ВОЗРАСТ ЗЕМНЫХ БАЗАЛЬТОВ И ИХ СВЯЗЬ С РАЗЛИЧНЫМИ СТРУКТУРАМИ

Вулканические моря материков и геосинклинали. Грабены. Докембрийские платформы материков

Трапповые вулканические моря материков располагаются на равнинах — главным образом на древних платформах. Однако не на всех древних платформах они установлены. Нет вулканических базальтовых плащей мезозоя — кайнозоя на Восточно-Европейской платфор- ме. Нет траппов и на обширной Северо-Американской платформе. Здесь только по краям Гренландского блока известны трапповы' провинции (см.  9).

Даже когда платформы охватываются трапповым вулканизмом, называемым «магматической активизацией» платформ, поле магматических проявлений затрагивает платформу не целиком, а как бы выбирая какую-либо одну часть стабильной глыбы. В Сибири — это западная половина древней платформы, в Южной Америке — восточная половина докембрийской платформы, в Австралии — самая западная часть древней глыбы.

В других случаях одна и -та же платформа несколько раз последовательно подвергается такой «активизации». Африканская платформа испытала ее трижды — на рубеже перми-триаса на северо-западе (Тауденни), на рубеже триаса-юры на юге (Карру), на рубеже юры-мела — на юго-западе (Каоковельд). Так что траппы, если, и возникают преимущественно на древних платформах, то охватывают лишь какую-то их часть, и в то же время «игнорируют» другие части либо целые платформенные области.

Отмечалось и то- обстоятельство, что часто трапповый плащ, располагаясь по краю платформы, примыкает к смежной горной области. В ней тоже проявляются базиты, но главным образом те, что названы «надстраивающими», т.е. более молодые, чем главный плащ, и обычно развитые вдоль разломов или внутри грабеновых структур.

Такие случаи отмечались для траппов Сибири — Зауралья, Южно-Китайской платформы и смежных гор Сиккан-Юннаня, для траппов Тауденни и смежных гор Атласа, для траппов Карру, где рядом с полем лав в южных горах Капской складчатой системы известны на опущенных блоках — грабенах базитовые лавы и плутоны долеритов (см.  9).

Известный геолог Д. И. Мушкетов еще в 30-е годы обратил внимание на сближенность трапповых полей и смежных гор. Отмечая это обстоятельство для Южной Африки, dH писал, что образование гор и излияния траппов нельзя считать одновременными явлениями. Сначала возникают складчатые горы, а уже потом формируется обширный базальтовый плащ.

Позже, в 50-е годы ту же близость трапповых провинций «соседним горам отметил Ю. М. Шейнманн. Он считал, что образование гор и излияния лав могут быть одновременными. Это — явления взаимосвязанные. Такие построения вызвали критику, поскольку существует множество горных цепей, окружающих платформы, и вблизи них на платформах развиты краевые прогибы, заполненные молассами — обломочными толщами разрушаемых гор, а не трапповые вулканические плащи.

Есть" в то же время регионы, где трапповый магматизм проявился не на древней платформе, а охватил область складчатых гор. Таковы грабеноЪые базиты Аппалачей и Уошито (вокруг Мексиканского залива). Трапповое плато Колумбия в Кордильерах тоже расположено внутри молодых горных хребтов, обрамляясь ими с запада и востока.

Именно наличие траппов в середине складчатых сооружений, обрамляющих древнюю Северо-Американскую платформу, и с внешнее стороны их (в тылу складок) вдоль побережий океанов (на краю материков), а также отчетливо выраженных краевых прогибов между складчатыми сооружениями и платформой не позволило многик геологам согласиться с предположением о прямой связи воздыманщ гор с проявлениями траппов на материках.

Область в тылу складок Э. Зюсс называл «тыловая земля» (рюкланд), имея в виду стабильную область — тыловую раму склад, чатости или тыльную платформу. Правда, в тылу Аппалачей расположен океан. В тылу Кордильер вдоль побережья — еще более молодые горы, а далее на запад — тоже океан. Геологическая природа океанского субстрата, на котором залегают базальтовые плащи, в настоящее время неизвестна. Однако есть регионы на Земле, где в материковых условиях прослеживаются тыловые области горкыц цепей, несущие траппы. Наилучший из таких примеров — это области Урала и Зауралья ( 10).

Уральские толщи, накопленные в геосинклинальных прогибах, во время их складчатости и воздымания в виде гор были перемещены, надвинуты на запад — на Восточно-Европейскую древнюю платформу. Перед горами сформировалась цепочка впадин, заполненных молассами — Предуральский краевой прогиб. Восточнее Урала, в тылу складчатых структур, а именно с той стороны, откуда складчатые толщи были «выплеснуты» волной смятия, образовалось затем вулканическое трапповое море. Это область траппов Сибири — Зауралья. Базальты перекрыли складчатые толщи, которые накопились во время прогибания геосинклинали, а также толщи, которые накопились от размыва частных горных поднятий— т. е. молассы местных «межгорных» впадин. Значит, горы уже поднялись и даже оказались размытыми, денудированными к времени возникновения вулканического моря.

