40 Магматизм плитного этапа развития платформ

Плитная стадия прерывается и завершается фазами тектоно-магматической активизации. Для большинства гондванских платформ такая фаза наступила в конце карбона - начале перми и продолжалась до раннего мела включительно. На северных Сибирской и Восточно-Европейской платформах фаза активизации отмечается в среднем-позднем девоне, а на Североамериканской - в позднем палеозое.

Во всех случаях активизация проявилась, во-первых, в образовании рифтов - поздних авлакогенов (при этом в большинстве случаев на северных платформах были возрождены ранние, рифейские авлакогены), во-вторых, в возобновлении магматической деятельности. Именно в фазу активизации образуются очень характерные для платформ магматические формации: трапповая ассоциация, щелочно-базальтовая ассоциация, кимберлитовая формация, щелочно-ультраосновная и габбро-гранитовая формации.

Трапповая ассоциация состоит из двух трапповых формаций - эффузивной и интрузивной. Она слагает обширные поля площадью нередко более 1 млн. км², например, траппы Тунгусской синеклизы Сибир­ской платформы (Р₂-Т₁), раннемеловые траппы Паранской синеклизы Южноамериканской платформы, раннепалеогеновые траппы Деканской синеклизы Индостана и др.

Эффузивные траппы представлены протяженными покровами толеитовых базальтов, которые называются платобазальтами. Встречаются также ультраосновные (пикриты) и субщелочные разности. Суммарная мощность трапповых вулканитов может достигать нескольких километров (3700 м в Норильском районе Тунгусской синеклизы). Извержения относятся к трещинному (линейному) типу и представлены отдельными вулканическими центрами вдоль зон разломов.

Интрузивные траппы представлены дайками и силлами габбро-долеритов. Мощность силлов достигает 200-300 м. Особое место на Сибирской платформе занимают дифференцированные интрузии (лополиты) норильского типа. Это расслоенные тела, состав которых изменяется снизу вверх от троктолитов и оливиновых габбро до обычных габбро и габбро-диоритов. С более основными разностями расслоенных лополитов связаны месторождения медно-никелевых руд.

Щелочно-базальтовая ассоциация также состоит из двух формаций: эффузивной и интрузивной. Эффузивная щелочно-базальтовая формация называется также трахибазальтовой и представлена трахибазальтами с широкой гаммой дифференциатов. Ин­трузивная формация называется щелочно-основной и сложена породами, которые образуют непрерывный габбро-монцонит-сиенитовый ряд, т.е. дифференцированный ряд от основных пород (габбро) через переходные габбро-сиениты (монцониты) до щелочных пород (сиениты). Они образуют небольшие тела в форме лополитов или вложенных друг в друга воронок многофазного строения. При этом породы ранней фазы имеют основной состав и дифференцированы от перидотитов через габбро до анортозитов, а поздние фазы имеют щелочной состав и представлены монцонитами (габбро-сиенитами), сиенитами и субщелочными габброидами. С породами щелочно-основной формации связаны месторождения апатит-магнетитовых руд, тантала, ниобия, полиметаллов.

Во времени магматизм щелочно-базальтовой ассоциации пред­шествует и следует за трапповой. Это указывает на образование трапповой ассоциации в эпохи кульминации тектономагматической активности, когда кровля астеносферы занимает более высокое положение, чем в эпохи щелочно-базальтового магматизма. В пространстве щелочно-базальтовая ассоциация распространена на участках повышенного залегания фундамента платформ и встречается в пределах положительных структур - щитов, антеклиз и на их склонах. Трапповая же ассоциация заполняет отрицательные структуры - синеклизы, вулкано-тектоничес-кие депрессии, структуры проседания.

Кимберлитовая формация родственна щелочно-базальтовой и встречается в виде трубок и даек вдоль разломов и, особенно, в узлах их пересечения. Основные районы развития кимберлитового магматизма сосредоточены на древних платформах - Африканской и Сибирской. Около 1-2 % кимберлитовых трубок и даек являются промышленными месторождениями алмазов.

Щелочно-ультраосновная формация представлена ультраосновными и нефелинсодержащими породами якупирангит-ийолит-уртитового состава. Они образуют непрерывный ряд от пород, состоящих почти целиком из щелочных пироксенов (щелочные пироксениты – якупирангиты), через породы с примерно одинаковым количеством щелочных пироксенов и нефелина (ийолиты) до щелочных пород, состоящих почти целиком из нефелина (уртиты и нефелинолиты).

