Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Магматизм и тектоника

Магматизм и тектоника

14.11.2017

Чрезвычайно ценную работу осуществили А.А. Богданов, М.В. Муратов и В.Е. Хайн, проведя в 1963 г. систематизацию терминологии и основных понятий тектоники.
Предстоит еще большая работа для достижения общего понимания тектонистами и петрографами основных структурных элементов геологической оболочки Земли, так как магматизм и тектоника, несомненно, «парагенетические» процессы. В данном случае мной использован часто употребляемый, очень удобный термин, указывающий на пространственную совмещенность двух или нескольких пород, минералов или процессов, причинные связи между которыми неясны, а также неясно происхождение каждого из явлений, входящих в парагенетическую ассоциацию.
Учение о формациях изверженных и метаморфических пород должно быть увязано с представлениями об эволюции структурных элементов верхней оболочки Земли. Ho в этом направлении предстоит большая исследовательская работа, так как неформальное отнесение той или иной естественной ассоциации изверженных пород к определенной тектонической обстановке может быть произведено лишь после воссоздания истории развития и магматизма и структур для конкретного региона.
Известный схематизм, присущий произведенной систематизации структурных элементов, в настоящее время, по-видимому, вполне естествен.
Хотелось бы в связи с этим обратить внимание и петрографов и тектонистов на некоторые стороны проблемы.
Еще 20 лет назад А.Н. Заварицкий в докладе на общем собрании отделения (Изв. АН СССР, 1946, № 2), рассматривая факты о новых движениях в верхних частях Земли с учетом глубокофокусных землетрясений, писал: «Глубинные процессы представляют явление несравненно более мощное, чем те нарушения поверхностных слоев, которые мы привыкли объединять в понятие тектоника собственного смысла слова. Если эти две категории явлений находятся в причинной связи, то придется признать, что глубокие движения литосферы могут быть причинами (первичными), а складчатость, разрывы и альпийская тектоника в земной коре — следствиями (вторичными). Геологическими методами прямо изучаются только формы последней (вторичной) тектоники». Это высказывание А.Н. Заварицкого имеет существенное значение и сейчас, когда мы пытаемся объединить усилия петрографов, геофизиков и тектонистов для решения проблемы «Строение, состав и развитие земной коры и верхней мантии».
Как было показано выше, уровни генерации магматических расплавов расположены, видимо, ниже той условной границы между «корой» и «мантией», которая, по существующим представлениям, соответствует поверхности Мохо.
Поскольку магматические расплавы достоверно появляются на поверхности Земли и способны охлаждаться и кристаллизоваться также и в верхних горизонтах коры, вполне вероятно образование и длительное существование промежуточных очагов магмы.
Разобраться в соотношениях «вторичной» тектоники и проявлений магматизма в верхних частях коры — задача существенная, в частности, и для решения металлогенических проблем.
Однако глубинная тектоника, образование глубинных зон повышенной магмопроницаемости и сама генерация магм — явления первичные, возникающие на глубоких уровнях земной коры (геологической оболочки), ниже условной границы Мохо.
История развития земной коры выяснена еще далеко не полно.
Среди структурных элементов земной коры выделяются обычно древние платформы, или кратоны, которые закончили геосинклинальное развитие в протерозое и на всем протяжении неогея (—1200 млн. лет) характеризовались платформенным режимом развития. Тектонисты достаточно уверенно выделяют байкальскую, каледонскую, герцинскую и альпийскую тектонические эпохи, однако предшествующий этап развития коры, оцениваемый примерно в 500—600 млн. лет, остается неясным. Тектонические эпохи (от заложения геосинклинали до орогенического этапа включительно) и полный цикл развития магматизма (от начальных его проявлений основного и существенно натриевого состава до постскладчатых гранитоидов и щелочных пород) охватывают промежутки времени около 150 млн. лет. В этой намечающейся периодичности развития тектонических эпох и завершенных циклов магматизма проявляются эндогенные процессы, относящиеся в сущности уже к астеносфере, определяющие и магматизм и первичную тектонику коры.
Схематичность некоторых положений современной тектоники вырисовывается также из результатов исследования развития магматизма в структурно-формационных зонах Кавказа. Само заложение Кавказской геосинклинали приурочено к планетарной зоне раздробления древней платформы с возрастом слагающих ее пород около 1500 млн. лет. Древняя толща, вскрытая буровыми скважинами под мезозоем в Палазу-Маре (близ г. Констанцы), представлена серией смещенных блоков кристаллических пород, образующих один из реликтовых срединных массивов Кавказской геосинклинали.
