СКЛАДЧАТЫЕ ПОЯСА КОНТИНЕНТОВ
Общая характеристика складчатых поясов.Крупные складчатые пояса, разделяющие и обрамляющие древние платформы с докембрийским (архей, нижний и средний протерозой) фундаментом, начали формироваться в позднем протерозое (1,0—0,85 млрд лет). Протяженность складчатых поясов составляет многие тысячи километров, ширина обычно превышает тысячу километров. Главными складчатыми поясами планеты являются следующие.
1. Тихоокеанский (Круготихоокеанский) пояс, обрамляющий впадину Тихого океана и отделяющий ее от древних платформ (кратонов): Гиперборейской на севере, Сибирской, Китайско-Корейокой, Южно-Китайской, Австралийской на западе, Антарктической на юге и Северо- и Южно-Американских на востоке. Этот пояс нередко делится на два — Западно- и Восточно-Тихоокеанские; последний именуется еще Кордильерским.
Рис. Главные складчатые пояса фанерозоя, по К. Сайферту, Л. Сиркину (1979), с изменениями: 1 — складчатые пояса (Т — Тихоокеанский, УО — Урало-Охотский, С — Средиземноморский, СА — Северо-Атлантический, А — Арктический); 2 — древние платформы (кратоны) и их фрагменты.
2. Урало-Охотский, или Урало-Монгольский, пояс, простирающийся от Баренцева и Карского до Охотского и Японского морей и отделяющий Восточно-Европейскую и Сибирскую древние платформы от Таримской и Китайско-Корейской. Имеет дугообразную форму с выпуклостью к юго-западу. Северная часть пояса простирается субмеридионально и именуется Урало-Сибирским поясом, южная простирается субширотно и называется Центральноазиатским поясом. На севере сочленяется с Северо-Атлантическим и Арктическим поясами, на востоке — с Западно-Тихоокеанским.
3. Средиземноморский пояс пересекает земной шар в широтном направлении от Карибского до Южно-Китайского моря, отделяя южную группу древних платформ, до середины юры составлявшую суперконтинент Гондвану, от северной группы: Северо-Американской, Восточно-Европейской, Таримской, Китайско-Корейской. На западе сочленяется с Восточно-Тихоокеанским (Кордильерским), на востоке — с Западно-Тихоокеанским поясами. После полного раскрытия в середине мела Атлантического океана пояс замкнулся на западе, упираясь в последний. В районе Южного Тянь-Шаня практически смыкается с Урало-Охотским поясом.
4. Северо-Атлантический пояс отделяет Северо-Американский кратон от Восточно-Европейского и на юге сочленяется со Средиземноморским поясом, а на севере — с Арктическим на западе и Урало-Охотским на востоке.
5. Арктический пояс протягивается от Таймыра до северо-восточной Гренландии вдоль современных северных окраин Азии и Северной Америки, отделяя Сибирский и Северо-Американский кратоны от Гиперборейского (Арктиды). На западе он сочленяется с Урало-Охотским поясом, на востоке — с Северо-Атлантическим. Все перечисленные складчатые пояса возникли в своей основ ной части в пределах древних океанских бассейнов или на их периферии (Тихий океан).
Со времени заложения в позднем протерозое складчатые пояса прошли сложную и длительную историю развития. Эта история включала заложение в их пределах новых глубоководных морских бассейнов с корой океанского или переходного типа, возникновение среди них вулканических и невулканических островных дуг, замыкание этих и ранее существовавших бассейнов в результате- столкновения ограничивающих их континентальных глыб или островных дуг.
В глобальном масштабе статистически намечаются определенные эпохи заложения бассейнов с океанской корой и окончания их развития с новообразованием континентальной коры — эпохи орогенеза. Главными эпохами орогенеза являлись байкальская в конце докембрия, каледонская в конце силура — начале девона, герцинская в позднем палеозое, киммерийская в конце юры — начале мела, альпийская в олигоцене — квартере.
Каледонская эпоха явилась завершающей для Северо-Атлантического складчатого пояса, герцинская — для большей части Урало-Охотского пояса, киммерийской эпохой завершилось развитие Арктического пояса. Тихоокеанский и Средиземноморский пояса сохранили свою высокую подвижность до наших дней.
