Распад Мегагеи и формирование Мезогеи в среднем рифее
Как и Моногея, Мегагея просуществовала недолго — не более 100-150 млн лет, так как уже около 1,7 млрд лет назад проявились первые признаки раскола раннепротерозойского суперконтинента. Например, на месте складчатых геосинклинальных структур Северо-Американских Кордильер в это время закладываются первые рифтогенные образования и авлакогены. Однако наиболее ярко разломная тектоника и расколы континентов появились около 1,5-1,4 млрд лет назад. В это время почти на всех платформах возникают рифтогенные троги и многочисленные авлакогены. По некоторым из окраинных рифтогенных структур около 1,5-1,4 млрд лет назад формируются огромные анорогенные вулканоплутонические пояса часто беспрецедентных масштабов, как это наблюдается вдоль восточного обрамления СевероАмериканской платформы или западной окраины Русской платформы. В этих широких поясах протяжённостью до нескольких тысяч километров в раннем рифее внедрились тысячи крупных (до 100 км в поперечнике) плутонов анортозитов, сиенитов, габбро, гранит-порфиров, гранитов рапакиви и нормальных калиевых гранитов.
Столь уникальное и более никогда не повторявшееся явление раннего рифея, по-видимому, ещё ждёт объяснения. Однако уже сейчас можно высказать предположение, что все эти плутоны возникли за счёт вторичного переплавления осадочных пород, накопившихся за 200-300 млн лет на пассивных окраинах континентов — фрагментах расколовшейся около 1,7-1,6 млрд лет назад Мегагеи. Не исключено, что вовлечению в переплавление столь гигантских масс шельфовых осадков (мощностью до 12-15 км) способствовало высокое исходное содержание в них окислов железа: ведь конец раннего протерозоя и начало раннего рифея были эпохами массового отложения на континентальных шельфах железорудных формаций. Если же плотность таких осадков превышала плотность мантийного вещества (около 3,3 г/см3), что возможно, поскольку плотность джеспилитов превышает 4 г/см3, то в момент рифтогенеза такие осадки могли сами «проваливаться» в горячую мантию. После переплавления осадков и ликвации расплавов железо погружалось в мантию, а лёгкие силикатные магмы всплывали к дневной поверхности и там кристаллизовались на небольших глубинах в виде гранитоидных или щелочных плутонов.
По этой причине анорогенные вулканоплутонические пояса при реконструкциях воспринимались нами как комплексы — индикаторы пассивных окраин континентов. Кроме того, при реконструкции распада Мегагеи её расчленение на отдельные континенты производилось по коллизионным швам гренвильской орогении, возникшей на следующем этапе консолидации третьего по счету суперконтинента — Мезогеи или Родинии, как принято её называть на Западе. Предполагалось также, что распавшиеся фрагменты Мегагеи центробежно дрейфовали в разные стороны от центра тяжести бывшего суперконтинента. Построенная таким путём реконструкция материков — фрагментов распавшейся Мегагеи на время около 1,4 млрд лет назад приведена на рис. 101.
При реконструкции следующего суперконтинента Мезогеи мы исходили из предположения, что вновь возникший нисходящий поток одноячеистой конвективной структуры, как и в случае формирования Мегагеи, возник в противоположном полушарии Земли. Это теоретическое предположение учитывалось при комбинации континентов в единую структуру нового суперконтинента. Кроме того, принималась во внимание унаследованность движений континентов и палеоклиматические данные о распространении красноцветных кор выветривания в среднем рифее (Анатольева, 1978). Также учитывалось и то обстоятельство, что в дальнейшем, около 800 млн лет назад, наблюдались одновременные оледенения в Южной и Центральной Африке, на Бразильском кратоне Южной Америки и в Восточной Австралии. По этой причине на реконструкции Мезогеи Австралия показана в позиции сближения с Южной Африкой. Палеомагнитные определения широт для среднего рифея остаются ещё очень ненадёжными, поэтому ими для реконструкции Мезогеи мы не пользовались. Однако палеомагнитные склонения как вспомогательную информацию, по-видимому, можно использовать. Для этого мы сняли направления на полюсы для каждого из субконтинентов на время 1 млрд лет назад с реконструкций, построенных только по палеомагнитным данным Л. П. Зоненшайном и др. (Монин и др., 1986) и Дж. Пайпером (1983). На нашей реконструкции (рис. 102) эти направления показаны стрелками.
