Земная кора

Главным итогом развития Земли  в архее являлось, несомненно, становление  зрелой континентальной коры с ее разделением на верхнюю и нижнюю разного состава, степени метаморфизма и разных реологических свойств. Конвекция в мантии, судя по расположению зеленокаменных поясов, их отношению к серогнейсовым ядрам и последовательности развития, приняла более упорядочению форму по сравнению с предыдущими этапами, когда она была скорее хаотической.

1.3 Раннепротерозойский этап. Распад первой Пангеи, обособление платформ и подвижных поясов. Дальнейшее разрастание континентальной коры (2,5—1,7 млрд лет)

К концу архея вследствие снижения теплового потока и охлаждения кора, по крайней мере, в своей верхней части, стала достаточно жесткой и хрупкой для образования устойчивой сети трещин и разломов. Об этом наиболее наглядно свидетельствуют рои даек основных магматитов, известные на ряде щитов древних платформ; крупнейныя из них — Великая дайка Зимбабве в Южной Африке. Дробление привело в середине раннего протерозоя, между 2,2 и 1,9 млрд лет назад, к распаду элиархейской Пангеи на большое число отдельных блоков, которые затем сохраняли устойчивое положение с поверхностью, близкой к уровню океана, о чем свидетельствует накопление осадочного чехла из мелководно-морских или континентальных отложений в пределах плоских впадин — протосинеклиз Среди осадочного чехла протоплатформ встречаются покровы платобазальтов и реже более кислых вулканитов. Чехол этот нередко обнаруживает некоторый метаморфизм, близ разломов и интрузий он может достигать амфиболитовой фации. В него местами внедрены гранитогнейсовые купола, образованные за счет ремобитизации архейского кристаллического фундамента. Известны также расслоенные интрузии от ультраосновного и основного состава до кислого; некоторые из них достигают очень крупных размеров — Бушвельд в Южной Африке, Стиллуотер в Восточных Скалистых горах Северной Америки. С ними и с дайками связаны руды хрома, никеля, кобальта, платины, меди, золота и др. Дислокации протоплатформенного чехла выражены пологими складками и сбросами.

Появляются на протоплатформах и собственно рифтогенные структуры — протоавлакогены. Они содержат такие же типы осадков, что и плоские протосинеклизы, но повышенной мощности и часто в сочетании с покровами и силлами основных и ультраосновных магматитов. Такие протоавлакогены известны на Балтийском щите — Печенгский и Имандро-Варзугский на Кольском полуострове, а также на Канадском щите. Между протоплатформенными блоками, имевшими полигональные, определенные разломами очертания, пролегли подвижные лояса, образованные за счет раздвига протоплатформ. В одних из них возникли оси спрединга, что доказывается присутствием офиолитов, в других рифтогенез ограничился утонением и переработкой континентальной коры с ее превращением в субокеанскую. Оба эти типа подвижных поясов, образованные в обстановке растяжения, становились зонами накопления мощных осадков и вулканитов, испытывая в дальнейшем интенсивное сжатие, складчато-надвиговые деформации с вергентностью в сторону протоплатформ, гранитизацию и региональный метаморфизм и превращаясь в складчатые системы. Как указывалось в главе 12, их часто именуют протогеосинклиналями.

Протогеосинклинали обладают шириной в сотни, длиной в многие сотни и иногда более 1000 км. В большинстве из них, подобно более молодым аналогам, уже можно различать внешние зоны с осадками шельфового (кварциты, доломиты, джеспилиты) или склонового (аргиллиты, граувакки, флиш) характера и внутренние, где получают широкое распространение толеитовые базальты наряду с относительно глубоководными осадками. Заключительные деформации и поднятия охватывают в первую очередь внутренние зоны, а во внешних за счет их развития отлагаются молассы. Все сказанное наиболее типично представлено в протогеосинклиналях Канадского щита (Уопмей, Трансгудзонская, Лабрадорская, Пенокийская), а в других преобладают условия либо внутренних (Свекофеннская на Балтийском щите), либо внешних (Курско-Криворожская) зон.

Особый тип подвижных  поясов, появившийся в конце архея, но начавший играть существенную роль в строении земной коры в раннем протерозое, образуют гранулито-гнейсовые пояса, характеризующиеся особенно интенсивным сжатием на заключительной стадии развития, вследствие коллизии ограничивающих их континентальных блоков (протоплатформ), и глубоким метаморфизмом слагающих их пород, достигающим гранулитовой ступени.

Развитие подавляющего числа  раннепротерозойских подвижных  поясов, за очень редким исключением, завершилось в концу рассматриваемого этапа, что привело к сращиванию ранее разделенных ими континентальных  блоков, их наращиванию новообразованной континентальной корой и тем  самым к восстановлению единства Пангеи, вероятно превосходившей по площади   первую, эпиархейскую.