Существует два главных типа складчатых поясов. Один из них составляют межконтинентальные пояса, возникшие на месте вторичных океанов, образовавшихся в свою очередь в результате деструкции среднепротерозойского суперконтинента — Пангеи 1. К этому типу принадлежат все перечисленные выше складчатые пояса, кроме тихоокеанских. Последние составляют второй тип складчатых поясов — окраинно-континентальный, образовавшийся на границе Пангеи 1 и ее фрагментов с Панталассой — предшественницей Тихого океана. Межконтинентальные пояса заканчивают свое развитие полным поглощением океанской коры и столкновением—коллизией — ограничивающих их континентов. Окраинно-континентальные пояса еще не закончили свое развитие, и кора Тихого океана продолжает субдуцироваться под эти пояса. Вот почему пояса первого типа именуются еще коллизионными, а второго типа — субдукционными.
Судьба складчатых поясов после окончания их активного развития обычно заключалась в постепенном срезании их горного рельефа и складчато-надвиговых структур денудацией и смене орогенного режима более спокойным, платформенным. В дальнейшем отдельные части поясов перекрывались осадочным чехлом и превращались в плиты молодых платформ, как это произошло с северной, западносибирской, частью Урало-Охотского пояса. Другие части пояса в новейшую эпоху испытывали повторное горообразование уже во внутриконтинентальных условиях; примеры — Урал, Тянь-Шань, Алтай и ряд других горных сооружений в Урало-Охотском поясе, горные массивы Западной и Центральной Европы.
Внутреннее строение складчатых поясов.Внутреннее строение складчатых поясов отличается большой сложностью, ибо любой такой пояс представляет собой коллаж разнородных структурных элементов — обломков континентов, островных дуг, образований ложа океанов и их окраинных морей, внутриокеанских поднятий.
Передовые (краевые) прогибы. Складчатые системы занимающие в поясе окраинное положение и пограничные с континентальными платформами, нередко отделяются от последних прогибами, получившими название передовых, или краевых. В некоторых случаях такие прогибы отсутствуют и тогда складчатое сооружение оказывается непосредственно надвинутым на десятки, иногда даже на сотни километров на платформу — Скандинавские и Гренландские каледониды, Северные Аппалачи, Урал в районах Башкирского Каратау и Полюдова кряжа. В других случаях отсутствие передового прогиба связано с поперечным поднятием фундамента прилегающей платформы. Так, Минераловодское поднятие разделяет два передовых- прогиба Большого Кавказа—Кубанский (Индоло-Кубанский) и Терский (Терско-Каспийский).
Различают два типа сочленения складчатых систем с платформами — вдоль краевых прогибов и краевых швов. Первый тип характерен для сочленения складчатых систем с плитами, а второй — со щитами.
Швы, в отличие от прогибов, представляют фронтальные зоны пологих надвигов — шарьяжей
Прогибы на начальной стадии формирования могут представлять собой относительно глубоководные бассейны с дефицитным глинистым или глинисто-кремнистым осадконакоплением. В соответствующих климатических условиях далее начинается накопление эвапоритов, в том числе каменной и даже калийных солей или угленосных толщ. С усилением роста смежного складчатого горного сооружения прогибы начинают заполняться молассами, но, как показывает, в частности, пример Предкавказья, существенную роль может сыграть и принос обломочного материала с испытывающей осушение платформы.
Погружение передовых прогибов резко усиливается с началом непосредственного надвигания на них тектонических покровов. В дальнейшем процесс надвигания охватывает и внутренние крылья самих передовых прогибов, обусловливая в конечном счете их асимметричную форму с контрастом между интенсивно деформированным внутренним и обычно относительно пологим и просто построенным внешним крыльями.
