CC BY
59
К ИСТОРИИ НАУКИ
УДК 551.243
ЕВГЕНИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ МИЛАНОВСКИЙ И ЕГО РАБОТЫ В СОЗДАНИИ УЧЕНИЯ О РИФТОГЕНЕЗЕ
В.А. Ермаков
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва Поступила в редакцию 12.04.13
Е.Е. Милан овский — автор многочисленных работ, посвященных исследованию рифтовых структур Земли. Он выделил их основные типы, рассмотрел особенности проявления рифтогенеза в океанах и на континентах, связал этот процесс с проявлением глобальных пульсаций расширения Земли. Е.Е. Милановский — лидер в создании учения о рифтогенезе; его работы характеризуют рифтогенез как новый тектонотип в структурах Земли.
Ключевые слова: Е.Е. Милановский, рифтогенез, континенты, океаны, геологические модели.
Прошел год со дня смерти Е.Е. Милановского (11.02.2012), одного из известных русских геологов на рубеже XX и XXI вв., профессора и заведующего кафедрой геологии России Московского университета, действительного члена Российской академии наук, вице-президента МОИП. Список научных работ Е.Е. Милановского огромен (более 600 наименований); только монографий, персональных или в соавторстве, им написано более двадцати. Среди них — книги как на русском языке, так и изданные за рубежом, научно-популярные и методические работы, работы по истории геологии, наконец, книги о геологах Московского университета.
Мне как вулканологу интересно обсудить роль Евгения Евгеньевича в формировании такого актуального научного направления в геологии, как учение о рифтогенезе, ибо оно имеет непосредственное отношение к вулканизму. Вулканизм и рифтогенез — две стороны одного явления, которое мы могли бы назвать тектономагматическим процессом.
Евгений Евгеньевич не является автором термина «рифтогенез», но он создал новое представление об этом процессе, выполнил типизацию рифтовых структур, рассмотрел вопросы их генезиса и их роли в глобальной взаимосвязи структур континентального и океанского рифтогенеза. Е.Е. Милановский фактически характеризовал рифтогенез как новый тектонотип в структурах Земли, столь же существенный, как типы платформ, геосинклиналей, орогенов и др. Рифтоге-нез в типичном случае всегда связан с вулканизмом, и мы найдем в работах Евгения Евгеньевича высокопрофессиональные описания вулканов различного типа из разных геологических структур. Будучи опытным геологом-съемщиком и прекрасным рисоваль-
щиком, он оставил нам в своих публикациях серию высокоточных геологических карт и множество интересных рисунков, сопровождающих все его монографии. Особенно интересны материалы с характеристикой африканских рифтов, для которых типичны редкие вулканы с породами карбонатного и высокощелочного состава.
Работая два последних десятилетия над такими крупными проблемами, как выдвинутая им концепция пульсационно расширяющейся Земли и проблема рифтогенеза, он нашел согласованное решение между процессами глобальной эволюции и развитием рифтогенеза. Евгений Евгеньевич принял идею спрединга, но критически относился к предположению о суб-дукции. Его аргументы в критике некоторых положений тектоники плит вполне убедительны. Возможно, что его представления в будущем станут элементами новой парадигмы в геологии.
Рифтогенезом называют процесс горизонтального растяжения земной коры, который выражается в возникновении в ней протяженных морфологически выраженных грабенов или впадин, ограниченных (по крайней мере с одной стороны) продольными разломами. Ширина рифтов колеблется от 5—10 до 80 км, а ширина зон или систем (поясов) рифтов достигает 100—150 км и более; протяженность рифтовых зон или систем более чем на порядок превосходит их ширину. Первое описание рифта дано английским геологом Дж. Грегори (Gregory, 1896) при исследовании Кенийского грабена Восточной Африки; этот грабен и получил название рифта (от английского rift — разрыв, трещина, щель)1. Рифт Грегори считается прототипом структур подобного рода2.
1 Gregory J.W. The Great Rift Valley. L.: John Murray, 1896.
2 На совещании по Кайнозойскому континентальному рифтогенезу (Иркутск, 2010 г.) Е.В. Скляров с коллегами привели информацию о том, что котловина Байкала, которая, как мы знаем, также является типоморфным рифтом, была названа тектонической трещиной за 20 лет до работ Дж. Грегори русским геологом А.Л. Чекановским в 1871—1874 гг.; еще раньше (в 1772 г.) почти так же высказался П.С. Паллас, проводивший работы на берегах Байкала (ссылка на Палласа цитируется по Н.А. Флоренсову, 1960, с. 5 и 8). Сходную информацию приводит Е.Е. Милановский (1976) в предисловии к своей книге.
Первые работы Евгения Евгеньевича по рифтоге-незу были выполнены в составе советской экспедиции в центральной части Африкано-Аравийского рифто-вого пояса. Работы проводились в 1967—1969 гг., публикации относятся к 1969—1974 гг. (Милановский, 1969, 1974). Евгений Евгеньевич к началу этих работ уже был знатоком геологии, геоморфологии, неотектоники и вулканизма Кавказа, Карпат, Динарид. Использование им комплекса методов геоморфологии и вулканологии, широко применявшихся при изучении названных территорий, было особенно важным при изучении молодых рифтовых образований, возраст которых обычно не опускается ниже миоцена; хорошая сохранность рельефа позволяет использовать эти методы и для относительного датирования тектонических и вулканических процессов. Все это требовало большого опыта и мастерства. Интересно, что Евгений Евгеньевич в юношеские и студенческие годы увлекался архитектурой, хорошо рисовал и в полной мере использовал этот свой талант при изучении геологических объектов. Просматривая том коллективной монографии (Милановский, 1974а), читатель получит большое удовольствие от его рисунков (№ 45, 46, 76, 77 и мн. др.); два последних рисунка иллюстрируют извержение карбонатитов вулканом Ол-Доиньо-Ленган 8.УИ 1967 г — вы увидите, как много в них поэзии.
