Структуры земной коры и породообразование

Байкальской складчатостью Н.С.Шатский (1932) назвал складчатость конца протерозоя и начала кембрия. Он показал, что байкальская складчатость включала события того же характера, что и выделенные Э.Зюссом и М.Бертраном последующие каледонская, герцинская и альпийская складчатости. В байкальскую эпоху также произошли крупные орогенические движения, в результате которых обширные геосинклинальные области превратились в крупные складчатые системы, а затем в платформы, то есть перешли в новые геотектонические условия своего развития. В завершающую фазу байкальской эпохи тектогенеза в одних случаях произошло наращивание созданных ранее платформ, в других - слияние отдельных платформ друг с другом. На некоторых участках земной коры, где диастрофические движения были менее сильными, впоследствии возобновилось геосинклинальное осадконакопление.

Восточно-Европейская платформа приобрела очертания, близкие современным. Она ограничивалась со всех сторон миогеосинклинальными поясами (Эокаледонским, Гиперборейско-Ти-манским, Рифейским и др.). Выполненные рифейскими отложениями авлакогены образовывали систему из двух перпендикулярных направлений (СЗ и СВ), примерно параллельных прямоугольным границам платформы и обрамляющих ее геосинклинальных поясов. К Восточно-Европейской платформе присоединились складчатые структуры Тимана, Большеземельской тундры, полуостровов Канин, Рыбачий, Варангер.

Сибирская платформа по размерам превосходила современную.

Индийская платформа располагалась южнее Центрально-Азиатской геосинклинальной системы. В рифее с ней граничили Древнегималайская, Афганская и Восточно-Гатская области пра-Тетиса.

Китайская платформа образовалась в результате слияния Китайско-Корейской, Южно-Китайской и Таримской платформ.

В Африке слились четыре крупные платформы: Западно-Африканская, Нильская, Нео-Касаи и Трансвааль-Родезийская. Вместе с Аравийской платформой они образовали единую Африкано-Аравийскую платформу.

В Австралии образовалась одна большая платформа, * востоку от которой находилась геосинклиналь Маунт-Айза.

В Северной Америке вместо небольших протоплатформ возникла огромная Северо-Амери-канская платформа, ограниченная подвижными геосинклинальными областями: на северо-западе и севере Иннуитской, на юго-востоке Гренвиллской, на западе Кордильерской.

В Южной Америке в рифее существовали большая Южно-Американская платформа и платформа Сан-Франсиску. Эти платформы разделялись Парагвай-Арагуайской геосинклиналью. В результате байкальской складчатости возникла обширная Южно-Американская платформа.

Итак, в результате байкальской складчатости окончательно сформировались следующие

платформы: Севере-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская, Южно-Амери

канская, Африкано-Аравийская, Индийская, Австралийская, Антарктическая. Последние пять

южных платформ имеют много общего в геологическом строении и большинством исследовате

лей объединяются в единый стабильный блок земной коры - суперплатформу Гондвана (рис.

схема I - см. цв. вкл. в конце книги)?*^ «мни ^              '¦'*.

Между платформами и вокруг них располагались тектонически активные пояса и отдельные геосинклинали. Между Восточно-Европейской, Сибирской и Китайской платформами был расположен Урало-Монгольский подвижный (геосинклинальный) пояс. Между Северо-Американс-кой и Восточно-Европейской платформами располагалась Грампианская геосинклинальная область Северо-Атлантического подвижного пояса, Северо-Американскую платформу окаймляли с севера Иннуитская геосинклинальная область, с юго-востока Аппалачская геосинклиналь этого же пояса. Вокруг всей береговой части Тихого океана располагался громадный Тихоокеанский подвижный пояс с двумя ветвями - Западно- и Восточно-Тихоокеанской геосинклинальными областями. Наконец, между Гондваной и платформами Северного полушария располагался субширотный Средиземноморский подвижный пояс (см. схему I, цв. вкл.).

*   Большое значение имеет Тихоокеанское кольцо рифейских отложений, обрамляющих со всех сторон океаническую впадину.

