Глава 8 главные структурные единицы литосферы

Подобно тому как приходится по-разному подразделять тектоносферу в геологическом и чисто физическом (реологическом) смысле, с одной стороны, на кору и мантию, с другой стороны, на литосферу и астеносферу, для латерального подразделения литосферы также применяются две разные системы понятий: с одной стороны, литосферные плиты, с другой — континенты и океаны и их более мелкие подразделения. Именно это последнее деление нас и будет интересовать в данной главе.

Итак, в качестве структурных элементов литосферы первого порядка выступают океаны и континенты. Отличаются они прежде всего толщиной, строением и составом коры. Эти их особенности уже рассматривались в главе 2, но здесь приходится их напомнить. Кора океанов тонкая, всего 5—6 км, трехслойная: 1-й слой осадочный — глубоководные глинистые, кремнистые, карбонатные осадки мощностью до 1 км; 2-й слой базальтовый, с системой параллельных даек внизу; 3-й слой — габбро вверху, полосчатый габбро-ультрамафитовый комплекс внизу. Возраст коры современных океанов и глубоководных котловин окраинных морей — до 180 млн лет. Кора континентов толстая — до 70—75 км (35— 40 км в среднем), тоже трехслойная: с верхним осадочным слоем, в котором практически нет глубоководных отложений, но широко развиты континентальные; средним — гранитогнейсовым; и нижним гранулит-базитовым. Возраст пород континентальной коры близок к возрасту Земли - до 4, 0 млрд лет. Существенно отличается в пределах океанов и континентов и мощность литосферы — в океане до 80-100 км, на континентах до 150-200 км и, возможно, больше — до 400 км (Т.Джордан). Наблюдаются отличия и в составе литосферной мантии — под континентами она в основном деплетированная, под океаном деплетированная лишь в верхней части. Заметные отличия можно предполагать и для астеносферы — ее мощность под океанами значительно больше, а вязкость ниже, чем под континентами.

Выделяя континенты и океаны в качестве главных структурных единиц литосферы и всей тектоносферы, необходимо иметь в виду, что их геолого-геофизическое понимание отличается от чисто географического. К континентам по типу пород относятся также континентальные шельфы, местами, в особенности в Русской Арктике, достигающие ширины более 1000 км, краевые плато типа Иберийского, Квинслендского, Новозеландского и др., и микроконтиненты, такие как Мадагаскар, Роколл в Атлантическом океане и др. С другой стороны, корой океанского типа характеризуются глубоководные котловины окраинных и даже ряда внутренних морей, поскольку последние входят в состав подвижных поясов. Кора переходного типа — субокеанская — подстилает зоны континентальных склонов и подножий. Кроме того, как отмечалось в гл. 2, в структуру континентов как бы вкраплены реликтовые микроокеаны — остатки древних океанских бассейнов, в которых океанская кора перекрыта исключительно мощным слоем осадков. Все это осложняет, но не отменяет принципиальные различия между океанами и континентами.

По тем же признакам — строению и составу коры и всей литосферы, а также по тектоническому режиму — эти единицы первого порядка подразделяются на единицы второго порядка — подвижные пояса и устойчивые площади. В океанах пердые представлены срединно-океанскими хребтами, вторые — абиссальными равнинами¹, на континентах соответственно выделяются складчатые пояса — орогены и платформы — кратоны. Кроме того, существуют подвижные пояса переходных зон между континентами и океанами — активных континентальных окраин. Противоположность активным окраинам составляют пассивные окраины, а наиболее резкая граница между областями развития континентальной и океанской коры наблюдается вдоль трансформных окраин.

¹ Напомним, что в отношении структурных элементов океанов привилась геоморфологическая терминология, ввиду достаточно полного соответствия рельефа и структуры.

В океанах абиссальные равнины занимают наибольшую площадь и являются тектонически наиболее спокойными их структурными элементами, практически почти асейсмичными и с ограниченным проявлением вулканизма. Поэтому их пытались называть океанскими плитами (но это создает путаницу с литосферными плитами) или талассократонами (Р. Фэйрбридж) по аналогии с континентальными кратонами, но сходство здесь лишь относительно и оба термина не получили распространения. Если все же применять для абиссальных равнин чисто тектонический термин, то наиболее предпочтительным представляется термин «талассоплен».

