10.03.2021

Вулканизм и литогенез докембрия


Для правильного понимания эволюции процессов вулканизма и литогенеза в истории Земли необходимо детальное изучение этих явлений в докембрийском ее отрезке, составляющем около 7/8 геологической жизни нашей планеты. Этим следует объяснить возросший за последние 3—4 десятилетия во многих странах интерес к исследованию докембрийских отложений. Значительным является и вклад советских ученых в познание докембрия.

Нашей задачей являлось проанализировать богатый фактический материал по вулканизму докембрия, показать особенности его и влияние на литогенез.

Несмотря на интенсивный метаморфизм древнейших образований докембрия, все же удается установить, что архейские вулканогенные толщи присутствуют почти на всех материках. Они принимают участие в сложении фундамента древних платформ и обнажаются во многих местах известных кристаллических щитов. В пределах Балтийского щита многочисленные проявления вулканизма известны в Карелии, на Кольском полуострове, в Финляндии, в Швеции, Норвегии и т. д.

Рассмотрим вулканогенные образования в докембрии Карелии. По Ю.Б. Богданову, здесь в начале нижнего протерозоя выделяются три структурно-формационные зоны.

В западной зоне наибольшим распространением пользуются терригенно-вулканическая и железисто-кремнистая формации; вулканогенные породы представлены метаморфизованными кислыми и средними эффузивами, а гнейсовая формация развита неравномерно.

Для центральной зоны гнейсовая формация менее характерна; наиболее широко представлены вулканогенная спилит-порфиритовая, колчеданная, реже кремнисто-железистая формация. Наряду с основными здесь отмечаются и кислые и средние эффузивы и их туфы. В восточной зоне развиты породы гнейсовой, терригенной и вулканогенной спилитовой формаций; вулканические породы представлены лишь основными эффузивами их туфами.

Отмечается, что максимальное количество вулканического материала наблюдается на поздних этапах формирования гимольской и пебозерской серий, что отвечает эпохе накопления хемогенных карбонатных и железисто-кремнистых толщ.

В ятулийских отложениях осадочно-вулканогенного типа, по данным В.А. Соколова и А.П. Светова, эффузивы в отдельных горизонтах образуют покровы (до 15 м), разделенные прослоями осадочных и туфогенных пород; представлены они диабазами от афанитовых до мелкозернистых, в верхней части покровов обычно мандельштейновых, местами в виде шаровых лав и автобрекчий. Кроме того, отмечается много диабазовых силлов с крупнозернистой структурой, особенно в центральных частях мощных тел. В более ранней работе В.А. Соколов и А.П. Светов указывают, что основные вулканиты участвуют в строении большей части ятулийских тектонических структур Центральной и Южной Карелии, слагая до 50% их объема в районе оз. Сегозера, до 10% — в районе оз. Селецкого и более 70% — в районе Святноволок. Представлены они диабазами, порфиритами, мандельштейнами, шаровыми лавами, гематитовыми, кремнистыми и туфовыми сланцами; с ними связано разнообразное (медноколчеданное, титаномагнетитовое и т. д.) оруденение.

По А.И. Богачеву и др., в синклинорной зоне Ветреного пояса архей представлен лишь гранитоидами; нижний протерозой сложен геосинклинальными образованиями спилит-диабазового комплекса (парандовская серия) или только диабазового комплекса (тунгусская серия). Магматизм этапа завершенной складчатости представлен эффузивно-интрузивным пикрит-базальт-габбро-перидотитовым комплексом (серия Ветреного пояса).

В юго-западной части Карелии в структурной зоне Ведлозеро — Хюрсюля — Кивач развиты нижнепротерозойские образования, среди которых М.Г. Попов выделяет следующие формации (снизу вверх): диабазовую (шаровые лавы, метадиабазы и др.) андезит-дацитовую, габбро-гипербазитовую и гранитную. Если первая из них отвечает спилитовой формации эвгеосинклинали, то вторая — аднезит-дацитовая, по-видимому, представляет собой орогенную формацию. Она характеризуется гораздо большей эксплозивностью, чем первая.

