Лекция 10 Подвижные (геосинклинальные) пояса и образование континентальной земной коры
С понятием «активные окраины» тесно связано понятие «подвижные (геосинклинальные) пояса». Еще в середине XIX столетия было подмечено, что осадочные толщи, слагающие складчатые пояса, в несколько раз превышают мощность одновозрастных им отложений на платформе. Например, отложения девона на Восточно-Европейской платформе составляют 300 м, а в Уральских горах – 3 км. Было также обнаружено, что в составе осадочных толщ складчатых сооружений континентальные осадки практически отсутствуют, а наряду с мелководно-морскими осадками, развитыми в основном на их периферии, присутствуют глубоководные отложения, не обнаруженные на платформах. Так возникло предположение, что складчатые горные сооружения образуются на месте глубоких и обширных прогибов, заполненных мощными толщами морских осадков, которые испытывают складчатость и превращаются в горные сооружения. Американский геолог Дж. Дэн назвал эти прогибы геосинклиналями за их синклинальную форму и планетарный масштаб. В настоящее время термин «геосинклиналь» утратил свой первоначальный смысл и приобрел более глубокое содержание.
Долгое время оставался спорным вопрос: где находятся современные геосинклинали? Мнения по этому вопросу разделились. Американские геологи, опираясь на примеры Аппалачей – прототипа геосинклиналей – и Кордильер, усматривали такие аналоги в окраинах континентов – пассивных окраинах атлантического типа, как их теперь определяют. Часть европейских геологов видела современные аналоги геосинклиналей в океанах, в частности в Атлантическом с его тогда уже известным срединным хребтом, основываясь на распространении в геосинклиналях глубоководных осадков. Другая часть европейских геологов обратила внимание на Индонезию и Антильско-Карибский регион, оказавшись ближе всех к истине.
На сегодняшний день установлено, что ближайшими аналогами геосинклиналей (подвижных участков) прошлого являются активные окраины континентов и морские межконтинентальные пространства (Средиземное море, Карибское море, моря Индонезийского архипелага), включающие элементы пассивных окраин, окраинные глубоководные моря, островные дуги, глубоководные желоба и микроконтиненты (срединные массивы).
В зависимости от размеров (протяженности) подвижные участки делятся на пояса, области и системы.
Подвижные (геосинклинальные) пояса
Подвижный (геосинклинальный) пояс – это подвижный участок глобального масштаба, возникающий на конвергентных границах литосферных плит (океанической и континентальной, двух океанических или двух континентальны) на коре океанического типа и на утоненной континентальной коре, длительно служащие местами вулканизма и осадконакопления и превращающиеся в итоге своего развития в складчатые горные сооружения с мощной новообразованной или регенерированной континентальной корой. Подвижный (геосинклинальный) пояс является высшей таксономической единицей: его протяженность измеряется десятками тысяч километрами, а ширина составляет до 2 – 3 тыс. км.
В истории развития Земли известны 5 подвижных (геосинклинальных) поясов: Тихоокеанский (иногда подразделяемый на западно-Тихоокеанский и Восточно-Тихоокеанский, или Кордильерский), Средиземноморский, Северо-Атлантический, Урало-Охотский (Урало-Монгольский) и Арктический.
Тихоокеанский пояс обрамляет впадину Тихого океана и отделяет ее от древних платформ (кратонов): Гиперборейской на севере, Сибирской, Китайско-Корейской, Южно-Китайской, Австралийской на западе, Антарктической на юге и Северо- и Южно-Американских на востоке.
Урало-Охотский (Урало-Монгольский) пояс простирается от Баренцева и Карского до Охотского и Японского морей и отделяет Восточно-Европейскую и Сибирскую древние платформы от Таримской и Китайско-Корейской. На севере сочленяется с Северо-Атлантическим и Арктическим поясами, на востоке - с Западно-Тихоокеанским.
Средиземноморский пояс пересекает Землю 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, на востоке – с Западно-Тихоокеанским поясами.
Северо-Атлантический пояс отделяет Северо-Американский кратон от Восточно-Европейского и на юге сочленяется со Средиземноморским поясом, на севере – с Арктическим на западе и Урало-Охотским на востоке.
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 пояса возникли в интервале 1,3 – 0,85 млрд лет назад (во второй половине позднего протерозоя) в переходных зонах между древними океанами и древними платформами в ходе распада единого суперматерика Мегагеи (Пангеи I). До этого времени можно говорить лишь о существовании отдельных геосинклиналей, которым предшествовали протогеосинклинали, а еще раньше – зеленокаменные пояса. Три подвижных (геосинклинальных) пояса (Северо-Атлантический, Урало-Охотский и Арктический) завершили свое развитие в конце палеозоя-начале мезозоя, Средиземноморский и Тихоокеанский частично продолжают свое развитие и сегодня.
