2. Основные черты тектонического развития структуры Северной Евразии.

Hельзя принцип актуализма распространять беспредельно на всю историю Земли. Направленность развития Земли является хорошо установленным фактом. Так, структурами самого древнего, доступного для геологического изучения, этапа истории Земли, с 3,8 до 2.6 млрд лет были ядра серых гнейсов и зеленокаменные пояса с коматиитами. Этому этапу развития Земли свойственен высокий тепловой поток, с которым, вероятно, было связано широкое проявление высокотемпературного метаморфизма, в том числе гранулитовой фации.

В раннем протерозое (2,6-1,7 млрд лет) уже существовали стабильные ядра или щиты на которых формировались обширные осадочные бассейны типа Удоканского на Становом хребте. Для этой эпохи характерны джеспилиты. Базальтовый вулканизм концентрировался в узких, так называемых троговых зонах. Эта эпоха на рубеже 1,7 млрд лет завершается двумя событиями - массовой гранитизацией, сопровождаемой высокотемпературным метаморфизмом и, появлением первых протяженных континентальных вулканических поясов. Типичным примером таких поясов служит Акитканский в Прибайкалье. Образование таких поясов является свидетельством субдукции, т.е. океанская литосфера остыла настолько, что могла уже погружаться в мантию. Для этого же рубежа (1,8 - 1,6 млрд лет характерны пояса анортозитов и массивов гранитов рапакиви.

Уникальным этапом в развитии земной коры был был период 1,65 - 1,3 млрд лет, который соответствует раннему рифею. Этому периоду были свойственны крупные седиментационные бассейны на окраинах континентов, заполнявшимися мощными обломочными и карбонатными отложениями. Они отмечали пассивные континентальные окраины, тем самым свидетельствуя об обширных океанских бассейнах по соседству, и подверглись деформациям, метаморфизму и гранитизации только перед верхним рифеем на рубеже 1млрд лет.

С этого рубежа (1.0-1.1 млрд лет) начинается новый этап в развитии Земли. Главная особенность - отчетливо фиксируются действия тектоники литосферных плит в том виде, как мы ее наблюдаем сегодня.

3.Древние континентальные блоки в структуре Северной Евразии

Докембрийский кристаллический фундамент обнажен главным образом по северо-западной периферии Восточно-Европейской платформы - Балтийский щит, а также на юге - в пределах Украинского щита. Кроме того к структурам кристаллического цоколя платформы относятся погруженные массивы - Воронежский и Волго-Уральский, большая часть которых перекрыта платформенными осадками мощностью до 1,5 км. Данные тектонические единицы имеют ярко выраженное крупноблоковое строение. Так в структуре Украинского щита различают пять, а Балтийского - шесть блоков, разделенных глубинными разломами или швами по которым они были спаяны. Каждый из блоков имеет индивидуальную внутреннюю структуру, а часто и вещественный состав, дисгармонирующий со смежными тектоническими единицами. На Балтийском щите обосабливаются: Мурманский, Кольский, Беломорский, Карельский, Свекофенский и Свеконорвежский блоки. Украинский щит также образован несколькими блоками: Волыно-Подольским, Одесско-Белоцерковским, Кировоградским, Приднепровским, Приазовским. Можно предполагать, что аналогичные блоки образуют структуру Воронежского и Волго-Уральского массивов.

Древнейшими (AR₁) образованиями фундамента являются гранулит-гнейсовые области, сложенные преимущественно породами гранулитовой фации метаморфизма. По-видимому среди них имеются протоконтинентальные массивы сформированные на исходной коре океанического типа, реликтами которых являются тоналиты, ультрабазиты и другие породы имеющие изотопный возраст от 3700 до 3100 млн. лет. К группе существенно гранулитовых блоков следует отнести Мурманский и Беломорский блоки Балтийского щита. Наиболее типичными из пород их слагающих являются высокоглиноземистые биотитовые гнейсы, т.е. метаморфизованные "зрелые" осадочные породы, и метаморфизованные вулканиты базитового состава, превращенные в том числе в амфиболиты и чарнокиты (гиперстеновые гнейсы). Полям развития описанных метаморфитов свойственны крупные гранитогнейсовые купола. Они имеют округлую, либо вытянуты в одном направлении форму диаметром десятки км. В ядрах куполов вскрываются плагиогранито-гнейсы и мигматиты.