Абиссальные paвнины отличаются oдноoбpaзным cтpoeниeм, выдержанной мощностью коры, типично океанской, и плавным изменением мощности литосферы, возрастающей с увеличением возраста коры, т.е. в направлении континента. Аналогичное возpacтание обнаруживает мощность осадочного слоя за счет появления более древних горизонтов. Из этих общих закономерностей выпадают участки внутриплитных поднятий и хребтов — структурных элементов третьего порядка, о которых пойдет речь в гл. 10.

Другим структурным элементом океанов того же порядка, что и абиссальные равнины, являются срединно-океанские хребты — внутриокеанские подвижные пояса. Для них также предлагался специальный термин «георифтогеналь» (Г.Б. Удинцев), но и он не привился. Кроме того, морфологически выраженные рифты наблюдаются вдоль срединных хребтов далеко не повсеместно. Несомненно, однако, что существование этих хребтов обязано процессам современного и недавнего спрединга; они почти целиком вписываются в контуры линейной магнитной аномалии 14, отвечающей олигоцену. В отличие от абиссальных равнин и хребтов в их пределах срединные хребты на всем своем протяжении сеисмйчны и вулканически активны.

В пределах континентов тектонически спокойные плошади получили название платформ или кратонов. Оба термина имеют неоднозначное толкование. В зарубежной литературе предпочтением пользуется термин «кратон», но он применяется практически исключительно для единиц с древним, докембрийским фундаментом, т.е. древних платформ в обычном у нас в стране понимании. Термин «платформа» применяется для площадей, покрытых осадочным чехлом, т.е. плит платформ в нашей системе терминов. Но молодые платформы с этих позиций будут называться платформами и в западном смысле, так как они, за редким исключением (Центральноказахстанский и немногие другие массивы), всегда покрыты осадочным чехлом. В дальнейшем мы будем применять термины «древняя платформа» и «кратон» как синонимы.

Платформы, как и их абиссальные гомологи, практически асейсмичны и отличаются слабым проявлением магматической деятельности, за исключением вспышек базальтового вулканизма, создающих трапповые поля. Они характеризуются выдержанной мощностью коры и литосферы, причем мощность последней может вдвое или даже больше превышать максимальную мощность океанской литосферы. На отдельных участках, как отмечалось, консолидированная кора по сейсмическим параметрам близка к океанской, но она перекрывается мощным осадочным чехлом и ее суммарная мощность все равно оказывается близкой к нормальной для платформ мощности континентальной коры — 35 — 40 км.

Подвижные пояса континентов представлены внутриконтинентальными орогенами, известными еще как эпиплатформенные (С.С. Шульц), вторичные, дейтероорогены (К.В. Боголепов) Все эти названия связаны с тем, что исторически образованию этих орогенов, в отличие от первичных, о которых будет сказано ниже, предшествует платформенный этап развития. Внутриконтинентальные орогены обладают горным рельефом, в котором хребты чередуются с межгорными впадинами, а по высоте в общем не уступают высоте первичных орогенов. Кора вторичных орогенов относится к континентальному типу, но обладает почти вдвое большей мощностью, которая может достигать 70—75 км, но обычно порядка 50 — 60 км. Сейсмичность, как правило, высокая, но магматическая активность невелика и намного уступает таковой первичных орогенов, нередко проявляясь лишь в виде базальтовых излияний, а местами и вовсе отсутствуя. Наиболее ярким и типичным орогеном данного типа является Центральноазиатскнй, но большая часть этих орогенов занимает периферическое по отношению к континентам положение.

Подвижные пояса, расположенные между континентами и океанами и отвечающие активным континентальным окраинам, подобно поясам периферии Тихого океана, или занимающие межконтинентальное положение, как современные Карибский, Индонезийский, Южноантильский (моря Скотия) регионы, прежде называли геосинклинальными или геосинклинально-орогенными, складчатыми геосинклинальными поясами, а в современной литературе — просто складчатыми или орогенными. Последние два термина неудобны, так как обычно далеко не вся площадь современных представителей этих поясов оказывается охваченной складчатостью и орогенезом; для древних поясов, закончивших свое активное развитие, эти термины вполне подходящи. Называя их орогенами, имеют в виду первичный (эпигеосинклинальный в прежней терминологии) орогенез, непосредственно сменяющий режим преобладающих погружений и накопления морских осадков. Термин «геосинклиналь» имеет долгую, более чем столетнюю историю и сложную судьбу. Он давно утратил свой первоначальный смысл синклинали, т.е. прогиба, линейного бассейна глобального масштаба, сначала заполняющегося осадками, а затем испытывающего складчатость и превращающегося в горное сооружение, ибо уже сам автор термина, американский геолог Дж. Дэна, показал, что рядом с подобным прогибом должно существовать поднятие, которые он назвал геоантиклиналью, а затем европейские, в том числе русские, геологи выяснили, что в подвижном поясе обычно присутствуют не один прогиб и не одно поднятие, и пытались исправить положение введением терминов «геосинклинальная система», «геосинклинальная область», наконец «геосинклинальный пояс». Положение усложнилось еще больше, когда обнаружилось, что в пределах геосинклинальных областей и поясов существуют более устойчивые глыбы, получившие название срединных массивов.

