CC BY
32
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК: 551.24
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
© Т.Т. Казанцева,
доктор геолого-минералогических наук,
академик АН РБ,
главный научный сотрудник,
Институт геологии,
Уфимский научный центр РАН,
ул. К. Маркса, 16/2,
450077, г. Уфа, Российская Федерация, эл. почта: ktt@ufaras.ru
Рассматриваются основные фундаментальные теории формирования земной коры в русле мобилистского направления в геотектонике. Уделяется внимание происхождению и эволюции магматизма в двух моделях: субдукционной и обдукционной.
Основными отличительными чертами их являются разные методологические принципы и иные методические приемы изучения. Первая из названных моделей основана на принципе актуализма. Ее объектами изучения является молодой магматизм, свойственный преимущественно островным дугам. Методика изучения базируется на глубинных физико-химических процессах. Потому придается большое значение глубинному фактору, а не тектоническим напряжениям тангенциального сжатия. Вторая следует эволюционным законам развития. Объектами изучения являются активные зоны складчатых областей геологического прошлого, где широко развит магматизм. Используемые при этом методы основаны на структурных исследованиях, широком формационном анализе и вещественно-структурной методике геодинамических реконструкций. И субдукционная и обдукционная модели эволюции магматизма находятся в стадии разработки. Вероятно, одна из них окажется более доказанной, а возможно, что каждая из них будет использована для разных периодов эволюции земной коры. Дальнейшее изучение покажет.
Ключевые слова: теория, эволюция, актуализм, субдук-ция, обдукция, магматизм, методология, методика
© T.T. Kazantseva
BASIC THEORIES ON THE EVOLUTION OF THE EARTH'S CRUST
Institute of Geology, Ufa Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, 16/2, ulitsa Karla Marksa, 450077, Ufa, Russian Federation
Consideration is given to major theories on the formation of the Earth's crust in line with the mobilistic concept in geotectonics. The paper describes the subduction and obduction models for the origin and evolution of magmatic activity.
Their main distinguishing features imply different methodological principles and investigation practices. The first model is based on the principle of actualism and focuses on young magmatism characteristic mainly of the island arcs. The research methodology is based on deep-seated physical and chemical processes. This is why more importance is attached to the depth factor rather than tectonic stresses of tangential compression. The second one follows the laws of the evolutionary development. It focuses on the active zones of folded regions in the geological past with widespread magmatic activity. The methods used in this case are based on structural studies, comprehensive formational analysis and real-structured procedures of geodynamic reconstructions. Both subduction and obduction models for the evolution of magmatism are now underway. It is not improbable that either one of them will turn out to be more proven or they will be used for different periods of the evolution of the Earth's crust. Further study will reveal that.
Key words: theory, evolution, actualism, subduction, obduction, magmatism, methodology, procedures
В наши дни в геотектонике господствует доктрина мобилизма, представленная двумя фундаментальными теориями формирования
земной коры: новой глобальной (субдукционной) и шарьяжно-надвиговой (обдукционной), объясняющих основные геологические
процессы, образование структур и полезных ископаемых каждая со своих особых позиций. Ушла в прошлое геосинклинальная теория, которая развивалась более века и обогатила континентальную геологию рядом закономерностей развития литосферы, являющихся ценным достоянием геологической науки. В большей степени это относится к ее трогово-му варианту. Однако наиболее используемая в России фиксистская модель была уже не в состоянии объяснять полученные новые факты, и потому свои возможности исчерпала. Тектоника литосферных плит, благодаря геофизическим исследованиям и глубоководному бурению в океанах, достаточно хорошо объясняет геологию последних, но неоднозначно представляет строение и развитие континентов. Часть ее, касающаяся рождения океанической коры, удовлетворительно согласуется с фактическими данными для стадий растяжения литосферы и может быть успешно использована при рассмотрении этих периодов развития.
