Гранито-гнейсовые купола
Гранито-гнейсовые купола, валы и сопряжённые с ними равновеликие синклинали являются наиболее крупными характерными формами, создаваемыми метаморфогенными движениями. Описания этих форм можно найти в работах П. Е. Эскола, А. А. Сорского, К. А. Шуркина, С. В. Чеснокова, В. Л. Дука, Г. И. Каляева, Л. И. Салопа, Н. В. Горлова, Ю. В. Миллера, В. Н. Шолпо, В. В. Эза и многих других. В древних складчатых областях и в отдельных антиклинориях молодых складчатых сооружений метаморфогениые купола и валы сложены гранитами, гранито-гнейсами, гнейсами, мигматитами, гранулито-гнейсами. Поэтому их и называют гранито-гнейсовыми, мигматитовыми и др. На крыльях куполов и валов, а также в смежных синклиналях развиты менее метаморфизованные, в том числе зелёносланцевые и практически неизменённые осадочные или осадочно-вулканогенные наслоения. Некоторые авторы (Рамберг, 1970; Эз, 1976 и др.) отмечают грибообразную форму многих куполов и валов. Подобно тому как расплываются наверху соляные диапиры, расползаются и метаморфогениые конвекционные внедрения, приобретая при этом форму своеобразных козырьков, карнизов и даже надвигов. По мнению В. В. Белоусова (1975), именно такое происхождение имеют пеннинские покровы Альп, сложенные палеозойскими породами, претерпевшими ультраметаморфизм и гранитизацию в конце мезозоя — начале кайнозоя.
Особую категорию составляют «окаймлённые» или «облачённые» гнейсовые купола, впервые изученные финским геологом П. Е. Эсколом. Гнейсовые ядра этих куполов принадлежат комплексу основания (фундаменту) данной подвижной области, а окаймление обычно сложено относительно менее метаморфизованными породами более позднего геосинклинального этажа или даже древнего чехла платформы. Очевидно, в формировании окаймлённых куполов главную роль играли не ультраметаморфические процессы, как в нормальных метаморфогенных куполах, а реоморфические, обусловленные повторным размягчением и частичным расплавлением древних гранит-мигматит-гнейс-кристаллосланцевых пород под воздействием резко возросшего глубинного теплового потока возрождённого геосинклинального режима или режима тектонической активизации платформы.
Метаморфогениые (или реоморфогенные) купола, валы и сопряжённые синклинали являются крупнейшими структурными формами областей развития ультраметаморфизма и реоморфизма плавления. Их поперечники измеряются десятками километров, а длины линейных форм (валов, цепочек, куполов, синклиналей) достигают сотен километров. Амплитуды поднятий соизмеримы с мощностью «гранитно-метаморфического» слоя земной коры. Именно эти структуры являются прямым отражением конвективных тектонических движений. Купола и валы рождаются как результат всплытия лёгких гранит-мигматит-гнейс-кристаллосланцевых масс вверх, а разделяющие их синклинали — следствие перемещения вниз относительно более тяжёлых и холодных неметаморфизованных, зелёносланцевых и эпидот-амфиболитовых пород. Мелкая складчатость метаморфических толщ, будинаж, соскладчатые разрывы, полосчатость, сланцеватость и кливаж являются образованиями сопутствующими. Они возникают внутри высокопластичных масс как отражение турбулентного характера течений вещества в недрах горизонтальных и восходящих ветвей метаморфогенных конвекций. Структурные формы, образующиеся в крупных межкупольных синклиналях, т. е. в недрах нисходящих ветвей конвекций, и над глубинными диапирами в приповерхностных частях восходящих ветвей, построены значительно более просто. Перемещения масс здесь имели меньшие скорости и потому структурные формы более спокойные, неконтрастные.