Лавы излились на выровненную поверхность складчатых структур, а потом дно лавового моря было опять поднято, разбито разломами на клавиши — блоки. На поднятых блоках лавы были срезаны размывом, но они сохранились в опущенных грабенах — депрессиях, где накапливался материал, сносимый с поднятых горстов. Заполнение грабенов продуктами размыва проходило в условиях продолжающегося вулканизма. Это были уже вдольразломпые ба- зитовые породы (здесь контрастные серии базальтов и кислых липаритов), которые отвечают вулканическим сооружениям, надстраивающим главный базальтовый плащ траппов.

Самые западные грабены Зауралья — Западной Сибири располагаются в той полосе, где под ними залегают складчатые толщк. сложенные метаморфизованными магматическими базальтами * ультраосновными породами раннего геосинклинального заполнения основание Уральских гор. Такие геосинклинальные базиты — гипер- баэиты называют офиолитами.

Восстановим обстановку, когда приподнявшиеся складчатые го- Ры Урала-были перекрыты с востока — с тыла — трапповым планом базальтов. Напомним, что он накапливался близ уровня моря, частью — под уровнем моря. В момент образования грабенов, еще не разделенных размытыми горстами, мы увидели бы картину, На поминающую строение склона срединного океанического хребта. Базальтовый плащ покрывает поднимающийся к западу склон, ко. торый дробится разломами. В бортах разломов под молодыми 6а. зальтами залегают более древние, раздробленные, перемятые и не- таморфиэованные базиты и гипербазиты — офиолиты складчатого геосинклинального субстрата.

Грабены, дробящие трапповый плащ, перекрывший складчатое сооружение древних гор, называются тафрогенными. Вся грабено- горстовая система эпигеосинклинальной складчатой структуры на- зывается тафроген. Вулканические проявления раздробленного блокового, разделенного на грабены и горсты тафрогена отвечают по своему положению магматическим образованиям, надстраивающим трапповый базальтовый плащ.

Конечно, в любом срединном хребте окьана есть два склона. И если один из его склонов можно сравнить с обстановкой в Зауралье эпохи траппового магматизма, то нужно думать, что другой склон должен быть построен подобно древнему Уралу — Зауралью.

В. В. Белоусов назвал Зауралье — Западную Сибирь «неудавшимся океаном». Г. Д. Ажгирей показал, что эта впадина напоминает океан не только как депрессия между двумя древними платформами, но и по устройству земной коры. После того как бурение показало, что здесь на глубинах 3—4 км под молодыми осадочнымв толщами есть слой траппов — базальтов (хотя и не сплошной), сходство строения этой депрессии с океаном стало еще более полным, Базальты перекрывают здесь складчатое основание — фундамент молодой платформы. Надбаэальтовый осадочный слой, накопившийся' поверх тафрогена после его погружения, структурно занимает то положение в земной коре, которое в океане отвечало бы осадочному слою и толще океанских вод.

Трапповый плащ Зауралья — Западной Сибири смыкается с траппами Сибирской платформы (Тунгусской синеклизы). Таким образом, вся область к востоку от складок Урала была залита вулканическим морем траппов, которые перекрыли область платформенного типа с разновозрастным складчатым цоколем, и была по отношению к уральским складчатым структурам, надвинутым на запад, тыловой стабильной рамой или тыловой платформой.

Итак, вулканические моря траппов образуются только в тылу складчатых горных сооружений. Такими областями были Сибирь по отношению к Уралу, Южно-Китайская платформа по отношению К складчатым горам Сиккан-Юннаня, Восточно-Антарктическая платформа по отношению к складчатым структурам Западной Антарктиды. Такой же тыльной платформенной рамой оказалась Африка на северо-западе по отношению к горам Атласа и на юге — по отношению к Капидам (см.  9, 10).

Перед фронтальными надвигами всех складчатых горных цепей Земли везде возникали краевые прогибы и никогда не изливались базальты! Такими фронтальными рамами были Восточно-Европейская платформа перед Уралом'и перед складками ее южного горно- го обрамления, Северо-Американская платформа перед юго-восточ- выми Аппалачами и перед западными Кордильерами, Австралийская платформа перед ее восточными горными цепями, а Южно-Американская платформа—.перед Андами на западе (см.  2).

