ПАРАДОКСЫ ВЕНДА

Чем больше разнообразных фактических материалов появляется в геологии по венду, тем все более необычным промежутком времени он предстает в глазах исследователей.

Недаром в специальной работе были рассмотрены некоторые парадоксы венда (Якобсон, 1993).

Первый парадокс связан с вендским оледенением. Известно, что под тяжестью льда поверхность Земли прогибается, а после снятия ледяной нагрузки (из-за таяния льда) происходит поднятие и восстановление прежнего уровня поверхности. Это является доказательством существования под литосферой современного квазипластичного слоя - астеносферы (Кузьмин и др., 2000). Однако парадокс заключается в том, что в венде после таяния льда восстановления прежней поверхности Земли не произошло.

К. Э. Якобсон привлекает для иллюстрации этого явления пример по Русской платформе. Около 1,65 млрд лет назад в ее пределах завершились активные эндогенные процессы. После них эта территория превратилась в возвышенную сушу, и в таком виде существовала 1 млрд лет, т. е. в течение всего ри- фея. Эрозия и связанные с нею процессы выравнивания носили вялый характер. Активные события начались в венде, около 700 млн лет назад. В это время северная часть платформы покрылась мощным ледяным панцирем (так называемое Лапландское оледенение). При поисках полезных ископаемых на Русской платформе было пробурено много скважин. В них обнаружили вендские тиллиты - отложения древних конечных морен, по которым удалось оконтурить границу распространения древнего ледника. Она проходит от южных районов Белоруссии на восток через Рязанскую область до Урала, где круто поворачивает на север и протягивается вдоль западного склона Уральского хребта. Далее предполагаемый контур теряется в водах современного Баренцова моря.

Таким образом, в рифее на Русской платформе была суша, в раннем венде - ледник, в позднем венде - море. Это означает, что после таяния ледника произошло понижение уровня земной поверхности. Но изучение материковых ледников четвертичного периода показывает, что масса льда способствует вначале погружению литосферы, а затем - ее подъему до исходного уровня после таяния ледника.

Почему оледенения вендского и четвертичного периодов создавали такие разные геодинамические последствия?

К. Э. Якобсон выдвинул гипотезу, связанную с «поглощением литосферы мантией», которое могло происходить при длительном погружении основания литосферы в область высоких температур и давлений верхней мантии, где возможным стало частичное плавление вещества. Литосфера обладает низкой теплопроводностью, но в венде было достаточно времени для поглощения литосферы и ее частичного плавления снизу. Лапландский ледяной покров существовал миллионы лет. А в четвертичном периоде было несколько кратковременных оледенений (десятки тысяч лет), разделенных теплыми межледниковьями; поэтому строение литосферы не успевало измениться, после таяния четвертичных ледников территория Русской платформы быстро возвращалась в исходное положение.

Итак, вендское оледенение нарушило устойчивое равновесие на Русской платформе и привело к образованию на месте суши морского бассейна, в котором сформировался покров осадочных пород. Эти породы образовали сплошной чехол на архей-нижнепротерозойском кристаллическом фундаменте и осадках рифея Русской платформы.

Весьма необычны вендские морские отложения. Трансгрессия моря бывает постепенной: сначала отлагаются мелководные галечники и пески, затем - глубоководные илы. В вендском бассейне все было не так: он оказался глубоким сразу же после таяния ледника, и лишь потом постепенно обмелел и заполнился более мелководными осадками. Это подтверждается тем, что повсеместно в вышеуказанном контуре в основании вендского осадочного комплекса находят илистые осадки, которые выше по разрезу постепенно сменяются песками. Иногда в основании вендской толщи находят плохо отсортированные пески с галькой - остатки перемытой донной морены.

Мощность вендской толщи на Русской платформе около 1 км, плотность осадков в 2,5 раза больше плотности льда. Поэтому можно предполагать, что толщина льда составляла около 2,5 км. То есть вендский материковый ледник по мощности был сопоставим с современным ледяным панцирем Антарктиды.

Около 700 млн лет назад появились первые многоклеточные животные. Их отпечатки обычно находят в глинистых осадках вендского послеледникового бассейна, Возможно, в глубоководных условиях у них было больше шансов сохраниться, чем в песках неспокойного мелководья морского бассейна конца вендского периода. Но существует и другая точка зрения, обусловленная палеоклиматом.

Необходимо отметить, что вендское оледенение способствовало образованию морского бассейна на месте бывшей суши не только на Русской платформе. Такая ситуация характерна для венда Австралии, Южной Африки, Китая.

