ВОЗРАСТ ЗЕМНЫХ БАЗАЛЬТОВ И ИХ СВЯЗЬ С РАЗЛИЧНЫМИ СТРУКТУРАМИ

Химизм базальтов океана. Сходны ли базальты материков и океанов Земли

До начала активного драгирования и бурения в океане считалось, что все океанские базальты такие же, как на1 островах, т. е. отклоняющиеся по составу от «обычных» траппов — толеитовых базальтов главным образом в сторону большего содержания щелочей и 'меньшего — кремнезема.

Однако драгирование и бурение показали, что базальты коренного дна — те же толеитовые лавы, достаточно насыщенные кремнеземом. В то же время детальные исследования их химического состава привели к выводам, что отлдчия все же есть, н они прослеживаются постоянно.

Заключаются они главным образом в том, что содержание элемента калия в толеитах океанского дна в целом ниже (0,3 % и менее КгО), в отлнчне от среднего для траппов (0,6 и до. I %). Другие различия менее четки.

Однако чем больше узнавали о составе лав коренного дна, тем больше встречали пород несколько другого состава. Так, в риф- товой зоне Срединно-Атлантического хребта (43° с. ш.) в самом дне ущелья под толщей лав типично «океанического» состава были обнаружены менее кремнеземистые толеитовые лавы, похожие на те, что слагают острова (их называют «толеитовые базальты островов»). Более того, здесь в нижних горизонтах разреза лав были изучены щелочные базальты, похожие на те, что слагают вершины островных сооружений.

Таким образом, выявилась картина, по которой, как и в трапповых провинциях материков, щелочные или близкие к ультраосновным разности базальтов залегают и в нижних горизонтах толщи лав, и в верхних, где сверху надстраивают плащ толеитовых базальтов крупными щитовыми-вулканическими постройками.

Выяснилось также, что1 среди «низкокалиевых» океанских базальтов встречаются пачки с лавами, очень похожими на трапповые толеиты.

Ясно, что если иметь дело с вычисленным «средним» составом трапповых толеитовых базальтов, можно прийти к не совсем правильным выводам. Уже говорилось, что толщи траппов состоят из лав, отличающихся по составу. Автор провел анализ изменения химического ..состава пород от нижних горизонтов лавового плаща к верхним его горизонтам по материалам многих исследователей для разных трапповых провинций Земли.

Выяснилось, что в основании плащей толеитовых лав залегают разности, наиболее насыщенные щелочами (в том числе калием), здесь же обычно бывают и собственно щелочно-основные трахибазальтовые лавовые покровы. В то же время самые верхние толщи толеитовых базальтов наименее насыщены калием, его содержание от обычного 0,6—0,8 % снижается до 0,4—0,2 %, и эти толщи в кровле лавовых материковых плащей по составу не отличимы от «океанических» толеитов.

Следует сказать, что такие лавовые свиты кровли трапповых плащей достигают мощности в сотни метров, но распространены неповсеместно. Это происходит потому, что кровля плаща материко. вых траппов наиболее быстро подвергается размыву. Поэтому крупные выходы верхних лавовых свит сохраняются только там, где они уцелели внутри депрессий. Но и в том случае, когда верхние лавы' размыты, сохраняются их «корни» — подводящие каналы даек и интрузивных тел. *Гак, в Тунгусской синеклизе мощная толща «низ- кокалиевых» толеитов (нижняя часть коготокской' свиты) сохранилась только на северо-востоке, но дайки траппов такого состава развиты широко на севере. В трапповом поле плато Колумбия верхние, самые низкокалиевые лавы толщи Помона сохранились останцами, но дайки — их подводящие каналы — развиты широко. На плато Дсккан Индостана самые поздние дайки — подводящие каналы размытых теперь лав — по составу наиболее похожи на лавы океана. К концу накопления главных плащей траппов, когда глубины и земная кора наиболее прогреты в связи с длительным вулканизмом, из недр выходят лавы с самым низким содержанием калия, наиболее сходные с лавами кровли океанских плащей.

Полных сведений о химизме базальтов океана пока нет, поскольку скважины вскрывают лишь верхушки лавовой толщи дна, т. е. те покровы, которые отвечают самим кровлям трапповых материковых плащей. Океанские плащи лав погрузились, поэтому их верхние горизонты сохранились полностью. В рифтах, срединно-оке- анских хребтов эти толщи вскрываются только в основании" уступов, в них часто обнаруживаются вторичные изменения, связанные с перемещением по разломам. Петролог Н. А. Куренцова на основе обширного материала по базальтовым породам всех рифтовых зон океанских хребтов убедительно показала, что такие низкокалиевые базальтовые толщи главных плащей дна всегда надстраиваются в рифтовых системах еще более молодыми пачками толеитовых, собственно рифтовых базальтов. Базальты основания океанских разломов, относящиеся к главным покровам дна, она назвала «железистыми», верхние, собственно рифтовые лавы, — «магнезиальными». Такие породы вне рифтов неизвестны, а в рифтах слагают конусные постройки и их подложье.