Внешние зоны периферических складчатых систем.В отличие от внутренних зон эти зоны однообразны по развитию и строению. Характерной чертой внешних зон является их расположение на той же континентальной коре, что и кора (фундамент) прилегающей платформы. Фундамент платформы погружается под осадочный комплекс внешних зон. Этот осадочный комплекс, отвечающий образованиям внешнего шельфа и континентального склона, обычно оказывается сорванным с фундамента и перемещенным на значительное расстояние — многих десятков, даже более сотни километров — в сторону платформы. При этом он приобретает характерную моновергентную чешуйчато- надвиговую структуру с отдельными более крупными шарьяжами. По мере приближения к платформе поверхность надвигания не редко смещается на более верхние уровни, совпадающие с высокопластичными пачками глин или эвапоритов. Иногда близ поверхности надвиги не проявляются и мы наблюдаем лишь асимметричные антиклинали, но на глубине крутые крылья последних оказываются срезанными надвигами.
Внутренние зоны орогенов. Приводимая ниже характеристика относится как к внутренним зонам периферических систем складчатых поясов, так и целиком к более внутренним системам этих поясов. Как подчеркивалось выше, их строение отличается очень большой разнородностью и разнообразием. Наиболее характернынг элемент — офиолитовые покровы. Они могут располагаться либо-на осадочных образованиях внутреннего края внешних зон, либо непосредственно на их кристаллическом фундаменте, что может являться следствием обдукции океанской коры.
В составе внутренних зон значительную роль может играть складчатое осадочно-пирокластическое выполнение преддуговых, междуговых и тыльно-дуговых прогибов, также нередко испытавшее шарьирование. Встречаются фрагменты рифовых построек, венчавших отмирающие вулканические дуги.
Существенные изменения в развитии и структуре складчатых поясов происходят вдоль их простирания. Меняются их ширина, внутреннее устройство, в частности распределение микроконтинентов и складчатых систем, интенсивность и морфология складчатости, амплитуда надвигов и шарьяжей, степень развития гранитоидного плутонизма, проявления метаморфизма, что в свою очередь не может не отражаться на металллогенических особенностях. Эти изменения, как правило, происходят скачкоообразно, вдоль поперечных разломов, которые на доорогенном этапе развития пояса играли роль трансформных.
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ПЛАТФОРМЫ
Континентальные платформы (кратоны) представляют собой как бы ядра материков и занимают большие части их площади — порядка миллионов квадратных километров. Они слагаются типичной континентальной корой мощностью 35—45 км.
Значительные площади в пределах платформ покрыты неметаморфизованным осадочным чехлом толщиной до 3—5 км и в наиболее глубоких прогибах и впадинах до 10—12 и даже, в исключительных случаях (Прикаспийская впадина), до 20—25 км. На участках, не покрытых чехлом, на поверхность выступает фундамент платформы, сложенный в различной степени метаморфизованными, а также интрузивио-магмати-ческими породами, среди которых ведущая роль принадлежит гранитам. Платформы обычно характеризуются равнинным рельефом, то низменным, то плоскогорным. Некоторые их части могут быть покрыты мелким, эпиконтинентальным морем типа современных Балтийского, Белого, Азовского. Их характеризует также низкая скорость современных вертикальных движений, слабая сейсмичность, отсутствие или редкое проявление вулканической деятельности, пониженный по сравнению со среднеземным тепловой поток. В общем, платформы — это наиболее устойчивые и спокойные части континентов.
Наиболее типичными являются древние платформы, т. е. платформы с докембрийским, в основном раннедокембрийским, фундаментом, составляющие древнейшие и центральные части материков и занимающие около 40% их площади; термин «кратон» обычно применяют только к ним. Древние платформы имеют полигональные очертания и отделены от смежных складчато-надвиговых сооружений орогенов их передовыми прогибами, наложенными на опущенные края этих платформ, либо непосредственно тектонически перекрыты их надвинутыми периферическими зонами.
Молодые платформы занимают значительно меньшую площадь в структуре материков (около 5%) и располагаются либо по их периферии, либо между древними платформами. Фундамент молодых платформ слагается в основном фанерозойскими осадочно-вулканическими породами, испытавшими слабый (зеленосланцевая фация) или даже только начальный метаморфизм. Граниты и другие интрузивные образования играют подчиненную роль в составе этого фундамента, который в отличие от фундамента древних платформ именуется не кристаллическим, а складчатым; от чехла он отличается не столько метаморфизмом, сколько высокой дислоцированностью.