В некоторых разрезах протерозоя Карелии значительное развитие имеют кислые породы. М.М. Стенарь в нижнем протерозое Западной Карелии по возрасту и составу выделяет две серии: гимольскую и большезерскую. В районе Большозера гимольская серия состоит из метаморфизованных до амфиболитовой фации кристаллических сланцев и гнейсов, которые тесно связаны с рудными магнетитовыми кварцитами; отдельные прослои этих сланцев по строению напоминают пирокластические породы других районов, где их пирокластическая структура установлена. В отличие от районов Гимолы и Костомукши, здесь пирокластические прослои, так же как и связанные с ними генетически железистые кварциты, имеют незначительное развитие. По мнению автора, лептитовые гнейсы верхней части гимольской серии, по-видимому, также образовались за счет метаморфизма эффузивов и туфов дацитового состава. В большезерской серии вулканические образования лучше сохранили первичные признаки эффузивов и пирокластов (зелено-сланцевая стадия метаморфизма), представленных кислыми, средними и основными породами. Наиболее ранними являются кислые и средние пирокласты, лавы же (альбитофиры и кварцевые порфиры) имеют резко подчиненное значение. Более молодые вулканиты представлены основными лавами, тогда как пирокласты играют незначительную роль, Таким образом, получается, что интенсивный вулканизм нижнего протерозоя здесь меняется от пород кислых к средним и основным. М.М. Стенарь, по-видимому, не считает это явление исключением и полагает, что оно представляет собой закономерную особенность некоторых древних геосинклинальных областей докембрия.

Однако этот вывод вряд ли справедлив, что можно доказать примером также на материале из самой Карелии. Так, например, В.М. Чернов и К.А. Инина указывают на наличие лептитов, являющихся продуктами метаморфизма кислых вулканитов в ранних карелидах Западной Карелии. Они приурочены к гимольской серии, протягивающейся в меридиональном направлении вдоль границы с Финляндией на расстоянии около 500 км и образующей Западно-Карельскую структурно-фациальную зону карелид Карелии. В этой зоне кислые вулканиты тесно ассоциируют с железистыми кварцитами, различными гнейсами и сланцами. Анализ палеотектонических условий приводит авторов к выводу, что на границе с Беломорским блоком находился. Bocточно-Карельский геосинклинальный прогиб с проявлениями основного вулканизма. Западнее располагался Западно-Карельский прогиб — относительно устойчивый шельф с проявлением кислого вулканизма, к которому и приурочены все железорудные районы. Поэтому авторы справедливо заключают, что лептитовые толщи формировались на сравнительно жестких внутригеосинклинальных массивах, напоминающих собой послерифейские срединные массивы. Это явление характерно и для фанерозойских геосинклиналей, в которых проявление кислого вулканизма в геосинклинальной стадии почти всегда наблюдается вблизи срединных массивов. Поэтому нет основания считать его характерной особенностью докембрийских геосинклиналей. Аналогичные лептитовые формации протерозоя широко распространены в средней и северной Швеции, южной Финляндии и полярной Норвегии.

На Кольском полуострове лептиты и амфиболиты Приимандровского района образованы путем метаморфизма вулканогенно-осадочной формации, что хорошо подтверждается наличием в этих породах реликтов структур эффузивных пород.

В Печенгской мульде метаморфизованные нижнепротерозойские четыре осадочные толщи разделены четырьмя вулканогенными диабазовыми толщами. Кислые породы альбитофирового и кератофирового состава чередуются с диабазами второй вулканической толщи, которая, по-видимому, является аналогом геосинклинальной спилит-кератофировой формации. При более детальной характеристике весь комплекс разделяется на четыре свиты, каждая из которых состоит из нижней осадочной и верхней вулканогенной толщи. Характерно, что все четыре вулканогенные толщи представлены основными породами — метадиабазами, иногда шаровыми лавами, мандельштейнами и туфами, но общая основность увеличивается от первой к четвертой вулканогенной толще, в которой появляются даже прослои пикритов. Вместе с тем в каждой толще происходит смена пород от основных в нижней части к кислым — андезитам, альбитофирам, кварцевым порфирам. Каждая вулканогенная толща начинается туфовыми прослоями в верхней части подстилающей осадочной толщи. Если первая самая нижняя осадочная пачка состоит лишь из кластолитов от грубых до тонкозернистых, то в следующих уже появляются прослои кремнистых метаалевритов и метапсаммитов, иногда содержащих гематит, а также кремнисто-гематитовых стяжений и карбонатных прослоев, что авторы связывают с влиянием на литогенез вулканизма.

По-видимому, Печенгский синклинорий представлял собой длительно развивающуюся геосинклиналь с четырехкратной инверсией, каждая из которых сопровождалась образованием глубинных разломов и выходом на дно бассейна основной магмы.