Отличительной чертой среднего рифея было резкое ослабление характерных для предыдущей эпохи рифтогенных процессов и, наоборот, столь же резкое возрастание орогенных. Диастрофизм гренвильской эпохи в среднем рифее около 1 млрд лет назад проявился по периферии практически всех раннепротерозойских платформ. В качестве одного из главных критериев построения реконструкции Мезогеи использовались складчатые пояса гренвильской орогении. При этом мы старались совмещать друг с другом однотипные подвижные пояса гренвильского возраста, проявившиеся на окраинах смежных материков. Так, на востоке Северной Америки в это время возник Гренвильский подвижный пояс, представляющий собой вероятнее всего зону коллизии с Северной Европой. По этому поводу В. Е. Хаин и Н. А. Божко (1988) отмечают, что около 1 млрд лет назад Гренвильский подвижный пояс объединил в единую континентальную плиту Северную Америку, Гренландию, Ирландию, Северную Великобританию, Скандинавию и Северо-Западную Францию. Добавим от себя, что через эти области к Северной Америке оказались причлененными Балтийский щит и Русская платформа. Однако Северо-Западная Европа с Армориканским массивом ещё была отделена от остальной Европы и скорее всего примыкала к Западной Африке.
К среднему рифею относится заложение структур Тимана, а на Южном Урале -Максютовского метаморфического комплекса субдукционного происхождения. Гренвильский тектогенез, проявившийся в Казахстане и фундаменте Западно-Сибирской платформы, через складчатую систему Енисейского кряжа фактически объединил Русскую и Сибирскую платформы. Орогенезом гренвильского возраста были охвачены территории Казахстанско-Тяньшанской, Алтае-Саянской и Байкало-Витимской складчатых областей, а также Северная Монголия. В конце среднего рифея испытали интенсивную складчатость осадочные толщи в рифтогенных трогах и обрамлении Китайской платформы, а на месте Южно-Китайского кратона к тому же существовали обстановки островных дуг и окраинных морей.
Как видно из приведённого краткого перечня географии распространения коллизионных складчатых поясов, спаявших между собой смежные платформы, в среднем рифее около 1 млрд лет назад все северные материки оказались объединёнными в единый суперконтинент Лавразия, хотя его конфигурация ещё отличалась от классической вегенеровской Лавразии, вошедшей позже в состав Пангеи. Такое отличие было связано с вероятным расположением в то время Китайской платформы между Сибирской и Казахстанской плитами, о чем, в частности, говорят одновозрастные покровные оледенения Европы, Казахстана и Китайской платформы около 650 млн лет назад (Чумаков, 1978, 1992).
Южные материки около 1 млрд лет назад также оказались объединёнными во второй суперконтинент — Гондвану. Так, в это время Амазонская плита по субмеридиональной складчатой системе Араша-Эстронду причленилась к Бразильской платформе и через неё — к Центральной Африке. Одновременно Южная Африка складчатыми сооружениями Кибарид спаялась с Центрально-Африканской платформой. К ней же причленилась и Западная Африка по меридиональной складчатой зоне Центрального Хоггара. Восточная Гондвана, включая Австралию, Антарктиду и Индию, оказалась причленённой к восточной окраине Африканского мегащита продолжением Кибарской складчатости в заложившемся к этому времени Мозамбикском подвижном поясе и складчатой системе Сомалийского рога и Аравийского полуострова. В Антарктиде этому поясу отвечает зона тектоно-термальной переработки фундамента в области Трансантарктических гор Восточной Антарктиды.
Оба среднерифейских суперконтинента скорее всего были объединены в единый и более крупный суперконтинент Мезогея. Об этом говорит интенсивная складчатость и магматическая активность в Аравийско-Нубийской области Гондваны и в складчатом поясе дальсландской орогении Южно-Европейского обрамления Лавразии. Со стороны Европы к реликтам этой ветви Гренвильского пояса относятся основание Паннонской впадины, центральная часть Родопского и, возможно, Сербско-Македонского массивов. Продолжение рассматриваемого пояса прослеживается, вероятно, вплоть до Крыма.
Результат выполненной реконструкции, основанный на учёте всех из отмеченных критериев построения, изображён на рис. 102.