Осадочные чехлы молодых платформ отличаются от чехлов древних платформ повышенной дислоцированностью и более высокой степенью унаследованности дислокаций от внутренней структуры фундамента. На древних платформах наследуются в основном разломы, а на молодых — часто также складки, воспроизводимые в чехле в ослабленных зонах.
Как уже указывалось, главная роль в сложении фундамента древних платформ принадлежит архейским и нижнепротерозойским образованиям. Изучение этого фундамента в пределах обнажений щитов и по данным бурения и геофизики под чехлом плит показало, что он, как правило, имеет крупноблоковое строение.
Платформы подразделяются прежде всего на крупные площади выходов на поверхность фундамента — щиты и на не менее крупные площади, покрытые чехлом, — плиты. Щиты занимают территорию с поперечником, нередко превосходящим тысячу километров. На протяжении своей истории они обнаруживают устойчивую тенденцию к поднятию и денудации, хотя временами ненадолго покрывались, полностью или частично, мелким морем. Менее крупные и более длительное время затоплявшиеся морем выступы фундамента обычно именуются массивами, например Анабарский массив Сибирской платформы. Щиты легко выделяются в платформах северного ряда, где они со всех сторон окружены чехлом, но значительно труднее в платформах южного ряда, особенно Африканской и Индостанской, на большей части площади которых фундамент обнажается на поверхности, а чехол, напротив, распространен более ограниченно, в пределах замкнутых впадин. Как отмечалось выше, молодые платформы целиком иля почти целиком представляют собой плиты, а щиты или массивы здесь встречаются в виде исключения. Таким образом, плиты — преобладающий элемент строения большей части древних и особенно молодых платформ, покрытый осадочным или осадочно-вулканогенным чехлом изменчивой мощности.
В пределах плит различают структурные элементы подчиненного (второго) порядка: антеклизы, синеклизы и авлакогены; последние могут осложнять строение и щитов. Антеклизы представляют собой крупные и пологие погребенные поднятия фундамента, в сотни километров в поперечнике. Глубина залегания фундамента и соответственно мощность чехла в их сводовых частях не превышает 1—2 км; разрез чехла обычно изобилует перерывами и сложен сугубо мелководными или континентальными отложениями. Иногда в центре антеклизы имеются относительно небольшие выходы фундамента. В некоторых случаях антеклизы являются как бы многовершинными; эти вершины именуются сводами, например Татарский и Токмовский своды Волго-Уральской антеклизы. Антеклизы встречаются и на молодых плитах, например Каракумская антеклиза Туранской плиты.
Синеклизы — крупные, пологие, почти плоские впадины фундамента с глубиной залегания фундамента до 3—5 км и относительно более полным и глубоководным («мористым») разрезом осадочного чехла. Следует иметь в виду, что антеклизы и синеклизы — очень пологие структурные формы: угол наклона слоев обычно составляет менее 1° и не может быть замерен горным компасом в обнажениях, поэтому эти структуры устанавливаются по смене выходов более древних и более молодых отложений на геологических картах и по данным бурения и сейсморазведки. Синеклизы наблюдаются не только в пределах плит, но иногда и в пределах щитов (например, синеклиза Гудзонова залива на Канадском щите); на гондванских платформах они представляют изолированные впадины, окруженные выходами фундамента (синеклизы Конго, Таудени в Африке, Амазонская в Южной Америке и др.). На платформах северного ряда синеклизы обычно граничат либо с антеклизами, либо со щитами.
Весьма примечательным типом крупных отрицательных структур платформ являются авлакогены, впервые выделенные в 1960 г. Н. С. Шатским и впоследствии оказавшиеся широко распространенными практически на всех платформах. Авлакогены — это четко линейные грабен-прогибы, протягивающиеся на многие сотни километров при ширине в десятки, иногда более сотни километров, ограниченные разломами (сбросами) и выполненные мощными толщами осадков, а нередко и вулканитов, среди которых особенно характерны базальты повышенной щелочности и родственные им породы. Глубина залегания фундамента нередко достигает 10—12 км, а консолидированная кора и литосфера в целом часто утонены, что сопровождается подъемом разуплотненной мантии (астеносферы). Такое глубинное строение характерно для континентальных рифтов: их древней и погребенной разновидностью — палеорифтами — авлакогены и являются. Присутствие их в структуре платформ обнаруживается лишь бурением и (или) сейсморазведкой. В более поверхностной структуре авлакогены могут быть выражены двояко: либо развитыми над ними синеклизами, либо зонами складчатости чехла.