Встречаются и более сложные случаи, когда на одной платформе н в одной ее зоне присутствуют и траппы, и краевой прогиб (см,  2). Например, на севере Индостанской глыбы есть траппы Каш- увра в той же самой полосе, где развиты и молассы предгнмалайс- кого краевого прогиба. Все подобные примеры при внимательном рассмотрении показывают, что здесь происходит наложение, совмещение разновозрастных образований. Сначала платформа выступала как тыльная рама для смежных складчатых гор, затем обстановка изменилась, и для следующей эпохи складчатости и надвигания платформа оказалась перед фронтом более молодых складок. На плаще траппов, образованных в тылу древних гор, возник краевой прогиб по фронту молодой складчатой зоны.

Очевидно, чтобы разобраться с такими примерами, нужно обратиться к представлениям о геотектонических этапах (циклах), каждый из которых завершался на> Земле образованием складчатых стран. Теперь, зная геологический возраст вспышек базальтового магматизма, проявленных одновременно на материках и в дне океанов, мы сумеем «привязать» вспышки к стадиям разных циклов.

Как показали наблюдения, существует реальная связь базальтовых проявлений.с горообразованием не только по месту возникновения вулканических морей (тыл складчатости), а также и по времени возникновения асимметричных горноскладчатых сооружений ва Земле ( 11).

Все трапповые провинции перми — триаса располагаются близ герцинид (орогенез в перми), все траппы-триаса — юры —близ поздних герцинид (орогенез в триасе), траппы юры — мела— близ квымерид (орогенез в юре), траппы мела — палеогена — близ поздних киммерид (орогенез в мелу), траппы палеогена — неогена — близ ларамид (орогенез в палеогене). Таким образом, каждый этап эпигеосинклинального горообразования сопровождался в регионе своего проявления возникновением тыльного по отношению к направлению смещения складок вулканического траппового моря ба- в альтов.

Возраст базальтов океанского дна в Мексиканском заливе и вдоль побережья близ Аппалачей—рядом с герцинскими горами материка, надвинутыми к его центру, — тоже пермско-триасовый (наземные грабены тыла гор мы уже упоминали). На восточном краю Тихоокеанского плаща лав имеются палеоген-неогеновые базальты близ берегов Северной и Центральной Америки, где на побережьях воздымаются Кордильеры, опрокинутые на материк в ларамнйском гео- тектоническом этапе. Значит, не только материковые — трапповы® вулканические моря, но и базальтовые плаши в краях океанов обнаруживают связь по месту и времени возникновения с моментами эпигеосинклинального горообразования. Базальтовые плащи океанского дна занимают в указанных регионах пространственное положение погруженных на дно трапповых провинций.

Геосинклинали, породившие эти горы и накопившие свои толщи в этой полосе, были заложены в виде прогибов на базальтах, продолжающих лавы трапповых провинций. После накопления других геосинклинальных толщ поверх базальтов здесь произошла складчатость и выросли горы, надвинутые в сторону Индостана с трех сто- рояг По фронту структур везде имеются заполняющиеся до сих пор краевые прогибы. Базальтовые лавы, которые залегали в основании прогибов, были смяты в складки и присутствуют внутри надвинутых структур в качестве офиолитов.

Значит, появление траппового плаща совпадает не только с моментом отмирания складчатости и завершения орогенеза. Сам плащ мож&т послужить тем базальтовый ложем, на котором образуется геосинклинальный прогиб, т. е. «колыбель» будущих складчатых гор. Получается, что базальтовые излияния не только завершают геосин- клннальный цикл (отвечающий геотектоническому этапу), но одновременно и «открывают» новый цикл (см.  11).

Наряду с подтвержденными представлениями Д. И. Мушкетова о приуроченности трапповых излияний к моменту разрушения складчатых гор, существуют наблюдения других ученых о соответствии траппов эпохе накопления ранних базальтов геосинклинали, порождающей будущие складчатые горы. Это соответствие наиболее подробно обосновал петролог Д. С. Штейнберг. Его представления были поддержаны и другими петрологами — М. Б. Бородаевской, А. А. Маракушевым, О. А. Богатиковым. В Кордильерах Северной Америки траппы плато Колумбия возникли на западе, в тылу лара- ыийских складчатых структур, перед которыми на востоке гор родились краевые прогибы, и отвечают завершению орогенеза лара- мийского геотектонического этапа. В то же время самая западная часть плаща базальтовых лав накапливалась при более мощных погружениях, и поверх базальтов сразу стали формироваться отложения вулканических островов, ритмично построенные обломочные толщи, характерные для заполнения геосинклинали. Затем, уже в конце неогена из этой (Тихоокеанской) геосинклинали поднялись складу, тые горы Береговых хребтов континента. Внутри них базальты, одно, возрастные и сходные по всем признакам с полого лежащими трап, лами плато Колумбия, представляют собой складчатые и мстамор. физованные раннегеосинклинальные базальты — офиолиты современ. ных эпигеосинклинальных гор.

