кварцитовый член, часто имеет галечную основу. Вышележащий член Пайп-Рок представляет собой характерный кварцевый аренит с многочисленными белыми выветренными следами жизнедеятельности сколитосов, которые служат индикаторами деформации в областях более пластичной деформации. Две верхние части группы Ардврек формируют формацию Ант Срон, при этом доломитовый член Фукоид Бедс перекрывается кварцевыми аренитами члена Салтерелла Грит. Последующая группа Дурнесс состоит в основном из доломитов, с прослоями известняка и херта. Характерные особенности этой последовательности позволили провести детальное картирование даже в районах с относительно плохой обнаженностью и выявить повторы слоев, вызванные сбросами.

Моинская супергруппа

Супергруппа Мойн, как и Торридония, относится к неопротерозойскому возрасту и, возможно, является латеральным эквивалентом этой формации. Вблизи Мойнского надвига все породы Мойн входят в состав группы Моара, которая формирует нижнюю тектоностратиграфическую единицу Мойн.

Индивидуальные толчки

В дополнение к Sole Thrust в основании северной части структуры и Moine Thrust в верхней части пояса, развито множество других сбросо-надвиговых разломов, некоторые из которых достаточно крупные, чтобы получить название и быть картированы в региональном масштабе. Плита надвига, переносимая каждым разломом, названа по разлому, лежащему под ней, хотя также используется термин "чешуя".

Мойнский толчок

Мойнский толчок в строгом смысле является самым верхним толчком в поясе и характеризуется наибольшим смещением. Во всех случаях он надвигает породы Мойнской супергруппы на породы Гебридского террана. В отличие от других толчков, в подвешенной части (крыле) наблюдается широкая зона (до 600 м в толщину) пород Мойна, интенсивно деформированных в милонит, что свидетельствует о его образовании на значительно большей глубине в коре. Общее смещение по этой структуре оценивается в несколько десятков километров, исходя из изменения уровня коры и мощности образовавшихся милонитов. В центральной части, к югу от окна Ассинт, он становится единственной надвиговой структурой, прежде чем от него отходит Кинлохеуский толчок в южном направлении.

Односторонний тяга

Этот сброс формирует основу пояса от Эриболла до южного края окна Ассинта, где он переходит в сам Мойнский сброс. Считается, что это самая молодая структура сброса в поясе, что соответствует последовательности продвижения сбросов в сторону передовой части. По простиранию подошва главного сброса изменяется от левизианской на юге до кембрийской на севере.

Арнаболл Трюст

В районе Эриболла этот сброс надвигает гнейс Льюиса на породы Pipe Rock. Его распространение осложнено влиянием более поздних сбросов, которые как сминают, так и смещают Арнаболльский сброс. Выходы пород на склоне Бен-Арнаболла имеют особое значение, поскольку именно здесь Лапворт впервые описал сильно деформированный тип породы – милонит, а также где Гейки ввел термин "плоскость надвига".

Бен Мор Трахс

Бен-Морский надвиг является крупнейшим и наиболее протяженным из надвигов, сформировавшихся между Мойнским и Солевым надвигами в пределах окна Ассинта.

Гленкоул Трюст

Эта сбросовая зона развита в нижней части структурного пояса в Ассинтском окне.

Двигатель Kinlochewe

Кинлочевский надвиг отходит от центральной части Мойнского надвига и простирается к югу мимо Кинлочева до кульминации Ачнашеллах, где он обрывается Страткарронским разломом, ориентированным с юго-запада на северо-восток. Вероятно, первоначально он был связан с Кишорнским надвигом.

Кишорнский толчок

Кишорнский разлом простирается от Ачнашеллахского поднятия, расположенного к северу от озера Лох-Каррон, где он обрывается Страткарронским разломом. Он продолжается в юго-западном направлении до озера Кишорн, где становится подошвенным разломом. На острове Скай Кишорнский разлом также определяет основание Пояса Мойнских разломов, надвинув на предгорные кембрийские и ордовикские известняки и кварциты преимущественно торридонские песчаники. Локально, на полуострове Слет, кишорнская надвиговая пластина эродирована, образуя «окно Орд», в котором вновь обнажаются предгорные породы.

Тарскавайгский тягач

На юго-западном конце полуострова Слет, разлом Тарскавайг надвигает метаосадочные породы супергруппы Мойн на торридонские отложения подлежащего разлома Кишорн.

Продолжение на север

Когда в 1981 году группой BIRPS был получен глубокий сейсмический профиль MOIST (Moine and Outer Isles Seismic Traverse) к северу от материковой части Шотландии, была выявлена серия разломных зон с восточным падением, две из которых были интерпретированы как возможные продолжения Мойнского надвига. Наличие полуграбенов в подвесах этих разломов было истолковано как свидетельство девонской и мезозойской экстенсиональной реактивации каледонских структур надвига. Последующие глубокие профили, полученные в том же районе – линии DRUM и GRID, подтвердили эти особенности. На острове Шетланд сдвиг Wester Keolka был предложен в качестве эквивалента Мойнскому надвигу, однако более поздние результаты радиометрического датирования указывают на маловероятность этого. Связь между структурами, зафиксированными в море, и теми, что находятся на суше, остается невыясненной.

Продолжение на юго-запад

К юго-западу от острова Скай направление Мойнского надвигового пояса становится неопределённым. Считается, что он должен проходить к юго-востоку от преимущественно лейсианских островов Колл и Тири. На картах его часто показывают проходящим через пролив Иона к западу от острова Малл, хотя какие-либо признаки надвига здесь не обнаружены. Предполагается, что он обрывается в зоне Большого Гленского разлома где-то к юго-западу от Малла.

Время

Движение в поясе Мойн датировано частично по его взаимосвязи с серией магматических интрузий в окне Ассинт, а частично – результатами радиометрического датирования деформированных пород в крыльях сбросов, в подстилающей или нависающей стенках. Интрузии вблизи озера Борралан и озера Эйлш имеют схожий химический состав, обе являются разновидностями сиенита, и датированы 430±4 млн лет и 430,6±0,3 млн лет соответственно, что указывает на их примерно одновременное внедрение. Интрузия озера Эйлш выходит на поверхность в пределах толкательного листа Бен-Мор и предшествует движению по этой структуре. Интрузия Лох-Борралан залегает под Бен-Морским сбросом. Местные исследователи полагают, что интрузия пересекает Бен-Морский сброс, однако отсутствие метаморфических изменений, наблюдаемых в других местах по периферии интрузии, позволяет предположить, что этот контакт тектонический, а не интрузивный. В верхней части Борраланской интрузии обнаружены признаки деформации сиенита, пока он был еще горячим, что свидетельствует о том, что сброс начался вскоре после ее внедрения.

Геологическое наследие IUGS

В связи с тем, что она является "классическим орогенным фронтом, имеющим важное значение для современных и исторических тектонических исследований", Международный союз геологических наук (IUGS) включил "Мойнскую зону надвигов" в состав 100 "геологических памятников наследия" по всему миру, согласно списку, опубликованному в октябре 2022 года. Организация определяет геологический памятник наследия IUGS как "ключевое место с геологическими элементами и/или процессами, представляющими международный научный интерес, используемое в качестве эталона и/или внесшее существенный вклад в развитие геологических наук на протяжении истории".