Происхождение материков и океанов

 

3. Формирование гранитно-метаморфической коры древних платформ

 

      Следующий  этап развития земной коры  связан с образованием фундамента древних платформ и совпадает с архейской эрой и первой половиной протерозоя, охватывая более 2 млрд. лет 9 (3800 млн. – 1600млн. лет назад). Начинаются три последовательные стадии этого крупнейшего этапа.

      Первая  приурочена ко времени, когда  еще не было материковой земной  коры и разделения на геосинклинальные  и платформенные области, но  уже существовали участки, порытые  водой, - первичные океаны и участки  суши. По своему строению древнейшая земная кора была похожа на кору современных океанов, состояла из базальтового слоя, покрытого тонким слоем осадков.

      Земная  кора находилась не только  в догеосинклинальной стадии, что признается очень многими исследователями, но и в доконтинентальной, когда еще не было больших масс кислых пород, слагающих континентальные участки земной коры.

      Образование  осадков и вулканические процессы  в начале архея происходили  в условиях океанических бассейнов,  покрывавших первичную земную  кору.

     Н.М. Страхов  (1963) подчеркнул значительные отличия  от современного состава атмосферы,  водной среды той эпохи, а  также осадков, образовавшихся  за счет переотложения минералов  вулканических пород и продуктов  выветривания, возникавших в почти бескислородной атмосфере. В это время сформировались вулканические толщи основных лав и туфов, глинисто-песчаные толщи пород, обогащенные глиноземом (Al₂O₃), железисто-кремнистые толщи химических осадков. В результате метаморфизма они превратились в комплексы амфиболитов и гнейсов основного состава, которые хорошо известны как древнейшие образования в составе фундамента всех древних платформ. В некоторых случаях видно, что они залегают непосредственно на основных породах, слагающих базальтовый слой коры.

      Вторая  стадия этого этапа отвечает  накоплению мощных комплексов  осадочно-вулканических пород, заполнявших  крупные прогибы – протогеосинклинали. Эти отложения подвергались складчатости, затем метаморфизму широким развитием гранитизации, сопровождаемой возникновением гранитной магмы и гранитогнейсовых куполов.

      С третьей  стадией связано начало образования  настоящих систем геосинклинальных  прогибов раннего протерозоя  с достаточно типичным геосинклинальным  процессом развития и вместе  с тем с образованием на  архейских массивах раннего платформенного  (протоплатформенного) чехла.

      Процессы  складчатости и гранитизации протерозойских геосинклинальных системах привели к тому, что эти системы приобрели мощный гранито-метаморфический фундамент и, таким образом, как бы спаяли отдельные архейские массивы между собой. В результате образовался монолитный остов древних платформ.(рис. 1)

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Рис. 1  Палеотектоническая схема земной поверхности к началу рифейской эры

Позднее шли лишь процессы дальнейшего преобразования этого  фундамента. Он подвергался повторной гранитизации и метаморфизму, которые охватывали значительные его площади, главным образом вдоль края древних платформ. Кроме того фундамент испытывал расколы и деформации, сопровождавшие длительные процессы образования осадочного чехла.

 

4. Этап формирования складчатого основания молодых платформ

 

      Следующий,  крупнейший этап эволюции земной  коры связан с развитием складчатых  поясов между древними платформами  и образованием в их пределах  молодых платформ. Этот этап охватывает  более 1,5 млн. лет (от 1600 до 240 млн.  лет).

      В пределах  складчатых поясов первоначально  существовала меланократовая кора океанического типа. С начало или с середины протерозоя в отдельных их участках появляются признаки возникновения процессов геосинклинального развития. Пояса океанической коры представляли либо остаток древнейшей меланократовой коры, сохранившиеся промежутки между древними платформами после образования их гранито-метаморфического слоя, либо они образовались в результате раздвигания блоков материковой коры.

      Развитие  геосинклинальных областей началось  в условиях океанической коры. В течении среднего протерозоя и рифейской эры эти процессы привели к возникновению на значительных участках поясов гранито-метаморфического слоя. В частности, в пределах малых поясов – Внутриафриканского и Бразильского – гранито-метаморфический слой образовался на всем их протяжении, они превратились в основание молодых платформ к концу рифейской эры (рис. 2).