Рассматривая влияние вулканизма на осадкообразование в карбонатных породах второй и третьей осадочных толщ в Печенгской мульде, В.В. Любцов и др. пришли к выводу, что именно вулканизмом обусловлено появление линз яшмоподобного кремнистого вещества коричнево-красного цвета и карбонатно-кремнистых туфогенных прослоев в доломитах. Вероятно, с вулканизмом связано и появление тонко распыленного гематита, вызывающего образование полосчатости и розовую окраску некоторых доломитовых слоев.

О влиянии вулканизма на осадкообразование в ятулии Карелии указывают В. А. Соколов и др. Они считают, что желваки и прослои кремневидного и яшмовидного кремнезема в карбонатных и песчаных породах широко развиты лишь в горизонтах, синхронных с изменением основных лав. Такая же закономерность устанавливается и для распределения железа, которое (в количестве 7—15%) присутствует среди силицитов, приуроченных к туфовым породам в непосредственной близости от лавовых покровов. Авторы допускают генетическую связь медносульфидного рудопроявления, залегающего между лавами в песчаниках, с фумарольно-сольфатарной деятельностью.

Распространенные в разных частях Карелии нижнепротерозойские вулканогенные толщи часто содержат серноколчеданные руды, которые, по мнению В.И. Робонена, занимают в разрезе такое же положение, что и железистые кварциты. Обычная последовательность разрезов рудовмещающих геосинклинальных толщ следующая: основные лавы и туфы, средние, выше — кислые лавы и туфы; над ними сланцевый комплекс с колчеданными рудами (или железистыми кварцитами), которые перекрываются кислыми туфами. В.И. Робонен справедливо считает, что источником железа и серы являлась подводная газо-гидротермальная деятельность в период между интенсивными вулканогенными пароксизмами. При этом серноколчеданные руды образовывались вблизи выходов газо-гидротерм, где имелось достаточное количество сероводорода и господствовали восстановительные условия. На участках же с преобладанием окислительной обстановки формировались окиси железа.

Проявления различных типов вулканизма позволяют разделить территорию Карелии на три структурно-формационные зоны: восточную, представляющую собой эвгеосинклиналь, где образовалась спилитовая формация; западную, где накапливались терригенно-вулканические осадки с широким развитием кислого вулканизма, представленного ныне лептитовой железисто-кремнистой формацией и центральную, в которой вулканогенная толща представлена и основными и кислыми продуктами вулканизма, что обусловлено влиянием вулканизма двух разных зон.

Аналогичная Кольскому полуострову и Карелии картина развития вулканизма в докембрии наблюдается в Финляндии, Швеции и Норвегии. В Южной Финляндии, например, в раннем архее развиты толщи, состоящие из амфиболитов и сланцев, образовавшихся за счет основных пород, осадочных лептитов и кварцитов, гнейсов, слоистых железистых кварцитов, углистых и пиритсодержащих филлитов; в позднем архее снова встречается вулканогенная толща, в которой имеются горизонты филлитов, парагнейсов и конгломератов, а еще позже образовались основные интрузии.

А. Симонен и О. Коуво к северу от Тампере в нижней части 3-километровой толщи полосчатых кристаллических сланцев архея отмечают прослои основных туфов от 1 до 12 м и диабазовых силлов. В верхней части той же толщи в зоне Тампере и в Южной Финляндии А. Симонен установил наличие частых прослоев основных и средних туфов; лавы встречаются спорадически, эти породы представляют собой известково-щелочную серию, характерную для стадии прогибания эвгеосинклиналей. Однако в зоне Тампере появляются трахиандезиты, отсутствующие в Южной Финляндии. К северу от Тампере в условиях стабильного массива распространены оливиновые базальты. Как видно, здесь имеет место закономерность, известная для вулканизма подвижных зон: в геосинклинали — спилитовая известково-щелочная серия, в переходной зоне к срединному массиву — трахиандезиты, а на срединном массиве — оливиновые базальты толеитовой магмы.

В Белоруссии установлено проявление интенсивного вулканизма в архее, а также нижнем и среднем протерозое. В архее вулканизм имел основной характер. А в нижнем протерозое, в начальный период формирования прогибы заполнялись вулканогенно-осадочными толщами, в которых преобладал вулканический материал андезитового и риолитового состава. В Белоруссии установлено также наличие локальных структур типа древних авлакогенов, выполняемых вулканогенными породами, которые, по кислому составу и приуроченности к ним джеспилитов, могут быть отнесены к лептитам.

