Глава VIII. Южная Америка

Строение материка и распространение докембрия

Южная Америка занимает площадь 18 280 км². Западная часть материка сложена огромным горным поясом Анд; обширный бассейн р. Амазонки отделяет Гвианское нагорье от Бразильского. Большую часть материка к востоку от Анд занимает древняя платформа с докембрийским складчатым основанием (рис. 81).

Рис. 81. Схема распределения докембрия в Южной Америке: 1 - Гвианский щит; 2 - Бразильский шит; 3 - приатлантическая часть Бразильского щита; 4-7 изолированные выступы докембрийского фундамента

Докембрийский фундамент залегает в основании Южно-Американской платформы неравномерно, погружаясь на большую глубину в местах развития палео-мезо-кайнозойских впадин и Предандийского горного прогиба. Крупная впадина субширотного простирания, разделяющая обнаженные докембрийские формации материка на две неравномерные по площади части, называется Амазонской. К северу от нее располагается крупный выступ докембрия, известный под названием Гвианского щита. Он находится между реками Ориноко и Амазонкой, погружаясь на западе под мощные покровы осадочных пород Андийского предгорного прогиба, на востоке обрывается береговой линией Атлантического океана.

К югу от Амазонской впадины находится огромный Бразильский массив, расположенный преимущественно в бассейнах правых притоков р. Амазонки и занимающий часть бассейна р. Параны. Удлиненная субмеридиональная впадина, сложенная верхнепалеозойскими и мезозойскими породами, разделяет Бразильскую глыбу на западную и восточную части. Восточная часть располагается в основном между р. Сан-Франсиску и берегом Атлантического океана. По А. Д. Архангельскому (1948), это Приатлантический выступ. В нем отмечается обширная полоса север-северо-восточного простирания, сложенная сланцами, кварцитами и конгломератами. Складчатость этой полосы известна под названием бразилид и рассматривалась как нижний палеозой или как верхний докембрий (Gerth, 1932, 1935). Следует отметить ряд значительных поднятий приатлантической части Бразильского щита, преимущественно вдоль побережья. Максимальные высоты достигают 2884 м (гора Бандейра).

В Аргентине и Чили имеется ряд выступов кристаллических пород, относимых к докембрию.

Гвианский щит

Гвианский щит представляет собой обширную область распространения докембрийских пород и занимает крайнюю северную часть Бразилии, юго-западную Венесуэлу, собственно Гвиану. С юга щит ограничен Амазонской впадиной, где докембрийские породы уходят под покров мезо-кайнозойских отложений. Поверхность щита неровная, наиболее крупные возвышенности образуют Гвианское нагорье с центральным горным массивом Рорайма (2770 м), представляющим собой водораздел между бассейнами рек Ориноко и Амазонки.

Наиболее достоверные геологические данные относятся к Венесуэле и восточной части Гвианы. Гвианский щит сложен здесь породами, относимыми обычно к среднему и верхнему докембрию. Средний докембрий развит преимущественно в северной части щита, верхний - в южной. В центральных приподнятых частях щита развиты континентальные отложения серии Рорайма, относимой ранее к верхнему триасу, хотя возраст ее значительно древнее.

В венесуэльской части Гвианского щита древнейшими породами являются гранито-гнейсы, роговообманковые гнейсы и слюдяные сланцы так называемой гвианской системы. Они занимают большую площадь и образуют сложные структуры северо-восточного простирания. Гвианская система прорвана гранитами, пегматитами, габбро, диабазами и андезитами (Lopez, Hedberg, 1956). Более молодым докембрийским комплексом Венесуэлы является серия Иматака. Она сложена железистыми кварцитами, состоящими из прослойков тонкозернистого кварца, гематита или магнетита; на южном побережье р. Ориноко серия содержит железные руды. На серии Иматака с большим несогласием залегает вулканогенная серия Пастора, сложенная андезитовыми и базальтовыми туфами и содержащая золоторудные месторождения; возможно, она относится к палеозою.