На территории Кольского и Карельского блоков Балтийского щита, а также на большей части Украинского щита между аналогичными гранитогнейсовыми куполами "зажаты" зеленокаменные пояса. Состав зеленокаменных поясов довольно однотипен для большинства древних платформ. Нижние части, как правило, сложены толщами основных эффузивов спилит-диабазового состава, иногда значительно метаморфизованных. Подушечное строение свидетельствует об излиянии этих базитов в подводных условиях. Верхние части разреза часто представлены кислыми эффузивами - кератофирами, фельзитами, с прослоями кварцитовых песчаников и гравелитов. По петрохимическим характеристикам указанные метавулканиты в большинстве случаев отвечают базальтам СОХ и базальтовым коматиитам, однако иногда в составе зеленокаменных поясов широко проявлены метаморфизованные известково-щелочные вулканиты базальт-андезит-дацитового состава. Структурное положение зеленокаменных поясов однозначно свидетельствуют в пользу того, что они представляют собой не что иное как швы столкновения различных блоков древнейшей коры. Стратиграфические контакты с окружающими гранулит-гнейсовыми комплексами нигде не наблюдается, они либо затушованы при более позднем совместном метаморфизме, гранитизации и деформации обоих комплексов, либо тектонические. В последнем случае зеленокаменные пояса представляют собой либо узкие, сильно сжатые синклинали, ограниченные разломами, либо довольно изометричные остатки тектонических покровов, надвинутых на гранулит-гнейсовое основание, которые сохранились в межкупольных пространствах. Изотопно-геохронологическое датирование позволяет считать, что формирование гранит-зеленокаменных областей на территории Восточно-Европейской платформы произошло в интервале 3100 - 2600 млн. лет. На геодинамическую природу зеленокаменных поясов нет однозначной точки зрения. Их связывают с опусканием и переработкой первичной сиалической коры над поднимающимся мантийным диапиром, либо видят аналогию с современными рифтами, которые "взломали" протоконтинентальную гранулит-гнейсовую кору, либо сопоставляют с современной системой островных дуг и окраинных морей.

Абсолютно индивидуальные черты строения в композитной структуре Балтийского щита имеет Свекофеннский блок. Он является типичным представителем гнейсово-сланцевых областей. Наиболее существенными отличительными признаками являются: отсутствие архейского фундамента; широкое развитие сланцевых и гнейсово-сланцевых толщ раннепротерозойского возраста, а также крупных гранитоидных плутонов, внедрившихся в диапазоне 1850-1700 млн. лет назад. Существенная роль в сланцевых разрезах принадлежит метавулканитам как основного так и кислого состава. По своему строению комплексы слагающие Свекофеннский блок близки гравуакко-вулканическим сериям фанерозойских складчатых поясов, сформировавшихся в окраинных морях, разделенных островными дугами. Таким образом Свекофеннский блок можно трактовать как образовавшийся в результате аккреционной тектоники. Граниты, повсеместно распространенные на территории блока, являются индикатором коллизионных процессов, в результате которых свекофениды были обдуцированы и надвинуты на карельское основание с образованием протяженной (длиной почти 1500 км.) Западно-Карельской зоны надвигов, "срезающей" контуры Кольско-Карельского архей-протерозойского супертеррейна. К зоне этого надвига тяготеют выходы нижнепротерозойского (1.9 млрд.лет) офиолитового комплекса, свидетельствующего о заложении Свекофеннского пояса на коре океанического типа. На западной периферии Свекофеннского блока развит Готский (Трансскандинавский) вулканоплутонический пояс, сложенный магматитами мантийного происхождения. В составе пояса наиболее примечательны наземные кислые лавы, включающие риолиты, дациты, игнимбриты, а также лавы повышенной щелочности, перемежающиеся с агломератами и аркозами. Эффузивы ассоциируют с гранитными батолитами. Возраст лав и прорывающих их гранитов оценивается в 1750-1540 млн. лет. Состав и строение этого протерозойского вулкано-плутонического пояса весьма сходен с окраинно-континентальными поясами андийского типа. Учитывая эту аналогию, можно полагать, что Готский пояс в протерозое занимал окраинное положение и формировался над зоной субдукции.