Формация слагает очень характерные многофазные тела изомет-ричной в плане формы, которые имеют зонально-кольцевое строение. Ядра этих массивов образованы ультраосновными породами, а кольцевые зоны - щелочно-ультраосновными и щелочными породами, иногда карбонатитами. Такие тела называются интрузивами центрального типа или кольцевыми плутонами. Распространены они обычно на окраинах платформ и приурочены к глубинным разломам. Классическим примером области щелочно-ультраосновного и щелочно-основного магматизма яв­ляется Маймеча-Котуйская провинция в восточной части Тунгусской синеклизы, связанная с Маймеча-Котуйским разломом; здесь располагается крупнейший в мире Гулинский плутон площадью 1600 км². Кольцевые плутоны распространены также на Балтийском щите; к ним относятся классические Хибинский и Ловозерский плутоны, которые в поперечном сечении имеют форму вложенных одна в другую воронок. С породами щелочно-ультраосновной формации связаны месторождения апатит-нефели-новых, магнетитовых руд, тантала, ниобия, урана и тория. Габбро-гранитовая формация обычно представлена дифференцированными (расслоенными) телами: лополитами, лакколитами, силлами, воронками, линейными дайками, которые сложены двумя интрузивными комплексами. Ранний комплекс имеет ультраосновной и основной состав (дуниты, перидотиты, пироксениты, габбро, габбро-нориты, нориты), а поздний комплекс – умеренно-кислый и кислый состав (кварцевые диориты, плагиограниты, граниты). Примерами таких тел являются лополиты Бушвельд (Африка), Седбери (Канада), Стилуотер (США), Мончегорский (Кольский полуостров), Великая Африканская Дайка, которая представляет собой линейно вытянутый лополит длиной 560 км и шириной 6-7 км. С расслоенными комплексами связаны месторождения хромита (в зоне ультраосновных пород), медно-никелевых руд и платины (в низах габбровой зоны), титано-магнетита и ванадия (в верхах габбровой зоны), олова, вольфрама и полиметаллов (в гранитовой зоне).

38 ФОРМАЦИИ, МАГМАТИЗМ И СТРУКТУРЫ ДОПЛИТНОГО КОМПЛЕКСА

Доплитный комплекс развит на древних и молодых платформах. На древних платформах он имеет рифейский и вендский возраст, например, рифейско-вендский доплитный комплекс Восточно-Европейской платформы. На молодых платформах его возраст палеозойский или мезозойский (триас-ранняя юра), например, эпигерцинский триас-раннеюрский доплитный комплекс Восточного Предуралья и Тургайского прогиба.

Доплитный комплекс развит неповсеместно, главным образом, на плитах, в меньшей степени - на щитах. На древних платформ он переходит по латерали в одновозрастные отложения геосинклинальных областей. Мощность доплитного комплекса может достигать 10 км и более.

Доплитный комплекс представлен разнообразными континентальными и морскими отложениями, которые образуют следующий формационный ряд. Разрез начинается с вулканогенно-терригенной формации (песчаники, алевролиты, аргиллиты), накопление которых сопровождается трапповым вулканизмом и излиянием лав сначала щелочно-базальтового, а затем толеит-базальтового состава. Выше накапливаются мощные (до 2 км) залежи солей эвапоритовой формации, которые содержат прослои базальтов. Эвапориты перекрываются угленосной и терригенной морской формациями, которые представлены мощной толщей песчаников, алевролитов и аргиллитов с прослоями известняков и пластами каменного угля. Заканчивается разрез красноцветными и пестроцветными континентальными формациями.

Наиболее крупные структуры доплитного комплекса называются авлакогенами. Впервые они были установлены Н.С. Шатским в 1960 г. Название образовано от греческого слова "авлакос" (борозда), т.е. дословно "авлакоген" – это "рожденный бороздой". К авлакогенам относятся узкие и длинные линейные прогибы (грабены), ограниченные глубинными разломами, по которым происходит опускание фундамента, излияние базальтовых лав и одновременное накопление мощных толщ (до 10-12 км) перечисленных выше формаций. Эти структуры протягиваются на сотни и первые тысячи километров при ширине от десятков до 100-200 км. Амплитуда прогибания составляет несколько километров. Заполняющие их мощные толщи платформенных формаций нередко интенсивно дислоцированы, вплоть до линейной складчатости.

По внутренней структуре различают простые и сложные авлакогены. К сложным относят авлакогены с горстом посредине (например, Вилюйский авлакоген Сибири). Авлакогены обычно выходят на один из краев платформы, где они соединяются с одной из зон перикратонных опуска­ний. Такие авлакогены ограничены глубинными разломами, которые проникают из смежных геосинклинальных областей и способствуют возникновению внутри платформ поясов повышенной активности. Иногда авлакогены пересекают платформу от одного края до другого, как правило, параллельно третьему краю. Такие авлакогены на­зываются сквозными.

Строение и развитие авлакогенов во многом сходно с современными рифтогенными структурами. Земная кора под авлакогенами несколько утонена, а верхняя мантия разуплотнена, что характерно для континентальных рифтов. Поэтому авлакогены рассматриваются как палеорифты.