В этом районе, как и в областях периферии-Индостана, выявляется, что импульс базальтового магматизма в тылу складчатых гор отмершей геосинклинали является одновременно импульсом магматизма зарождающейся геосинклинали. Геосинклиналькый прогиб может и не возникнуть в тылу сформированной складчатой области. Тогда траппы сохраняются в виде полого лежащего плаща. Может сохраниться часть такого ненарушенного плаща, тогда как другая окажется внутри молодого складчатого сооружения. Именно такая обстановка и существует в Кордильерах Северной Америки.

Представления о заложении новых геосинклинальных прогибов с тыльной стороны сформированных складчатых зон являются классическими в геологии. Эту, закономерность подчеркивали крупные геологи Л. Кобер, Р. Штауб. Об этом же писал академик Н. М. Страхов. Представление об «отступании» молодых геосинклиналей в тыл древних развивает академик В. И. Смирнов. Смысл этой закономерности ученые толковали различно, в том числе допуская раздвиги земной коры в тылу складок, надвигавшихся на стабильный фронт. Прямая связь надвигов гор по фронту и раздвигов в тылу складчатых зон опровергается тем не менее значительным временным разрывом в 30—40 млн. лет двух эндогенных импульсов — складчатости и тыльных вулканических базальтовых излияний (см.  II). Немецкий геолог Штидле назвал базальтовые излияния, происходящие в конце геотектонического цикла складчатости и орогенеза, финальным магматизмом, так как считал, что после базальтовых излияний область делается очень жесткой, и новые прогибы не должны здесь возникать. В то же время, рассматривая некоторые регионы Земли, Штилле показал, что часть областей, где излились финальные базальты, затем снова превращается в геосинклинальные области (Юго-Восточная Азия и структура Индвнезии), и таким образом лавы, финальные для одного цикла, являются одновременно начальными (инициальными) базитами для другого геотектонического цикла.

Помимо базальтовых плащей, примыкающих на материках к тыльным зонам складчатых гор, на материковых окраинах есть также трапповые провинции, которые граничат с ложем океана, не сопровождаясь горными цепями (см.  9). Во всех таких случаях базальты дна океана близ материковых трапповых плащей одновоэ- pjCTHbi с ними. Все такие провинции (Паранская, запада Австралии, Каоковельда, востока и запада Гренландии и более мелкие на востоке Брито-Арктической провинции) w имеют на материках участки трапповых плащей, налегающих на древнеплатформенные области.

Каждая докембрийская платформа материка по периферии окаймлена молодыми платформами, складчатый цоколь которых является более молодым. В плитном осадочном чехле любой древней платформы можно установить отдельные «этажи» осадочных толщ, соответствующие развитию этой платформы в геотектоническую эпоху каждого геотектонического этапа. Если рядом с древней платформой в любом геотектоническом этапе развивается сопредельная геосинклиналь, то все платформенные осадочные слои обнаруживают увеличение мощностей в направлении к ней.

Эпохи главных опусканий и главных горных поднятий смежной геосинклинали отражаются на платформе сменой типа осадков. Так, платформенными аналогами глубоководных глин геосинклиналей являются всегда морские глинистые либо карбонатные слои. Платформенными аналогами орогенных моласс смежных складчатых гор Легда являются грубообломочные континентальные- толщи, обычно угленосные либо соленосные (в зависимости от климата той эпохи). На фронтальных платформах эти толщи, отвечающие поднятию гор (синорогенные), обычно сконцентрированы в узком краевом прогибе. На тыльных платформах (под траппами) синорогенные континентальные образования широко «распластаны» по'обширной площади платформы.

Каждое из трапповых полей краев океана подстилается определенным набором осадочных толщ. Толщи всегда обнаруживают возрастание по мощности в сторону нынешних океанов, что может отражать рост толщины слоев к геосинклиналям, существовавшим ра- вее в океанских областях, покрытых лавами с погружением. Всегда подтрапповые грубообломочные слои обнаруживают признаки сноса обломков со стороны нынешних океанов, где приходится предполагать прежнее наличие гор, разрушавшихся и поставлявших эти обломки. Наконец, наборы осадочных толщ от морских внизу к континентальным синорогенным вверху разрезов (прямо под траппами) по типу и возрасту совершенно похожи на те толщи, что подстилают одновозрастные траппы близ реальных материковых складчатых гор.

Всё это позволяет допустить, что под базальтами океанов, продолжающих одновозрастные трапповые плащи материков, могут находиться в подлавовых недрах складчатые зоны, существовавшие раньше в виде эпигеосинклинальных гор. По возрасту лав (траппов 4 ложа океана), а также по набору осадочных подтрапповых толщ, сохранившихся на континенте, можно судить, какая именно склад, чатая зона должна быть погруженной близ края материка.