Условия. Ранний и средний рифей. В цикле раннедокембрийского разви­тия к началу позднего протерозоя было сформировано, по разным оценкам, от половины до трех четвертей

ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ

Ранний и средний рифей. В цикле раннедокембрийского разви­тия к началу позднего протерозоя было сформировано, по разным оценкам, от половины до трех четвертей современного объема континентальной коры (рис. 7.3). Существуют серьезные основа­ния думать, что в результате отмирания и замыкания раннепро- терозойских глубоководных бассейнов эта кора в раннем рифее была стянута в единый суперконтинент, получивший название Пангея I, или Мегагея, в отличие от позднепалеозойско-раннеме- зозойской Пангеи II, впервые выделенной А. Вегенером. На един­ство этого суперконтинента указывают прежде всего палеомагнит- ные данные — сходство кривых кажущейся миграции магнитных полюсов, определенных для позднего докембрия разных континен­тов.

9—1164

Рис. 7.2. Строматолиты рифея Урала и некоторых районов России (по Б. М. Кел­леру): 1, 2, 4—6, 8—16 — общий вид построек; 3, 7, 17 — продольное сечение столби­ков; 1—3 — Kussiella; 4—7 — Baicalia; 8—10 —Tungussia; 11—13 — Minjaria; 14—17 — Gymnosolen

Рис. 7.3. Палеогеографические элементы раннего и среднего рифея на современ­ной географической основе: 1 — суша платформенная и орогенная, низкая и возвышенная; 2 — области континентального осадконакопления, 3 — эииконтннентальные моря; 4 — ост­ровная суша; 5 — моря шельфовые и континентального склона; 6 — древние глубоководные области или районы, не охарактеризованные фактическим мате­риалом; 7 — эвапориты; 8 — турбидиты; 9 — островодужные вулканиты преи­мущественно известково-щелочного состава; 10 — окраинно-контннентальные

вулканические пояса

СО

Рис. 7.3

Лишь немногие подвижные зоны геосинклинального типа были унаследованы раннерифейской структурой коры от раннего проте­розоя. Это Муйская зона на юге Сибири, в Прибайкалье, зона Майомбе в Экваториальной Африке и Маунт-Айза в Австралии. И только одна из этих зон — Маунт-Айза —i закончила свое развитие в конце раннего рифея складчатостью, метаморфизмом и грани­тизацией. Другой тип раннерифейских структур, унаследованных от раннего протерозоя или возникших в раннем же рифее, — гранулито-гнейсовые пояса — Восточно-Гатский в Индии, Олбэнн- Фрейзер-Масгрейв в Австралии. Эти структуры на данном этапе развивались в обстановке интенсивного сжатия, сопровождаемого метаморфизмом до гранулитовой ступени включительно, образо­ванием гранитных плутонов и полей пегматитов. Можно предпо­лагать, что они представляют как бы рубцы на месте столкнув­шихся в конце раннего протерозоя протоконтинентов.

Некоторая часть раннерифейских подвижных зон геосинкли­нального типа была новообразованной, несогласно наложенной на сложившуюся к началу раннего рифея структуру. К ним относятся Делийская система в Индостане, Кибарская в Экваториальной Африке и Центральнобразильская в Южной Америке. Образование всех трех систем, несомненно, происходило в условиях растяжения, но только в Делийской и, возможно, в Центральнобразильской оно могло привести к полному разрыву континентальной коры и ее замещению корой океанского типа. Делийская система с некоторым смещением частично наследует Араваллийскую систему раннего протерозоя.

Остальная значительно большая площадь континентальной коры развивалась в условиях преобладания умеренных поднятий. На этом фоне в ряде регионов — в Северной Америке в широкой полосе от Техаса до Лабрадора, в основном к югу от Канадского щита, в Южной Америке на западных склонах Гвианского и Цент- ральнобразильского щитов, тогда составлявших единый Амазон­ский кратон, в северо-западной Африке, в Европе на западе Бал­тийского щита, в Скандинавии, в Азии, Центральном Казахстане — мощно проявлялся кислый, с щелочным уклоном наземный вулка­низм и формировались крупные плутоны гранитов рапакиви, не­редко с габбро-анортозитами в нижней части плутонов. Этот маг­матизм наследует аналогичный магматизм конца раннего проте­розоя и является свидетельством еще достаточно высокого тепло­вого потока, так как в нем кроме мантийных дериватов участвуют и продукты плавления сиалической коры. Знаменательно также, что области его проявления тяготеют к периферии щитов древних платформ.

