Тектонические закономерности формирования докембрийских щитов

Первые признаки появления стабильных структур в докембрии, не испытавших в дальнейшем складчатых деформаций фундамента и геосинклинальных циклов развития, обнаруживаются около 2800-3000 млн. лет назад. Обычно это реликтовые зоны древнейших геосинклиналей, которые не испытали инверсии и сохранились в эпоху активных процессов гранитизации в последующее время, не будучи затронуты позднейшими магматическими процессами. Зоны такого рода имеют обычно синклинальное строение, сложены эффузивно-туфогенными породами и широко известны в районе развития серии Киватин в Центральной Канаде, Гвиане, Южной Африке, среди нижних карелид Балтийского щита, в виде так называемой спилитовой конкско-белозерской формации Приднепровья Украины и т. д. Однако разрозненный характер и небольшие размеры этих реликтовых структур, вероятно, еще не создавали условий, при которых они могли бы играть роль стабильных глыб, подобных современным кратонам. Если в предгеологический период истории Земли (4500-3500 млн. лет назад) происходило формирование первичных блоков земной коры, то в последующее время (после 3500 млн. лет) вся земная кора по существу развивалась по законам единой геосинклинали.

Первичные ядра практически всех современных континентов возникают непосредственно вслед за окончанием Родезийской тектоно-магматической эпохи. Именно в это время впервые четко обособляются глыбы сравнительно больших площадей, на которых в дальнейшем больше не фиксируются геосинклинальные области прогибания, характеризующиеся длительными односторонне направленными поднятиями и активной денудацией.

Не только одновременность возникновения, но и соизмеримость размеров этих первичных ядер (термин, впервые введенный А. Холмсом) является прекрасным доказательством того, что в период раннего геологического развития земная кора, во всяком случае в пределах будущих платформ, проходила синхронно через одни и те же этапы развития. Возникновение щитов в докембрии подчеркивается еще одним важным обстоятельством, доступным геохронологическим исследованиям, - лишь начиная с 2000 млн. лет назад (с беломорской эпохи) в истории Земли впервые появляются плутоны платформенного типа, характеризующиеся отчетливо выраженными контурами при тесной парагенетической ассоциации основных и кислых пород. Распределение подобных плутонов во времени приведено в табл. 124.

Таблица 124

Дальнейшее разрастание древних платформ происходило после беломорской эпохи тектоно-магматизма. Значение геологических событий этого времени для истории формирования земной коры весьма велико. По существу нам неизвестна другая эпоха, которая по своей интенсивности, всеобщему региональному характеру могла бы быть сравнима с беломорской.

Этот вывод, естественно, касается лишь изученной поверхности докембрия. Повсеместность проявлений магматизма и метаморфизма беломорской эпохи подтвердилась многочисленными массовыми измерениями абсолютного возраста горных пород параллельно свинцово-изотопным и аргоновым методами. Расхождения возрастных дат, полученных этими методами при измерении возраста метаморфических древних комплексов, всегда указывают на наличие широкой волны всеобщего метаморфизма около 1800-2000 млн. лет назад, о чем свидетельствуют даты, полученные аргоновым методом независимо от истинного возраста более древних метаморфических пород.

За тектоно-магматическими событиями грандиозных масштабов в беломорскую эпоху последовал период сравнительно длительного тектонического покоя почти до 1100 млн. лет, в течение которого, крайне неравномерно в разных районах, отмечалось возобновление тектоно-магматической деятельности. По существу именно в конце раннего докембрия возникает прообраз современных щитов, скорость территориального разрастания которых в дальнейшем заметно уменьшилась. Впервые в рифее - протерозое и особенно отчетливо в последующее время выявляется поясное строение геосинклинальных зон, отличавшихся в раннем докембрии и нижнем протерозое огромной площадной распространенностью.

Останавливаясь на отмеченных особенностях эволюции тектонических явлений в истории земной коры, следует еще раз подчеркнуть необоснованность поисков аналогии в развитии геосинклинальных зон в послекембрий-ское время и в древнейшем докембрии. Ни по длительности тектонических эпох, ни по интенсивности их проявления и площадной распространенности эти события, например в палеозое и архее, несоизмеримы.