В центральной части Украинского щита развиты метаморфические образования архея, состоящие из двух формаций: железисто-кремнисто-вулканогенной и железисто-кремнисто-вулканогенно-карбонатной. Первая образует нижнюю часть разреза и слагается амфиболизированными диабазами, железистыми кварцитами и сланцами. Нижняя часть второй формации представлена основными вулканитами с подчиненными прослоями андезитов и кератофиров, а в верхней части ведущую роль играют железистые кварциты, сланцы и мраморы, переслаивающиеся с маломощными основными вулканитами. Т.А. Скаржинская справедливо считает, что источником железа и кремнезема служили те же вулканические очаги, которым обязаны своим происхождением и сами вулканиты этих формаций.

На Алданском щите мощные отложения архея состоят главным образом из метаморфизованных вулканогенных пород. Р.Ф. Черкасову удалось установить, что в архее Алданского щита кварцито-гнейсы и кварциты представляли собой яшмы, фтаниты, кремнистые сланцы, в отдельных зонах содержащие железисто-кремнистые пачки; все эти породы являются продуктами подводной вулканической деятельности. Р.Ф. Черкасов считает, что мраморы образовались из известняков и доломитов, а диопсидовые плагиосланцы — из глинистых пород, продуктов подводного изменения туфов; гиперстеновые амфиболиты, биотитовые, амфиболовые и т. д. гнейсы — из кислых и средних туфов, туффитов, андезитовых и дацитовых лав; амфиболиты, амфибол-пироксеновые сланцы и т. п. — из основных и ультраосновных лавовых пород.

Эти породы образуют три формации: вулканогенную, ныне гнейсовую, вулканогенно-кремнистую, ныне гнейсо-кварцитовую и вулканогенно-карбонатную, ныне мраморно-гнейсовую. Формирование кремнистых, железисто-кремнистых и марганцево-кремнистых пород происходило за счет выноса кремнезема, железа и марганца гидротермами и фумаролами в подводных условиях; и, как правило, их накопление совпадает с периодами затишья вулканической активности.

По А.А. Бухарову, среднепротерозойские (1900—1350 млн. лет) вулканогенные формации играют в истории Земли значительную роль. Они залегают над мощными толщами раннегеосинклинальных осадков и представлены орогенным комплексом существенно континентальных, реже континентально-морских вулканогенных моласс, выполняющих прогибы в краевых частях древних платформ, что напоминает Сомхето-Карабахскую зону Кавказа с ее кислыми вулканитами в краевом прогибе рядом с воздымающейся горной системой юрской эвгеосинклинали.

Как пример автор приводит Байкальскую горную область: на границе древней Сибирской платформы и нижнепротерозойской складчатой области была сформирована тектоно-магматическая структура — Прибайкальский краевой вулканический пояс, который слагается апитанской вулканогенно-осадочной серией, гипабиссальными интрузиями и батолитоподобными гранитоидами. В этой серии выделяются четыре главные вулканические формации: андезито-дацитовая, трахилипаритовая, липаритовая и габбро-диабазовая.

В Восточных Саянах имеется саянская ветвь Прибайкальского вулканического пояса; в ее сложении принимают участие две серии: нижняя — сублукская (мощностью 12 000 м) соответствует андезит-дацитовой и липаритовой формациям Прибайкалья; вышележащая — калбазыкская серия (мощностью 4500 м) сложена продуктами базальт-диабазового вулканизма. На западной границе Сибирской платформы, в Енисейском кряже, среднепротерозойские вулканические образования слагают Восточно-Енисейскую зону краевого шва Сибирской платформы в виде диабазовой формации, а также выполняют Западно-Енисейскую зону в виде порфиритовой формации. А. А. Бухаров приводит результаты определения стронциевых изотопов в андезитовых лавах Прибайкальского пояса, показывающие отношение Sr87/Sr86 = 0,705, отмечая, что такая цифра получена и для современных лав Гавайских вулканов, Тасмании, Срединно-Атлантического хребта, Камчатки и других территорий. Он считает это свидетельством неизменяемости состава верхней мантии по крайней мере со времени протерозоя.