Состав и строение самой западной тектонической единицы Балтийского щита - Свеконорвежского блока также резко индивидуально. По свое структуре, истории развития и времени окончательной кратонизации этот тектонический элемент близок к гренвильскому орогенному поясу Северной Америки и рассматривается как восточное его продолжение. Время формирования наиболее древних пород Свеконорвежской зоны отвечают интервалу 1.75-1.9 млрд.лет. Они подверглись существенной переработке в эпоху готской (на уровне 1.7-1.6 млрд.лет) и дальсладской - свеконовержской (1.2-0.9 млрд.лет) орогении. Внутренняя структура блока отличается значительной сложностью и фактически представляет собой коллаж кратонных, островодужных и т.п. террейнов. Наиболее широко развиты в различной степени метаморфизованные вулканогенно-осадочные и терригенные толщи раннего-среднего протерозоя.

В целом, выходы раннепротерозойских комплексов Балтийского и Украинского щитов, тяготеют к шовным зонам, разграничивающим архейские блоки и в отличии от последних имеют более разнообразный состав и строение.

На востоке Кольского блока вблизи шовной зоны нижнепротерозойские отложения выполняют Кейвский синклинорий и представлены одноименной серией, несогласно залегающей на архейских гнейсах. Кейвская серия выполнена осадками типичными для пассивной континентальной окраины: в основании содержатся конгломераты с обломками архейских пород, далее мощная толща высокоглинистых сланцев и парагнейсов, а в верхах - аркозовые песчаники, а также прослои доломитов, в том числе со страмоталитами. Возраст прорывающих серию гранитов равен 1900-2000 млн.лет.

Протерозой шовной зоны Кольского и Беломорского блоков (Печенгская и Имадра-Варзугская зоны) близок по строению и составу фанерозойским офиолитовым поясам. Подавляющую часть разреза составляют эффузивы основного, в меньшей степени среднего и ультраосновного составов. Многим лавам присуще подушечное строение. Среди лав встречаются горизонты конгломератов, аркозов и кварцитов, содержащих обломки архейских гнейсов и гранитов. Разрез насыщен телами гипербазитов, габбро, габброноритов и анортозитов. Вероятный возраст пород 1900 —1800 млн. лет, возраст метаморфизма — 1800—1700 млн. лет Весь описанный комплекс пород слагает серию тектонических пластин надвинутых на север - на Кольские гнейсы.

Раннепротерозойские комплексы Восточно-Карельской шовной зоны расположенной между Карельским и Беломорским блоками в геодинамическом плане связаны с субдукционными процессами. Эти образования описываются в составе сумийского комплекса. Возраст отложений составляет ~ 2400 млн. лет. В целом комплекс образован двумя типами отложений - вулканогенными (тунгутская серия), для которых характерен непрерывный ряд от базальтов через андезиты до риолитов, и обломочными (сариолийская серия). Сумий Карельского блока был подвержен складчатости, метаморфизму и прорван плагиогранитами с возрастом ~ 2000 млн. лет.

Во внутренних частях архейских блоков с рубежа ~ 2,3 млрд. лет (селецкая складчатость) отмечается появление существенно терригенных осадков протоплатформенного чехла. Разрез этого комплекса представлен тремя толщами: ятулий - кварцевые конгломераты, гравелиты, песчаники, переслаивающиес редкими покровами базальтов; суйсарий - глинистые сланцы, филлиты, доломиты с прослоями толеитовых базальтов; вепсий - конгломераты и песчаники с силлами габбро-диабазов.