Что же касается тектонического режима сжатия, то механизм формирования земной коры через субдукцию все еще слишком гипотетичен. По существу, он не удачнее фик-систской «базификации». В большей степени это относится к проблемам происхождения и развития магматизма. В своих новых публикациях академик РАН Н.Л. Добрецов [1] сосредоточил внимание на многих противоречиях, несогласованностях и неясностях, присутствующих в работах многочисленных исследователей, в основном, зарубежных, список ссылок на которые насчитывает более ста наименований. В них предприняты попытки объяснить происхождение магматизма довольно сложным путем. Примерно так. Сначала происходит субдуцирование океанической плиты, а затем на глубине, соответствующей давлению, достаточному для появления эклогитов, заклинивание ее. Затем пододвигающаяся плита изменяет направле-
ние движения в противоположную сторону. Начинается процесс эксгумации. Он продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты глубины, где возможно образование остро-водужных вулканитов андезитового состава. Они нередко сопровождаются интрузиями диоритов и дайковыми сериями и, согласно субдукционной модели магматизма, образуются из основных магматических пород, участвующих в составе океанической коры. В соответствии с общеизвестными сведениями, андезиты представляют собой эффузивные породы, порфировой структуры, как правило, состоящие из плагиоклазов средних составов и темноцветных минералов: пи-роксенов и амфиболов. В составе последних преобладает роговая обманка. Если ею представлены порфировые выделения, то породу называют адакитами. Примерно так выглядит субдукционная модель магматизма.
Ей противопоставляется обдукционная модель происхождения изверженных горных пород, широко развитых в пределах геологически активных зон складчатых областей геологического прошлого. Основными отличительными чертами субдукционной и обдукци-онной моделей магматизма являются разные методологические принципы и иные методические приемы изучения. Первая из названных моделей основана на принципе актуализ-ма. Ее объектами изучения является молодой магматизм, свойственный преимущественно островным дугам. Основная методика изучения базируется на глубинных физико-химических процессах. Потому придается большое значение глубинному фактору, а не тектоническим напряжениям тангенциального сжатия. Вторая следует эволюционным законам развития. Объектами изучения являются активные зоны складчатых областей геологического прошлого, где широко развит магматизм.
Используемые при этом методы основаны на структурных исследованиях, широком
формационном анализе и вещественно-структурной методике геодинамических реконструкций. Субдукционная и обдукцион-ная модели эволюции магматизма находятся в стадии разработки. Вероятно, одна из них окажется более доказанной, а возможно, что каждая из них будет использована для разных периодов эволюции земной коры. Дальнейшее изучение покажет.
Приведем краткое изложение сущности некоторых установленных в разные годы закономерностей развития земной коры, использованных в шарьяжно-надвиговой (обдукционной) теории, разрабатываемой автором, М.А. Камалетдиновым и Ю.В. Казанцевым с 1978 г.
В области структурной геологии
— В современной структуре активных в геологическом прошлом зон участвует сложный комплекс разновозрастных и разноранго-вых аллохтонов, последовательно надвинутых в сторону платформы. Разрывные нарушения представлены преимущественно надвигами и сдвигами. Надвиги определяют характер и стиль тектоники, а сдвиги являются вторичными по отношению к надвигам дислокациями. Среди основных аллохтонных форм в порядке повышения ранговости выделяются: тектонические чешуи, пластины, шарьяжи и мегааллохтоны. Чешуи образованы наклонными поверхностями надвигов. Пластины состоят из нескольких чешуй, объединяемых общей поверхностью надвигания. Шарьяжи представляют собой оторванные от корневой зоны аллохтоны. Мегааллохтоны — это сложнейшие комплексы структур, имеющие единую поверхность надвигания, состоящую из меланжа и гипербазитов [2—6].
— Выявлена многократность периодов надвигания в складчатых областях, совпадающих во времени с региональными перестройками структурных планов и накоплением флишевых толщ. Так, на Урале в палеозое
устанавливаются надвиги доордовикские, доживетские, дофранские, доверхнекамен-ноугольные [7]. Время образования надвигов в Аппалачах определено как доордовикское, ордовикское, девонское и каменноугольное [8; 9]. На неоднократное надвигание в пределах Корякско-Камчатской складчатой области указывает А.А. Пейве [10]. Разновозраст-ность олистостромовых толщ и перестройки структурных планов в Крыму свидетельствуют о периодичности надвигания в этом регионе [4] и др.