Л.И. Салоп в общем обзоре докембрийских образований разных областей Советского Союза, характеризуя тектонические условия их формирования, касается и развития вулканизма. По его мнению, общий характер вулканических явлений для всех областей, где развиты докембрийские формации, является одинаковым. В нижней части архея отмечается широкое развитие гиперстеновых плагиогнейсов и амфиболитов в ассоциации с полосчатыми железистыми породами. Присутствие богатых глиноземом и железом пород связывается с глубоким химическим, преимущественно подводным, разложением основных вулканитов. Выше залегают мощные толщи монотонного строения и состава, представленные преимущественно амфиболитами и гиперстеновыми плагиогнейсами, образовавшимися путем метаморфизма основных вулканитов и туфов. В нижнем протерозое особенно широко распространены эвгеосинклинальные толщи, сложенные преимущественно породами спилит-кератофировой формации. На окраинах зон вулканической активности в этих толщах появляются пачки джеспилитов. В среднем протерозоя эвгеосинклинальные комплексы имеют заметно подчиненное распространение; видимо с этим связано резкое уменьшение полосчатых железистых пород (джеспилитов). Эвгеосинклинальные спилит-кератофировые формации в верхнем протерозое распространены значительно шире, чем в среднем, но для них характерно отсутствие джеспилитов. В самой верхней части верхнего протерозоя эвгеосинклииальные формации редки (лишь в северном Тянь-Шане и Енисейском кряже). Железорудные образования развиты незначительно.

В.Н. Мошкин и др., рассматривая докембрийский магматизм Восточной Азии, приходят к следующим выводам. Общей закономерностью в развитии магматизма докембрийских тектоно-магматических мегациклов является направленное изменение состава магматических комплексов от основного и ультраосновного, присущего геосинклинальным этапам развития подвижных областей, к умеренно-кислому, соответствующему инверсионным этапам, до ультракислого и субщелочного в заключительные этапы. В этом отношении в развитии магматизма докембрийских циклов проявляется та же закономерность, которая свойственна и фанерозойским циклам. Существенно, что в архейском мегацикле достоверно не устанавливается какая-либо четкая приуроченность магматических комплексов к различным структурно-формационным зонам подвижных областей; в это время лишь в некоторых районах намечается «поясное» расположение вулканитов. Нам кажется, что этот вывод может быть справедлив лишь для раннего архея. Так, по данным Ю.А. Косыгина и др., зеленокаменные толщи киватиния (3,3—2,5 млрд. лет) имеют геосинклинальный облик. Местами (северная часть Гвианского щита, южная окраина Сибирской платформы — зоны Становика) различаются эв- и миогеосинклинальные комплексы. Как видно, уже в архее существовали четко выраженные геосинклинали. К.О. Кратц и В.А. Глебовицкий также считают, что в позднем архее и раннем протерозое произошло обособление относительно стабильных массивов (квазикратонов) и обрамляющих их подвижных поясов, отличающихся друг от друга как петрологическим типом метаморфизма, так и последовательностью его проявления. Аналогичное мнение высказывает и В.Е. Хайн при рассмотрении этапов развития Северо-Американской древней платформы. Вулканогенные толщи широко развиты на Канадском щите. По данным авторов монографии «Геология Канады», вулканизм проявился как в архее, так и в протерозое.

В архее провинции оз. Верхнего наиболее древние породы представлены в нескольких эвгеосинклиналях восточного направления, которые, возможно, имели разный возраст и были тектонически независимы друг от друга. Они были вовлечены в кеноранскую орогению и подверглись складчатости, разрывам, метаморфизму и внедрению гранитов. В разное время в них внедрялись также диабазовые дайки и щелочные интрузии разного возраста (2200, 2000, 1900, 1400, 1200, 1000 млн. лет). Возраст кеноранских гранитов 248 млн. лет. В южной и западной частях провинции вулканические и осадочные серии вытянуты к востоку в виде поясов и разделены гранитами. В разных областях то вулканические толщи лежат внизу и перекрыты осадочными, то наоборот. Мощность архейского комплекса около 800 м, местами доходит до 16 000 м. В мощных разрезах резко преобладают вулканиты (около 80%). Вулканические породы представлены в разных пропорциях базальтами (толеитового состава), средними и кислыми лавами, туфами и брекчиями. Основные лавы (часто подушечные) преобладают в нижней части (две трети) большинства разрезов, кислые лавовые потоки, если и присутствуют, то в верхней части. Это наиболее обычная картина вулканизма и более поздних эвгеосинклинальных областей. В некоторых разрезах встречаются железистые формации, мощность пачек которых составляет от нескольких сантиметров до 100 м и более. Они, как правило, состоят из тонких слоев кремнезема, переслаивающегося с пачками, богатыми магнетитом и гематитом. Некоторые слои содержат богатые железом силикаты, сульфиды и железистые карбонаты; они обычно приурочены к кислым туфовым фазам вулканического разреза. Проявление тесной пространственной связи железистых кварцитов с вулканическими толщами приводит авторов к выводу, что железо и кремнезем в этих осадках выделялись в результате вулканических процессов.