Метаморфогенные купола, валы и сопряжённые с ними межкупольные мульды являются ведущими структурными формами раннедокембрийских подвижных областей. Они определяют общий структурный облик этих территорий (рис. 47). Такую же роль названные формы в принципе выполняют и в более молодых геосинклинальных областях и на параплатформах. К этой категории структур относятся, по существу, почти все антиклинории (интра-геоантиклинали), синклинории (интрагеосинклинали, частные геосинклинальные прогибы), передовые и межгорные прогибы, пара-платформенные впадины, типа Тенизской, Джезказганской, Минусинских впадин, и обрамляющие их глыбовые поднятия. Отличие состоит лишь в том, что в древнейших подвижных областях благодаря глубокому эрозионному срезу земной коры купола и валы проявляются на поверхности в их классическом виде, со вскрытым ультраметаморфическим (реоморфическим) ядром. В молодых геосинклинальных областях и на параплатформах ядра куполов и валов на земной поверхности обнажаются редко. Чаще они залегают на значительных глубинах под породами холодных перекрытий, обычно филлитовидных или зелёносланцевых, насыщенных интрузивными аллохтонными гранитоидами.
Роль метаморфогенных конвекционных движений не ограничена только образованием метаморфогенной складчатости. Геологические последствия этих движений значительно более широкие. Прямо или косвенно они влияют на все процессы жизни геосинклиналей и параплатформ. В частности, в геосинклиналях кроме образования глубинной складчатости они обусловливают (Куликов, 1982):
1) расслоение главного геосинклинального комплекса на «гранитно-метаморфический» и «гранулито-базитовый» слои. Расслоение осуществляется за счёт гравитационной дифференциации масс в зонах ультраметаморфизма или реоморфизма плавления в процессе инверсии плотностей. Здесь происходят горизонтальные отжатия в стороны легкого полурасплавленного материала и наращивание «гранулито-базитового» субстрата за счёт оседания тяжёлых тугоплавких реститов;
2) резко дифференцированное развитие внутренней структуры земной коры и её общей мощности. В местах, где пластичные массы отжимаются, толщина коры растёт замедленными темпами только за счёт некоторого утолщения «гранулито-базитового» слоя в результате осаждений на его поверхность реститов материнских осадочно-вулканогенных пород или пород комплекса геосинклинального основания. В местах нагнетания, где пластичные массы скучиваются в виде гигантских метаморфогенных диапиров, мощность коры увеличивается очень быстро, главным образом за счёт утолщения «гранитно-метаморфического» слоя;
3) зарождение и быстрое разрастание интрагеоантиклиналей инверсионного типа, которые от всех других положительных структур отличаются гипертрофированно мощным (до 25–35 км) «гранитно-метаморфическим» слоем, а также раздробление и уменьшение по площади частных геосинклинальных прогибов;
4) энергичные разнонаправленные радиальные движения верхних горизонтов земной коры: положительные над участками нагнетания, отрицательные в местах отжима высокопластичного материала. Эти движения сопровождаются образованием контрастных форм рельефа и направленным преобразованием внутригеосинклинальных физико-географических обстановок осадконакопления. В процессе такого развития увеличиваются площади суши, сокращаются акватории, что в конце концов завершается общей инверсией геосинклинальных геоморфологических элементов и рождением новых горно-долинных материковых ландшафтов на месте бывших обширных и простых по строению подводных седиментационных равнин. Это, естественно, сопровождается направленным изменением литолого-фациального состава геосинклинальных отложений и в конечном счёте полным замещением глубоководных морских отложений континентальными молассоидами и наземными вулканитами;
5) последовательное закономерное изменение состава магматических пород в геосинклиналях, появление множества аллохтонных (интрузивных и эффузивных) тел гранитоидов и их концентрация в пределах интрагеоантиклиналей. Последнее обусловлено тем, что над ядрами нагнетания горячих пластичных масс породы холодного перекрытия выгибаются вверх, претерпевают растяжение, растрескиваются и становятся более проницаемыми для гранитных расплавов, чем в пределах соседних интрагеосинклиналей, межгорных и передовых прогибов.
6) формирование линейной складчатости. Последняя, как известно, тяготеет к интрагеоантиклинальным поднятиям. Она является результатом гравитационного сползания пластичных осадков со склонов развивающихся поднятий, разваливания высоко-поднятых блоков коры, раздавливания и горизонтального отжима пород, зажатых между растущими вверх глубинными метаморфогенными диапирами и неподвижными телами горных хребтов, достигших физического предела роста. Одновременно происходит крупноволновое смятие осадочных комплексов и образуются поперечные изгибы шарьяжных пластин. В результате первоначально пологие офиолитовые формации и сопровождающие их меланжи приобретают форму «офиолитовых швов».