— Степень дислоцированности толщ при однотипном стиле тектоники возрастает от платформы к центру складчатой области. При этом ранние аллохтоны характеризуются повышенной интенсивностью структурных преобразований.
— В каждом аллохтоне, как правило, более деформированными оказываются фронтальные зоны. На территории передовых прогибов повсеместно наблюдается закономерное расположение линейных антиклиналей вдоль фронтальных частей тектонических пластин и чешуй. При этом складки обладают четкой асимметрией крыльев, с более крутым принад-виговым крылом. Там, где толщина аллохтон-ной пластины значительно увеличена, присутствуют куполовидные поднятия [2; 3; 11].
— Приведены доказательства аллохтонии складчатых сооружений, шарьированных на сопредельные платформенные основания. Такие сведения известны для Урала [2; 12;]; Аппалачей [13]; Добруджи [4; 14], Крыма [4] и др.
В области офиолитовых комплексов
— Офиолитовые формации континентов представляют собой реликты океанической коры, надвинутой на край платформы [15]. На Урале это впервые доказано Т.Т.Казанцевой и М.А. Камалетдиновым [16].
— Изолированные массивы офиолитов в окраиноконтинентальной зоне представляют собой бескорневые шарьяжи, а линейные ги-
пербазитовые пояса активных зон складчатых областей — фронтальные зоны мегааллохтон-ных структур (Пейве, Хаин, Кобер, Белостоц-кий, Казьмин, Казанцева, Камалетдинов, Книппер, Чирич, Гасанов, Bailey, McCallien, Rodgers, Williams, Cuming и др.). Для Урала это доказано Т.Т. Казанцевой и М.А. Камалетди-новым [16—18]. Как правило, они сопровождаются мощными зонами меланжа [19; 20].
— Омоложение гипербазитовых поясов происходит от платформы к центру складчатой области. Эта закономерность хорошо проявлена на Урале, где время формирования гипербазитовых аллохтонов близко совпадает с периодами надвигания и накопления фли-шевых толщ [21; 5; 18]. В пределах Корякско-Камчатского орогена, на территории Канады и Сахалина это показано [22; 23].
В области магматизма
— Высокий процент (до 30% для Урала) кислых вулканитов в составе ранних формаций геоактивных зон складчатых областей (Г.Ф. Червяковский, П.Ф. Сопко и др.). Без привлечения континентальной коры такой состав получить невозможно.
— Пространственно-временная миграция вулканизма от платформы к центру геоактивной зоны складчатой области. Она устанавливается при анализе пространственного размещения однотипных, но разновозрастных формационных рядов. Для Урала такая латеральная миграция наилучшим образом показана Т.И. Фроловой и А.А. Буриковой [24]; М.Б. Бородаевской с соавторами [25], по данным которых наиболее древние ряды располагаются на западе, а молодые последовательно смещаются к востоку.
— Эволюция состава продуктов вулканизма каждого формационного ряда во времени характеризуется гомодромной направленностью. Она заключается в закономерной смене вулканических формаций от основных на ранних этапах развития до кислых и ще-
лочных на средних и поздних. При этом наблюдается постоянное повышение роли калия [26-28].
— Широкий возрастной диапазон гранитных интрузий в пределах одной складчатой области; значительное развитие мигма-титовых и гранитогнейсовых комплексов, часто окружающих граниты; метасоматическая природа группы массивов; приуроченность их к положительным структурам различного порядка — таковы главные особенности этой формации Урала по Д.С. Штейнбергу [27].
— Метасоматическая природа габброи-дов, ассоциирующих с гипербазитовыми комплексами. Приуроченность тел габбро к краевым и подошвенным частям гипербазитовых массивов. Значительная отдаленность времени формирования габброидов от гипербази-тов [29; 30].