По данным П. Харли, Г. Мельхера и др., в Венесуэле гнейсы серии Иматака в результате многократного изучения возраста при помощи Rb-Sr метода показали до 3100 млн. лет (более пяти определений). Прорывающие эту серию граниты Энкрусийада оказались значительно моложе (1950-2200 млн. лет). Они отвечали по своему возрастному положению так называемому эпизоду Акайан, с ним Н. Снеллинг и др. связывали заключительные проявления магматизма на Гвианском щите, после которого он находился в состоянии относительного покоя и консолидации до последнего времени.

В Гайане докембрий разделяется на ранний и поздний. К раннему докембрию относится кристаллическое основание, сложенное сильноскладчатыми гнейсами и сланцами. Гнейсы представлены гранатовыми, биотитовыми и роговообманковыми разностями. Амфиболитовые и пироксеновые гранулиты встречаются в горах Кануку вдоль гранито-гнейсов с существенным содержанием граната. К позднему докембрию относится так называемая вулканическая серия, залегающая между серией Рорайма и кристаллическим основанием гнейсового комплекса. Серия состоит из метаморфизованных тонкозернистых осадочных и вулканических пород, представленных слоистыми туфами, агломератами, лавами различного состава, кварцитами, хлорит-серицитовыми сланцами и филлитами. Вулканическая серия имеет в основном северо-западное простирание и прорвана крупными батолитами гранита, а также малыми интрузивными телами - аплитами, пегматитами, дайками и силлами долеритов и габбро. Разрез Гайаны от массива Рорайма к атлантическому берегу представлен на рис. 82 (Bracewell, 1956).

Рис. 82. Геологический разрез Гайаны. По Брейсвеллу: 1 - основные интрузии; 2 - песчаники и конгломераты серии Рорайма; 3 - глинистые сланцы; 4 - интрузивы; 5 - вулканическая серия; 6 - ранний докембрий

В пределах Суринама наиболее развита метаморфическая толща кристаллических сланцев весьма разнообразного состава. Она сложена силлиманитовыми, кордиеритовыми и слюдяными гнейсами, слюдяными кварцитами, метаморфизованными конгломератами, хлоритовыми и серицитовыми сланцами, филлитами и кварцитами. Вся эта серия прорвана различными интрузиями, из которых ведущее значение принадлежит гранодиоритам; габбро-норитовые интрузии распространены меньше. В результате геологосъемочных работ последнего времени в пределах перечисленного комплекса пород удалось выделить два стратиграфических подразделения, каждое из которых в свою очередь разделяется на две серии. Более древнее - формация Баллинг - сложено преимущественно вулканическими породами; более молодая система - формация Орапу - представлена преимущественно осадочными породами, ныне метаморфизованными. Общая возрастная последовательность докембрийских формаций Суринама имеет следующий вид:

Суринамская складчатость, гранитизация, граниты

Указанные выше формации переходят также в смежные районы - Гвиану (Schols, d'Andretsch, 1956). Французкая часть Гвианского щита изучена несколько лучше других в связи с работами по геологическому картированию, проведенными Б. Шубертом. Согласно Б. Шуберту (Shubert, 1956), докембрий Гвианы расчленяется на нижний, средний и верхний (рис. 83). В данном случае мы имеем наиболее полный разрез докембрия.

Рис. 83. Схематическая геологическая карта Гвианы. По Б. Шуберту: 1 - четвертичные отложения; 2 - серия Рорайма; 3 - поздний докембрий; 4 - ранний докембрий; 5 - диориты, габбро; 6 - граниты; 7 - линии нарушений

Нижний докембрий представлен так называемой системой Кайенна, наиболее древней в разрезе. Состоит она из тонкозернистых амфиболитов с гранатами, амфиболитовых кварцитов, пироксенитовых роговиков, гнейсов, местами переходящих в мигматиты. В мигматитах встречаются слои кристаллических известняков, в которых присутствуют метаморфические минералы кальция (вернерит, сфен, диопсид). Сложная складчатость кайеннской системы имеет очень изменчивое простирание, но чаще господствует субширотное.