По данным румынских геологов (проф. Джушкэ), в основании вскрыты гнейсы с возрастом по мусковиту 1700 млн. лет. Выше залегают амфибол-гранатовые кристаллические сланцы и куммингтонитовые сланцы, переслаивающиеся с кварцитами. Эта толща кристаллических сланцев сопоставляется румынскими геологами с криворожской толщей Украинского кристаллического щита. Западнее Палазу-Маре скважинами вскрыты метаморфические сланцы и метаморфизованные вулканогены над «криворожской» толщей кристаллических сланцев. Благодаря любезности Л.В. Фирсова были сделаны определения абсолютного возраста K-Ar методом трех проб, характеризующих разные части разреза Палазу-Маре (таблица).
Гнейсы, подстилающие «криворожскую» толщу, в соответствии с их геологическим положением дают цифру возраста 1700 млн. лет. Амфибол-биотитовый кристаллический сланец из криворожской толщи дал по породе 1300 млн. лет, что, видимо, близко к истинному возрасту, так как калийсодержащих минералов, кроме биотита (16—18%), в породе нет.
Интересно, что основной вулканит, вероятно отвечающий начальному этапу формирования Кавказской геосинклинали, показал цифру возраста 460 млн. лет, что близко к цифре возраста выявленных древнейших гранитов Кавказа — балки Мощевой и р. Теберды — 450—480 млн. лет. Серицит из прожилков в метаморфических сланцах Северного Кавказа, близ устья р. Уруштен, дал цифру 435 млн. лет, что отвечает возрасту метаморфизма этих сланцев.
Все эти выявленные древнейшие магматические породы Кавказа свидетельствуют о заложении Кавказской геосинклинали с ярко выраженным инициальным магматизмом на вполне сиалической, континентальной коре древней платформы, имеющей возраст 1300—1700 млн. лет.
В блоке декембрия у г. Констанцы, перекрытого инициальными магмопроявлениями Кавказской геосинклинали, пока не выявлены породы, характеризующие отрезок истории земной коры в промежутке между 1200 и 600 млн. лет.
Хотя изучению магматизма длительно развивающейся Кавказской геосинклинали посвящено много времени различными геологами, и автором этой статьи в том числе, однако полная картина развития этой геосинклинали в течение 500 млн. лет еще во многом неясна. Ее развитие, видимо, захватило три тектонические эпохи, но сложное блоковое строение Кавказа в целом, сочетающееся с главными структурно-формационными зонами субширотного простирания, пока не позволяет проследить развитие геосинклинали в пространстве для отдельных тектонических эпох.
Альпийский орогенез Кавказа — это относительно небольшой отрезок развития Кавказской геосинклинали. История ее развития во времени и пространстве очень сложна, и сейчас пока могут быть сделаны ограниченные выводы о магматизме и тектонике за время фанерозойской активизации эндогенных процессов в этой крупной геосинклинально-складчатой структуре, с вовлечением в ее развитие предшествовавшей древней платформы.
За последние годы в геологических работах широко используются результаты абсолютного датирования и геофизических исследований, с выделением субгоризонтальных геофизических поверхностей раздела в разрезах конкретных регионов.
Однако использование любых данных, полученных на основе новых методов, должно тесно сочетаться с хорошей геолого-петрологической изученностью магматизма отдельных областей.
В этой связи представляется важным остановиться на некоторых вопросах магматизма Казахстана, освещаемых в последних работах. Как известно, материалы по Казахстану позволили ряду казахстанских геологов отстаивать точку зрения о большей древности некоторых границ внутри среднего и верхнего палеозоя по сравнению со шкалой 1960 г. и уточненной шкалой 1964 г., обсужденными и утвержденными Комиссией по определению абсолютного возраста.
Как показало длительное обсуждение этой проблемы, причиной такого расхождения казахстанских данных по геохронологической шкале является отнюдь не меньшая точность работ радиологических лабораторий: Казахстана, а скорее подход к расчленению магматизма Казахстана на закономерные ассоциации изверженных пород.
В работах казахстанских геологов, имеющих солидную базу изучения каменного материала, делаются, однако, выводы, свидетельствующие либо о недостаточности фактического материала, либо о спорной геолого-петрографической интерпретации известных фактов.