Тектоническая история земной коры в среднем докембрии подтверждает ранее высказанную Дж. Т. Вильсоном идею о происхождении платформ в результате разрастания их вокруг первичных ядер за счет более молодых геосинклиналей. Этот процесс, но уже с меньшей активностью, продолжался и в дальнейшем. Однако наряду с более локальным характером тектоно-магматических явлений в рифее - верхнем протерозое в них начала сказываться и другая особенность - неравномерность развития в разных докембрийских континентах. Это следует, например, из тектонической истории земной коры в верхнем рифее.

Измерения времени седиментации рифейских отложений по глаукониту показали, что в ряде районов, таких, например, как Урал, наблюдается полный разрез рифея. Это свидетельствует о непрерывном развитии Уральской верхнедокембрийской геосинклинали, начиная с 1700 млн. лет (предрифея) до каледонского времени. Во многих других регионах подобная полнота разреза рифея отсутствует. Так, например, вдоль северных окраин Китайского щита (район Пекина), юго-западных окраин Канадского щита (Кер-д'Ален), в пределах Индийского щита (виндий) в рифейском разрезе почти полностью исчезает верхний рифей. Таким образом, в верхнем рифее геосинклинальное развитие в этих районах прекратилось, что совпадает с отсутствием в тех же районах верхнедокембрийского вулканизма (катангской эпохи), наоборот, активно проявившегося в районах с достаточно полным развитием рифейских осадков (Урал, восточная часть Алданского щита). В ряде районов Центральной и Северо-Восточной Африки, где отсутствуют какие бы то ни было следы раннего рифея, хорошо представлены толщи позднего рифея и широко распространенный, свойственный этому времени магматизм.

Дальнейшее разрастание стабильных глыб первичных ядер приводит к формированию платформ. Н. С. Шатским в 1946 г. при анализе строения Русской платформы впервые была высказана мысль о том, что "основание платформы неоднородно и представляет собой совокупность складчатых систем различного докембрийского возраста". Как показали исследования А. П. Виноградова, проведенные совместно с А. И. Тугариновым, К. Г. Кнорре и Е. В. Бибиковой, фундамент платформы не только неоднороден, но представляет собой геологическое сооружение, еще далеко не закончившее свое тектоническое развитие. Так, например, для Русской платформы характерны позднейшие дифференцированные вертикальные движения различного знака, происходящие в областях позднедокембрийской складчатости и магматизма, как бы унаследуя их. Аналогичная картина была обнаружена Р. Боруошем для фундамента Американской платформы. В связи с этим А. П. Виноградовым и другими исследователями было предложено считать платформами "геологические сооружения, консолидировавшиеся в течение протерозоя и испытавшие после этого дифференцированные вертикальные движения" (1961). Щитами было предложено именовать ядра платформ, образовавшиеся приблизительно 1800 млн. лет назад и испытывавшие в последующее время преимущественные поднятия.

Проблема тектоники докембрийских щитов привела к возникновению дискуссионного вопроса о вероятности зарождения молодых геосинклиналей на древнейших щитах. В настоящей книге мы считаем необходимым рассмотреть материал, связанный с этой проблемой, лишь исходя из данных геохронологии.

Во всех случаях зарождения крупных прогибов и сопровождающих их магматических проявлений на территориях древних платформ мы всегда сталкиваемся с унаследованием более древних геосинклинальных областей и когда-то проявленным в них магматизмом. К такого рода районам относится, например, Днепровско-Донецкий прогиб, разграничивающий Украинский щит и Воронежскую глыбу. Начало его образования, исходя из наиболее ранних выполняющих его осадков, относится к девону. Однако в подстилающем его ложе кристаллическом фундаменте обнаруживаются следы протерозойских интрузий, говорящих о том, что еще в это время тектонические сооружения Украинского щита и Воронежской плиты были разделены складчатой зоной того же простирания, что и Днепровско-Донецкий прогиб. К таким же унаследованным структурам относится и Катангинский прогиб (южная Африка).

Следовательно, геохронологические данные показывают, что возникновение молодых прогибов всегда связано с первичной неоднородностью докембрийских платформ и нетипично для докембрийских щитов.