Средний докембрий представлен системой Парамака, которая залегает на системе Кайенна с угловым несогласием, отличается от нее меньшей степенью метаморфизма и занимает более высокие гипсометрические уровни. Она состоит из хлоритовых, слюдистых, тальковых сланцев, переслаивающихся с лавовыми потоками, содержит также ультраосновные породы (перидотиты), которые сильно изменены и превращены в серпентиниты с магнезитом. В целом система Парамака складчатая и сечется крупными гранитными интрузиями, местами образующими мигматитовые зоны.

Верхний докембрий составляют серия Бонидоро и система Орапу. Серия Бонидоро представлена детритовыми отложениями и сланцами, содержит риолитовые потоки и туфы, местами слегка метаморфизованные, прорывается лейкократовыми гранитами натрового состава. Система Орапу начинается мощными конгломератами изменчивого состава и облика, затем следуют кварциты, на которых залегают мощные аргиллиты; конгломераты и кварциты, в основании которых наблюдаются зоны конгломератового песчаника, отделены от сланцевой толщи угловым несогласием. Интересно отметить, что конгломерат в основании серии Бонидоро местами носит ледниковый характер с крупными тетраэдрическими валунами в конгломератовой смеси, с преобладанием сланцевой гальки. Конгломераты сильно развиты в восточной части Гвианы, где они занимают значительную площадь. Вся серия Орапу пересекается интрузиями гранодиоритового состава; она складчата, простирание от северо-западного до запад-северо-западного.

Серия Орапу прорвана риолитами, на которых несогласно залегает серия Рорайма, сравнительно мало представленная в Гвиане. На рис. 83 нижнедокембрийская система Кайенна выделена самостоятельно, а остальные системы включены в верхний докембрий.

Учитывая приведенную характеристику докембрийских комплексов Гвианского щита, нетрудно заметить их сходство, что позволяет провести предварительное сопоставление разрезов различных его частей (табл. 112).

Таблица 112

На основании структурных взаимоотношений и выявленных несогласий между отдельными докембрийскими комплексами Гвианского щита можно выделить ряд тектоно-магматических циклов в их возрастной последовательности. Для береговой части Гваианского щита Б. Шуберт (Shubert, 1956) выделил три главных орогенных пояса: Гилейский, Гвианский и Карибский.

1. Гилейский - древнейший пояс, вероятно, состоит из нескольких циклов и включает несколько формаций, которые группируются в системе Кайенна. Осадочные и изверженные породы системы подвергнуты интенсивному метаморфизму. Как показало изучение мигматитов Гилейского пояса, имело место несколько этапов гранитных интрузий.

2. Гвианский пояс характеризуется мощной толщей осадков с переслаиванием лавовых потоков. Он включает многочисленные интрузии диоритов, габбро, пироксенитов и др. Метаморфизм в целом менее интенсивный, чем для пород Гил ейского пояса. Все образования этого пояса группируются в Гвиане под названием системы Парамака.

3. Карибский пояс является наиболее молодым. Он формировался в несколько циклов и сложен из слабо метаморфизованных пород, лишь местами подверженных контактовому метаморфизму. В него входят серия Бонидоро с риолитами и серия Орапу.

На этих структурах с большим несогласием горизонтально залегает осад очновулканогенная серия Рорайма, возраст которой долгое время оставался неясным.

Для докембрийских пород Гвианского щита имеются довольно скудные данные определения возраста, что затрудняет установление его общей геохронологии и стратиграфии. Тем не менее некоторые возрастные значения весьма показательны.

Данные свинцового метода ограничиваются лишь анализом эвксенита из Гайаны. Они получены классическим свинцовым (химическим) методом по эвксениту из пегматитов гор Кануку и показали возраст 1300 млн. лет (Henderson, 1951). Однако поскольку изотопный анализ свинца не был выполнен, величина возраста не является надежной. Пегматиты с исследованным эвксенитом залегают в области развития гнейсового комплекса Гайаны.

