Том 2

Тектоника

Раннедокембрийские микроплиты и кратонизация. Наиболее сложным строением отличаются щиты и массивы с выходами метаморфических пород нижнего докембрия. Они состоят из архейских блоков, разделенных интенсивно дислоцированными комплексами раннего протерозоя. Предполагается, что первоначально существовали микроплиты сравнительно небольших размеров, разделенные рифтами, трогами или протоокеанами. Позднее, примерно к середине протерозоя, они были спаяны в крупные плиты, получившие название кратонов, а сам этот процесс называется кратонизацией.

О глубинном строении кратонов можно судить по данным Кольской сверхглубокой скважины СГ-1, расположенной на Кольском полуострове, в пределах Балтийского щита, около поселка Заполярный. Это самая глубокая скважина в мире, достигшая глубины 12 262 м (1990 г.). Скважина находится в пределах Печенгской впадины, где на поверхности развиты протерозойские диабазы, песчаники и доломиты. Пункт заложения скважины был выбран из тех соображений, что на глубине 7 км, по геофизическим данным, здесь предполагался базальтовый слой земной коры. В процессе бурения были получены важные научные результаты, во многом меняющие представления о строении земной коры в пределах кратонов и о происходящих здесь геологических процессах:

не оказалось прогнозируемого базальтового слоя земной коры. Вместо него на глубине 7 км здесь пролегает резкая граница протерозоя с археем (с возрастом 2,86 млрд лет); при этом архейские породы оказались менее плотными и трещиноватыми, что позволяет судить о проявлении тектонических деформаций;

изменились представления о рудоносности и подземных водах на больших глубинах, так в интервале 2.6—1.8 км были вскрыты медно-никелевые руды; на глубине 9—12 км отмечены высокопористые трещиноватые породы, насыщенные сильно минерализованными водами — возможно рудоносными флюидами, что было подтверждено проявлениями золота в керне (с содержанием до 1 г/т), на малых глубинах возможна их промышленная разработка;

на глубине более 6 км установлен повышенный температурный градиент 20°С /1 км, вместо ожидавшегося 16°С/1 км, как это было в верхней части. При этом основная часть теплового потока связана с радиогенной природой, что свидетельствует о появлении на больших глубинах астеносферы с частичным плавлением вещества и образованием пластичности, что способствует большим латеральным перемещениям литосферных плит.

С развитием тектоники литосферных плит появляется необходимость в уточнении некоторых понятий. Понятие "плита" во избежание разночтений целесообразно сохранить именно за "литосферными плитами". Древние глыбы земной коры, включающие как щиты, так и "плиты" считать кратонами, а их части, перекрытые осадочным чехлом, именовать платформами, что вполне соответствует смыслу этого термина. В этом случае применительно к территории России следует говорить о Восточно-Европейском и Сибирском кратонах, Русской и Западно-Сибирской платформах — такая тенденция начала проявляться вполне отчетливо и заслуживает признания.

Палинспастические реконструкции. В дальнейшем происходили сложные перемещения литосферных плит — как кратонов, так и блоков меньшего размера, или микроплит. Космической геодезией установлено, что движения плит происходят со скоростями преимущественно 1-10 см/год. В масштабе геологического времени, за сотни миллионов лет это составляет многие тысячи километров, и не исключено, что в прошлом перемещения плит были еще значительнее. С изменением положения плит на глобусе вполне согласуются такие данные, как развитие теплолюбивой растительности в палеозойских отложениях Арктики и следов оледенений в протерозое тропических областей. Для определения траекторий плит и их положения в различные отрезки времени использованы разные методы:

кинематические построения, основанные на линейных магнитных аномалиях и трансформных разломах в океанах;

палеомагнитные данные, позволяющие восстановить широтное положение континентов;

сведения о траекториях континентов над горячими точками;

определение границ литосферных плит по положению краевых вулкано-плутонических поясов и офиолитовых швов — сутур;

палеоклиматические данные, основанные на изучении ископаемых растений, животных и некоторых горных пород - индикаторов климата.

Установлено, что 540 млн лет назад, в раннем-среднем кембрии, кратоны Восточной Европы и Сибири находились в южном полушарии. Все материки были сравнительно близко расположены, так как недавно распался позднедокембрийский суперконтинент Пангея. К началу девона, 400 млн лет назад, расширились океанические пространства, что привело к их удалению от Гондваны и развитию Уральского палеоокеана. При этом были объединены Европа и Америка в единый материк Еврамерика. В поздней перми, около 250 млн лет назад, закрытие Палеоуральского океана привело к образованию континента Лавразия с примыкающими океанами Панталасса и Тетис. Тектоническое развитие на рубеже мела и палеогена, около 65 млн лет назад, отличалось сближением плит на границах уже оформившейся Евразии. С юга и востока континент ограничивали зоны субдукции с замыканием окраинных морей и причленением к континенту островных дуг.

Покровное строение складчатых поясов и вдвиговая тектоника. Следствием тектоники литосферных плит и образование складчатых поясов в результате коллизии — сближения плит с развитием складчатости, явились представления о развитии тектонических покровов. Надвиги давно известны геологам, но до недавнего времени считалось, что перемещения по ним невелики. Сейчас наличие тектонических покровов с горизонтальными смещениями на десятки и сотни километров во многих поясах подтверждено не только геофизическими, но и буровыми работами. Особенно хорошо они изучены в пределах передовых прогибов, где ведется поиск нефти и газа.

Оказалось, что наряду с надвигами в таких областях есть и вдвиги (перемещения сравнительно жестких тектонических пластин на глубине среди более пластичных пород, например, глинистых толщ). Во фронтальных частях такие вдвиги заканчиваются тектоническими клиньями с нагромождениями чешуй, названными дуплексами. Некоторые из них стали ловушками для залежей углеводородов и объектами поисковых работ. Подобные структуры отмечены в Предуралье и Предкавказье.

Аккреция и субдукция. В тектонике литосферных плит важное значение придается аккреции, когда в единое целое спаиваются целые континенты с образованием суперконтинентов. Примером такого суперконтинента может служить Евразия, на которой расположена территория России. Под аккрецией понимают также процессы наращивания континентов путем причленения микроконтинентов, террейнов — чужеродных блоков, иногда транспортированныхлитосферными плитами за тысячи километров, а также островных вулканических дуг и подводных гор. Особенно четко аккреция прослеживается в пределах тектонических сооружений Северо-Востока России на границе континента Евразия и Тихоокеанской литосферной плиты с корой океанического типа. В отличие от коллизионных поясов между континентальными плитами такие пояса стали называть аккреционными по преобладающему процессу в их образовании.

Активные вулканы Восточной Камчатки и Курильской дуги расположены над погружающейся к северо-западу сейсмофокальной зоной, маркирующей зону субдукции Тихоокеанской плиты. Очаги землетрясений здесь прослеживаются до глубин 300—400 км, на самом юге Камчатки — до 700 км. На профиле показана также зона субдукции у северного побережья Охотского моря, которая утратила свою активность, а в эпоху позднего мела определяла положение Охотско-Чукотского вулканического пояса на активной континентальной окраине.