— Приуроченность большинства интрузивных образований к концу тектоно-магматических циклов (этапов по иным авторам) [24].
В области формационного анализа [21; 31; 5; 20].
— Типовые формационные ряды окраи-ноконтинентальной зоны представлены снизу вверх: аспидной (глинисто-сланцевой либо кремнистой), карбонатной и флишевой формациями.
— Типовые формационные ряды геоактивной зоны складчатой области состоят из вулканической серии и флиша. Вулканические серии характеризуются эволюционной направленностью с возрастанием степени дифференцированности продуктов излияний во времени. Они представлены: недифференцированной, контрастно-дифференцированной, последовательной и порфиритовой формациями.
— Эволюция состава осадочной части формации во времени происходит от преобладания кремненакопления к возрастанию
роли карбонатообразования, затем к преобладанию доли терригенных осадков.
— Взаимоотношения между формациями единого формационного ряда являются стратиграфическими, согласными. Структурные перестройки приурочены к границам формационных рядов.
— Многократность повторения типовых формационных рядов в пределах складчатой области. Так, на Урале в палеозое однотипные формации, как в пределах окраиноконтинен-тальной, так и активной складчатой зоны повторяются трижды.
— Направленность развития вещественных комплексов всех геологических уровней организации вещества (минерального, породного, формационного, формациерядного) на протяжении тектонического цикла.
— Эволюционный характер геодинамических условий развития складчатых областей во времени, в общих чертах сводящийся к последовательному возрастанию тангенциального сжатия от древних к молодым тектоническим циклам.
— Циклично повторяющаяся направленность периодичности тектонических условий накопления вещества, от разрядки тангенциального напряжения скалыванием, через последовательно прогрессирующее сжатие до его максимальных значений.
В области метаморфизма
— Пространственная связь проявлений локального метаморфизма и метасоматоза с зонами надвигания и шарьирования [32].
— Связь глаукофанизации (процесса, протекающего при высоких давлениях и небольших температурах) с зонами мощного шарьирования [33].
В области нефтяной геологии
— Приуроченность нефтегазоносных положительных структур к фронтальным частям надвигов [2—4; 6].
В области рудной геологии
— Приуроченность рудных залежей к поверхностям надвигания [21; 33].
Установленные закономерности позволили нам с новых позиций подойти к решению ряда остро дискуссионных геологических проблем, не нашедших удовлетворительного объяснения в свете иных геотектонических концепций. Наиболее важными из них являются следующие: 1) происхождение складчатости вообще, и нефтегазоносных структур в частности; 2) зарождение и эволюция магматизма в геоактивных зонах складчатых областей на основе формационного анализа изверженных горных пород и геодинамических условиях их развития; 3) генезис пограничных между складчатыми областями и платформами структур передовых прогибов; 4) происхождение углеводородов; 5) накопление залежей руд; 6) горообразование; 7) методика поисков полезных ископаемых с новых позиций и некоторые другие.
1. Проблема происхождения складчатости долгие годы считалась важнейшей нерешенной проблемой. Многие авторы называли ее проблемой № 1 геотектонической науки, имея в виду, что от ее решения зависит понимание более общих вопросов развития литосферы, выяснение тех основных видов движения, которые вызывают образование деформаций земной коры и ее осадочного чехла, а также различные вещественные преобразования.
В разные годы исследователями высказано более 40 гипотез генезиса складчатости. Поэтому многие геологи стали склоняться к мысли, что существует большое количество механизмов складкообразования. Но в этом случае исключалась возможность прогноза и эффективных поисков структур, с которыми связаны важнейшие полезные ископаемые, и, в первую очередь, углеводороды. Бытующие представления о том, что нефтегазоносные складки на платформах являются функцией вертикальных блоковых движений, не позво-
Л8
ляли предсказывать ни местоположение, ни простирание, ни форму и размеры, ни взаимное расположение структурных ловушек углеводородов.