Некоторые участки стабильных областей континентов были заняты плоскими впадинами типа синеклиз, заполнявшимися об­ломочными или карбонатными (строматолитовые биостромы) осад­ками озерно-аллювиального или мелководно-морского происхож­дения значительной (до 5—6 км) мощности. Наиболее крупными из ннх были Атабаска в Северной Америке, Внндийская и Куд- дапахская в Индии (они, вероятно, составляли единый бассейн), Мак-Артур в северной Австралии. Кроме того, особенно в конце раннего рифея на ряде платформ возникла сеть рифтов — будущих авлакогенов. Это относится к Восточно-Европейской, Сибирской, Китайско-Корейской (Яншаньский авлакоген), Австралийской (авлакоген Баттен в пределах синеклизы Мак-Артур), отчасти Северо-Американской платформам. Максимальная мощность осад­ков в них вдвое превышает соответствующее значение для сине- клиз. Как в синеклизах, так и особенно в авлакогенах наблюда­ются проявления траппового, местами бимодального магматизма.

Примечательно, что и в Северной Америке (Белт-Перселл в Скалистых горах), и в Восточной Европе (в частности, на западном склоне Урала), и в Сибири (Юдомо-Майский авлакоген на юго- востоке) наиболее глубокие и широкие авлакогены приурочены к периферии современных древних платформ — кратонов, намечая собой их будущие ограничения. Что же касается суперконтинента (Пангеи I) в целом, то существование его окраины вырисовывает­ся лишь в Юго-Восточной Азии (Южный Китай, Вьетнам), где даже имеются указания на присутствие офиолитов раннерифей- ского возраста, впрочем нуждающиеся в подтверждении.

Таким образом, Пангея I уже в раннем рифее отнюдь не была мойолитным суперконтинентом. В ней существовали довольно многочисленные зоны растяжения, очевидно утонения и даже пе­реработки слагавшей ее сиалической коры, однако, за редким ис­ключением (в Индостане и Центральной Бразилии, например), дело еще не доходило до полного разрыва этой коры и до новообразо­вания коры океанского типа. Последняя могла быть развита, как отмечалось выше, лишь на периферии суперконтинента.

Конец раннего рифея местами отмечен складчатыми деформа­циями, обычно слабыми, повторным метаморфизмом, внедрением гранитных плутонов. Эти события известны в Северной Америке под названием эльсонского (Лабрадор) или мазатцальского (Ари­зона), в южной части Скандинавии готского диастрофизма; на западном склоне Урала им отвечает несогласное залегание сред- нерифейской юрматинской серии на нижнерифейской бурзянской. Однако, за исключением складчатой системы Маунт-Айза в Ав­стралии, нигде в это время не происходило ничего подобного за­ключительному, орогенному, этапу развития «нормальных» геосин­клинальных систем. Можно говорить лишь о некоторой тектоно- магматической активизации.

С наступлением среднего рифея процессы деструкции супер­континента Пангея I заметно усилились. Выразилось это в появле­нии многочисленных новых авлакогенов в Северной Америке, Вос­точной Европе, Сибири, наряду с активизацией развития раннери­фейских структур этого типа. Особенно впечатляет авлакоген Мидконтинента (т. е. середины континента) в Северной Америке — 2500 км в длину, 100—200 км в ширину и 15 км глубиной, причем половина этой мощности сложена базальтами. Активизи­руется и развитие внутрикратонных подвижных систем геосинкли­нального типа, например Кибарид в Экваториальной Африке, причем в некоторых из них—на Урале, Таймыре, в Енисейском кряже, Прибайкалье, в хребте Циньлин в Китае, в системе Наталь в Южной Африке, возможно в Центральной Бразилии, — появ­ляются офиолиты, свидетельствующие о смене рифтогенеза спре- дингом, хотя, вероятно, и ограниченного масштаба. При этом, если в раннем рифее рифтогенез проявлялся в наибольшей мере по периферии будущих древних платформ, то теперь он затра­гивает и их внутренние области, что особенно заметно на примере Восточно-Европейского кратона. Но периферические рнфты-авла- когены все же испытывали более интенсивное растяжение и по­гружение. На Урале, Таймыре, Енисейском кряже, в Прибайкалье раздвиг мог перейти в спрединг, который продолжался и в первой половине позднего рифея или даже ограничивался этим временем.

