Гипотеза первичности океанической коры

Эта гипотеза одна из немногих, которая стремится создать не только теорию тектонического строения земной коры, но и решить проблему возникновения и развития материков и океанических впадин.

Идея разрастания платформ при соответствующем сокращении пространств, занимаемых геосинклиналями, и формирование на этой основе материковых выступов земной коры была одновременно высказана А.А. Борисяком (1924) и Г. Штилле (1924). Вскоре к этой гипотезе присоединилась многочисленная группа геологов как в бывшем СССР, так и за рубежом (М. Кей, 1955; Е. Краус, 1959; В.Е. Хайн, 1968; П.Н. Кропоткин, 1971; М.В. Муратов, 1974; Д.В. Смит, 1980, и многие другие). К семидесятым годам эта гипотеза вошла в учебники и учебные пособия по специальностям геология и география, где излагалась как законченная теория, которая базируется на системе достоверных фактов и логических положений. К таким фактам относят подтверждаемое во многих работах (Ранняя история ..., 1980; Докембрий ..., 1980; Хайн, 1971, 1979; Гудвин, 1980 й др.) постепенное разрастание первичных центров корообразования и объединение их в докембрийские платформы,. И хотя выделяемые различными исследователями эпохи наращивания коры не полностью совпадают, сам про- [16]

Рис. 1. Поля устойчивости для кварцево-толеитовых разностей базальта (Ботт, 1971). Стрелкой указана граница Мохоровичича.

цесс поэтапного наращивания докембрийской континентальной коры признается большинством. Более наглядным представляется процесс присоединения к докембрийским платформам каледонских, герцинских и альпийских складчатых систем, сформированных на месте геосинклинальных поясов.

Вторым положением, лежащим в основе гипотезы о постепенном нарастании континентальной коры на месте океанической, является сходство разрезов земной коры, современных океанов с разрезами офиолитовых[17] ассоциаций складчатых зон континентов.

Возникшие таким образом участки гранитно-метаморфического слоя и фрагменты древней континентальной коры стягивались в единые континентальные массивы с общим гранитометаморфическим основанием, которое под влиянием изоста- зии поднялось над уровнем моря. Этот процесс, по мнению В.Е.Хайна (1976), был планетарным и охватил огромные пространства современных континентов.

Гипотеза постепенного наращивания материков многовариантна. В зависимости от того, каких общих геотектонических принципов придерживался автор и, в частности, какой смысл вкладывал в понятие «геосинклиналь», ее структуру, объем и место заложения, принимались те или иные варианты этой гипотезы.

По представлению Г. Штилле (1945, 1964), концепция прогрессивной консолидации выражается в постепенном и повсеместном уменьшении участков земной коры, способных к складкообразованию. Это закономерное развитие прерывается ре- трогрессивными фазами или регенерацией (т.е. разрушением уже созданных платформенных структур), которые быстро компенсируются возобновлением процесса консолидации. Г. Штилле считал, что в конце гуронского времени (ранний протерозой) закончилась консолидация огромной и единственной континентальной глыбы - Мегагеи. Последовавшая затем регенерация расчленила ее на Лавразию и Гондвану, между которыми образовался океан Тетис, рассматриваемый Г. Штилле как новообразованная геосинклиналь.

По мнению Э. Крауса (1959), который развивал идеи Г. Штилле, нормальный геосинклинальный комплекс закладывался так, что одна часть геосинклинали располагалась на регенерируемой континентальной коре, а другая - на океанической. В результате расширение материка шло «шагом богомольца»: пять шагов вперед, два шага назад.

Нарастание континентов, по мнению Крауса, прервалось в конце палеозоя (пермь), когда под влиянием повышенного теплового потока, из перегретых глубин Земли, активизировался подъем базальтовой геоплазмы, который усилил растягивающие напряжения в земной коре, определившие раскрытие древних швов и образование впадин Атлантического, Арктического и Индийского океанов. Глубинный поток магмы, - по Краусу, - растащил континентальные глыбы друг от друга, создав современные материки.