На современной поверхности авлакогены обычно не выражены и представляют собой погребенные структуры. Одни авлакогены замещаются вверх по разрезу равновеликими прогибами, а еще выше - более широкими синеклизами. Например, Днепровско-Донецкий авлакоген (D-С) замещается Днепровско-Донец-ким прогибом (С-Т), а затем Украинской синеклизой (J-N). На месте других авлакогенов образуются валы (например, Вятский вал в Кировском авлакогене), горсты (в Вилюйском авлакогене) или даже внутриплатформенные складчатые зоны. В этих случаях говорят, что авлакоген испытал инверсию.

Меньшие по размерам структуры в доплитном комплексе выражены грабен-синклиналями, грабенообразными прогибами (с узким разломным основанием и широким конечным верхом), впадинами, мульдами и разделяющими их выступами фундамента и поднятиями, едва прикрытыми чехлом. Углы наклона крыльев этих структур нередко превышают 10°, а вертикальная амплитуда составляет сотни метров и первые километры. Они нарушены многочисленными разрывами сбросового, реже взбросового типа, а также флексурами.

37 ЭТАПЫ И СТАДИИ РАЗВИТИЯ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ПЛАТФОРМ

При платформенном режиме, как и при геосинклинальном, основные процессы протекают в определенной последовательности, причем также неравномерно во времени и пространстве.

В развитии платформ выделяют три этапа, которые резко отлича­ются тектоническим режимом своего развития, магматизмом, составом накапливающихся формаций и структурами: 1) доплитный, 2) плитный и 3) эпиплатформенный орогенный.

Соответственно этому в чехлах как древних, так и молодых платформ четко выделяются не менее двух структурных комплексов - доплитный (нижний) и плитный (верхний), которые резко отличаются как формационным составом, так и структурами. Эпиплатформенный орогенный комплекс распространен весьма ограниченно.

В доплитном этапе развития древних платформ выделяют три стадии: 1) стадию кратонизации, 2) авлакогенную и 3) синеклизную. В доплитном этапе молодых платформ стадия кратонизации соответствует эпигеосин­клинальной орогенной стадии.

Стадия кратонизации древних платформ характеризуется преобладанием поднятий и довольно интенсивным магматизмом, свидетельствующим о высоком тепловом потоке. Очень типичны для этой стадии крупные расслоенные плутоны, сложенные габбро-анортозитами и гранитами рапакиви. Они широко распространены, например, в западной части Восточно-Европейской платформы. Эти плутоны образуются при внедрении основной магмы в континентальную кору и частичном ее плавлении. Наряду с интрузивным широко проявлен и эффузивный магматизм в виде крупных полей кислых вулканитов, среди которых наиболее характерны игнимбриты. Отмечается приуроченность магматических образований к периферии платформ, где могут возникать краевые вулкано-плутонические пояса (континентальные окраины андского типа). Такие условия существовали, по-видимому, в западной части Балтийского щита и Русской плиты в начале позднего протерозоя.

Авлакогенная стадия сменяет стадию кратонизации постепенно. Наиболее типично она проявилась в северном ряду древних платформ в среднем и позднем рифее (1400-700 млн. лет назад), когда были заложены основные (ранние) авлакогены Восточно-Европейской, Сибирской и Североамериканской платформ. На гондванских платформах это поколение авлакогенов представлено менее типично. Авлакогены сложены терригенными породами (кварцито-песчаники, аргиллиты), карбонатными (доломиты), эвапоритами и базальтами, встречаются также тиллоиды. Разрезы авлакогенов построены циклично. На границах циклов среднего и позднего рифея проявился трапповый магматизм в виде силлов габбро-диабазов.

На молодых платформах роль ранних авлакогенов играют тафрогенные грабены, наложенные на палеозойское и более древнее основание. Они заполнены континентальными обломоч­ными, часто красноцветными осадками и базальтами триасового, реже раннеюрского возраста.

Синеклизная стадия в северном ряду древних платформ проявилась в конце докембрия (в основном, в венде). В эту стадию авлакогены перерождаются сначала в прогибы, а затем в синеклизы, которые постепенно расширяются, углубляются и заполняются осадками. К концу стадии синеклизы начинают соединяться друг с другом через смежные антеклизы, пока не перекроют сплошным чехлом складчатый фундамент.

После завершения синеклизной стадии начинается самый продолжительный плитный этап развития платформ . На древних платформах он охватывает практически весь фанерозой, кроме олигоцен-четвертичного периода. При этом на большей площади гондванских платформ наблюдается лишь начало плитного этапа, так как синеклизы здесь еще не слились друг с другом и как бы вкраплены в широкие поля выходов докембрийского фундамента. В северном ряду платформ, включая Северо-Китайскую и Южно-Китайскую, отмечается обратная кар­тина, т.е. щиты образуют замкнутые выступы среди чехольного плаща.

На большинстве молодых платформ плитный этап начинается с юрского периода, а все предшествующее платформенное развитие этих платформ обозначают как доплитный этап.

В олигоценовую эпоху на древних платформах начинается эпиплатформенный орогенный этап или этап активизации, который продолжается и в четвертичный период. Он характеризуется своеобразным тектоническим режимом, магматизмом, составом накапливающихся формаций и структурами.