На Украинском щите к раннему протерозою принадлежит, знаменитая криворожская серия, вмещающая богатые залежи джеспелитовых руд. Она локализуется, главным образом, вдоль Криворожской зоны на границе между Приднепровским и Кировоградским блоками, а также вдоль Орехово-Павлоградской зоны, ограничивающей Приднепровский и Приазовский блоки, образуя узкие приразломные синклинории. Полным аналогом криворожской серии является хорошо известная курская серия Воронежского массива. Абсолютный возраст этих отложений попадает в интервал 2500-1880 млн.лет. Разрез представлен тремя толщами снизу вверх: существенно обломочная (кварцито-песчаники, конгломераты, филлиты, графитовые сланцы); флишеподобная (ритмичное чередования джеспелитов и кремнистых сланцев); терригенная (конгломераты, гравелиты, кварциты). Общая мощность 7-8 км, все отложения прорваны гранитами с возрастом 2.1 - 1.8 млрд.лет

Центрально-Уральская складчатая зона представляет собой область почти непрерывных выходов докембрийского кристаллического фундамента (доуралид). Древние массивы представляют собой фундамент микроконтинетов, отторгнутых в процессе рифтогенеза от Восточно-Европейского кратона, либо микроконтиненты вошедшие в современную структуру Урала в результате позднедокембрийских коллизионных процессов. Для первых характерны рифейские комплексы, формировавшиеся на окраине раннедокембрийского Восточно-Европейского континента. Типичными представителями этой группы являются Башкирский и Кваркушский массивы. Наиболее древние образования имеют здесь AR-PR₁ возраст и представлены гнейсами, амфиболитами и мигматитами. Выше залегают рифей-вендские осадочные толщи. Разрез сложен цикличной последовательностью обломочных и карбонатных пород, образовавшихся в основном в мелководных условиях за счет сноса обломочного материала с континента. На двух уровнях в этом разрезе появляются вулканиты трахибазальтового состава, связанные вероятно с эпизодом растяжения и формированием пассивной окраины. Рифей-вендский комплекс перекрыт существенно карбонатными отложениями силура, девона, карбона, аналогичными Западно-Уральской зоне.

Ко второй группе доуралид относятся складчатые комплексы позднего докембрия, представленные островодужными и осадочными образованиями, которые присоединились к Европе в байкальское время (в конце докембрия). Блоки сложенные этими комплексами наиболее многочисленны на Северном и Полярном Урале в пределах Центрально-Уральского и Харбейского поднятиев. В ядрах этих антиформных структур обнажается высокометаморфизованное породы (гнейсово-мигматитовая ассоциация). Периферические части представлены трансгрессивными вулканогенно-осадочными отложениями позднего рифея - венда и нижнего кембрия. Вулканиты представлены зонально-метаморфизованными породами дифференцированной базальт-андезит-дацитовой известко-щелочной кали-натровой серией, характерной для островодужных образований. Метаморфизованные вулканиты резко несогласно перекрыты платформенными отложениями ордовика. Часто в ассоциации с вулканитами в разрезе присутствуют глаукофановые сланцы, указывающие на аккреционно-коллизионную обстановку. Аналогичные следы столкновения и причленения блоков пород к Восточно-Европейскому континену можно видеть и на Южном Урале в пределах поднятия Уралтау.

Фундамент кратона выступает на поверхность на юго-востоке, в пределах Алдано-Станового щита. В его структуре различаются два главных тектонических элемента – собственно Алданский мегаблок занимающий северную часть щита и расположенный южнее Становой мегаблок.

Алданская глыба субмеридиональными разломами разбита на три тектонических элемента. Западный Чара-Олекминский и восточный Батомгский представляют собой типичную гранит-зеленокаменную область, а расположенный между ними Центрально-Алданский (Алдано-Учурский) является представителем гранулит-гнейсовых областей.

В пределах Центрально-Алданской блока распространены плутонические породы тоналит-трондъемитового состава. Подчиненное значение принадлежит двум супракрустальным толщам. Первая сложена высокоглиноземистыми сланцами и кварцитами, т.е метаморфизованными «зрелыми» осадочными породами продуктами переотложения древних кор выветривания. Для второй типичными являются основные кристаллосланцы, метаграувакки, метапелиты, карбонаты и железистые кварциты. Первичными породами были вулканиты основного состава и алеврито-глинистые осадки с прослоями карбонатов. Породы претерпели как минимум две эпохи регионального амфбилитового и гранулитового метаморфизма в позднем архее и раннем протерозое. Полям развития указанных комплексов свойственны крупные гранитогнейсовые купола диаметром многие десятки км. Они формируют овальные и неправильные в плане сложные складчатые формы, в ядрах которых вскрываются граниты и мигматиты. По имеющимся изотопным датировкам формирования континентальной коры этих регионов произошло в интервале 3.5-3.8 и 3.5-3.0 млрд. лет.

