Восточные выступы докембрия

Докембрийские отложения восточной части Северо-Американского континента залегают в основании складчатых сооружений Аппалачей и обнажаются на поверхности в виде сравнительно ограниченных массивов в восточных штатах.

Некоторые геологи еще много лет назад высказали предположение о наличии вдоль Аппалачей древней допалеозойской геосинклинали. Данные абсолютного возраста подтвердили докембрийский возраст некоторых палеонтологически немых толщ - сланцев и гнейсов. Наряду с этим следует отметить, что магматические проявления в Аппалачах, связанные с палеозойскими тектоническими движениями, в настоящее время довольно хорошо датированы числами абсолютного возраста. Так, в настоящее время вырисовывается следующая возрастная последовательность некоторых этапов магматизма в Аппалачах:

Эти данные являются достоверными, поскольку они были получены при хорошей сходимости результатов по разным изотопным отношениям. Магматические породы указанных возрастных групп местами залегают вблизи докембрийских толщ; в процессе формирования они, вероятно, оказали влияние на эти толщи, что привело к понижению абсолютного возраста ряда древних метаморфических пород, полученного аргоновым методом. Первые данные о древнем (докембрийском) возрасте некоторых аппалэчских структур получены в результате применения свинцово-химического метода к радиоактивным минералам пегматитовых жил. Анализы минералов были выполнены Дж. Марбли и его сотрудниками. Эти данные впоследствии использовал Дж. Роджерс (Rodgers, 1952). По его мнению, они свидетельствуют о двух эпохах древних орогенезов в Аппалачской зоне с датами абсолютного возраста примерно 800 и 600 млн. лет. Но каждый из периодов орогенеза мог состоять из нескольких пульсов (фаз) более коротких интервалов. В действительности возрастные значения получены были без определений изотопного состава радиогенного свинца и не могут быть приняты нами как истинные значения. Следует также добавить, что определение возраста по магнетиту гелиевым методом показало значительный разброс величин. Применение аргонового метода к древним породам Аппалачской провинции показало явно докембрийский возраст этих пород (Сагг, Kulp, 1957). Некоторые числа возраста по аргону сближаются со значениями, полученными для магматизма Гренвильской провинции Канадского щита, прилегающей к Аппалачам с северо-запада. Представление о том, что древние гнейсы Аппалачей являются в какой-то степени остатком структур гренвильского орогенеза, подтверждается в последнее время исследованиями Дж. Калпа и Ф. Эккельмана (1963), Л. Лонга (1963), Г. Тилтона, Г. Везерилла, Г. Девиса (1963). Результаты этих исследований в основном заключаются в следующем.

Возрастным определениям подвергались образцы биотита, полевого шпата и циркона из гнейса Балтиморы. Образцы были отобраны между Балтиморой и Филадельфией вдоль оси наиболее интенсивного метаморфизма и инъекций в Аппалачском орогенном районе. Циркон у Балтиморы по сходным свинцово-изотопным отношениям показал возраст 1100 млн. лет. Биотит обнаружил возраст 310 млн. лет по аргоновому и стронциевому методам, но микроклин по стронцию показал 1200±200 млн. лет. Гнейс у Филадельфии по циркону (по сходным изотопным возрастам) показал возраст 1100 млн. лет, но биотит, не обнаруживший никаких изменений, дал значения 390 млн. лет по стронцию и 560 млн. лет по аргону. Такое же, примерно, соотношение было установлено между гнейсами Кранберри и пегматитами Спрус-Пайн. По данным, полученным группой Карнеги, гнейсы Аппалачей как метаморфические породы сформировались около 1100 млн. лет назад, а биотит фиксирует палеозойский метаморфизм, происшедший около 300 млн. лет назад. Таким образом, на территории Аппалачской зоны, вероятно, еще в гренвильскую эпоху сформировались определенные магматические и метаморфические комплексы, впоследствии подвергшиеся вторичным изменениям под влиянием палеозойского магматизма. Не исключена возможность того, что в докембрии в Аппалачской зоне произошло два наложенных друг на друга тектоно-магматических процесса, как это предполагал Дж. Роджерс (Rodgers, 1952).

Распределение древних докембрийских выступов в зоне Аппалачей с указанием дат возраста представлено на рис. 20.

Рис. 20. Выступы докембрия в зоне Аппалачей: 1 - породы гренвильского возраста; 2 - молодые немета-морфизованные осадочные породы; 3 - герциниды; 4 - гренвильские породы, подвергшиеся герцинскому метаморфизму. Цифры па карте - значения возраста (в млн. лет)