В среднем рифее продолжали развиваться заложенные ранее гранулито-гнейсовые коллизионные пояса — Восточно-Гатский в Индии, Олбэни-Фрейзер в Австралии и некоторые другие. Теперь к ним добавился крупнейший Гренвильский пояс Северной Аме­рики, пересекающий этот континент от Техаса или даже от Юж­ной Мексики до Лабрадора. Условия заложения этого пояса остаются неясными; несомненно, они связаны с растяжением, но его масштаб и характер точно не известны. Восточное продолжение пояса обнаруживается на крайнем юге Гренландии, севере Британ­ских островов, юго-западе Скандинавии и западе Шпицбергена.

Развитие Гренвильского пояса закончилось двумя импульсами интенсивного сжатия, высокоградиентного метаморфизма, внедре­ния плутонов гранитоидов и анортозитов на рубежах 1100 и 950 млн лет. Эта эпоха тектогенеза (на уровне около 1,0 млрд лет) получила название гренвильской, и это название широко приме­няется на всех континентах наряду с местными названиями. По­явление последних связано с тем, что деформации, магматизм, метаморфизм, тектонотермальная переработка более древних ком­плексов в данную эпоху широко проявлены практически повсеме­стно. Гренвильским тектогенезом закончилось развитие Кибар- окой системы в Экваториальной Африке с ее ответвлениями (кибарский орогенез), Делийской системы в Индостане. Эта эпоха имела большое значение в эволюции Центральнобразильской сис­темы («уруасанокий орогенез»). Заметную роль гренвильский тектогенез сыграл и в Урало-Охотском поясе, в частности в Ени­сейском кряже, Центральном Казахстане («исседонский ороге­нез»), Прибайкалье, Монголии, а также на Таймыре. Он завершил становление фундамента Северо-Американской, Австралийской, Индостанской и Восточно-Европейской древних платформ.

В авлакогенах среднему рифею отвечает самостоятельный оса­дочный цикл, а границе среднего и позднего рнфея — проявление интрузивного магматизма, основного в Восточной Европе, ще- лочно-основного в Средней Сибири. Авлакогены Северного Китая испытали в конце среднего — начале позднего рифея складчатость.

Б среднем рифее продолжалось развитие некоторых платформен­ных впадин — синеклиз, в основном в Индостане и Австралии, где размеры их, однако, уменьшаются.

Заметно сокращается и распространение кислых вулканоплу- тонических ассоциаций; они известны в тех же районах, что и в раннем рифее — на западе Амазонского кратона, в южной части Скандинавии, в Центральном Казахстане, в Антарктиде, причем в их составе возрастает относительное значение интрузий и убы­вает роль вулканитов.

Активная окраина Пангеи I, как и в раннем рифее, намечается только на юго-востоке Азиатского континента (Южный Китай, Вьетнам).

В общем средний рифей характеризуется, с одной стороны, усилением деструктивных процессов, а с другой стороны, его окон­чание знаменуется новой консолидацией значительных площадей Иангеи I.

Поздний рифей. Поздний рифей, особенно его вторая половина, начиная с рубежа 850 млн лет назад, — одна из критических эпох в истории Земли, эпоха распада Пангеи I и начала раскры­тия палеозойских океанов. С возникновением подвижного пояса Прототетиса, документируемым верхнерифейскими офиолитами Антйатласа (Марокко) на юге и обрамления Богемского (Чешско­го) массива,на севере, Пангея I оказалась расколотой на две части — Лавразию на севере и Гондвану на юге. Но и эти две континентальные массы вскоре, если не одновременно, также подверглись расколу. Между Северной Америкой и Европой сна­чала заложилась континентальная рифтовая система с накопле­нием мощных обломочных толщ на Ньюфаундленде, в Восточной Гренландии, Шотландии, Скандинавии и на Шпицбергене, а за­тем произошло относительно кратковременное раскрытие Кельт­ского океана (Протояпетуса — см. ниже), реликты коры которого сохранились на о. Англси у побережья Уэльса. Процессы дест­рукции возобновились в Урало-Охотском поясе, в частности в Восточном Саяне и Забайкалье, в то время как на Таймыре и в Енисейском «ряже уже на уровне 850 млн лет протекали дефор­мации сжатия и поднятия, сопровождавшиеся накоплением мо- ласс