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Рис. 2  Палеотектоническая схема земной поверхности к началу палеозоя

В больших поясах в это  время также на значительных площадях сложилось складчатое основание, но сохранились участки как бы окна древней океанической коры. В частности, в Тихоокеанском поясе в рифейскую эру складчатое основание сформировалось только на относительно небольших участках по периферии пояса.

      В палеозое  продолжалось дальнейшее развитие  этого процесса на площадях больших поясов, где еще не сформировался гранито-метаморфический слой. Вместе с тем во многих областях палеозойские геосинклинальные области возникали и за счет разламывания ранее сформировавшегося складчатого основания с уже образованным гранито-метаморфическим слоем.

      В итоге  длительного процесса развития  складчатое основание сложилось  на огромных пространствах всех  складчатых поясов, кроме Тихоокеанского  пояса и части Средиземноморского. В Тихоокеанском поясе оно  образовалось также только по  его периферии, а в Средиземноморском  – в пределах, в основном в  его западной части. Атлантический, Урало-Монгольский, Арктический пояса, а также западная часть Средиземноморского превратились в основание молодой платформы. В результате образовались обширные по площади массивы материковой земной коры, состоящие из двух основных элементов – древних и молодых платформ. При этом на древних платформах возникли и сформировались главнейшие элементы их структуры: платформенные впадины – авлакогены, перикратонные прогибы, синеклизы, щиты и сводовые поднятия – антеклизы, а также различного масштаба разломы и флексуры.

 

5. Последний этап развития земной коры

 

      Мезозойско-кайнозойский этап развития земной коры является относительно коротким, охватывая последние 250 – 240 млн. лет. Это прежде всего этап платформенного развития новообразованных материков, состоявших из древних и молодых платформ. В них продолжалось развитие обширных платформенных впадин и поднятий, а также образования систем разломов. Происходили процессы вулканизма, которые сопровождали разломы (рис. 3).

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Рис. 3 Палеотектоническая схема земной поверхности в мезозое

Вместе с тем в рассматриваемом  этапе исключительно важную роль приобретает эпиплатформенный орогенез, которым были охвачены целые зоны молодых платформ, в меньшем масштабе – также и древних. В результате образуются многочисленные горные страны и протяженные горные хребты. Возникают  две большие системы рифтовых впадин, сопровождаемых поднятием горных массивов и процессами вулканизма. Это – системы африканских рифтов и впадин Байкала.

      На фоне  этих процессов на поверхности  континентов шло развитие рельефа  горных и равнинных стран, с  одной стороны, под действием  выветривания, речной эрозии, оледенения  и других факторов, которые особенно  активно действовали в областях, охваченных поднятиями, а с другой  – в результате аккумуляции  осадочных толщ в областях  депрессий и равнин, подвергшихся  опусканию. Таким образом, этот  этап может быть с полным  правом назван этапом создания  рельефа и вообще современного облика материков (рис. 4).

Рис. 4  Палеотектоническая схема кайнозоя

 

      В рассматриваемый  период образовались также обширные  вторичные впадины океанов: Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого. Каковы бы ни были причины  их возникновения, но произошло  распадение огромного древнего  материка – Гондвана, в результате  освободились материки – Африки, Австралии, Южной Америки, Антарктиды, а также отделенная от них  платформа Индостанского полуострова.  Между ними и возникли впадины  вторичных океанов. 

      Мезозойско-кайнозойский  этап развития земной коры  является в то же время этапом  формирования и развития молодых  геосинклинальных областей –  Альпийской, Индонезийской в Средиземноморском  поясе и областей периферии  океана в Тихоокеанском поясе,  в которых только частично  завершились процессы геосинклинального  развития.

      На этом же этапе возникли многочисленные впадины внутренних морей Средиземноморского пояса, окраинных морей периферии Тихого океана, приуроченные к современным геосинклинальным областям.

 

6. Общая направленность развития земной коры

 

      В результате последовательного развития земной коры после образования ее базальтового слоя постепенно увеличивались площадь и объем гранито-метаморфического слоя. Происходило образование и разрастания земной коры материков.