Характеристика Восточно-Африканской рифтовой системы до сих пор является, по-видимому, лучшим и всесторонним комплексным описанием подобных структур3. Так же интересны и карты, выполненные Е.Е. Милановским, например карта неотектоники массива Рувензори (Милановский, 1974а, рис. 67), схема южного окончания рифта Грегори (Милановский, 1974а, рис. 73), геоморфологическая карта и карта неотектоники Восточной Африки (Милановский, 1974а, рис. 26 и 56); две последние похожи, но в первой вы увидите детали, весьма точно отражающие рельеф, и знаменитые озера: Танганьика, Виктория, Альберт, Рудольф и др., которые знает весь путешествующий мир, а на второй вы найдете эти огромные озера не сразу, так как здесь показаны амплитуды прогибаний и поднятий в новейшее время. Так перед нами восстает история тектонических движений и формирования рельефа этих широко известных заповедных мест Восточной Африки4.
Е.Е. Милановский (с участием А.В. Горячева и Н.А. Логачева) описал рифтовые зоны Восточной Африки и выделил два их главных типа — сводово-вул-канический и щелевой. Рифтовые зоны Восточной Африки располагаются по краям и в пределах огром-
ного овального поднятия типа плато (1,6x1,2 тыс. км) с амплитудой подъема около 1 км. Эволюция рифтов начинается с формирования свода, которое почти сразу сопровождается интенсивным вулканизмом (типа плато), затем образуются рифтовые грабены, а вулканизм локализуется в их пределах и на разломах на крыльях этих структур. Сводово-вулканические рифты, такие, как Кенийский или Эфиопский, тяготеют к центральным частям крупных сводов, однако и сами эти рифты осложнены смежными продольными полусводовыми поднятиями. Щелевые рифты — преимущественно тектонические структуры, вулканизм в них значительно слабее; они узкие, часто кулисно подставлены один к другому, заняты озерами и осадочными бассейнами. Щелевые рифты менее протяженные, но более глубокие, чем сводово-вулканические. Они не обязательно связаны с центральными частями поднятия, так что их можно именовать и внесводовыми рифтами (А.В. Горячев). Эти рифты включают в себя отдельные горстовые поднятия различных простираний, от продольных до поперечных, они более сейсмоактивны. Щелевые рифты западной части рифтовой системы обнаруживают множественные структурные связи с древними складчатыми поясами позднего протерозоя и рифея.
В.В. Белоусов, обобщая этот материал, пишет, что система Восточно-Африканских рифтов «обходит» архейский массив оз. Виктория, окаймляя его с обеих сторон и используя для своего образования границы массива с окружающими протерозойскими складчатыми зонами. Он обращает внимание на определенную последовательность событий в формировании элементов области рифтогенеза: 1) сводовое поднятие коры, растяжение и растрескивание свода; площадной вулканизм субщелочного или толеитового типа, затем 2) дальнейшее растяжение с образованием нормальных сбросов, горстов и грабенов и проявление вулканизма центрального типа. В дальнейшем Евгений Евгеньевич систематизировал и детализировал классификацию рифтовых зон, используя также и опыт работ, полученный при изучении Исландии (Исландия..., 1979; Милановский, 1976). Этот материал мы коротко обсудим ниже.
Соотношение сводообразования и горизонтального растяжения остается важнейшей проблемой при изучении рифтогенеза. Когда автор этой статьи вместе с Евгением Евгеньевичем впервые выделили и описали Центрально-Камчатскую рифтовую зону5 (1973—1974), он настоятельно рекомендовал мне изучить зависимость ширины рифта от высоты обрамляющих горных соору-
3 Хотя данная статья посвящена памяти академика РАН Е.Е. Милановского, необходимо отметить, что общий успех этой работы связан с участием других известных ученых-геологов АН СССР: В.В. Белоусова, члена-корреспондента РАН, руководителя и организатора работ; Н.А. Логачева, будущего академика РАН и директора ИЗК СО РАН; В.И. Герасимовского и А.П. Капицы — членов-корреспондентов РАН и других геологов и геофизиков.
4 В 2012 г., уже после смерти Е.Е. Милановского, опубликован альбом его рисунков (Мир., 2012), в котором африканские мотивы показаны на с. 216—235.
5 См.: Ермаков В.А., Милановский Е.Е, Таракановский А.А. Значение рифтогенеза в формировании четвертичных вулканических зон Камчатки // Вестн. Моск. ун-та. Сер. геол. 1974. № 3. С. 3—20.