Поскольку раннепротерозойские  протоплатформы с обрамляющими их полосами океанской или субокеанской коры имели, как правило, в поперечнике не более 1 тыс. км, а оси спрединга и рифтинга образовывали более густую сеть и обладали более значительной суммарной длиной, чем в позднем докембрии и фанерозое, раннепротерозойская тектоника вполне заслуживает названия «тектоника малых плит», данного ей канадским геологом А.М. Гудвином. В ее основе лежала мелкоячеистая конвекция в мантии, несколько иная по форме, чем в архее. Это была следующая ступень в развитии тектоники плит по сравнению с архейской.

1.4 Среднепротерозойский этап. Частичный распад и восстановление единства второй Пангеи (1,7—1,0 млрд лет)

Характер развития земной коры на данном этапе остается не вполне ясным вследствие ограниченной распространенности отложений нижнего и среднего рифея. Это особенно касается нижнего  рифея и позволяет предполагать, что в раннем рифее образованная в конце раннего протерозоя вторая Пангея в основном сохраняла свою сплошность, подвергаясь лишь некоторому раскалыванию с образованием континентальных рифтов, в дальнейшем превращавшихся либо в интракратонные внутриплитные складчатые системы, либо в авлакогены.

Пангея в раннем рифее подвергалась значительному разогреву вследствие накопления тепла под ее мощной корой. Это привело к широкому проявлению кислого субаэрального вулканизма и становлению столь характерных для этого времени крупных стратиформных плутонов габбро-анортозитов и гранитов-рапакиви.

В среднем рифее деструкция Пангеи заметно прогрессировала, о чем свидетельствует появление офиолитов, но к концу этой эры большая часть подвижных систем завершила свое развитие, снова спаяв обособившиеся части Пангеи в единый суперконтинент.

1. Позднепротерозойско-раннепалеозойский этап. Деструкция протерозойской Пангеи, заложение и начало развития подвижных поясов неогея (1,0—0,4 млрд лет)

В позднем рифее, особенно во второй его половине, деструкция Пангеи приводит к полной ее дезинтеграции с обособлением древних платформ — кратонов, ядер современных материков, — и заложением широких подвижных поясов на начальной стадии палеоокеанов, которые затем эволюционируют на протяжении фанерозоя. Это такие океаны, как Япетус, прото-, а затем палео-Тетис, палео-Азиатский и палео-Арктический океаны. Из них только Япетус закончил свое развитие уже к концу данного этапа, что привело к объединению Северной Америки и Восточной Европы в Лавруссию, остальные продолжили его на следующем этапе.

Вместе с тем на этом этапе проявилось определенное различие в эволюции северной и южной частей Пангеи. В то время как в северной части деструктивные тенденции господствовали почти на протяжении всего этапа (в Япетусе до позднего ордовика), в ее южной части уже к началу палеозоя они сменились обратными тенденциями замыкания существовавших здесь узких рифейских подвижных систем, в результате чего возник объединивший южную группу материков суперконтинент Гондвана.

Платформы в среднем и  позднем рифее переживали авлакогенную стадию своего развития, местами затянувшуюся до кемкембрия (Северная Америка), но в большинстве из них (Восточная Европа, Сибирь, Китай, Корея) завершившуюся в венде с переходом к следующей, плитной, стадии эволюции.

В рифее и начале палеозоя еще продолжалось развитие некоторых  гранулито-гнейсовых поясов, выступавших как линейные зоны поднятий и повторного метаморфизма. Таковы Мозамбикский пояс в Восточной Африке, Восточно-Гатский в Индии, Приатлантический в Бразилии и некоторые другие. Однако отдельные пояса этого типа, в частности классический Гренвильский, закончили свое активное развитие уже к позднему рифею, в одноименную эпоху тектогенеза.

Тектоника плит с позднего рифея приобрела свой современный  характер и сопровождалась всеми  своими атрибутами — офиолитами, островодужными вулканитами и гранитными батолитами, метаморфитами высокого давления — низкой температуры и др. Установилась, очевидно, и близкая к современной картина конвективных течений в мантии, с обособлением двух главных систем, отдельно в нижней и верхней мантии.