Протерозой Канадского щита характеризуется заметными изменениями обстановки осадкообразования. Здесь осадочные породы более сортированы и содержат больше известняков, чем в архее. Вместе с вулканическим материалом осадки располагаются и на кратонах, и в геосинклиналях. В афебии эти отложения несогласно залегают на архейском фундаменте, они не были подвержены складчатости и метаморфизму, отсутствует в них и вулканический материал. Геосинклинальные отложения распространены между озерами Верхнее и Невольничье; они состоят из конгломератов, кварцитов, аргиллитов, сланцев, известняков, доломитов, граувакк, кремнистых и железистых горизонтов; вулканические породы, главным образом базальты, обычны в некоторых частях разреза, а основные силлы находятся как среди вулканических, так и среди осадочных пород. В Гренвильской провинции в них внедрены щелочные сиениты. В Черчильской провинции на кратоне распространены базальты, андезиты и среди них щелочные вулканические породы.

На п-ове Авалон (о. Ньюфаундленд) В. Папезик описал игнимбриты позднего докембрия. Ядро полуострова образовано вытянутым к северу поясом шириной 20—25 км преимущественно вулканических пород. Два сброса делят этот пояс на три блока, которые характеризуются разными типами вулканизма: а) в восточом блоке на берегу залива Консепсион преобладают основные лавовые покровы, дайки, силлы и пирокласты, часто — подушечные лавы; кислые породы — темные стекловатые Na-риолиты; б) центральный горст слагается полосчатыми и сферолитовыми риолитами, их туфами и туфобрекчиями с небольшим количеством основных лав, пирокластов и прослоев красных вулканогенных осадков; в) западный блок — главным образом кислые породы: туфы, туфобрекчии и потоки риолитов, Na-риолитов, кварцевых трахитов и игнимбритов; окраска коричневая до красной, это, вероятно, субаэральные образования. На западном склоне они покрываются относительно мощными базальтовыми лавами. Здесь, по-видимому, выявляется картина магматизма, характерного для разных зон эвгеосинклинали; на востоке — излияние спилитов, в том числе шаровых лав, среди них очень мало кислых; на западе — кислый вулканизм, много игнимбритов, а в центральной части — кислый вулканизм и внедрение гранитоидов в период складчатости.

Гораздо более скудные данные имеются по вулканизму докембрия США, где Северо-Американская платформа (Мидконтинент и Прогиб Великих Равнин) покрыта мощными отложениями послекембрийской эпохи. Однако некоторые данные дают основания допустить, что ее развитие в основном было аналогично развитию Канадского щита. Так, например, К. Конди указывает, что архейские породы в юго-западном Уайоминге (South Pass) состоят из двух различных блоков, разделенных главной зоной разлома. Северный блок состоит из бедных калием подушечных толеитовых базальтов и небольшого количества богатых кремнеземом и железом метаморфизованных обломочных и других пород, в которые внедрились диабазовые дайки и силлы. Южный блок сложен граувакками, залегающими на маломощных известково-щелочных вулканитах, возраст этих пород около 2,8—3 млрд. лет. Характерно, что содержание К, Rb и Sr в этих вулканитах такое же, как и в лавах современных островных дуг в южной части Тихого океана. В юго-восточном Миссури широко распространены кислые эффузивы, возраст которых около 1350 млн. лет.