Строении гранит-зеленокаменных областей Алданского мегаблока (Чара-Олекминский и Батомгский блоки) отличается большим разнообразием. В составе зеленокаменных поясов, простирающихся в меридиональном направлении преобладают вулканиты основного, реже среднего и кислого составов, метаморфизованные в условиях зеленосланцевой и амфиболитовой фаций, а также метаосадочные породы - гравуакки, пелиты, карбонаты и железистые кварциты. Формирование пород этого комплекса связано эволюцией океанических бассейнов, разделявших гранулито-гнейсовые блоки основания. Последние сложены среднеархейскими (3.2-3.0 млрд. лет) диорит-тоналитами, монцодиоритами, гранулитами, кристаллическими сланцами, гнейсами. В результате сближения континентальных блоков и закрытия океанических бассейнов на коллизионном этапе 1.9-2.0 млрд. лет (т.е. в свекофеннскую тектономагматическую эпоху), были сформированы узкие прямолинейные прогибы, обладающие всеми признаками структурных швов. Этому же этапу отвечает широко проявленный гранитоидный магматизм.

Особое строение имеет Становой мегаблок, расположенный в южной части Алдано-Станового щита. Наряду с архейскими породами, метаморфизованными, как и на Алданском мегаблоке, в гранулитовой фации, широко распространены гнейсовые и гранитогнейсовые образования амфиболит-гранулитовой фации метаморфизма. Однако главной отличительной особенностью строения Станового блока является многократная тектономагматическая переработка, которая продолжалась здесь вплоть до кайнозоя. Наиболее интенсивно эти процессы проявлены на позднеюрском - раннемеловом этапе и вызваны субдукционным процессами со стороны Монголо-Охотского подвижного пояса.

К протерозойским комплексам Алдано-Станового щита относятся толщи удоканской серии, выполняющие одноименный прогиб на юго-западе Чара-Олекминской зоны. В качестве основной причины заложения этой впадины предполагают рифтогенез на рубеже 2.2 млрд.лет. Ее выполняет весьма мощная (до 12 км.) толща континентальных обломочных красноцветов. Нижняя часть этой толщи метаморфизована в зеленосланцевой и отчасти амфиболитовой фации и деформирована гранитогнейсовыми куполами, возникшими за счет ремобилизации архейского субстрата. Время метаморфизма 1.85-1.9 млн.лет. Приблизительно этому же моменту отвечает внедрение гранитов (Кодарский массив).

К протерозойским комплексам платформы принадлежат также вулканические пояса: Акитканский, прослеживающийся в Приморском хребте вдоль западного побережья оз.Байкал, и Улканский, расположенный на восточной окраине Алданского мегаблока. Оба пояса формировались на рубеже 1700-1800 млн лет назад. Акитканский пояс является эталоном протерозойских известково-щелочных вулканических поясов. Он сложен андезитами, трахитами, трахиандезитами, игнимбритами, порфиритами, многочисленными туфогенными образованиями, которые ассоциируют с грубообломочными вулканогенно-обломочными толщами молассоидного облика, что позволяет сравнить его с вулканоплутоническими поясами активных континентальных окраин. Акитканский пояс фиксирует окраину Ангаро-Анабарской глыбы. Наличие пояса показывает, что еще на границе раннего протерозоя и рифея эта глыба была отделена от Алданского блока.

Вторым крупным выходом фундамента на Сибирской платформе является, расположенный на севере Анабарский щит. В его строении принимают участие архейские гранулит-гнейсовые ареалы (Маганский и Далдынский террейны), раннепротерозойские комплексы континентальных окраин (Хапчанская террейн) и коллизионные зоны (Маганская, Котуйканская, Билляхская).

Маганский тоналит-трондъемито-гнейсовый террейн выделятся в западной части щита. Сложен биотитовыми, биотит-амфиболовыми ортогнейсами, присутствуют прослои метакарбонатов и кварцитов.