жений. Результат позволил сделать вывод о том, что рифт не является «провалившимся» замком предшествовавшего свода и связан не только с поднятием, но и с самостоятельным компонентом горизонтального растяжения. В то же время с использованием данных сейсмотомографии мне удалось показать, что два названных выше типа рифтов присутствуют на разных участках одной протяженной рифтовой зоны и что они связаны с разной степенью тектонической переработки континентальной коры. На Камчатке в обширных участках сводово-вулканического типа, заложенных на складчатом фундаменте, переработка коры очень сильная, признаки консолидированной коры утрачены или она раздроблена, глубоко погружена, а в участках щелевого типа консолидированный домеловой фундамент на обрамлениях грабена выходит на поверхность и поднят до высоты более 2 км, переработка коры незначительная. Рифт здесь имеет поперечник на порядок меньше, чем в районе Северной группы вулканов, вулканизм проявился слабо и лишь в той стадии развития, которая сопутствовала ранней стадии формирования рифта. Можно допустить, что загадка Байкальского рифта, заключающаяся в отсутствии здесь вулканизма, связана с его наложенностью именно на консолидированное основание (имеющее возраст акиткания), раздробленность и проницаемость которого (для магматических расплавов) в период развития рифта остается небольшой. Далее к югу, в грабене Тункинской впадины, в другой структурно-формаци-онной зоне, вулканизм уже проявляется. Вероятно, что в Байкальской части рифтовой зоны иные не только возраст и тип фундамента, но и характер напряженного состояния.
Исландия — страна, залитая лавами, единственный на Земле крупный участок толстой коры6, пересекаемый срединно-океаническим хребтом Атлантики. Объект бурных и незаконченных геологических дискуссий. Евгений Евгеньевич изучал геологию Исландии в 1972 и 1973 гг., отчасти в 1976 г. в группе с А.В. Горячевым и известными коллегами В.Г. Трифоновым и М.Г. Ломизе. Евгений Евгеньевич был лидером этих исследований и редактором соответствующей монографии (Исландия..., 1979).
Вся территория Исландии является ареной активного рифтогенеза. Площадь острова хорошо вскрыта, лес отсутствует, вся территория доступна для исследования, схемы и карты можно составлять с широким использованием методов геоморфологии, аэро- и кос-мосъемки, но, увы, глубина эрозионного вреза здесь небольшая. Наиболее древние вскрытые породы береговых обрывов относятся к миоцену, и поэтому о геологической эволюции острова можно судить лишь по косвенным данным. Монография сопровождается большим количеством рисунков всех ее авторов, но особенно много рисунков Евгения Евгеньевича. Рисунки рельефа лавовых плато, разнообразных вулка-
нов, морских уступов, трещин, необычных лавовых извержений и, конечно, геологические карты — все это важный и прекрасно охарактеризованный фактический материал.
Два актуальных вопроса, которые решали участники этих работ, — величина растяжения рифтовой системы и роль континентальной коры в образовании острова — получили ответ в пользу скорее классической геологии, нежели тектоники плит. В восточной рифтовой зоне, в поднятии Тьёднес, зафиксировано несогласие между верхнемиоценовыми базальтами и трансгрессивно залегающими на них морскими осадками плиоцена и породами эоплейстоцена. Среди погребенных, наиболее древних магматических комплексов изучены тела среднекислого состава, которые вместе с молодыми вулканитами того же типа могут составлять до 15% всего объема вулканитов; в ряде случаев пемзы, пеплы, игнимбриты сопровождают образование кальдер. К сожалению, пока не удалось оценить количество, да и сам факт присутствия других континентальных пород под лавами плато. Замечу от себя, что приведенные В.Г. Трифоновым ряды эшелонированных рифтов Исландии и сопредельных территорий (Исландия., 1979, рис. 57) повторяют рисунок Восточно-Африканских рифтов, как если бы они огибали (приспосабливаясь к нему) погребенный срединный массив; в данном случае он может располагаться к западу от дуги молодых рифтов.
Геофизические данные в целом дают значительную мощность коры (в среднем 50 км по границе V = = 8,0 км/с); слой со скоростью 7,2 км/с залегает на глубине 8—16 км, по другим данным, возможно, до 20—30 км. Евгений Евгеньевич отмечает присутствие в районах, прилегающих к Исландии, палеогеновых континентальных базальтов с мощностью, достигающей 3—5 км на Фарерских о-вах и 7,5 км в Восточной Гренландии, где они нередко подстилаются верхнемеловыми — нижнеэоценовыми отложениями. Он полагает, что эта область континентального (?) трап-пового вулканизма, захватывавшего и Исландию, постепенно перерождалась в область молодого рифтоге-неза; кора при этом становится промежуточной между континентальной и океанической (Исландия., 1979, с. 181; Милановский, 1976).
Амплитуда расширения или растяжения Исландии была оценена по многочисленным измерениям суммарной мощности даек, наклонных сбросов и зияющих трещин в =50 км (данные Дж. Уокера, Г. Бодварссона, Й. Гибсона и Дж. Пайпера, М.Г. Ломизе, В.Г. Трифонова), что на порядок меньше, чем величина растяжения, постулируемая тектоникой плит. В течение геологического времени ареал базальтового вулканизма Исландии и сопряженных территорий неуклонно сокращался, и в антропогене на площади острова он распадается на две линейно вытянутые зоны. Западная, продолжающая на север хр. Рейкьянес, быстро
6 Кора Исландии по мощности (при условии скорости V = 8,0 км/с на разделе Мохо) аналогична континентальной коре, хотя здесь и не обнаружено убедительных признаков гранитно-метаморфического слоя.