Деструктивные процессы проявились и в пределах Гондваны. Наиболее крупномасштабным был раскол между Западной (Юж­ная Америка — Африка) и Восточной (Индостан — Австралия — Антарктида) Гондваной, приведший к образованию Аравийско- Мозамбикского подвижного пояса, состоявшего из нескольких глубоководных бассейнов, разделенных микроконтинентами, или вулканическими дугами. Ширина пояса и число бассейнов с корой океанского типа убывают к югу, и, напротив, возрастают к северу, где данный пояс сливается с Прототетисом. К концу рифея на­чинается общее перемещение масс к западу, в сторону Централь- яоафриканского 'континента со столкновением островных дуг и микроконтинентов, выжиманием и обдукцией офиолитов.

В Западной Гондване возникли и другие зоны деструкции и новообразования океанской коры. Одна из них — Транссахарская — протянулась между Центр а льноафрика неким и Западно-Африкан­ским кратонами от Антиатласа до Гвинейского залива. И эта подвижная система расширялась к северу, вливаясь в Прототетис, и сужалась к югу, выклиниваясь в северо-восточной Бразилии. Подобно Аравийско-Мозамбикскому поясу в конце рифея развитие Транссахарской системы вступило в завершающую фазу.

Западнее, по другую сторону Западно-Африканского континен­та, в позднем рифее активно развивалась Мавритано-Сенегальская система; ее южное продолжение, уже в пределах современной Южной Америки, составляла Центральнобразильская система. Здесь повторно проявляется деструкция после гренвильской кон­солидации и наступает орогенный этап развития в конце рифея — начале венда. Однако на долю позднего рифея в основном выпали повторные надвигово-сдвиговые деформации более древних толщ.

Еще одна позднерифейская подвижная система в теле будущей Западной Гондваны, также наследующая после перерыва грен- вильскую (здесь кибарскую), прослеживается вдоль африкан­ской окраины Южной Атлантики и частично по другую, бразиль­скую, ее сторону. Осевая зона этой системы так же, как и преды­дущие, испытала полный раздвиг континентальной коры и ново­образование океанской. Однако здесь это «зияние» выклинива­ется не в южном, а в северном направлении, упираясь в континен­тальный блок, элементы которого сохранились по обе стороны Экваториальной Атлантики. Южно-Атлантическая система давала слепое Дамаро-Катангское ответвление в глубь Африки, наследо­вавшее Кибарскую систему раннего-среднего рифея, но более уз­кое, менее протяженное и на своем северо-восточном окончании целиком подстилавшееся континентальной корой. Эта система закончила свое развитие двумя импульсами сжатия; первый, главный, завершился на уровне 750 млн лет («катангский оро­генез»), второй — 500 млн лет, т. е. в кембрии («дамарский орогенез»). Закрытие глубоководного бассейна произошло уже в катангскую эпоху; на долю дамарской выпало образование над­вигов и сдвигов.

Таким образом, будущая Западная Гондвана фактически сос­тояла в позднем рифее из нескольких континентальных блоков — платформ, разделенных узкими глубоководными бассейнами с океанской или утоненной и глубоко переработанной континенталь­ной корой в осевых зонах. Континентальные блоки имели по­рядка тысячи, подвижные системы — первые сотни километров в поперечнике. Последняя оценка определяется тем, что расстояния между противолежащими континентальными блоками не улавли­ваются палеомагнитнымн методами (их точность 500—1000 км).

В противоположность Западной Восточная Гондвана оставалась в позднем рифее относительно монолитной. В конце рифея — начале венда, в тектоническую эпоху, именуемую в России бай­кальской, в Африке — панафриканской, в Южной Америке —

бразильской, произошло! слияние континентальных блоков Запад­ной Гондваны и причленение к ней Восточной Гондваны вдоль Мозамбикокого пояса, что и привело в конечном счете к форми­рованию нового суперконтинента, просуществовавшего почти до середины мезозоя.