По мнению Л.И.Салопа, складчатые пояса вокруг Тихого шсеана-бьТЯй заложены вскоре после тафрогенного этапа позднего Карелия (и частично в течение него). Естественно допустить, что в это же время возникла и впадина самого океана, конечно, в границах, отличающихся от современных. По всей видимости, в рифее расширились" и углубились впадины, существовавшие на месте современного Атлантического океана. *; В целом в начале позднего рифея в ряде районов мира были заложены новые геосинклинальные пояса и платформы. Затем продолжались дальнейшее развитие геосинклинальных поясов и стабилизация платформ.

Стратотипическим является рифейский комплекс Башкирского антиклинория Южного Урала. Общая мощность отложений 13 км, абсолютный возраст 1680-570 млн. лет (рис. 42).

Отложения стратотипа рифея формировались в условиях миогеосинклинали и разделены на три эра-темы ("протосистемы", фитемы): бурзянскую, юрма-тинскую и каратавскую (соответственно Rb R2, R3).

Рис. 42. Разрез рифейских отложений западного склона Южного Урала (Башкирский антиклинорий). (Заимствовано у Е.В.Владимирской и др., 1985)

Отложения эратем отличаются ритмичностью. Ритмы начинаются базальными конгломератами и песчаниками, выше глинистые сланцы, филлиты, еше выше - карбонатные породы (известняки и доломиты). Такая ритмичность является характерной чертой разрезов рифея во многих районах мира. Строение каждого ритма указывает на постепенное

наступление моря; затем этот процесс прерывается кратковременной регрессией, о чем свидетельствует размыв в основании следующей эратемы. В бурзянской и юрматинской эратемах иногда наблюдаются покровы эффузивов. Каждая из серий содержит своеобразные комплексы строматолитов, онколитов и катаграфий.

Эратемы или серии разделены крупными перерывами и несогласиями. Каждая из них имеет свои особенности. Так, в бурзянской эратеме присутствуют диабазы, спилиты, туфы, а в верхней части залегают мощные пачки кристаллического магнезита (Саткинское месторождение), а также сидерита и бурого железняка (Бакальское месторождение). Породы этой серии прорваны Бердя-ушским массивом гранитов-рапакиви и связанных с ними нефелиновых сиенитов. Продолжительность эры 200-250 млн. лет.

В юрматинской эратеме встречаются пластообразные залежи бурых железняков (Катав-Ива-новское месторождение). В колнце юрматиния - складчатость и внедрение интрузивов. Продолжительность эры до 300-350 млн. лет.

В каратавокой эратеме преобладают породы красновато-коричневого цвета (в предыдущих - темно-серые). Прогиб захватил значительную часть Башкирского поднятия и зону Уралтау. Продолжительность около 500 млн. лет. Мощность 1,1-4 км. В конце каратавия - складчатость завершает байкальский мегацикл, имевший продолжительность около 1 млрд. лет.

На рифее с размывом залегает также смятая в складки толща полимиктовых песчаников, конгломератов и алевролитов мощностью до 1,5 км, выделяемая в ашинскую серию.

Рифейские осадки западного склона Урала формировались за счет продуктов разрушения суши, располагавшейся к западу, и накапливались в мелководном морском бассейне в условиях жаркого климата, на что указывают мощные карбонатные толщи со строматолитовыми рифами, косая слоистость и знаки ряби на поверхности напластования пород.

В течение рифея происходит опускание отдельных платформенных участков под уровень моря, хотя в целом на платформах резко преобладают поднятия. Исключение в этом отношении представляют Сибирская, Китайско-Корейская и Южно-Китайская платформы, которые примерно со второй половины рифея наполовину были заняты морем. В целом же осадконакопление происходило преимущественно в пределах линейных, ограниченных разломами впадин - авлакогенов (рифтовых зон платформ). Это свидетельствует, что опускание платформ сопровождалось раскалыванием их фундамента. Иногда (преимущественно в раннем и среднем рифее) по разломам изливаются базальтовые магмы. Они известны на Восточно-Европейской, Северо-Американской, Индийской и других платформах.