СИ \Шз 04 05П6Е37П8
Распространение кайнозойских континентальных рифтовых и океанических спрединговых поясов Земли (Милановский, 1999): 1 — внутриокеанические спрединговые пояса; 2 — Западно-Тихоокеанский окраинно-океанический спрединговый пояс; 3 — активные осевые зоны спрединговых поясов и пересекающие их крупнейшие трансформные разломы; 4 — отмершие осевые зоны спрединговых поясов; 5 — континентальные рифтовые зоны и системы; 6 — стабильные ядра континентов — древние платформы; 7 — подвижные пояса разного возраста в пределах континентов и их окраин; 8 — области дна океанов вне кайнозойских поясов спрединга преимущественно с мезозойской корой океанского
типа
затухает, восточная, наоборот, в том же направлении развивается; в обоих зонах происходят трещинные извержения базальтовых лав, в них же происходит и деятельность вулканов центрального типа, часто с извержением пород кислого состава.
В заключение Евгений Евгеньевич указывает, что если современная рифтовая система Исландии имеет принципиальное сходство с рифтами срединно-океа-нических хребтов (по взаимному расположению слагающих комплексов, поперечному разрезу и механизму образования), то в ретроспективе она имеет признаки континентальной эволюции. В сущности, геологическое развитие Исландии оказывается стандартом процесса преобразования и океанизации, но почему тогда конечная стадия этого процесса рассматривается как начало океанообразования (спрединга)? Ведь спре-динг Атлантики уже состоялся. Этот парадокс таит в себе истоки решения.
Я обсудил многолетнюю работу Евгения Евгеньевича на двух самых значительных и важных полигонах рифтогенеза. Кроме того, он изучил и описал множество других рифтовых поясов: Рейнско-Ливийский на территориях Западной Европы и Северной Африки, Байкальский, многие эпиорогенные рифтовые пояса и, наконец, внутриокеанические пояса в системе сре-динно-океанических хребтов трех океанов — Тихого, Индийского и Атлантического (Милановский, 1969— 2012, все работы). Е.Е. Милановский разделил все риф-товые зоны на три категории: 1) океанические или
внутриокеанические, с центральной рифтовой долиной на коре океанического типа; 2) межконтинентальные, со смешанными признаками континентальной и океанической коры на периферии и в центральных частях рифтов и 3) континентальные или внутриконтинен-тальные, имеющие кору континентального типа. Для рифтов 3-го типа характерно наличие утоненной коры, особенно в их наиболее активных частях. Примеры рифтов 1-й и 3-й категорий определяются их принадлежностью к структурам континентов и океанов и кажутся очевидными, к рифтам же промежуточным относятся такие типоморфные структуры, как рифты Аденский, Красноморский или рифт Калифорнийского залива. Это деление не является формальным, что обнаруживается при детальном изучении именно промежуточных рифтов 2-й категории. Так, в некоторых случаях в их центральных частях обнаруживаются залежи солей. Поскольку эвапориты и карбонатные толщи являются реперами континентальной коры, то по развитию солей, асфальтов, карбонатитов, скарни-рованных магматических пород, развитию всех специфических богатых кальцием магм можно судить о наличии в подложке субокеанических структур древнейших пород кристаллического основания, хотя бы и глубоко переработанного. На рисунке показаны современные и новейшие континентальные рифтовые системы, которые известны на всех материках и в поясах океанского спрединга (Милановский, 1999).
Не будучи петрологом, Евгений Евгеньевич дал обстоятельный обзор магматизма в связи с формированием рифтов платформ, межконтинентальных и эпи-орогенных зон. Он рассматривает магматизм в широком диапазоне времени, не только синхронный, но и тот, который задолго предшествовал проявлению рифтогенеза. Такая позиция уязвима для критики, хотя приведенные обзоры оказываются вполне убедительными. Так, характеристика платформенного магматизма рифтов показывает частое наследование основных петрохимических параметров магм, относящихся преимущественно к щелочным и ультращелочным комплексам с широким диапазоном кислотности в течение длительного геологического времени, начинающегося задолго до начала рифтообразования. В этих структурах нередки проявления карбонатитов и щелочно-ультраосновных магм, магм с крайне высоким содержанием калия или натрия. Евгений Евгеньевич полагал, что в ряде случаев раннее образование магматитов как бы отмечает начавшийся процесс формирования разуплотненного вещества верхней мантии (астеносферы), возникновение некоторой «подушки», которая впоследствии приведет к формированию свода и затем рифтовой зоны. Магматизм эпиорогенных рифтов обычно известково-щелочной, иногда с образованием умеренно щелочных или субщелочных магм. Здесь широко представлены все типы пород по кислотности, от риолитов до базальтов, но преобладают все же базальт-андезитобазальтовые фор-мационные типы. Смешение тектонических режимов
порождает и разнообразие магматических пород, эволюционирующих иногда с широким развитием каль-дерных вулканов и игнимбритов.
Каковы механизмы формирования континентального рифтогенеза? Евгений Евгеньевич рассматривал три возможных варианта (Милановский, 1975, 1976а, 1983, 1987): 1 — локальное растяжение с проседанием блоков по оси растущего свода; 2 — автономное региональное растяжение; 3 — региональное сжатие в поперечном направлении к оси будущего рифта (гипотеза рампа). Он считал, что последний механизм, широко обсуждавшийся в первой половине прошлого века, не подтвердился и сосредоточился на первых двух механизмах. Важными критериями растяжения он называет обилие сбросов и трещин отрыва среди дизъюнктивных нарушений рифтов.