В России представления о разрастании платформ развивал А.Д. Архангельский, который считал, что после складчатости и поднятий, происходящих внутри геосинклинальных об л ас-

KJ              U

теи, последние в значительной мере утрачивают свою подвижность и переходят в платформенную фазу развития. Эти новые платформенные -участки присоединяются, припаиваются к более древним платформам и спаивают две или несколько из них в более обширные платформенные сооружения (1941, с.348). В дальнейшем эти представления развивал Н.С. Шат- ский (1963, 1965), который поддерживал идею направленного развития платформ и выделял геосинклинальную фазу развития земной коры (архей - протерозой) и следовавшую за ней платформенную фазу в фанерозое.

Современные представления о переработке оболочки океанического типа в оболочку континентального типа, под влиянием континентализации, как ведущего фактора развития, излагаются в работах В.Е. Хайна (1971, 1976), М.В. Муратова (1974, 1978), В.Г. Бондарчука (1978) и других.

По представлениям М.В. Муратова, Протоземля на начальных этапах развития разогревалась вплоть до полного проплавления всей ее массы. Поэтому в начальной (догеологической) эре своего развития ее поверхность не была одета земной корой. Начальное образование земной коры, если оно совпадает с возрастом древнейших пород, произошло 38004000 млн. лет тому назад.

Под влиянием активных подкоровых процессов в тонкой земной коре океанического типа образовались широкие прогибы, в которых накапливались вулканические осадки, пески, своеобразные по составу глины и гомогенные кремнистые породы. Процессы метаморфизма превратили эти осадки в гнейсы кварц-плагиоклазового состава. В этот период за счет дифференциации основных лав в очень ограниченных масштабах образовывались кислые вулканогенные и интрузивные породы. К середине архея, после метаморфизации мощных толщ осадочных пород, возникли значительные по величине очаги гранитоидной магмы, которые образовались как за счет магматической дифференциации, так и вследствие преобразования осадочных толщ, на которые воздействовали большие массы магматических продуктов, проникавших по разломам и трещинам и приводившим к формированию вторичных кислых магм. Под влиянием процессов гранитизации в средине архея (2900-3000 млн. лет назад) произошло разделение земной коры на приподнятые участки, выступившие из-под уровня моря, с континентальной корой и пространства относительно опущенные, с корой океанического типа. В это же время произошло заложение протогеосинклиналей, имевших вид обширных плоских депрессий, разделенных частичными поднятиями. В конце архея (2600-2500 млн.

Ранне-среднепротерозойская эра является временем заложения и развития первых настоящих геосинклинальных складчатых систем, таких как Карельская, Кольская, Гудзонская, Дарварская, Восточных Гат, Сатпурская, Бразильский пояс Южной Америки и др. К концу среднего протерозоя большая часть этих поясов закончила свое развитие, подверглась складчатости и гранитизации и соединили отдельные протоплатформенные массивы и образовала складчатый кристаллический фундамент всех древних платформ, т.е. платформ, которые имеют возраст более 1600 млн. лет. С этого времени началось образование платформенного чехла всех древних платформ Земли.

Позднепротерозойская эра является временем возникновения всех больших геосинклинальных поясов земного шара (Тихоокеанского, Атлантического, Урало-Монгольского, Арктического, Внутри-африканского и Бразильского (рис.2). Большая часть геосинклинальных поясов в начале рифея (1600 млн. лет назад) представляла собой морские бассейны, разделенные грядами островов, наподобие современных областей островных дуг окраины Тихого океана. Поздний протерозой про-

Рис. 2. Главнейшие структурные элементы материков (по М. В. Муратову. 1974).

должался около 1 млрд. лет. За это время в геосинклинальных поясах проявились, по крайней мере, три эпохи складчатости, последняя из которых - байкальская - наблюдалась в конце протерозоя - начале кембрия (700-500 млн. лет назад). В период этой складчатости большая часть геосинклинальных областей позднего протерозоя полностью закончила свое развитие и превратилась в складчатые области, которые подверглись метаморфизму и гранитизации.