Однако, пожалуй, главным вопросом оказался вопрос о том, где находятся современные аналоги геосинклиналей. Мнения в этом отношении разделились. Американские геологи, опираясь на примеры Аппалачей — прототипа геосинклиналей — и Кордильер, усматривали такие аналоги в окраинах континентов — пассивных окраинах атлантического типа, как их теперь определяют. Часть европейских геологов видела современные аналоги геосинклиналей в океанах, в частности в Атлантическом с его тогда уже известным срединным хребтом, основываясь на распространении в геосинклиналях глубоководных осадков. Другая часть европейских геологов обратила внимание в этом смысле на Индонезию и Антильско-Карибский регион, оказавшись ближе всех к истине. Но конкретных данных для сравнения обстановки подвижных поясов геологического прошлого с современными обстановками еще не было и учение о геосинклиналях развивалось в отрыве от знаний о современном строении коры и литосферы. Такие сведения появились лишь в 50—60-е годы, причем особенно большое значение имело установление сходства офиолитов, постоянно присутствующих в геосинклиналях с корой океанского типа.

Теперь мы знаем, что ближайшими аналогами подвижных поясов данного типа в геологическом прошлом были активные окраины континентов и межконтинентальные пространства с их достаточно сложным строением, включающим элементы пассивных окраин, окраинные глубоководные моря, островные дуги с задуговыми, междуговыми и преддуговыми прогибами, глубоководные желоба (все это ранее описывалось как прогибы — частные геосинклинали и поднятия — геоантиклинали) и, наконец, микроконтиненты («срединные массивы»). Таким образом, появилась возможность перейти от абстрактной геосинклинальной терминологии к конкретной актуалистической интерпретации строения и развития подвижных поясов геосинклинального типа, в дальнейшем превращающихся в складчато-орогенные пояса.

По-иному следует смотреть на стадийность и направленность эволюции этих поясов, установленную учением о геосинклиналях (главным здесь теперь выступает преобразование тонкой океанской коры в толстую континентальную) и на разделение геосинклинальных систем на внешние амагматичные зоны — миогеосинклинали — и магматичные внутренние — эвгеосинклинали (Г.Штилле, М.Кэй), в действительности отвечающие: первые — пассивным континентальным окраинам, заложенным на континентальной коре; вторые — окраинным морям, островным дугам, глубоководным желобам, развивавшимся на коре окeaнcкого типа. И наконец, совсем по-другому приходится интерпретировать геодинамику эволюции подвижных поясов данного типа — вместо господствовавшего в последние десятилетия, до появления тектоники плит, фиксистского объяснения их развития только процессами в мантии, происходящими непосредственно в основании поясов без сколько-нибудь существенного растяжения и сжатия, ныне в качестве первопричины выступают перемещения литосферных плит глобального масштаба, вызывающие сначала растяжение и раздвиг — спрединг, а затем сжатие — конвергенцию и коллизию поясов со всеми сопутствующими явлениями — аккрецией, складчатостью, метаморфизмом, гранитизацией, горообразованием, которые и ведут к преобразованию океанской коры в континентальную.

Остается еще раз подчеркнуть, что подвижные пояса геосинклинально-орогенного типа обладают весьма изменчивыми вкрест их простирания мощностью, составом и строением коры континентального типа — на шельфе внешних окраин, переходного — субокеанского типа — на склоне и подножии последних, субокеанского и океанского в котловинах окраинных морей, субконтинентального — в островных дугах и на внутренних склонах глубоководных желобов и, наконец, океанского — на внешних склонах последних.

Таковы основные типы структурных элементов коры и литосферы первого и второго порядков. В следующих главах мы перейдем к более подробному рассмотрению их внутреннего строения и развития, но предварительно, в гл. 9, остановимся на методах поучения этого развития, анализа тектонических движений и деформаций геологического прошлого.

ГЛАВА 9
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОШЛОГО (ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИИ И НЕОТЕКТОНИЧЕСКИИ АНАЛИЗЫ)