Он выделял структуры ступенчатых грабенов или полуграбенов, полугорстов с наклонными днищами, в подложке которых часто обнаруживаются пологие, даже субгоризонтальные поверхности тектонических срывов-детачментов. Второй признак растяжения в ряде предложенных моделей — уменьшение мощности коры и возникновение «шейки» — пережима при пластическом растяжении коры. Однако этот вариант Евгений Евгеньевич считал все же довольно редким. Подобный вариант растяжения не объясняет формирования сводов, так широко развитых в начальную стадию рифтообразования. Но и простое сводообра-зование в стиле экспериментов Г. Клооса и позднее И.В. Лучицкого и П.М. Бондаренко не способно объяснить наблюдаемые амплитуды растяжения и глубину погружения грабенов в рифтах. Евгений Евгеньевич считал наиболее вероятной модель В.В. Белоусова, которую он называет «саморазвивающейся системой». Она представляет собой двух- или трехступенчатую модель возбуждения верхней мантии с образованием рассредоточенной астеносферы, которая поднимается по ряду каналов через склеросферу (надастеносферную мантию) под подошву земной коры и там формирует как бы растекающуюся магматическую подушку, которая в свою очередь сообщается с поверхностью. Астеносфера, таким образом, задолго до начала вулканизма может создать сводовое поднятие, а магматическая подушка за счет растекания в основании коры в дальнейшем организует локальное горизонтальное растяжение (Милановский, 1976б, 1985, 1987, 1991, 1999). Из этой схемы понятно, что на первом этапе функционирования подобной модели могут быть образованы рифты типа Байкала, близкие к щелевым рифтам без явных признаков присутствия магмы. Эта модель, хотя и сугубо теоретическая, имеет то преимущество, что может быть проверена с использованием данных сейсмотомографии.
Сравнительное изучение рифтов Азии и Восточной Африки, выполненное под руководством Н.А. Логаче-
ва и преимущественно учеными ИЗК СО РАН, показало реальность этой схемы, в основе которой лежит представление о термальной эволюции подлитосфер-ной мантии7. Было показано, что в районах африканских рифтов глубинный разогрев начался в среднем эоцене под Турканской седловиной между Эфиопским и Восточно-Африканским плато и распространился в центральные части Эфиопского рифта (30 млн лет назад); в более позднее время этот процесс захватил Кенийский и западные рифты соответственно в периоды 23 и 19 млн лет назад. Похожий асинхронный процесс в Байкальской рифтовой системе возник и распространялся от Селенгинской седловины, разделяющей Саяно-Хамардабанское и Становое поднятия. Собственно, для Байкальского рифта геолого-геофизическими методами выявлен постепенный подъем кромки астеносферы с глубины 120—150 км к ее современному уровню (40—50 км) под осевой частью Саяно-Байкальского свода, начиная примерно с 30 млн лет назад. Современный тепловой поток в рифте превышает 100 мВт/м2 (в максимуме), а по данным МТЗ, температура на уровне Мохо составляет 1100—1200 °С.
Евгений Евгеньевич был довольно критичен и к собственным предпочтениям. Его не устраивает весьма слабая тенденция к растяжению в обсужденной выше модели. Как мы знаем, неустанные поиски привели его впоследствии к гипотезе расширяющейся и пульсирующей Земли, в которой силы растяжения возникают естественным путем при разрывах верхней оболочки Земли. В одной из последних работ он уже пишет о растяжениях, которые возникают в некоторые моменты пульсаций расширения Земли. При этом в рифтовых зонах вещество коры и мантии оказывается более прогретым; в этих условиях нижняя, более нагретая и пластичная кора растягивается и утоняется с образованием шейки, а более холодная и хрупкая верхняя часть преобразуется в систему трещин, разрывов и блоков, дифференциальное движение которых иногда приобретает характер детачмента. Амплитуда горизонтального растяжения коры в отдельных рифтовых зонах и впадинах варьирует от 5—10 до 30—50 км. Геофизические данные позволяют ему оценить возможное утонение коры рифтовых зон на платформах в 10—20%, а в некоторых эпиорогенных структурах — в 30—50% от ее первоначальной мощности.
Евгений Евгеньевич показал существование глобальной периодичности рифтогенеза, при этом он привел доказательства того, что рифтогенез не совпадает с фазами складчатости и чередуется во времени с этими фазами сжатия (Милановский, 1985, 1987, 1991). Оппоненты, например П.Н. Кропоткин, утверждали другое: растяжения и сжатия (в соседних областях) могут происходить синхронно, из чего следует, что движения взаимно компенсируются. Евгений Евге-
7 См.: Рассказов С.В., Шерман С.И., Леви К.Г. и др. Академик Н.А. Логачев и его научная школа: вклад в изучение кайнозойских континентальных рифтов // Кайнозойский континентальный рифтогенез: Мат-лы симпозиума. Т. 1. Иркутск, 2010. С. 17—35.
ньевич провел специальную работу по реконструкции пульсаций (растяжения/сжатия) раздельно для подвижных и рифтовых поясов и показал, что в риф-товых зонах во время складчатости растяжения также ослабляются или прекращаются; во время растяжений, наоборот, проявляется массовый вулканизм. Этот на первый взгляд частный вывод приводит его к заключению, что причиной растяжения и, следовательно, рифтообразования является общее, глобальное расширение Земли. Если в фазы расширения рифтовая структура становится ареной вулканизма, то в периоды сжатия вулканизм ослабевает или прекращается.
