ЛЕКЦИЯ 8. МЕГАРЕЛЬЕФ материков.

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.