В целом, по подсчетам А.Б.Ронова, В.Е.Хаина и К.Б.Сеславинского, больше половины нижне- и среднерифейских отложений платформ представлено терригенными породами, реже встречаются доломиты и известняки. Во вторую половину рифея роль терригенных осадков еще больше возрастает; исключением служит Сибирская платформа, где карбонатные отложения этого возраста составляют около половины общего объема осадков.

Рифейские отложения представлены платформенными терригенно-карбонатными толщами, слагающими чехол древних кратонов. Среди геосинклинальных отложений лучше известны мио-геосинклинальные с большим количеством грубообломочных пород, с мощными карбонатными (доломитовыми) или сланцево-карбонатными толщами. Часто встречаются ритмично-слоистые толщи типа флиша. Для эвгеосинклинальных отложений характерны граувакко-сланцевые толщи с кислыми вулканитами.

Широко распространены мелководные отложения, красноцветные породы, нередко с глауконитом. Часто встречаются эвапориты. Осадочные железные руды представлены в основном гема-титовыми и сидеритовыми пластовыми залежами (уральского тила;).

Роль вулканитов, хотя и часто встречающихся, гораздо меньше, чем в более древних толщах. Их состав: на платформах - "древние траппы", в эвгеосинклиналях - базальтоиды, андезиты, рио-литы. Мощности отложений от 3-5 до 10-12 км.

Платформенные формации залегают горизонтально или слабо наклонно. Только вблизи разломов наблюдаются дислокации. Геосинклинальные толщи смяты в линейные складки.

На Восточно-Европейской платформе выходы рифея установлены по периферии Балтийского щита, на западе и юго-западе Украинского щита и в Белоруссии. На остальной территории рифей вскрыт скважинами под покровом более молодых отложений на глубинах до 500 м, а местами до 3-4 км.

Как правило, рифейские отложения выполняют авлакогены и лишь в позднем рифее выходят за их пределы. Возможно, что первоначально эти отложения имели более широкое площадное распространение, позднее они частично были размыты и сохранились лишь в наиболее прогнутых участках платформы.

На западе и в центральных районах Восточно-Европейской платформы рифей представлен красноцветными терригенными толщами и эффузивами, а восточнее - карбонатными и терриген-но-карбонатными породами. По обрамлению Балтийского щита к нижнему и среднему рифею относится толща разнозернистых песчаников, гравелитов и конгломератов общей мощностью свыше 1 км, которая делится на две свиты: приозерскую и несогласно залегающую на ней салминс-кую, содержащую горизонты базальтов и их туфов. В центральной части платформы (Пачелмский авлакоген) в основании верхнего рифея выделяется толща красноцветных песчаников с прослоями гравелитов и конгломератов мощностью 1,1 км. Выше залегают глауконитовые песчаники и алевролиты мощностью 250 м, которые сменяются доломитами с остатками микрофитолитов, известных в верхнем рифее Урала, и толщей зеленовато-серых аргиллитов, алевролитов и песчаников мощностью свыше 500 м. Абсолютный возраст этой части разреза оценивается по глаукониту ? 750-765 млн. лет.

В целом для верхнего рифея других регионов мира также характерны континентальные крас-ноцветные толщи. Иногда наблюдаются прекрасная окатанность песчаных зерен И косая СЛОИСТОСТЬ эолового и потокового типов.

В Байкальской горной области аналогом рифея является патомская серия, на Енисейском кряже - сухопитстя, тунгусикская и ослянская серии, в Северном Китае - синий, на Канадском щите - надсерия Кивино, в Северо-Американских Кордильерах - надсерия Белт, в Экваториальной Африке - надсерия Кибара.

Литостратиграфические комплексы среди рифейских отложений не выделены из-за отсутствия специфических формаций.

Условия осадконакопления

Терригенные породы: псефиты, псаммиты, глинистые породы; много красноцветов. Наблюдаются признаки мелководья. В позднем рифее - много медистых песчаников.

Карбонатные породы: мощные мелководно-морские платформенные и геосинклинальные отложения, содержащие строматолиты и микрофоссилии.

Вулканизм в рифее продолжался, но уже в меньших масштабах, чем в позднем Карелии. Вулканиты преимущественно кислого состава, основные породы имеют подчиненное распространение (толеитовые базальты).