Во всех упомянутых работах Евгения Евгеньевича (см. список его трудов по рифтогенезу), особенно в разделах, посвященных описанию конкретных тектонических структур и вулканов, их кальдер, тектонических разрывов, осадочных и вулканических фаций, дано описание многих деталей, которые характеризуют Евгения Евгеньевича как профессионала не только в неотектонике, но и в литологии и вулканологии. На этих примерах мы учимся понимать, что без деталей не может быть и серьезных обобщений. Над Евгением Евгеньевичем коллеги часто подтрунивали за его мно-гословность. Я не помню ни одного случая, чтобы Евгений Евгеньевич на совещании уложился в отведенное для его доклада время. В самом деле, это было многознание и иллюстрация его необыкновенной памяти; он считал своим долгом поделиться этим знанием со слушателями; кроме того, он никогда не избегал доказательств защищаемых им новых идей. В связи с этим мне интересно вспомнить случай, который произошел на моей кандидатской защите 13 ноября 1970 г. на кафедре исторической и региональной геологии геологического факультета МГУ, которой тогда заведовал А.А. Богданов, а впоследствии Евгений Евгеньевич. Заседание вел А.А. Богданов. Присутствовали Е.Е. Милановский, В.Е. Хаин, Г.П. Леонов, С.А. Ушаков, Д.И. Панов, О.А. Мазарович и многие другие известные геологи. Когда я уже доложился и даже ответил на большую часть вопросов, кто-то вдруг заметил Богданову, что, возможно, зря мы сейчас здесь заседаем и обсуждаем эту работу, так как вышло новое постановление ВАКа о сокращении объема кандидатских работ до 150 страниц, а у нашего претендента немного более 500 страниц. Произошла нешуточная дискуссия. Богданов, может быть, для того, чтобы привести меня в чувство, задал еще несколько вопросов, но потом сказал примерно следующее: «Ну что вы хотите, ведь его руководитель (Е.Е.) недавно защищал у нас докторскую, объем которой составлял 2000 страниц и еще том приложений. Как-нибудь справимся». А.А. Богданов тогда был один из руководителей ВАКа, но я узнал об этом уже после защиты. Так Евгений Евгеньевич помог мне своей «много-словностью».
Особое внимание Евгений Евгеньевич уделял океанскому рифтогенезу и концепции спрединга. Открытие спрединга, приведшего в течение последних 150—170 млн лет к образованию и расширению огромных впадин Атлантического, Индийского океанов и более древней впадины Тихого океана, он считал главным доказательством не только локального, но и общего расширения Земли. По его оценке, начиная с этого времени радиус Земли мог увеличиться на 18%, что в расчете на современный радиус составит 972 км. В связи с этим он скептически относился к постулируемым тектоникой плит огромным масштабам суб-дукции, которая в теории полностью компенсирует спрединг. В этом отношении его позиция близка к идеям другого выдающегося тектониста XX в., В.В. Бело-усова, с которым он бок о бок работал в Московском университете. Спрединг, по мнению этих ученых, ограничен сравнительно узкой полосой вблизи срединно-океанических хребтов (СОХ), в осевой части которых и располагаются современные рифтовые долины океанов.
Как известно, плитовая тектоника постулирует, что в формировании океанских рифтов выделяются три стадии развития: сначала стадия континентального рифта с разрывами коры до ширины первых десятков километров и подъемом астеносферы, затем стадия межконтинентального рифта с формированием коры переходного типа, ее полным разрывом с активным и регулярным внедрением базальтовой магмы, ширина рифта в эту стадию достигает нескольких сотен километров, и, наконец, стадия спрединга с формированием океана, имеющего поперечник, достигающий многих тысяч километров (по В.Е. Хаину). Как раз эта последняя стадия, связанная с образованием огромных океанских впадин на периферии зон спрединга, является предметом острой дискуссии.
Евгений Евгеньевич принимает эту схему и считает спрединг крупномасштабной формой рифтогенеза, однако происхождению океанских впадин он находит другое объяснение (с ведущей ролью вертикального погружения8). Свидетельств такого погружения также достаточно, они обсуждены в работах Е.М. Рудича,
A.Е. Святловского, Б.И. Васильева, Б.А. Блюмана,
B.Н. Патрикеева, В.Л. Ломтева, В.Т Фролова и ТИ. Фроловой и др. В.В. Белоусов в своей последней крупной монографии9, вышедшей незадолго до его кончины, опубликовал новую карту тектоники Земли, на которой возрастной диапазон спрединга при формировании СОХ ограничивается палеоценом; соответствующие площади и характеризуют ширину зон спрединга. Большие площади океанского дна за пределами зон спрединга он рассматривает как структуры разновозрастной океанизации.
Замечу, что использование понятий «рифтогенез» и «спрединг» как генетически однотипных вряд ли
8 Необходимо отметить, что в концепции Е.Е. Милановского погружаются базальтовые плиты океанов. Вероятность преобразования континентальной коры в океаническую он в деталях не рассматривает.
9 См.: Белоусов В.В. Основы геотектоники. М.: Недра, 1989. 382 с. Соавторами опубликованной карты являются А.В. Горячев, Е.М. Ру-дич, Г.Б. Удинцев, В.Н. Шолпо.