1.6 Позднепалеозойско-раннемезозойский этап. Возрождение Пангеи (0,4—0,2 млрд лет)

На этом этапе межконтинентальные подвижные пояса, образовавшиеся за счет распада позднепротерозойской Пангеи, — палео-Азиатский, Тетис (Средиземноморский), а отчасти и палео-Арктический — стали испытывать нарастающее сжатие, охватываться складчато-надвиговыми деформациями, гранитизацией, региональным метаморфизмом и перерождаться в складчатые горные пояса. Этот процесс резко усилился в середине карбона и достиг своей кульминации в середине триаса. Он привел сперва к замыканию северной части палео-Азиатского океана и к объединению Лавруссии с Сибирью в суперконтинент Лавразия, а затем к смыканию Лавразии с Гондваной за счет западной части Тетиса; последний сохранился лишь в виде залива на востоке. В итоге все континентальные массивы вновь оказались объединенными в суперконтинент, ту самую Пангею, о которой писал Вегенер, не подозревавший, однако, о существовании более ранних, докембрийских Пангей. Отмирание складчато-орогенных лоясов, смена в них орогенного режима платформенным привели к возникновению молодых платформ — Скифско-Туранской, Западно-Сибирской, Дунбэйской, Восточно-Австралийской, Патагонской, которые нарастили древние платформы или заполнили промежутки между ними. Но настоящий платформенный чехол на них стал накапливаться лишь в следующем этапе, а во второй половине данного этапа они переживали стадию, сходную с авлакогенной стадией развития древних платформ, — тафрогенную.

Между тем окраины Тихого океана продолжали свое активное развитие в южной его половине, на периферии  Австралии, Антарктиды и Южной Америки  оно шло по андскому типу и проявлялось  в основном в существовании вулканоплутонических поясов. В северной половине, близ Азии и Северной Америки, развивались вулканические дуги и окраинные моря; существовали здесь и микроконтиненты, Надо полагать, что акватория Тихого океана на рассматриваемом этапе расширилась за счет осушения, полного или частичного, других океанов, но следы этого можно усматривать лишь в офиолитах соответствующего возраста, распространенных по периферии этого океана.

Развитие самой Пангей далеко не было спокойным. Первоначально оно выразилось в образовании в ее гондванской части в конце карбона — начале перми мощного покровного оледенения, вызвавшего резкое эвстатическое понижение уровня Мирового океана. Затем все более стал ощущаться разогрев верхней мантии под суперконтинентом, что вызвало вспышки траппового магматизма — в конце перми — начале триаса в Сибири, в Тунгусской синеклизе и на юге Таймыра, в конце триаса — середине юры в Патагонии, Южной Африке, Антарктиде, о. Тасмания, которые тогда тесно примыкали друг к другу. Развивались и процессы рифтообразования, особенно интенсивного с середины триаса, тем самым предваряя начало распада Гондваны, наступившее в конце средней юры.

1.7 Позднемезозойско-кайнозойский этап. Распад Пангей и образование молодых океанов. Формирование современной структуры и рельефа Земли (0,2—0 млрд лет)

Главным событием последнего крупного этапа истории Земли  и развития земной коры был распад Пангей, начавшийся, как только что указывалось, в конце средней юры, в бате — келловее, и продолжающийся до наших дней. Начало было положено образованием Центральной Атлантики, соединением ее с Тихим океаном через Карибский пролив и с реликтовым Тетисом через Западное Средиземноморье, т.е. восстановлением широкого океанского пространства, разделявшего Лавразию и Гондвану до позднего палеозоя. Одновременно началось обновление коры Тихого океана. В конце юры — начале мела стала проявляться, нарастая, другая тенденция — формирования долготно ориентированного Атлантического и северной части Индийского океана, а также широтного океана, опоясывающего Антарктиду. Это привело, особенно заметно с середины мела, к смене расширения Тетиса его сокращением, сближением Евразии с обломками Гондваны: Африкой — Аравией, Индией и Австралией, а в результате — к началу формирования гигантского Альпийско-Гималайского складчатого горного пояса, резко усилившегося в конце эоцена. Аналогичный процесс затронул и реликты палео-Арктического и палео-Азиатского океанов, превратившихся после палеозоя в апофизы Тихого океана — Южно-Анюйский, Амуро-Охотский; первый закрылся в раннем мелу, второй — уже в поздней юре.

Тихий океан вследствие раскрытия  молодых океанов должен был испытать сокращение, а его активные окраины  сомкнулись, образовав почти сплошной Круготихоокеанский подвижный пояс — «Тихоокеанское кольцо». Этот пояс отличался и продолжает выделяться и в современную эпоху своей исключительно высокой тектонической, включая сейсмическую, и магматической активностью. Отдельные его звенья развивались, однако, несколько по-разному. На северо-западной, азиатской, окраине в первую половину этапа шла аккреция вулканических дуг и микроконтинентов, которая привела к преобразованию этой окраины в окраину Андского типа, с краевым вулканоплутаиичеоким поясом, протянувшимся от Чукотки (и Аляски) до Калимантана. Подобный пояс в начале этапа существовал вдоль восточной окраины Австралии, от Новой Гвинеи до Новой Зеландии. Но потом сначала на юге, где в позднем мелу раскрылось Тасманово море, а затем все дальше к северу, достигнув в миоцене западной части Берингова моря, образовался почти непрерывный пояс окраинных морей, отделивших от материков островные дуги (некоторые были новообразованными), т.е. сформировался тот тип активных окраин, который мы именуем западно-тихоокеанским.