На примерах многих складчатых областей России и других стран нами впервые была показана генетическая связь и подчиненность складок надвигам и послойным срывам осадочного чехла, а также кристаллического фундамента под действием сил бокового сжатия. Особенно это показательно на примере Предуральского передового прогиба. Здесь Ю.В. Казанцевым проанализирован огромный фактический материал, полученный по результатам бурения, в результате чего выявлена важнейшая закономерность приуроченности линейных положительных структур к фронтальным зонам надвигов. При этом принадвиговые крылья антиклиналей всегда оказывались более крутыми, нежели противоположные. Эта закономерность легла в основу происхождения нефтегазоносных структур
[3; 2; 6].
2. Зарождение и эволюция магматизма в геоактивных зонах складчатых областей на основе формационного анализа изверженных горных пород и геодинамических условий их развития
Геовещественный состав в пределах активной зоны складчатой области выражен формационными рядами, под которыми понимаются комплексы формаций, характеризующиеся направленной сменой состава и строения во времени и соответствующие тектоническим циклам. В начале каждого ряда образуется вулканическая серия, состоящая из закономерно наращивающихся вулканических формаций с четкой тенденцией эволюционного характера их развития. Она начинается недифференцированной базальтовой (спилит-диабазовой) либо контрастно-дифференцированной базальт-липаритовой, сменяется последовательно-дифференцированной базальт-андезит-дацит-
липаритовой, а затем наращивается формацией андезитового состава порфировой структуры. То есть эволюция вулканической серии выражена закономерной сменой состава от существенно основных пород на ранних этапах развития тектонических циклов, к средним по составу породам на зрелых, до кислых и щелочных — на поздних. С приведенными нами соображениями на динамику эволюция тектонического цикла с заданной направленностью магматизма хорошо согласуются представления, изложенные в работе Х.С. Йодера и Ц.Е. Тилли [35]. Согласно им, базальты и габбро стабильны лишь до определенных пределов давлений, но не более 13 кбар. На диаграмме экспериментально установленных термодинамических условий стабильности природных эклогитов, базальтов и тахилитов базальты ограничены глубинами 50 км. Теми же исследователями показано, что амфиболиты могли образоваться из габбро либо базальта путем добавления вода при высоких давлениях, а по данным И.Б. Ламбе-рита и Р.И. Уилли, «амфибол перестает быть устойчивым при давлении свыше 30 кбар, т.е. глубине около 100 км». Ссылаясь на ряд опубликованных источников, Х.С. Йодер приводит данные о том, что плагиоклаз основного состава и магнезиальный оливин (анортит и форстерит) при давлении 8 кбар образуют ортопироксен+клинопироксен+ шпинель; что анортит+энстатит также сосуществуют лишь при сравнительно низком давлении. Уже при 15 кбар они образуют ортопироксен +клинопироксен+кварц. При этом «присутствие в плагиоклазе альбитовой составляющей должно повышать давление, отвечающее пределу стабильности» [35, с. 36]. Не менее интересные данные приведены в этой работе и для оливинов. На диаграммах в координатах давление — температура для оливиновых толе-итов из Айдахо, Снейк-Ривер, Нью-Мексико и др. наблюдается, что «свыше 13 кбар ни в каких ассоциациях и ни при каких температурах
оливин обнаружен не был!.. ликвидусной фазой выше 10 кбар был клинопироксен, а выше 28 кбар — гранат...» [35, с. 139].
Приоритет гомодромного вулканизма позволяет признать характер направленности геодинамических условий, который заключается в возрастании давления от зарождения тектонического цикла к его концу, от начала формирования формационного ряда к его завершению. Это обосновывается следующим.
Тектонические условия накопления вещества геоактивных зон складчатой области определяются структурными особенностями пород, формаций и формационных рядов. К настоящему времени установлено, что в начале каждого ряда вулканогенные породы характеризуются преобладающим основным составом, афировой структурой, низким коэффициентом эксплозивности, глубоководным характером, предельно малым развитием субвулканических, интрузивных и осадочных пород. Постепенно происходит увеличение средних и кислых разностей, возрастают пор-фировость пород, коэффициент эксплозив-ности и степень дифференциации, все больше становится объем субвулканических, интрузивных и осадочных образований. Среди последних значительная доля принадлежит терригенным осадкам. Трещинный тип излияния сменяется центральным и ареальным. От формации к формации происходит обмеление бассейна осадконакопления. Эти данные объяснимы закономерным уменьшением проницаемости магмовыводящих разломов.