В нарисованную, довольно стройную схему зарождения и разрастания материков не вкладывается написанная этими же авторами история Мирового океана. По мнению большинства исследователей только Тихий океан представляет собой относительно древнее образование. Его возраст определяется по- разному. М.В. Муратов (1971) и Ю.М. Пущаровский (1971) пришли к выгоду, что Тихий океан представляет собой первичную океаническую структуру Земли. Только на своих окраинах он вовлекается в геосинклинальный процесс и после его завершения преобразуется в платформу. По данным других исследователей, впадина Тихого океана не является столь древней. Так, В.Е. Хайн время ее образования относит к началу неогея (800 млн. лет назад), а П.Н. Кропоткин - даже к палеозою. Что касается других океанов, то их история развития, по взглядам В.Е. Хайна, П.Н. Кропоткина, Г. Штилле, сводится к тому, что они то исчезают, то рождаются заново. В.Е. Хайн в истории океанов выделяет два периода океаниза- ции: один в начале неогея, когда возник Тихий океан и возможно праатлантика, Тетис и др., и второй - в конце неогея - время восстановления океанических условий в пределах современных «молодых» океанов.

В общем, по представлениям М.В. Муратова, В.Е. Хайна, М.С. Маркова и других, в развитии Земли выделяется ряд стадий преобразования океанической коры в континентальную. Важнейшие из них: лунная (древнее 3600-3800 млн. лет назад), когда формируется первичная кора океанического типа; океаническая стадия (3800-1700 млн. лет назад), в течение, которой создается 60-70% континентальной коры; переходная или первично-континентальная (1700-1400 млн. лет назад), в течение которой завершается образование единого континентального массива; платформенно-геосинклиналъная (1400-200 млн. лет назад) - время формирования вторичных геосинклинальных поясов и молодых платформ.

Первые критические замечания в адрес гипотезы разрастания платформ были высказаны А.Н. Мазаровичем (1952), который указывал, что фактический материал, принятый авторами этой гипотезы, не позволяет признать правильность точки зрения авторов, так как «к платформам примыкают складчатые сооружения разного возраста и последовательное обрастание древних платформ новейшими складчатыми зонами не происходит» (с. 136). Складчатые зоны в одних случаях превращаются в подвижные платформы, в других - в устойчивые платформы, в третьих - они вообще не создают платформ. По мнению Ю.А. Косыгина, в этой гипотезе принят ряд умозрительных положений, не подкрепленных фактическим материалом, и, в частности, положение о быстром расплавлении Земли за счет образования ядра и радиоактивного тепла верхних оболочек Земли.

Эти положения, по выражению Ю.А. Косыгина, «тонут» в «пристрастиях» и «психологии». Это даже не предмет для серьезного обсуждения. «Структура земной коры, - пишет далее Ю.А. Косыгин, - определяется положением сейсмических разделов, обладает возрастом более молодым, чем складчатые комплексы, слагающие осадочную оболочку, и, по-видимому, является подвижной относительно ее структуры. Об этом говорит связь, устанавливаемая между современным рельефом поверхности Земли и положением глубоких сейсмических разделов» (с. 69). В связи с этим представление о том, что геосинклинальный процесс является аппаратом преобразования земной коры океанического типа в кору континентального типа, не имеет уверенных доказательств.

По мнению Ю.А. Косыгина, земная кора «океанского типа оказывается достаточно мощной за счет отложений осадочных и эффузивных пород, что исключает возможность существования не только в наше время, но и в прошедшие геологические эпохи ...«голой» первичной океанической коры без стратисферы» (Косыгин, 1983, с. 379). Кроме того, И.А. Косыгин предполагает, что архейско-протерозойский цоколь, состоящий в своей основе из измененных осадочных пород, распространялся на всю площадь континентов, соответственно кора континентального типа не могла формироваться непосредственно на так называемой океанической коре.

В заключение Ю.А. Косыгин приходит к выводу, что земная кора океанического типа достаточно развита и соразмерна с точностью до порядка с корой континентального типа.

Это положение, сформулированное Ю.А. Косыгиным, на наш взгляд, является одним из наиболее сильных эмпирических обобщений, которое должно быть положено в основу разработки теории формирования континентов и океанических впадин. Оценка гипотезы разрастающихся континентов с точки зрения этого обобщения действительно не выдерживает критики, так как она не увязана с историей развития и структурой океанических впадин. Кроме того, все три основных постулата, на которых построена эта гипотеза, представляются не достаточно обоснованными.

Тем не менее, гипотеза разрастания континентов в сочетании с теорией геосинклиналей сыграла крупную руководящую роль в систематизации геологических структур и в истолковании истории земной коры. Многие положения этой гипотезы как достоверные должны войти в систему теоретических основ, раскрывающих структуру, становление и развитие земной коры.