Если рифтовая долина срединного хребта имеет неглубокий врез, то залегающие внизу «железистые» базальты вообще не вскрываются. В таких случаях лавы в стенках рифтовой долины представлены лишь «магнезиальными» низкокалревыми породами, к тому же всегда более молодыми, чем главный плащ дна (разлом 37° с. ш. в Атлантике, рифт Центрально-Индийского хребта и многие другие). Вместе с этими собственно рифтовыми «магнезиальными» толентовыми базальтами внедряются в кору интрузивные тела, обладающие четкой расслоенностью и очень похожие на плутоны трапповых провинций (в Сибири это плутоны Норильского типа). Эти интрузивные тела слагаются в своих нижних горизонтах'ультраосновными породами с плагиоклазом (лерцолитами, троктолитами). В верхних слоях плутонов имеются породы более кремнеземистые и щелочные. А. А. Маракушев считает, что расслоение магмы может быть жидкостным — ликвационным.

Расслоение магмы в неглубоких камерах и дальнейшие извержения приводят к чередованию излияний контрастного состава — от ультраосновных лав (пикритов) к богатым щелочами н кремнеземом.

В рифтовых долинах, вскрывающих океанское дно на большую глубину, появляются «железистые» толеитовые базальты кровли океанского ложа. Здесь имеются и породы ультраосновного типа. Аналогами этих ультраосновных пород по химическим особенностям и по степени преобразования (серпентинизацмя — присоединение воды) являются геосинклинальные ультраосновные породы материков — бесплагиоклазовые Чальпинотипные гипербазиты» (дуниты, гарцбургнты). На континентах — в геосинклиналях и в рифтах океанов такие ультраосновные породы не связаны генетически (родственно) с «железистыми» тодеитами, но постоянно пространственно объединены.

Материалы, обобщенные Н. А. Куренцовой, еще раз показывают, что в дне. рифтовых долин океанов обнаруживается комплекс магматических пород, несущий черты сходства одновременно и с траппами, и с породами геосинклиналей, испытавшими складчатость и значительные изменения. В самом низу лежат породы, сходные о Геосинклинальными, выше—породы, сходные с траппами. Самый поздний, собственно рифтовый комплекс «магнезиальных» лав а расслоенных плутонов сходен только с поздними — грабеновымн породами стабильных трапповых областей. Здесь магма может мед, ленио застывать с внутренним расслоением, прежде чем будет выведена к поверхности отдельными порциями уже разделившегося рас. плава.

Подчеркнем основные выводы. Базальтовая наружная скорлупа Земли не возникла одновременно. Она составлена отдельными пят- нами и полосами лавовых плащей. Каждый из них образовался а одну из пяти вспышек глобального вулканизма и может быть рас. смотрен как обособленное вулканическое море, т. е. бассейн, постепенно заполнявшийся извергавшимся с глубин базальтовым расплавом.

Древние вулканические моря земной поверхности являются сейчас целиком материковыми, целиком океанскими (под толщей вод) либо комплексными, материково-океанскими. Во всех случаях каждое вулканическое море после накопления главного плаща толеитовых базальтов было рассечено глубокими разломами. Вдоль .разломов локально вырастали вулканические сооружения, сложенные щелочными основными породами, произошедшими из более глубинных расплавов.

Любая из глобальных вспышек вулканизма на материке проявилась рядом с поднявшимися складчатыми горами и является финальной в цикле геологических событий, создавшем горы. Лавы изливались в тылу гор — с той стороны, откуда перед этим опрокидывались и продвигались складки горной системы. Складки наползали на фронтальный краевой прогиб, образованный перед горя ми.

Складчатые горы, ограничивающие вулканический бассейн, продолжаются и па дне океана в виде лучше или хуже проявленных подводных поднятий. Островные дуги западной части Тихого океана представляют собой настоящие складчатые горы на океанском дне, опрокинутые и надвинутые кнаружи дуг — в сторону сьоих фронтальных желобов. Базальты дна задуговых краевых морей, как и на материках в тылу горных систем, являются финальными магматическими плащами — вулканическими морями внутри этих дуговых поднятий.

Комплексные материково-океанские лавовые плащи, заполняющие вулканические моря любого из этапов образования, слагаются как будто разнотипными лавами. Толеитовые базальты их материковых частей содержат больше окиси калия. Однако самые верхние горизонты материковых плащей, легче всего разрушаемые размывом, идентичны базальтам кровли океанской лавовой толщи. При опускании лавовый плащ океана полностью сохраняет свои верхние горизонты низкокалиевых толеитовых базальтов и, вероятно, еще надстраивается регионально развитыми покровами того же типа.

Объединив в общую систему материковые и предполагаемые океанские (частью подлавовые) складчато-надвиговые зоны и поднятия, возникшие в разных геотектонических этапах и вместе ограничивающие базальтовые провинции соответствующего возраста, можно обнаружить целую сеть активных поясов Земли ( 13). Земной шар предстает опоясанным большими и малыми складчато- надвиговыми горными дугами. Возраст их образования, как и возраст их тыльных базальтовых плащей, становится все моложе с удалением от центров древних платформ и с приближением к срединним участкам разделяющих складчатых поясов. Омоложение базальтовых плащей к срединным хребтам в океанах атлантического типа должно отражать омоложение тех складчатых систем, которые здесь полностью перекрыты базальтами. Самые молодые лавы иэли- лись с двух сторон от сомкнутых фронтами складчатых зон, наиболее удален нцх от центров стабильных платформенных глыб.