Известно, что среди магматических пород основного состава объем излившихся (эффузивных) разностей преобладает над интрузивными. Обратные соотношения характерны для группы кислых пород. При этом, закономерное повышение общего количества легкоплавких минералов к концу тектонического цикла свидетельствует о последовательном понижении температуры кристаллизации от начала к его концу. Следовательно, эволю-
ция вулканической серии осуществлялась при повышающемся давлении и понижающейся температуре.
Создание условий пониженных давлений, необходимых для образования базальтовых пород — начальных членов формаци-онных рядов, может быть также достигнуто в результате тектонического сжатия. В определенные моменты боковое давление снимается скалыванием толщ с последующей их релаксацией. Это способствует плавлению на соответствующей глубине мантийно-коровых масс, обуславливая хорошую проницаемость вышележащих аллохтонов. Среди основных механизмов, вызывающих плавление исходного кристаллического материала Х.С. Йо-дер [35] рассматривает модели снятия напряжения сжатием (концепция Уффена) и перехода механической энергии в тепловую. Наиболее привлекательными из них представляются: плавление при сдвиге, плавление в условиях дифференциального стресса, плавление вследствие трения и др. Автор ссылается на литературные данные, согласно которым температура, возникающая вдоль поверхностей скольжения, может приближаться к точке плавления минералов. Видимо, в естественных тектонических условиях скучивания приемлем вариант совместного действия и соответственно суммарного эффекта названных механизмов. Последнее обстоятельство убеждает нас в возможности его приложения к реальной геологической среде.
Структурные особенности флиша, наращивающего каждый формационный ряд, свидетельствуют о высокой динамичности условий седиментации, а закономерная приуроченность шарьирования ко времени флишенако-пления — о максимальном проявлении тангенциальных тектонических напряжений сжатия.
Итак, становление формационного ряда начиналось в условиях малых значений сил горизонтального сжатия (разрядка напряжений) и заканчивалось максимальными
значениями, что приводило к очередному шарьированию и зарождению нового форма-ционного ряда. Это обдукционная модель зарождения и развития магматизма складчатых областей, которую в общем виде мы представляем так. Мощное тангенциальное сжатие разряжалось надвиганием пластин океанической коры на сопредельный край континента, что приводило к скучиванию гетерогенных масс, при котором легкоплавкая сиалическая кора оказывалась расположенной под тяжелой тугоплавкой. Такое противоестественное залегание разнородных кор способствовало активному течению геохимических процессов. Рождался магматический очаг сложного мантийно-корового состава, чему благоприятствовало снятие давления при скалывании. Следовавшее за этим постепенное возрастание бокового давления приводило к образованию вулканической серии формационного ряда. Степень дифференциации изверженного вещества находилась в прямой зависимости от возрастания давления. Максимально возросшее латеральные нагрузки ухудшали проницаемость аллохтона, приводили к постепенному закрытию магмопроводящих дизъюнктивов, что позволяло формироваться интрузиям и субвулканическим сериям. Главным энергетическим источником, обеспечивающим такой процесс, являлись силы тангенциального сжатия земной коры.
3. Впервые предложен механизм формирования предгорных прогибов как погружение края континента под огромным весом скученных аллохтонов. Такой генезис пограничных зон между складчатыми областями и платформами согласуется со временем заложения их в периоды, следующие за максимальными проявлениями шарьирования и складчатости. Это нашло отражение в их фор-мационном составе [2—4].