правильно, так как поперечник рифтовой долины в СОХ в течение трех названных стадий фактически не растет и остается узким «щелевым» грабеном; увеличиваются в поперечнике только СОХ, и то ограниченно. Считается, что СОХ развиваются лишь при медленном спрединге, а при быстрой скорости раз-движения они, наоборот, отсутствуют. В тектонике плит спрединг — процесс в значительной мере не тектонический, а магматический. При спрединге грабен формируется при разрыве тонкой океанической коры над зоной непрерывного магмообразования, а срединно-океанические хребты зон спрединга являются структурами вулканической аккумуляции и некоторого диапирового воздымания. При спрединге борта рифтовой долины СОХ все время обновляются и отодвигаются, вместо них формируются новые из нового же магматического материала (в виде вертикальных даек и апикальных частей интрузий габбро). При спрединге постулируется равновесный процесс, в котором согласованы скорость конвекции, раздвигания рифта, нарастание новой океанской коры и поступления магматического материала в зону спредин-га; этот процесс, поскольку весь он зафиксирован магнитными полосовыми аномалиями, продолжается уже сотни миллионов лет. Казалось бы, параметры движущей силы, т.е. магматической колонны зон спре-динга, должны постоянно увеличиваться, поскольку поперечник океанского дна нарастает от первоначально узкой межконтинентальной щели в тысячи раз.
В то же время континентальный рифтогенез — процесс исключительно тектонический. Это не означает отрицания важной роли магматизма, но отражает главные и очевидные морфотектонические особенности как одиночных рифтов, так и их зон и рифто-вых поясов. Установленные Евгением Евгеньевичем соотношения тектоники и магматизма остаются в силе; оба этих процесса взаимозависимы и, возможно, меняются местами в причинно-следственных связях, но мы не можем отрицать наличие крупных рифтов без соответствующего вулканизма. Рифт — эпиконтинентальная структура, при этом не всегда с вулканизмом (например, Байкал). При континентальном рифтогенезе не наблюдается такого разрыва коры, чтобы образовывалось зияние мантийного вещества, а когда это происходит (например, в рифтах Аденском и Красного моря), континентальная кора утоняется (или преобразуется) в новую субокеаниче-кую структуру. Рифты зон спрединга формируются уже в собственно океанической коре. Физические эксперименты показывают, что для образования континентальной рифтовой долины амплитуда растяжения может не превышать 30% ширины рифта, т.е. растяжение подготавливает обрушение. Это значит, что риф-тогенез всегда сопровождается преобразованием опускающихся блоков коры в соответствующих грабенах. Вероятно, что аномальная щелочность многих кон-
тинентальных рифтовых вулканитов связана именно с этим преобразованием и контаминацией поднимающихся магм веществом коры, а возможно, и с проявлением палингенеза.
Понятно, что состав вулканитов, связанных с эпи-платформенными и эпиорогенными рифтовыми зонами, существенно различается. Только в первом случае наблюдается проявление карбонатитовых, ультращелочных как натровых, так и калиевых магм. Как мы знаем, в зонах спрединга базальтовое вещество, наоборот, весьма однородно; это низкоглиноземистые и низкокалиевые толеиты, содержание воды в них не превышает первых долей процента. В этом отношении показательна структура и геологическая позиция Исландии, которая, располагаясь одновременно на простирании зоны атлантического спрединга и поперечного к нему Грампианского континентального пояса, несет в себе многие вещественные и структурные признаки гибридизма и базификации. Другой похожей рифтовой зоной является базифицированная структура Провинции Бассейнов и Хребтов на западе Северной Америки. В Исландии мы видим такие типичные признаки всех континентальных рифтов, как сужение площади вулканизма и уменьшение его объема, интенсивности со временем, при этом уменьшается и размер поперечного растяжения. Поэтому в современных рифтах Исландии редки типичные проявления базальтов СОХ, кроме того, здесь образуются и известково-щелочные вулканиты кислого состава (вулкан Гекла). Вспомним также о том, что в периферийных частях всей Атлантики, за пределами СОХ, наиболее широко развиты фоидиты, которые еще не так давно все мы считали типоморфными породами консолидированных массивов. Наиболее ярко это выражено как раз в магматизме рифтовой системы Восточной Африки.
Еще один интересный вопрос, который рассматривал Евгений Евгеньевич, связан с тождеством между геосинклинальным и рифтовым режимами (Мила-новский, 1974, 1975, 1975а, 1981, 1987). В работе10 новейший Западно-Тихоокеанский рифтовый пояс рассматривается как наложенный на предшествующий геосинклинально-рифтовый пояс (позднего мела и кайнозоя). Действительно, при глубоком погружении прогибов в них возникает мощный, обычно базальтовый вулканизм, что дает повод говорить о большой проницаемости коры в длительно погружающихся структурах. По данным А. Б. Ронова, с этим типом вулканизма связаны его основные объемы в фанеро-зое (на континентах), значительно превышающие даже объемы траппов. Каковы признаки сходства наземного и геосинклинального рифтинга? Различия, однако, очевидны: современные континентальные рифты — это структуры суши, вулканиты в них ассоциируют с осадками верхней, континентальной мо-лассы, а синхронные им подводные рифты, часто продолжающие эти континентальные структуры, ока-
10 См.: Милановский Е.Е., Никишин А.М. Западно-Тихоокеанский рифтовый пояс // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1988. Т. 63, вып. 4. С. 3—16.