В авлакогенах и глубоких синеклизах с мощными соленосными толщами широко распространены соляные диапиры — купола и валы (Днепровско-Донецкий авлакоген, Прикаспийская, Среднеевропейская, Мексиканская синеклизы и др.). В верхней части осадочного чехла достаточно часто встречаются складки экзогенного происхождения — уплотнения (над рифами, песчаными линзами); выпирания (в речных долинах), гляциодислокации и др.
ОБЛАСТИ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ОРОГЕНЕЗА
Помимо орогенов — складчато-покровных горных сооружений, возникших в пределах основных подвижных поясов Земли, в зонах конвергенции главных литосферных плит, — существует значительное число горных сооружений, образованных в большем или меньшем удалении от этих зон, в пределах внутренних континентальных частей литосферных плит, т. е. во внутриплитной обстановке. Эти горные сооружения образуются без предварительной «геосинклинальной подготовки» в областях, которые перед тем более или менее длительное время развиваются в спокойном платформенном тектоническом режиме на зрелой континентальной коре и соответственно не характеризуются мощным морским осадконакоплением и подводным и островодужным вулканизмом. Их нередко в связи с этим именуют вторичными, а сам процесс начала их образования после относительного тектонического покоя называют гектонической активизацией
Наиболее крупным в мире и типичным поясом внутриконтинентального орогенеза является Центральноазиатский пояс. Он включает горные сооружения Гиндукуша, Тянь-Шаня, Памира. Кунь-луня, Наньшаня, Циньлина, Алтая, Саян, Прибайкалья, Забайкалья, Станового хребта. Многие из них не только не уступают по своим размерам и высоте молодым, первичным орогенам Альп, Кавказа и других, но их превосходят. Центральноазиатский пояс непосредственно примыкает с севера к Альпийско-Гималайскому поясу первичных орогенов и начал формироваться одновременно, а частично непосредственно вслед за ним, что указывает на общую причину их образования, равно как и то обстоятельство, что внутренняя структура Центральноазиатского пояса свидетельствует о происхождении в условиях горизонтального сжатия, орентированного в меридиональном направлении.
Такую общую причину большинство современных исследователей усматривают в столкновении (коллизии) Индостанской и Евразийской континентальных плит, начавшемся в позднем эоцене, около 50 млн лет назад. Однако конкретный механизм вызванного этим процессом континентального горообразования остается дискуссионным. Большинство ученых все же считает, что такие пояса расположены в зоне межплитного торошения, связанного с конвергенцией крупных континентальных плит, движущихся навстречу друг другу с разных направлений.
О том, что образование таких поясов связано с коллизией, свидетельствует параллельность их простирания основным складчатым поясам и совпадение времени их образования с главной эпохой деформаций последних.
По степени и характеру проявления сопутствующей магматической деятельности внутриконтинентальные орогены достаточно разнообразны. Некоторые из них практически амагматичны; таковы, например, Тяль-Шань, Алтай. В других внутриконтинентальных оро-генах мы находим более или менее обильные проявления базальтового или щелочно-базальтового вулканизма, иногда с более кислыми дериватами. Таким вулканизмом характеризуются Восточный Саян, Прибайкалье, Монголия в Центральноазиатском поясе, Центральный Французский и Богемский массивы в Западной и Центральной Европе, массивы Ахаггар и Тибести и некоторые другие в Северной Африке. Еще больший интерес представляет интрузивный, гранитоидный магматизм, распространенный в особенности в области мезозойского вторичного орогенеза Восточной Азии, от Станового хребта и Алданского щита на севере до Индокитая на юге.