Далдынский эндербито-гнейсовый террейн занимает центральную часть щита. Ограничен с запада Котуйканской, а с востока Биляхской зонами меланжа и рассечен почти посередине Главным Анабарским разломом сдвиговой кинематики. Террейн сложен, в основном, первично извержеными эндербитами и основными кристаллическими сланцами, в меньшей степени развиты метаосадочные породы: кварциты, карбонатные отложения. Возраст протолита пород Далдынского террейна оценивается в 3.1 млрд лет. Гранулитовый метаморфизм и синхронные им деформации охватил породы субстрата обоих террейнов на уровне 2.8 млрд лет назад и сопровождался формированием чарнокит-эндербитовых ареалов.

Расположенный на востоке Хапчанский террейн сложен в основном раннепротерозойским метаморфизованными осадочными породами: известняками, доломитами, граувакками и мергелями. Такие породные ассоциации указывают на мелководные, шельфовые обстановки раннепротерозойской пассвиной континентальной окраины. Метаморфизм хапчанской серии достигает гранулитовой фации. Возраст метаморфизма оценивается в 2.0-1.9 млрд.лет, а модельный возраст протолита не древнее 2.4 млрд.лет. Архейские эндербиты и кристаллические сланцы основания террейна, аналогичные породам Далдынского блока обнажены очень фрагментарно.

Структура Котуйканской и Билляхской коллизионных зон, сшивающих описанные гранулит-гнейсовые террейны представлена серией субпараллельных разломов сдвигово-надвиговой кинематики. Внутри этих зоны в виде крупных тектонических отторженцев залегают блоки гранулитов, анортозитов, сопровождаемых пироксенитами с возрастом 2.1 млрд лет. Вмещающим матриксом являются разнообразные катаклазиты, бластомилониты амфиболитовой фации и сопровождающие их мигматиты и автохтонные граниты с возрастом 1.85-1.9 млрд лет.

Описанный выше хапчанский комплекс распространен и к востоку от Анабарского щита и снова выступает на поверхность в вершине Оленекского свода. Маганско-Далдынский комплекс по геофизическим данным простирается под чехлом платформы на запад вплоть до меридионального Саяно-Таймырского разлома, рассекающего весь Сибирский кратон вплоть до оз.Байкал.

Основу тектонической структуры Восточного Присаянья составляют кулисообразно расположенные Шарыжалгайская и Бирюсинская метаморфические глыбы, представляющие собой выступы фундамента Сибирской платформы. Они сложены архейско-раннепротерозойскими комплексами глубокометаморфизованных и гранитизированных пород, часто образующих куполовидные структуры, соответственно шарыжалгайской и бирюсинской серий. Уровень метаморфизма пород здесь достигает гранулитовой и амфиболитовой фаций, а сами породы представлены гиперстеновыми гнейсами, амфиболитами, гранулитами, высокоглиноземистыми сланцами и мраморами. Глыбы разделены Урикско-Ийским грабеном, его северо-западным продолжением является Туманшетский грабен, а в юго-западной части Саянской области выделяется Онотский грабен. Грабенообразные структуры выполнены вулканогенно-осадочными толщами, метаморфизованными в условиях зеленосланцевой и амфиболитовой фаций и по своим вещественным характеристикам во многом аналогичны комплексам зеленокаменных поясов Алданского щита. В пределах грабенов среди метавулканитов в виде тектонических пластин или блоков заключены плагиогнейсы и гранитоиды тоналит-трондьемитового состава с возрастом 3.2 млрд лет. Верхняя возрастная граница комплекса определяется по возрасту прорывающих их гранитов - 2.5 - 2.7 млрд.лет.

К наиболее древним (протерозойским) комплексам Таймыр-Североземелской области относятся кристаллические образования Мамонто-Шренковского и Фаддеевского террейнов, представленные высокометаморфизованными терригенными и карбонатными породам, а также метабазитами и базитами. Терригенные породы преобразованы в плагиогнейсы и кристаллические сланцы, а базиты изменены до амфиболитов. Среди них отмечаются дайки метаморфизованных габброидов, широко представлены тела гранитов, гранито-гнейсов и мигматитов. В меньшей степени присутвуют кварциты и мраморы. Для периферийных частей блоков характерны метаморфиты повышенных давлений вплоть до эклогитовой фации. Состав метаморфитов и PT-условия метаморфизма позволяют предполагать, что преобразование пород Мамонто-Шренковского и Фаддевского блоков связаны с тектоническими движениями в зонах субдукции.