Кроме того, рассмотренный механизм формирования эпиконтинентального моря действовал и в позднем палеозое на территории Южной Африки. Поэтому восстановление уровня поверхности литосферной плиты после четвертичного оледенения - это лишь один из вариантов сложного геологического явления. В более ранних периодах (особенно в венде) все было иначе.

Парадокс второй. Теоретически вендского оледенения не должно было быть.

Однако К .Э. Якобсон попытался разрешить его по-другому. Он высказал предположение, что вендское оледенение было связано не с расположением материков, а с возможным изменением состояния атмосферы. Дело в том, что нижний венд - не только эпоха оледенений, но и эпоха вулканизма. Базальты и туфы этого возраста в большом количестве обнаружены на Украине и на Урале. Причем следы древних вулканов зафиксированы в краевых зонах ледникового панциря. В других регионах мира для нижнего венда также характерен интенсивный вулканизм. Вулканические породы с таким возрастом встречены на Тянь-Шане, в Саудовской Аравии, Судане, Алжире, Китае, Марокко, Танзании, Южной и Западной Австралии, Северной Америке. Во всех перечисленных районах вулканические и ледниковые породы встречаются совместно. Поэтому возникает естественная гипотеза о связи вулканизма и оледенения. По К. Э. Якобсону, у краев погружающейся под тяжестью ледника плиты возникают глубинные разломы - подводящие каналы для магматических расплавов.

Вулканические извержения приводят, вероятно, к насыщению атмосферы большим количеством пыли, водяного пара и кислот, которые поглощают часть солнечного тепла и могут спровоцировать понижение температуры в любой части планеты.

В этом случае приуроченность материков с ледяным панцирем к полюсам не обязательна. Возникает саморегулирующийся синергетический процесс: вулканизм провоцирует оледенение, которое усиливает вулканизм.

Парадокс третий. Отложения нижнего венда содержат породы и минералы, которые являются геологическими антагонистами.

Установлено, что ледниковые осадки встречаются совместно с флювиогля- циальными озерно-ледниковыми, морскими песчано-глинистыми, вулканическими лавами и пеплами, с карбонатными породами, яшмами и гематитсодержащими осадками.

Парагенезис тиллитов, вулканических и песчано-глинистых пород вполне закономерен. Но как объяснить их сонахождение с яшмами и гематит- хемогенными образованиями?

Доломиты формируются в жарком климате из растворов засоленных ла1ун или мелководных заливов морей повышенной солености. Такого же климата требует образование яшм и гематита.

Некоторые авторы объясняют тесные ассоциации пород-антагонистов резкими похолоданиями на фоне общего жаркого климата. Фациальные смены таких пород в синхронных слоях свидетельствуют о контрастности климатических поясов в эпохи оледенений. Но ассоциация тиллитов и хемогенных пород венда настолько тесная, что контрастностью климатических обстановок ее трудно объяснить.

В Белоруссии в средней части толщи нижнего венда блонской свиты, представленной песчаниками, алевролитами и тиллитами, содержатся прослои доломитов. На Среднем Урале среди вендских тиллитов серебрянской серии содержатся доломиты мощностью до 15 м. Чередование тиллитов и доломитов характерно для зоны сочленения Урала и Тиманского кряжа. На Тянь-Шане среди тиллитов встречаются прослои осадочных гематитовых руд и доломитов. В провинции Шэньси Центрального Китая горный хребет сложен синийскими (вендскими) конгломератами с доломитовым цементом. Галька конгломератов покрыта штрихами или отполирована, то есть несет признаки ледникового происхождения. Но китайские геологи происхождение доломитового цемента объясняют следующим образом: после таяния ледника повысился уровень моря, исходный песчано-глинистый цемент оказался размыт, а его место занял доломит - хемогенный осадок морской воды. Однако трудно представить процесс выноса цементирующего материала из толщи мощностью 300 м, где чередуются слои конгломератов с доломитовым и глинистым цементом (водонепроницаемым!). Тесное соседство доломитов и тиллитов отмечено в Африке на территории Ганы, в Австралии в бассейне р. Кимберли, на о. Шпицберген и в других местах.

Для объяснения такого феномена К. Э. Якобсон выдвигает следующую гипотезу.

Таким образом, делается попытка объяснить парадоксы венда не латеральными движениями литосферных плит, которые обусловлены внутренней энергией Земли, а излучением Солнца - главного источника экзогенных процессов. Солнце испаряет большие массы воды, ветер переносит их в места, где образуется ледяной покров. Мощный ледник становится причиной нарушения изостатического равновесия больших участков литосферы и их погружения. С этим связано изменение состава морской воды и образование осадочных пород- антагонистов.