Наиболее показательны величины возраста долеритовых интрузивов, развитых в формации Рорайма. Данные были получены сравнительно недавно и показали значения 1500-2000 млн. лет по аргону и 1850-2170 млн. лет по стронцию (McDougall, 1963; Snelling, 1963). Наиболее вероятный возраст для формации Рорайма и древних долеритовых интрузий, ее пересекающих, был получен X. Н. Приемом по многочисленным измерениям Rb-Sr методом и изохроне 1830 ⋅ 10⁶ лет. Эта величина кардинально меняет все предположения относительно возраста формации Рорайма. Во-первых, данная формация по своему геологическому положению относится к платформенному чехлу севера Южной Америки, а по возрасту оказывается древнее 1830 млн. лет, поскольку формирование долеритовых силлов происходило после осадкообразования данной формации. Во-вторых, в связи с датой 1830 млн. лет все остальные более древние комплексы щита, подстилающие серию Рорайма, очевидно, будут относиться к самым древним эпохам докембрия. Таким образом, можно заключить, что отложения верхнего докембрия в восточной части Гвианского щита отсутствуют. Следовательно, все три древних орогенеза - Гилейский, Гвианский и Карибский, вероятно, относятся к самым древним орогенезам Южной Америки вообще. Возрастная последовательность важнейших комплексов для Гвианы может быть представлена в следующем виде:

 Силлы долеритов - 2000 млн. лет 
    Серия Рорайма 
 Карибский орогенез - граниты 
    Серия "верхнего докембрия" - Бонидоро, Розебель, Орапу 
 Гвианский орогенез - граниты 
    Серия "среднего докембрия" - вулканическая серия, системы Баллинг, Парамака 
 Гилейский орогенез - граниты 
    Система Кайенна - гнейсы

Весь разрез восточной части Гвианского щита, возможно, относится к среднему докембрию и частично к нижнему. О большой древности гвианского докембрия говорят величины 3700-4000 млн. лет, полученные недавно по циркону из амфиболитов по Pb²⁰⁷/Pb²⁰6 (Shubert, 1964). В то же время по многим биотитам Суринама X. Н. Прием устанавливает влияние более юного метаморфизма 1200 млн. лет, известного под названием никерийского эпизода.

Определение возраста биотитовых концентратов из кристаллических пород Колумбии обнаружило две возрастные группы: 460-495 и 1100-1200 млн. лет по данным аргонового и стронциевого методов (Pinson а. о., 1962). В колумбийской части Гвианского щита севера Южной Америки имеются обрамления постпротерозойскими складчатыми сооружениями. В Колумбии складчатые поясы охватывают комплексы пород по возрасту от раннего палеозоя в горах Макарена до позднего мезозоя и палеогена в Восточных Кордильерах. Покров кайнозойских отложений простирается к востоку, перекрывая кристаллические породы щита, но выходы пород фундамента встречаются в речных долинах. Возрастные определения были выполнены для кристаллических пород из трех ареалов.

По р. Гвавиар обнаружен ненарушенный докембрий запада Гвианского щита. Район сложен розовыми гранитоидными породами с крупными порфиробластами полевого шпата и тонкозернистым биотитом. По аргону возраст биотита 1200 млн. лет, по стронцию 1100 млн. лет. Второй район отбора проб Сан-Хозедель-Гуавьяре прилегает к горам Макарена, простирающимся юго-восточнее Кордильер. Он был затронут орогенными процессами, которые привели к складчатости кембро-ордовикских пород гор Макарена. Породы основания в этом районе показали возрастные даты 445-495 млн. лет. Полученный в среднем возраст 480 млн. лет датирует события складчатости гор Макарена и близок к каледонидам Европы. Наконец, доолигоценовые граниты показали возраст 100-115 млн. лет в области Сикуко.

Таким образом, возрастные даты для Гвианского щита определенно указывают на его относительно большую древность в районах развития серии Рорайма и на относительно более молодой возраст формаций западных, прилегающих к Кордильерам частей.