Отложения докембрия имеют большое распространение в пределах Южно-Американской древней платформы, но вулканизм интенсивно проявился лишь в Гвианском щите. Нижнеархейские серии в Гвиане слагаются из парагнейсов, чарнокитов, амфиболитов, кварцитов, гранулитов и метаморфизованных основных лав. Верхнеархейский комплекс состоит из зеленокаменных подводных лав основного и среднего состава, хотя присутствуют и кислые. В нижней части господствуют осадочные терригенные и терригенно-карбонатные породы, превращенные метаморфизмом амфиболитовой, местами гранулитовой фаций в гнейсы, кварциты, сланцы; некоторые слои обогащены марганцем (гондиты) и железом (итабириты). Нижнепротерозойский комплекс геосинклинальных образований несогласно залегают на архее и сохраняет эвгеосинклинальный (вулканогенный) характер, но метаморфизован лишь до фации зеленых сланцев. Этот комплекс перекрыт среднепротерозойской (1700 млн. лет) серией Рораима, состоящей из красных и светло-серых кварцитов и конгломератов с подчиненными прослоями аргиллитов и яшм; в ней внедрены мощные силлы долеритов (траппы). В некоторых районах развития гранитов архей часто перекрывается кислыми эффузивами типа риолитов. Возможно в этих случаях мы имеем дело с эффузивным проявлением гранитоидного магматизма. В других частях Южно-Американской древней платформы до-кембрийские вулканические явления или не встречаются или проявляются в интрузивной фации основных и ультраосновных магм.

Среди кристаллических сланцев и гнейсов древней платформы Антарктиды, консолидированной, по-видимому, во время карельского цикла диастрофизма, М.Г. Равич выделяет: разные парагнейсы: пироксен-плагиоклазовые кристаллические сланцы, продукты метаморфизма основных эффузивов, мергелей и граувакковых песчаников, а также мраморы, кальцифиры и другие породы, образовавшиеся за счет карбонатных пород. Перекрывается платформа верхкепротерозойскими вулканогенно-осадочными образованиями, начинающимися конгломератами, выше которых идут терригенная и вулканогенная толщи; последняя состоит из покровов и туфов андезит-базальтового состава.

Африканская платформа представляет большой интерес, так как на ней, по-видимому, имеются раннеархейские эвгеосинклинали (трансваальский этап). По В.Е. Хайну, образования этого возраста известны во многих районах Африки, они везде сильно метаморфизованы и подверглись гранитизации. Сравнительно слабо из них метаморфизованы породы системы Свазиленд в Трансваальском районе; это основные, реже кислые лавы, граувакки, глинистые сланцы и джеспилиты; мощные основные вулканиты и внедрение в них основных и ультра-основных интрузий придают, по мнению В.Е. Хайна, «системе» эвгеосинклинальный характер (возраст более 3000 млн. лет).

В позднеархейском — родезийском этапе (3000—2400 млн. лет) в пределах почти всей территории Африки формировались вулканогенно-осадочные толщи из основных и кислых лав, а также пирокластов, граувакк и джеспилитов, мощность которых местами (Южная Родезия) достигала 12 км. Характер этих образований еще более отвечает эвгеосинклинальным формациям.

В раннепротерозойском (эбуренийском) этапе (2400—2000 млн. лет) — на значительной части территории Африки существовали мощные геосинклинальные пояса, заключенные между кратонами; в этих интенсивно погружающихся геосинклиналях (Западно-Африканская, Южно-Африканская, Мозамбикско-Аравийская) проявился мощный подводный основной вулканизм и накапливались железисто-кремнистые формации. Эбурнейская эпоха диострофизма полностью не замкнула эти геосинклинали, и их центральные части продолжали развиваться до конца раннего протерозоя (2000—1700 млн. лет). Если в геосинклиналях накапливались характерные для них толщи, то на границе с кратонами (Родезийский, Трансваальский) формировались красноцветные толщи и проявлялся трапповый вулканизм, т. е. образовывались формации платформенного типа. В среднепротерозойское время в зонах, замкнутых в результате предшествующего диастрофизма, широкое развитие получает орогенный вулканизм и формируются андезит-риолитовые формации, игнимбриты и кислые субвулканические интрузии. Эти закономерности в развитии вулканизма и осадконакопления сохраняются и в позднем протерозое. Такой картине развития вулканизма в докембрии Африканского континента вполне соответствует характеристика вулканизма Либерийского щита, детально описанная Б.М. Михайловым.

На Индостанской платформе в докембрии заметную роль играют вулканические породы. В районе г. Джайпур, южнее Дели, распространена архейско-нижнепротерозойская метаморфчческая толща (2200—1900 млн. лет), известная под названием делийской группы. В алварской серии этих метаморфитов отмечаются вулканические образования в виде амфиболовых сланцев и амфиболитов как согласных тел, иногда показывающих субофитовую структуру.