Влияние метаморфогенных конвекционных движений на жизнь геосинклиналей настолько значительно, что позволяет считать эти движения и породивший их ультраметаморфизм в комплексе с реоморфизмом плавления генетической основой внутригеосинклинальных геологических процессов, при которой разнородные по происхождению подвижные пояса Земли, например окраинноокеанические подвижные пояса, внутриконтинентальные рифтовые зоны типа Красноморской, эпикратонные геосинклинали, сводятся в единую геосинклинальную геотектоническую категорию. Нетрудно представить, что так же велико и разносторонне влияние метаморфогенных конвекционных движений и на жизнь параплатформ.
Особую категорию составляют «окаймлённые» или «облачённые» гнейсовые купола, впервые изученные финским геологом П. Е. Эсколом. Гнейсовые ядра этих куполов принадлежат комплексу основания (фундаменту) данной подвижной области, а окаймление обычно сложено относительно менее метаморфизованными породами более позднего геосинклинального этажа или даже древнего чехла платформы. Очевидно, в формировании окаймлённых куполов главную роль играли не ультраметаморфические процессы, как в нормальных метаморфогенных куполах, а реоморфические, обусловленные повторным размягчением и частичным расплавлением древних гранит-мигматит-гнейс-кристаллосланцевых пород под воздействием резко возросшего глубинного теплового потока возрождённого геосинклинального режима или режима тектонической активизации платформы.
Метаморфогениые (или реоморфогенные) купола, валы и сопряжённые синклинали являются крупнейшими структурными формами областей развития ультраметаморфизма и реоморфизма плавления. Их поперечники измеряются десятками километров, а длины линейных форм (валов, цепочек, куполов, синклиналей) достигают сотен километров. Амплитуды поднятий соизмеримы с мощностью «гранитно-метаморфического» слоя земной коры. Именно эти структуры являются прямым отражением конвективных тектонических движений. Купола и валы рождаются как результат всплытия лёгких гранит-мигматит-гнейс-кристаллосланцевых масс вверх, а разделяющие их синклинали — следствие перемещения вниз относительно более тяжёлых и холодных неметаморфизованных, зелёносланцевых и эпидот-амфиболитовых пород. Мелкая складчатость метаморфических толщ, будинаж, соскладчатые разрывы, полосчатость, сланцеватость и кливаж являются образованиями сопутствующими. Они возникают внутри высокопластичных масс как отражение турбулентного характера течений вещества в недрах горизонтальных и восходящих ветвей метаморфогенных конвекций. Структурные формы, образующиеся в крупных межкупольных синклиналях, т. е. в недрах нисходящих ветвей конвекций, и над глубинными диапирами в приповерхностных частях восходящих ветвей, построены значительно более просто. Перемещения масс здесь имели меньшие скорости и потому структурные формы более спокойные, неконтрастные.
Метаморфогенные купола, валы и сопряжённые с ними межкупольные мульды являются ведущими структурными формами раннедокембрийских подвижных областей. Они определяют общий структурный облик этих территорий (рис. 47). Такую же роль названные формы в принципе выполняют и в более молодых геосинклинальных областях и на параплатформах. К этой категории структур относятся, по существу, почти все антиклинории (интра-геоантиклинали), синклинории (интрагеосинклинали, частные геосинклинальные прогибы), передовые и межгорные прогибы, пара-платформенные впадины, типа Тенизской, Джезказганской, Минусинских впадин, и обрамляющие их глыбовые поднятия. Отличие состоит лишь в том, что в древнейших подвижных областях благодаря глубокому эрозионному срезу земной коры купола и валы проявляются на поверхности в их классическом виде, со вскрытым ультраметаморфическим (реоморфическим) ядром. В молодых геосинклинальных областях и на параплатформах ядра куполов и валов на земной поверхности обнажаются редко. Чаще они залегают на значительных глубинах под породами холодных перекрытий, обычно филлитовидных или зелёносланцевых, насыщенных интрузивными аллохтонными гранитоидами.
Рисунок 47. Гранито-гнейсовые купола в архейском комплексе Зимбабве
(Земля..., 1974, по А. М. Макгрегору). 1 — молодые отложения, 2–3 — архейский комплекс: 2 — гранито-гнейсы, 3 — сланцы.