зываются некомпенсированными глубоководными впадинами быстрого прогибания. В геосинклиналях же в ассоциации с вулканитами развиты формации морских осадков при их очень большой мощности; если же сравнить оба названных парагенезиса с базальтами зон океанского спрединга, то здесь с ними ассоциируют глубоководные осадки сложного состава, но чрезвычайно маломощные, уступающие в мощности геосинклинальным более чем на порядок. Выше отмечено, что в трех названных типах рифтов значимо различаются и составы вулканитов.
Работы Евгения Евгеньевича Милановского, всегда отличающиеся детальной проработкой и тщательной отделкой геологических материалов, последовательно и убедительно подводят нас к сделанному им выводу, что рифтовые структуры (включающие и их более древние аналоги) — это новый тектонотип в геологии, такой же, как геосинклиналь, ороген или платформа. По мнению автора данной статьи, этот тектонотип может рассматриваться как эффективный тектономаг-матический феномен океанизации (на континентах). Работы Евгения Евгеньевича подвигают нас к более
детальному рассмотрению такой актуальной геологической проблемы, как сравнение континентальных рифтов и рифтов СОХ, при этом не столько их строения, сколько выработки приемлемых физико-механических и тектонических механизмов образования. Возможно, что те и другие — принципиально разные структуры. Любое решение не позволит обойти проблему формирования океанского дна. Но это уже был бы выход из длительного хронического кризиса при рассмотрении проблемы океанообразования.
Последователи Евгения Евгеньевича, его ученики должны обратить внимание на то, что его работы, стиль его творчества продвигают нас дальше, не только к использованию его научных результатов, но и к развитию новых эмпирических обобщений и к разработке новых идей. Мы будем помнить, однако, что его успехи основывались не только на геологических знаниях и опыте, но и на высочайшей внутренней культуре, на его терпимости, отзывчивости и высоком чувстве гражданской ответственности. Этот скрытый фундамент его интеллекта имел решающее значение в его творческой активности и успехах в науках о Земле.
ЛИТЕРАТУРА
(главные работы Е.Е. Милановского по рифтогенезу)
Исландия и срединно-океанический хребет: Геоморфология и тектоника / Ред. Е.Е. Милановский, В.В. Белоусов. М.: Наука, 1979. 213 с.
Милановский Е.Е. Основные черты строения и формирования рифтовой системы Восточной Африки и Аравии // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геол. 1969. № 1. С. 42—60.
Милановский Е.Е. Основные черты геологического строения Африкано-Аравийского рифтового пояса // Восточно-Африканская рифтовая система. Т. 1. Гл. 3. М.: Наука, 1974а. 264 с.
Милановский Е.Е. Рифтовые зоны геологического прошлого и связанные с ними образования. Ст. 1 // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1974б. Т. 49, вып. 5. С. 51—71.
Милановский Е.Е. Рифтовые зоны геологического прошлого и связанные с ними образования. Ст. 2 // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1975а. Т. 50, вып. 5. С. 57—84.
Милановский Е.Е. Рифтогенез и геосинклинальный процесс // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геол. 1975б. № 4. С. 28—40.
Милановский Е.Е. Роль рифтогенеза и его эволюция в истории Земли // Тектоника и структурная геология: Мат-лы Междунар. геол. конгр. XXV сес. Докл. сов. геол. Планетология. М.: Наука, 1976а. С. 13—21.
Милановский Е.Е. Рифтовые зоны континентов. М.: Недра, 1976б. 280 с.
Милановский Е.Е. Основные этапы развития процессов рифтогенеза и их место в геологической истории Земли // Проблемы тектоники земной коры. М.: Наука, 1981. С. 38—60.
Милановский Е.Е. Рифтовая зона Рио-Гранде в Северной Америке и ее тектоническая позиция // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1982. Т. 57, вып. 4. С. 3—17.
Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли: Рифтогенез на древних платформах. М.: Недра, 1983. 280 с.
Милановский Е.Е. Основные проблемы изучения рифто-генеза // Континентальный и океанский рифтогенез. М.: Наука, 1985. С. 5—25.
Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли: рифто-генез в подвижных поясах. М.: Недра, 1987. 298 с.
Милановский Е.Е. Рифтогенез и его роль в тектоническом строении Земли и ее мезокайнозойской геодинамике // Геотектоника. 1991. № 1. С. 3—20.
Милановский Е.Е. Рифтогенез и его роль в развитии Земли // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 8. С. 61—70.
Мир глазами геолога. Путевые зарисовки Е.Е. Милановского. М.: ЛОГАТА. 2012. 252 с.
EVGENIY EVGENIEVICH MILANOVSKY AND HIS ROLE IN ESTABLISHING OF THEORY OF RIFTOGENESIS
V.A. Ermakov
E.E. Milanovsky — author of numerous studies on the rift structures of the Earth (1969—2011). He identified their main types and features of riftogenesis in the oceans and continents as expression of the global pulsations in the expansion of the Earth. E.E. Milanovsky was a leader in the creation of theory of the riftogenesis which was characterized in his publications as a new type of Earth tectonic structures.
Key words: E.E. Milanovsky, riftogenesis, continents, oceans, geological models.
Сведения об авторе: Ермаков Валерий Александрович — канд. геол.-минерал. наук, вед. науч. сотр. ИФЗ РАН; e-mail: ermakov.v@gmail.com