Как видно из проведённых построений, суперконтинент Мезогея оказался достаточно компактным образованием, несколько напоминающим по своей конфигурации палеозойскую Пангею, изображённую на рис. 106. Исключения составляют лишь ориентация Восточной Гондваны, оказавшейся повернутой на 90° по сравнению с её положением на реконструкции вегенеровской Пангеи, и положение Китайской платформы, на нашей реконструкции находящейся ещё между Сибирской и Казахстанской плитами.
Столь уникальное и более никогда не повторявшееся явление раннего рифея, по-видимому, ещё ждёт объяснения. Однако уже сейчас можно высказать предположение, что все эти плутоны возникли за счёт вторичного переплавления осадочных пород, накопившихся за 200-300 млн лет на пассивных окраинах континентов — фрагментах расколовшейся около 1,7-1,6 млрд лет назад Мегагеи. Не исключено, что вовлечению в переплавление столь гигантских масс шельфовых осадков (мощностью до 12-15 км) способствовало высокое исходное содержание в них окислов железа: ведь конец раннего протерозоя и начало раннего рифея были эпохами массового отложения на континентальных шельфах железорудных формаций. Если же плотность таких осадков превышала плотность мантийного вещества (около 3,3 г/см3), что возможно, поскольку плотность джеспилитов превышает 4 г/см3, то в момент рифтогенеза такие осадки могли сами «проваливаться» в горячую мантию. После переплавления осадков и ликвации расплавов железо погружалось в мантию, а лёгкие силикатные магмы всплывали к дневной поверхности и там кристаллизовались на небольших глубинах в виде гранитоидных или щелочных плутонов.
По этой причине анорогенные вулканоплутонические пояса при реконструкциях воспринимались нами как комплексы — индикаторы пассивных окраин континентов. Кроме того, при реконструкции распада Мегагеи её расчленение на отдельные континенты производилось по коллизионным швам гренвильской орогении, возникшей на следующем этапе консолидации третьего по счету суперконтинента — Мезогеи или Родинии, как принято её называть на Западе. Предполагалось также, что распавшиеся фрагменты Мегагеи центробежно дрейфовали в разные стороны от центра тяжести бывшего суперконтинента. Построенная таким путём реконструкция материков — фрагментов распавшейся Мегагеи на время около 1,4 млрд лет назад приведена на рис. 101.
Рисунок 101. Распад Мегагеи около 1,4 млрд лет назад:
Бв — Байкало-Витимский блок.
При реконструкции следующего суперконтинента Мезогеи мы исходили из предположения, что вновь возникший нисходящий поток одноячеистой конвективной структуры, как и в случае формирования Мегагеи, возник в противоположном полушарии Земли. Это теоретическое предположение учитывалось при комбинации континентов в единую структуру нового суперконтинента. Кроме того, принималась во внимание унаследованность движений континентов и палеоклиматические данные о распространении красноцветных кор выветривания в среднем рифее (Анатольева, 1978). Также учитывалось и то обстоятельство, что в дальнейшем, около 800 млн лет назад, наблюдались одновременные оледенения в Южной и Центральной Африке, на Бразильском кратоне Южной Америки и в Восточной Австралии. По этой причине на реконструкции Мезогеи Австралия показана в позиции сближения с Южной Африкой. Палеомагнитные определения широт для среднего рифея остаются ещё очень ненадёжными, поэтому ими для реконструкции Мезогеи мы не пользовались. Однако палеомагнитные склонения как вспомогательную информацию, по-видимому, можно использовать. Для этого мы сняли направления на полюсы для каждого из субконтинентов на время 1 млрд лет назад с реконструкций, построенных только по палеомагнитным данным Л. П. Зоненшайном и др. (Монин и др., 1986) и Дж. Пайпером (1983). На нашей реконструкции (рис. 102) эти направления показаны стрелками.
Рисунок 102. Реконструкция суперконтинента Мезогея для эпохи около 1 млрд лет назад.
Стрелками показаны палеомагнитные склонения, взятые из работы (Монин и др., 1986); Ас — Алтае-Саянский блок; Ик — Индокитай; Тш — Тяньшанский блок; СК и ЮК — Северный и Южный Китай; ЗЕв — Западная Европа.