Изостатическое погружение краевой утоненной части континента под весом скученных аллохтонов складчатой области при-
водит к трансформации горизонтальных напряжений в вертикальные. Это создает особый тектонический режим краевых прогибов, являющийся промежуточным между геоактивным и платформенным. Регионы, подверженные его действию, характеризуются платформенным типом осадконакопления, но усложненным стилем дислоцированности, что обусловлено одновременностью действия еще продолжающегося горизонтального сжатия и порожденного им изостатического погружения, выраженного вертикальными колебательными движениями [31].
4. Шарьяжно-надвиговый механизм образования углеводородов показан нами в ряде работ [31; 18; 6]. Реферативное изложение его выглядит следующим образом. Силы бокового давления и повышенные в этих условиях значения температур в периоды максимальных тектонических напряжений сжатия распространяются в сторону центра платформы на определенные расстояния, вызывая в толще осадков с достаточным количеством органического вещества катагенетические преобразования последнего в углеводороды. Максимальное боковое сжатие обеспечивает скалывание толщ (надвигание) с формированием положительных структур. Резкое снижение давления в зонах надвигания благоприятствует миграции и нагнетанию углеводородов в одновременно формирующиеся ловушки. Следует заметить, что такой механизм снимает основные обвинения, выдвигаемые против органической теории нефгегазообразования неорганиками.
5. Проблема генезиса руд, связанная с решением достаточно широкого круга вопросов, получает удовлетворительное объяснение, если признать, что образование месторождений тесно связано с формированием шарьяж-ной структуры подвижной зоны. Для медно-колчеданных руд Урала установлено совпадение во времени рудообразования и внедрения субвулканитов кислого состава с периодами
флишенакопления. Последние характерны для деформационного этапа каждого тектонического цикла. Это свидетельствует о том, что рудообразование осуществлялось в режиме интенсивного тангенциального сжатия, обусловливающего необходимые структурные и энергетические условия для формирования руд. В этом случае следует считать одним из металлогенических законов следующий: чем больше тектонических циклов участвовало в образовании структуры и вещественного состава региона, тем выше его общие металло-генические возможности. Важнейшими ру-доконцентрирующими структурами при этом являются сингенетичные рудообразованию зоны надвигания и шарьирования.
Изучение структурного положения месторождений меди, цинка, железа, золота, платины, хрома, никеля и других металлов, а также алмазов показало, что они закономерно приурочены к шарьяжно-надвиговым дислокациям, с которыми связаны генетически. Мобилизация рудного вещества медно-колчеданных месторождений происходила в аллохтонных толщах базальтоидных вулканитов в условиях тангенциального сжатия, при участии субвулканов кислого состава, играющих, наряду с гидротермами, роль рудокон-ценгрирующего фактора. Преимущество такой гипотезы рудообразования заключается в следующем. Увязаны в единую цепь событий две группы фактов, ранее считавшихся принадлежностью двух альтернативных гипотез. Показана и объяснена конкретная связь процесса рудообразования с формированием структуры. Определено место рудообразова-ния в общей системе геологических событий, формирующих земную кору континентов. Появилась возможность определять эпохи ру-дообразования и их энергетический источник и др. [5; 36].
6. Положительные формы рельефа, так же как тектонические структуры, образованы горизонтальными движениями аллохтонов
по надвигам и шарьяжам. Ярко проявляется зависимость форм рельефа от шарьяжно-надвиговой тектоники в складчатых сооружениях всех возрастов. Горные хребты и возвышенности представляют собой области тектонического скучивания в Гималаях, на Кавказе, в Аппалачах, на Урале, на Тянь-Шане, в Крыму [37]. Генетическая связь орогении и шарьирования наблюдается и в настоящее время [38].
На Урале всем аллохтонным структурам соответствуют положительные формы рельефа, возвышающиеся над породами постели, слагающими понижения. Региональные над-виговые чешуи, трассирующиеся вдоль западной границы складчатого Урала, всюду выражены линейными хребтами, получившими название передовых. Аллохтонные массы, погружаясь под собственным весом, образуют корни гор, глубина которых зависит от мощности пакета шарьированных образований. Наиболее высокие горные сооружения имеют более глубокие корни.