Роль метаморфогенных конвекционных движений не ограничена только образованием метаморфогенной складчатости. Геологические последствия этих движений значительно более широкие. Прямо или косвенно они влияют на все процессы жизни геосинклиналей и параплатформ. В частности, в геосинклиналях кроме образования глубинной складчатости они обусловливают (Куликов, 1982):
1) расслоение главного геосинклинального комплекса на «гранитно-метаморфический» и «гранулито-базитовый» слои. Расслоение осуществляется за счёт гравитационной дифференциации масс в зонах ультраметаморфизма или реоморфизма плавления в процессе инверсии плотностей. Здесь происходят горизонтальные отжатия в стороны легкого полурасплавленного материала и наращивание «гранулито-базитового» субстрата за счёт оседания тяжёлых тугоплавких реститов;
2) резко дифференцированное развитие внутренней структуры земной коры и её общей мощности. В местах, где пластичные массы отжимаются, толщина коры растёт замедленными темпами только за счёт некоторого утолщения «гранулито-базитового» слоя в результате осаждений на его поверхность реститов материнских осадочно-вулканогенных пород или пород комплекса геосинклинального основания. В местах нагнетания, где пластичные массы скучиваются в виде гигантских метаморфогенных диапиров, мощность коры увеличивается очень быстро, главным образом за счёт утолщения «гранитно-метаморфического» слоя;
3) зарождение и быстрое разрастание интрагеоантиклиналей инверсионного типа, которые от всех других положительных структур отличаются гипертрофированно мощным (до 25–35 км) «гранитно-метаморфическим» слоем, а также раздробление и уменьшение по площади частных геосинклинальных прогибов;
4) энергичные разнонаправленные радиальные движения верхних горизонтов земной коры: положительные над участками нагнетания, отрицательные в местах отжима высокопластичного материала. Эти движения сопровождаются образованием контрастных форм рельефа и направленным преобразованием внутригеосинклинальных физико-географических обстановок осадконакопления. В процессе такого развития увеличиваются площади суши, сокращаются акватории, что в конце концов завершается общей инверсией геосинклинальных геоморфологических элементов и рождением новых горно-долинных материковых ландшафтов на месте бывших обширных и простых по строению подводных седиментационных равнин. Это, естественно, сопровождается направленным изменением литолого-фациального состава геосинклинальных отложений и в конечном счёте полным замещением глубоководных морских отложений континентальными молассоидами и наземными вулканитами;
5) последовательное закономерное изменение состава магматических пород в геосинклиналях, появление множества аллохтонных (интрузивных и эффузивных) тел гранитоидов и их концентрация в пределах интрагеоантиклиналей. Последнее обусловлено тем, что над ядрами нагнетания горячих пластичных масс породы холодного перекрытия выгибаются вверх, претерпевают растяжение, растрескиваются и становятся более проницаемыми для гранитных расплавов, чем в пределах соседних интрагеосинклиналей, межгорных и передовых прогибов.
6) формирование линейной складчатости. Последняя, как известно, тяготеет к интрагеоантиклинальным поднятиям. Она является результатом гравитационного сползания пластичных осадков со склонов развивающихся поднятий, разваливания высоко-поднятых блоков коры, раздавливания и горизонтального отжима пород, зажатых между растущими вверх глубинными метаморфогенными диапирами и неподвижными телами горных хребтов, достигших физического предела роста. Одновременно происходит крупноволновое смятие осадочных комплексов и образуются поперечные изгибы шарьяжных пластин. В результате первоначально пологие офиолитовые формации и сопровождающие их меланжи приобретают форму «офиолитовых швов».
Влияние метаморфогенных конвекционных движений на жизнь геосинклиналей настолько значительно, что позволяет считать эти движения и породивший их ультраметаморфизм в комплексе с реоморфизмом плавления генетической основой внутригеосинклинальных геологических процессов, при которой разнородные по происхождению подвижные пояса Земли, например окраинноокеанические подвижные пояса, внутриконтинентальные рифтовые зоны типа Красноморской, эпикратонные геосинклинали, сводятся в единую геосинклинальную геотектоническую категорию. Нетрудно представить, что так же велико и разносторонне влияние метаморфогенных конвекционных движений и на жизнь параплатформ.
Информация:
— Следующая статья | В. А. Дедеев, П. К. Куликов: «Происхождение структур земной коры»