Выделяют два типа подвижных (геосинклинальных) поясов: межконтинентальные и окраинно-континентальные.
Межконтинентальные подвижные (геосинклинальные) пояса возникли по периферии вторичных океанов, образовавшихся в свою очередь при рифтогенной деструкции среднепротерозойского суперконтинента – Пангеи I. К этому типу относятся Средиземноморский (океан Тетис), Урало-Охотский (Палеоазиатский океан), Северо-Атлантический (океан Япетус), Арктический (Бореальный океан) подвижные (геосинклинальные) пояса, а также Антильско-Карибская и Индонезийская области. Межконтинентальные пояса заканчивают свое развитие полным поглощением океанической коры и столкновением (коллизией) ограничивающих их континентов.
Окраинно-континентальные геосинклинальные пояса возникли на границе суперконтинента Пангеи I и океана Панталассы, предшественницы Тихого океана. К этому типу относится Тихоокеанский геосинклинальный пояс, развитие которого не закончилось и кора Тихого океана продолжает субдуцироваться.
Подвижные (геосинклинальные) пояса подразделяются на подвижные (геосинклинальные) области – крупные участки подвижных (геосинклинальных) поясов длиной более 1000 км и шириной более 600 км, разделенные поперечными глубинными разломами и отличающиеся друг от друга особенностями строения и развития. Например, Урало-Охотский пояс делится на области: Тимано-Печорская, Байкало-Енисейская, Урало-Южно-Тянь-Шаньская, Казахстано-Северо-Тянь-Шаньская, Казахстано-Монгольская, Алтае-Саянская.
Подвижные (геосинклинальные) области в свою очередь делятся на подвижные (геосинклинальные) системы – линейно вытянутые структуры длиной более тысячи (нередко – Урал, Аппалачи, до 3000 км) при ширине от 200 до 500 – 600 км, разделенные между собой участками древней континентальной коры – микроконтинентами, или срединными массивами. Например, Уральская, Грампианская и др. Геосинклинальные системы располагаются либо между платформой и срединным массивом, либо между двумя срединными массивами.
Срединные массивы представляют собой обломки той континентальной платформы, за счет раздробления которой возникла данная геосинклинальная область. Фундамент большинства срединных массивов имеет раннедокембрийский возраст. Однако этот возраст нередко замаскирован позднейшей переработкой, особенно в связи с интенсивным проявлением в пределах срединных массивов гранитизации, одновременной с гранитоидным плутонизмом смежных геосинклинальных областей. Форма срединных массивов обычно угловато-изометричная при ширине порядка нескольких сотен километров (реже более 1000 км). Крупные срединные массивы отличаются наибольшей устойчивостью и приближаются к настоящим платформам (Таримский, Индосинийский). Мелкие срединные массивы (менее 100 км) именуют древними глыбами.
В поперечном строении подвижных (геосинклинальных) систем выделяют два принципиально разных участка: эвгеосинклиналь и миогеосинклиналь.
Эвгеосинклиналь («вполне геосинклиналь») – это внутренняя (по отношению к океану) зона, которая развивается в основном на океанической коре. В современных геосинклиналях этой зоне (эвгеосинклинали) соответствуют глубоководные желоба, островные дуги и глубоководные котловины окраинных морей. Для них характерны активный магматизм (эффузивный и интрузивный) преимущественно основного состава и метаморфизм, формирование осадочно-вулканогенных формаций. Эвгеосинклинали первыми вовлекаются в складчато-надвиговые деформации.
Миогеосинклиналь («несовсем геосинклиналь») – это внешняя зона, которая развивается на континентальной (или слабо переработанной) коре и представляет собой подводные окраины древних континентальных платформ. В современных геосинклиналях этой зоне (миогеосинклинали) соответствуют шельф и континентальный склон. Для них характерны амагматичность и формирование мощных (до 15 км) осадочных (терригенных и карбонатных) формаций, близких к платформенным. Миогеосинклинали позднее вовлекаются в складчато-надвиговые деформации, которые интенсивно проявляются в осадочном чехле, не затрагивая при этом фундамент.
Деление на мио- и эвгеосинклинали для некоторых систем четко выражено (Урал (Западный склон – мио-, восточный – эвгеосинклиналь), Аппалачи, Североамериканские Кордильеры (Скалистые горы Канады и Западные Скалистые горы США – миогеосинклиналь, Центральные и Западные Кордильеры – эвгеосинклиналь), для других практически незаметно (Карпаты, Верхояно-Колымская система и др.).