7. До недавнего времени главной методической ошибкой в поисково-разведочных работах оставалась недооценка ведущей роли региональных надвигов и горизонтальных движений в формировании складчатости, что хорошо видно на примере освоения многих нефтегазоносных регионов. Впоследствии выяснилось, что локальные складки группируются в линейно вытянутые валы, простирающиеся параллельно Уралу. Однако теоретических объяснений происхождения валов не существовало. Линейное четковидное распространение складок априори считалось невероятным и поэтому поиски их осуществлялись не на простирании, а вкрест, к востоку или западу от открытых структур. Закономерности во взаимном расположении складок еще не были поняты и поэтому не учитывались. В связи с такими представлениями поиски каждой складки велись изолированно, вне связи друг с другом. В результате антиклинали, при-
уроченные к единым надвиговым зонам, выявлялись с большими интервалами во времени. Сейчас мы хорошо знаем, что каждая над-виговая структура представляет собой богатую нефтегазоносную зону протяженностью в десятки и сотни километров, которую можно успешно разрабатывать лишь с учетом линейного распространения залежей углеводородов и контроля их региональными надвигами. Это открытие позволило разработать новую эффективную методику поисково-разведочных работ на нефть и газ, применимую практически во всех нефтегазоносных районах нашей и других стран. С учетом указанных положений разработана новая методика поисков рудных полезных ископаемых, практическое использование которой предлагается на Урале и в других складчатых областях.
Выявленные закономерности развития земной коры и оригинальные решения других насущных геологических проблем легли в основу предложенной и разработанной теории эволюции земной коры континентов. Согласно ей, земная кора образуется стадийно при режимах: горизонтального растяжения, тангенциального сжатия и относительной стабилизации — континентальном [21; 5]. Начало растяжения знаменуется появлением многочисленных разломов и заложением по ним линейных грабеновых структур, нарезающих соответствующие области континента на протяженные, субпараллельные блоки, вытянутые поперек действия растягивающих усилий. Формируется рифтовая система, состоящая из грабенов и разделяющих их, остаточных горстовидных поднятий. Сильно расчлененный рельеф способствует накоплению грабе-новых формаций. Появление более глубоких трещин порождает развитие вулканогенных комплексов щелочных базальтоидов со значительной ролью калиевых серий. В центре максимального проявления растягивающих усилий происходит разрыв континента. При спрединге в рифтовых зонах океанов обна-
жается гипербазитовый субстрат, на котором формируется океаническая кора. На океанических пространствах идет накопление маломощных глубоководных осадков. На окраинах континентов, являющихся тектонически пассивными, грабеновые структуры преобразуются в надвиговые «грабенообразные» структуры [39], где происходит накопление осадочных серий значительной мощности.
По причинам планетарного масштаба режим растяжения в пограничной зоне действующей системы континент — океан сменяется режимом сжатия, а пассивная окраина континента этой системы превращается в активную. Тангенциальное сжатие приводит к зарождению процесса, формирующего земную кору континента. Он протекает по следующей схеме. Мощное тангенциальное сжатие разряжается надвиганием аллохтона океанической коры на сопредельный край континента, что приводит к тектоническому совмещению контрастных по составу масс, при котором легкоплавкая сиалическая кора оказывается расположенной под тяжелой тугоплавкой. Это способствует активному течению геохимических процессов. Рождается магматический очаг сложного мантийно-корового состава, чему благоприятствует снятие давления при скалывании аллохтона. Следующее за этим последовательное возрастание бокового давления приводит к образованию вулканической серии формационного ряда. Степень дифференциации вещества прямо пропорциональна возрастанию давления. Максимально возросшие латеральные нагрузки ухудшают проницаемость аллохтона, ведут к закрытию магмоподводящих дизъюнктивов. Формируются флишево-олистостромовые комплексы, происходит массовое надвигание, шарьирова-ние и сопутствующая им складчатость. В пределах океанических зон в результате надвигания совмещаются океанические пластины, рождаются подводные хребты, а надвигание океанической коры на континентальную вновь
ряды Южноу-палеовул-