Окраины как лавразийских, так и гондванских материков, об­ращенных к Протопацифику (древнему Тихому океану), Прото- тетису и Палеоазиатскому океану (будущий Урало-Охотский пояс), за некоторым исключением, были пассивными. Это доказы­вается на ряде их участков, где установлено развитие комплексов шельфа и/или континентального склона, в частности в Северо- АмерИканских Кордильерах (с 850 млн лет), в Андах, в Транс­антарктических горах, в Южной Австралии, вдоль юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы, южных и восточных окраин Сибирской платформы. Переход к океанским условиям доказывается присутствием офиолитов на западе о. Тасмания, на юге Австралии, в Восточном Саяне, Прибайкалье и Забайкалье. Режим активных окраин по-прежнему характеризует юго-восток Азиатского континента, а также Аравию.

Здесь надо отметить, что в последние годы появились новые работы, кардинально меняющие сложившиеся ранее представления о лалеотектонике рифея и о происхождении Тихого океана. Ос­новываясь на большом сходстве рифейских разрезов западной окраины Северной Америки, с одной стороны, и восточной окраины Австралии—Антарктиды — с другой, в особенности ледниковых образований, некоторые исследователи пришли к выводу, что до определенного времени в позднем рифее (750—700 млн лет, по- уточненным данным) Северная Америка (Лаврентия) и Восточная Гондвана (Австралия — Антарктида — Индостан) составляли единый суперконтинент, который в середине позднего рифея (850— 800 млн лет назад) начал испытывать континентальный рифтоге- нез, переросший затем в спрединг, приведший к образованию про­образа современного Тихого океана (рис. 7.4). В самом конце ри­фея и венде произошло крупномасштабное перемещение Восточной Гондваны, которая, обогнув Западную Гондвану, примкнула к ней с восточной стороны, что и привело к замыканию Мозамбикского- океана примерно 600 млн лет назад (рис. 7.5). Эти новые пред­ставления довольно окоро получили подтверждение в палеомагнит- ных данных. Из них следует принципиально весьма важное за­ключение, что Тихий океан не является столь уже древним и не­может рассматриваться как прямой наследник гипотетической Панталассы. Кроме того, поздний рифей и венд выступают в ка­честве времени радикальной перестройки структурного плана Зем­ли.

Роль гранулито-гнейсовых поясов или областей тектонотерми- ческой переработки среди структурных элементов позднерифейской коры была значительно более скромной, чем в раннем-среднем рифее. К ним относятся Восточно-Гатский, Сатпурский и Рад- жестанский пояса в Индостане, северная часть пояса Кибарид.

- 580 млн лет

К- Пауэллу и др.)

в Африке, не вошедшая в состав позднерифейской Дамаро-Катанг- ской подвижной системы, южная часть Мозамбикского пояса, северо-восточный выступ Бразилии и немногие другие.

Система рифтов-авлакогенов, осложнявших строение континен­тальных платформ, претерпела в позднем рифее определенную перестройку. Закончила свое развитие рифтовая система Мидкон- тинента Северной Америки, превратившись в слабодеформирован- ные грабен-синклинали, часть авлакогенов Восточной Европы и Сибири; другая большая их часть продолжила свое развитие. Но­вая генерация авлакогенов возникла в Австралии и Центральной Африке.

Среди позднерифейских платформенных впадин — синеклиз — также обнаруживаются унаследованные от среднего и даже ран­него рифея, как, например, в Индостане, и новообразованные — Сан-Франсиску в Южной Америке, Таудени и Конго в Африке.

~720 млн лет

Некоторые участки более древних континентальных глыб —■ кратонов, прилегающие к подвижным поясам и системам, пре­терпели в конце рифея — начале венда тектонотермальную пе­реработку, нашедшую наиболее яркое выражение в «омоложении» радиометрических датировок. Это особенно характерно для Аф­рики, откуда и выражение «панафриканский» термотектогенез (активизация), отчасти для Южной Америки, Индостана и Вос­точной Антарктиды.

Рис. 7.5. Реконструкции положений материков в рифейское время: Балт. — Балтия, Ю. Ам — Южная Америка, Аф — Африка, С. Ам — Северная Америка, Ан — Антарктида, Сб — Сибирь, Ин — Индия, Ав — Австралия. 1 — тиллиты, 2 — морские бассейны

Рис. 7.6. Палеогеографические элементы позднего рифея на современной географической основ? Условные обозначения см. на рис. 7.3

Основные палеогеографические элементы позднею рифея по­казаны на рис. 7.6.