В частности, используя структурно-тектоническое районирование Центрального Казахстана, геологи расчленяют герцинский интрузивный магматизм на гранодноритовую и посторогенную гранитовую формации с субформацией аляскитов и щелочных гранитов. При этом для гранодиоритовой формации констатируются три этапа внедрения: 1) гранодиориты саурской фазы относятся к нижнему карбону, так как они прорывают турне и нижнюю часть визе и обломки их известны в конгломератах визе; 2) гранодиориты топарского комплекса внедрились в среднем или верхнем карбоне, но возраст не всегда определенен; 3) самые молодые гранодиориты приурочены к Алаккульскому синклинорию, прорывают верхний карбон и должны считаться нижнепермскими. Следует сказать, что геолого-петрографическая обоснованность такого скольжения во времени гранодиоритового этапа герцинского магматизма не вытекает из текста работ.
В работах приводится характеристика массива Мамман-Тау, относимого к саурской фазе (комплексу), и Сары-Тау, отпоспмого к топарскому комплексу. На картах — схемах видно, что в разных структурных элементах Центрального Казахстана ассоциируются, образуя единые массивы, и гранодиориты, и граниты, и аляскиты. Граниты и аляскиты интрудируют позднее гранодиоритов. При конкретном описании массива Маммап-Тау указывается, что этот массив сложен гранодиоритами и лейкократовыми гранитами. Интрудируемые массивом вулканиты являются живет — франскими. Перекрывается массив лавами и пирокластами, условно отнесенными к намюру. Горы Сары-Адыр описываются как часть массива Мамман-Тау. Ho, по Р.Н. Соболеву, массивы Аман-Тау и Сары-Адыр, петрографически идентичные, перекрыты турнейскими известняками, а петрографически аналогичный Алаккульский массив перекрыт известняками верхней части фаменского яруса.
В работе об абсолютном возрасте гранитоидов массива Сары-Адыр, написанной мной совместно с геологами, работающими в Казахстане, я подчеркивал неправомерность отнесения к разным комплексам интрузивных пород, слагающих единый массив.
На примере цифр по K-Ar датированию герцинских гранитоидов Центрального Казахстана, опубликованных разными авторами, особенно для калдырминского комплекса, видна неопределенность понятия «комплекс», применяемого в работах многих казахстанских геологов.
По Г.Н. Щерба, возраст калдырминского комплекса 277—288 млн. лет, по В.К. Моничу — 320—330 млн. лет, по Л.В. Комлеву — 325—345 млн. лет. При таком разбросе цифр естественно задаться вопросом: не разновозрастные ли гранодиориты из разных массивов объединяются разными авторами в единый комплекс? И каким образом определяется возраст субформации лейкократовых гранитов, практически не содержащих слюды? Все это свидетельствует, что пока должной увязки между расчленением палеозойской интрузивной деятельности по геолого-петрографическим и радиологическим данным не имеется. Поэтому, как мне приходилось уже указывать в 1963 г., преждевременно создавать особую казахстанскую геохронологическую шкалу.
По-видимому, преждевременны и некоторые выводы о разновозрастности интрузий герцинской гранодиоритовой формации в Центральном Казахстане.
Определенные противоречия имеются в выводах некоторых исследователей об образовании гранитной магмы в Центральном Казахстане. Используя результаты петрографических исследований и известные для Казахстана геофизические данные (ГСЗ, гравиметрия), они допускают существование в разрезе коры и «гранодиоритового» слоя по аналогии с «гранитным» и «базальтовым», выделяемыми геофизиками. Более раннее внедрение гранодиоритов объясняется более ранним плавлением (при поднятии геоизотерм) этого более глубинного гранодиоритового слоя. Лишь при продолжающемся подъеме геоизотерм постепенно начинают плавиться и более высокие горизонты, имеющие уже гранитный состав. С изменением характера и уменьшением напряженности тектонических движений происходит постепенная консолидация области плавления, сохраняются лишь изолированные очаги с легкоплавкими, богатыми щелочами кислыми магмами. С этим регрессивным периодом магматизма связано, по их мнению, внедрение аляскитов. Наконец все это застывает и становится возможным проникновение в верхний этаж основной магмы, связанной с базальтовым слоем.
Такая упрощенная трактовка показывает, что даже петрографы, работающие с вещественными природными образованиями, склонны в буквальном смысле понимать расчленение верхней оболочки Земли на субгоризонтальные слои — «гранитный», «базальтовый» и даже «гранодиоритовый», хотя на всех совещаниях последних лет принимаются решения о применении этих терминов только в качестве условных.
Думается, что причина развития гранитоидного магматизма от гранодиоритов через граниты к аляскитам лежит не в стратификации земной коры по составу, а в различии PT—условий кристаллизации таких расплавов. Иными словами, отказываться от представлений о магматической дифференциации пока преждевременно.