Отличительной чертой среднего рифея было резкое ослабление характерных для предыдущей эпохи рифтогенных процессов и, наоборот, столь же резкое возрастание орогенных. Диастрофизм гренвильской эпохи в среднем рифее около 1 млрд лет назад проявился по периферии практически всех раннепротерозойских платформ. В качестве одного из главных критериев построения реконструкции Мезогеи использовались складчатые пояса гренвильской орогении. При этом мы старались совмещать друг с другом однотипные подвижные пояса гренвильского возраста, проявившиеся на окраинах смежных материков. Так, на востоке Северной Америки в это время возник Гренвильский подвижный пояс, представляющий собой вероятнее всего зону коллизии с Северной Европой. По этому поводу В. Е. Хаин и Н. А. Божко (1988) отмечают, что около 1 млрд лет назад Гренвильский подвижный пояс объединил в единую континентальную плиту Северную Америку, Гренландию, Ирландию, Северную Великобританию, Скандинавию и Северо-Западную Францию. Добавим от себя, что через эти области к Северной Америке оказались причлененными Балтийский щит и Русская платформа. Однако Северо-Западная Европа с Армориканским массивом ещё была отделена от остальной Европы и скорее всего примыкала к Западной Африке.
К среднему рифею относится заложение структур Тимана, а на Южном Урале -Максютовского метаморфического комплекса субдукционного происхождения. Гренвильский тектогенез, проявившийся в Казахстане и фундаменте Западно-Сибирской платформы, через складчатую систему Енисейского кряжа фактически объединил Русскую и Сибирскую платформы. Орогенезом гренвильского возраста были охвачены территории Казахстанско-Тяньшанской, Алтае-Саянской и Байкало-Витимской складчатых областей, а также Северная Монголия. В конце среднего рифея испытали интенсивную складчатость осадочные толщи в рифтогенных трогах и обрамлении Китайской платформы, а на месте Южно-Китайского кратона к тому же существовали обстановки островных дуг и окраинных морей.
Как видно из приведённого краткого перечня географии распространения коллизионных складчатых поясов, спаявших между собой смежные платформы, в среднем рифее около 1 млрд лет назад все северные материки оказались объединёнными в единый суперконтинент Лавразия, хотя его конфигурация ещё отличалась от классической вегенеровской Лавразии, вошедшей позже в состав Пангеи. Такое отличие было связано с вероятным расположением в то время Китайской платформы между Сибирской и Казахстанской плитами, о чем, в частности, говорят одновозрастные покровные оледенения Европы, Казахстана и Китайской платформы около 650 млн лет назад (Чумаков, 1978, 1992).
Южные материки около 1 млрд лет назад также оказались объединёнными во второй суперконтинент — Гондвану. Так, в это время Амазонская плита по субмеридиональной складчатой системе Араша-Эстронду причленилась к Бразильской платформе и через неё — к Центральной Африке. Одновременно Южная Африка складчатыми сооружениями Кибарид спаялась с Центрально-Африканской платформой. К ней же причленилась и Западная Африка по меридиональной складчатой зоне Центрального Хоггара. Восточная Гондвана, включая Австралию, Антарктиду и Индию, оказалась причленённой к восточной окраине Африканского мегащита продолжением Кибарской складчатости в заложившемся к этому времени Мозамбикском подвижном поясе и складчатой системе Сомалийского рога и Аравийского полуострова. В Антарктиде этому поясу отвечает зона тектоно-термальной переработки фундамента в области Трансантарктических гор Восточной Антарктиды.
Оба среднерифейских суперконтинента скорее всего были объединены в единый и более крупный суперконтинент Мезогея. Об этом говорит интенсивная складчатость и магматическая активность в Аравийско-Нубийской области Гондваны и в складчатом поясе дальсландской орогении Южно-Европейского обрамления Лавразии. Со стороны Европы к реликтам этой ветви Гренвильского пояса относятся основание Паннонской впадины, центральная часть Родопского и, возможно, Сербско-Македонского массивов. Продолжение рассматриваемого пояса прослеживается, вероятно, вплоть до Крыма.
Результат выполненной реконструкции, основанный на учёте всех из отмеченных критериев построения, изображён на рис. 102.
Как видно из проведённых построений, суперконтинент Мезогея оказался достаточно компактным образованием, несколько напоминающим по своей конфигурации палеозойскую Пангею, изображённую на рис. 106. Исключения составляют лишь ориентация Восточной Гондваны, оказавшейся повернутой на 90° по сравнению с её положением на реконструкции вегенеровской Пангеи, и положение Китайской платформы, на нашей реконструкции находящейся ещё между Сибирской и Казахстанской плитами.
Рисунок 106. Пангея А. Вегенера около 200 млн лет назад
по работе (Smith, Brieden, 1977)