       К концу  палеозоя после образования фундамента  молодых платформ складчатых  поясов континентальная земная  кора достигла наибольшей площади.  Примерно в это же время  началось распадение огромных материковых массивов с образованием впадин вторичных океанов. Гипотезы перемещения материков, расширения впадин океанов, а также расширения Земли не требуют преобразования материковой коры обратно в океаническую. В этом их огромное достоинство. Они позволяют рассматривать развитие земной коры как процесс, идущий в водном направлении, в сторону роста материковой земной коры. Гипотезы базификации и уплотнения коры требуют для объяснения этого процесса, как уже упоминалось, обязательно превращения гранито-метаморфического слоя земной коры в более плотное вещество, по физическим свойствам соответствующие базальтовому слою земной коры и верхней части мантии. Сущность его заключается в переходе минеральных ассоциаций горных пород глубоких частей земной коры в другую, более плотную фацию метаморфизма под влиянием изменяющихся условий давления и температуры. Но для масштабов Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов такой процесс пока трудно допустить. Хотя именно этого рода процесс наиболее вероятно объясняет условия происхождения больших по площади, но относительно неглубоких впадин (синеклиз) древних и молодых платформ. Формированию впадин Средиземного, Черного и других внутренних и окраинных морей эта гипотеза также дает сейчас наиболее удовлетворительное толкование. Поэтому отрицать возможную роль данного процесса в образовании крупнейших впадин поверхности Земли невозможно. Вопрос только в масштабах процесса, который для океанических впадин пришлось бы допустить в очень больших пределах.

       Кроме  того, всегда заставляет задуматься  поразительное сходство контуров  берегов Африки и Америки, которое  простым совпадением объяснить  невозможно, но легко делается  понятным, если предположить разрыв  этих берегов при распадении  Гондваны.

       Принимая  все это во внимание, нельзя  считать, что в ходе развития  земной коры всегда шел только  единый процесс увеличения гранито-метаморфического слоя. Развитие земной коры является очень сложным и длительным, и его сущность мы только начинаем изучать и познавать.

       Увеличение  объема материковой коры играет  важную роль, но большое значение  имеет и преобразование этой  коры и более плотное вещество, следствием чего является формирование разнообразных впадин земной поверхности.

       В свете  современных данных приходится  также допускать вероятность  горизонтального раздвижения целых  глыб материковой коры, которое  особенно хорошо объясняет образование  таких впадин, как грабен Красного  моря и дно Атлантического  океана.

       Эти  и многие другие особенности  геологического строения и развития  поверхности нашей планеты хорошо  согласуются с гипотезой расширяющейся  Земли. Этап формирования коры  древних платформ можно представить  как соответствующий поверхности  Земли при ее значительно меньшем  радиусе, чем современный. Развитие  складчатых поясов можно связать  с более значительным объемом  и радиусом земного шара. Этот  этап формирования молодых океанов  можно связать с третьим этапом расширения земного шара. Поэтому, с точки зрения геологических данных, эта гипотеза заслуживает внимания и дальнейшего изучения, хотя обоснование самой возможности процесса расширения Земли и его физической основы пока еще нельзя признать удовлетворительным.

        На  фоне важных процессов формирования  и развития земной коры происходила  непрерывная эволюция рельефа  земной поверхности и всего  лика Земли. Именно этим обусловлены  изменение конфигурации областей  суши и моря, распределение водных  масс на поверхности Земли  и в какой-то мере особенности  циркуляции атмосферы. Поверхность  земной коры континентов и  водная среда океанов служат  областью обитания органического  населения Земли и человека. Формирование  земной коры можно уподобить  длительному сооружению здания, в котором живет население  и происходит смена его поколения. 

       В истории  земной коры важная роль принадлежит  тем рубежам, которые разделяют  отдельные этапы ее развития  и представляют крупнейшие эпохи  складчатости, формирования гранитоидных интрузий, процессов метаморфизма и гранитации. Главными из них являются эпохи: во-первых, после образования базальтового слоя на грани архея; затем в конце среднего протерозоя. на грани с рифеем и. наконец, в конце палеозоя (эпоха герцинской складчатости).