В Восточной Индии, в штатах Бихар и Орисса, среди докембрийских метаморфитов большую роль играют эффузивные породы, так называемые «далма лавы». Они являются толеитовыми базальтами, не отличающимися от траппов Декана, метаморфизованы в эпидиориты. Эти лавы ложатся с угловым несогласием на метаморфическую серию и метаморфизованы до стадии кианит-силлиманитовой зоны. В другом районе штата Орисса описывается разрез докембрия, в котором аналогичные лавы лежат под железистой формацией, но метаморфическая свита над последними также содержит большое количество лав и туфов. Некоторые лавы напоминают шаровые лавы и по составу соответствуют спилитам. Кроме того, в области Далгери-Томак описана полосчатая железистая формация мощностью 160—800 м, заключенная между двумя толщами метапелитов и метавулканитов. Разрез заканчивается конгломератами, кварцитами, ультрабазитами и долеритами.

Аналогичная картина наблюдается и в области Сингбум, где метаморфизованная осадочная серия, содержащая большое количество вулканического материала в виде лав и туфов (возраст более 2,5 млрд. лет), образовалась в условиях стабильного шельфа, но к северо-западу и северу она переходит в условия нестабильного шельфа и бассейн делается более глубоководным; в этой части разреза в ней появляются полосчатые гематитовые яшмы. Выше с несогласием располагаются «далма лавы».

В западной Индии, в области Кишангар, в толщу докембрийских кианит-старовлит-биотитовых сланцев, кварцитов и роговообманковых сланцев внедрены в виде силлов разных размеров нефелиновые сиениты. В этих сиенитах в виде согласных пластов и линз залегают тералиты. Самую последнюю фазу образуют камптониты, внедренные в сиениты в виде даек.

На территории Австралии докембрий имеет широкое распространение. Архейские образования выходят на поверхность во многих частях материка и везде представлены сложным комплексом метаморфизованных осадочных пород, основных и ультраосновных интрузивных и эффузивных пород, пирокластолитов, гнейсов и гранитов. В Западной Австралии основные вулканические породы, образующие, как полагают, вулканический пояс, приобретают широкое распространение, они представлены здесь базальтами и андезитами, среди которых местами присутствуют подушечные лавы, имеющие характерный для спилитов состав. Часто они сопровождаются обломочными и полосчатыми железистыми породами.

В нижнем протерозое в районе Кимберли в мощной толще граувакк имеются прослои карбонатных и вулканических пород. В Квинсленде в двух геосинклиналях накапливались мощные толщи (16000 м и 11000 м), низы которых сложены кислыми вулканическими породами с пропластками базальтов и осадочных пород. В верхней части нижнего протерозоя вулканизм проявился заметно слабее и в Северной территории, например, имеет орогенный характер. Здесь развиты кислые и средние породы (андезит-риолитовая формация).

Верхний протерозой также имеет широкое распространение. В районе Кимберли, например, в нижней части верхнего протерозоя имеется 2600-метровая толща, состоящая главным образом из песчаников и основных лав с подчиненными пачками конгломератов, алевролитов, глинистых сланцев и железных руд. В верхней части верхнего протерозоя среди кластических осадков вулканические породы встречаются лишь спорадически.

Изложенный выше фактический материал дает возможность сделать следующие выводы:

1. Развитие вулканизма в докембрии в основном было подчинено тем же закономерностям, которые установлены и для фанерозоя. Распространение вулканических явлений также не было особенно широким. Лишь в нижнем архее вулканические толщи резко преобладают над осадочными, но только потому, что процессы осадкообразования из-за известных палеотектонических условий, находились в зачаточном состоянии.

2. В докембрии распространены в основном четыре типа вулканических формаций: 1) спилит-порфирит-диабазовые формации, образовавшиеся на стадии прогибания эвгеосинклинали; 2) андезит-дацит-риолитовые формации, связанные с орогенной стадией развития эвгеосин-клинали; 3) трапповая формация, приуроченная к стабильным массивам и 4) трахиандезитовая формация, характерная для переходной зоны между эвгеосинклиналью и стабильным массивом. Как видно, картина вполне аналогична наблюдаемой в фанерозое.

3. Из вулканогенно-осадочных формаций в докембрии встречаются кремнисто-вулканогенные, железисто-кремнисто-вулканогенные, терригенно-вулканогенные и карбонатно-вулканогенные. Из них в архее отмечаются лишь первые две формации. Если учесть, что в раннем архее процессы осадкообразования проявились в весьма слабой степени, то единственно правильным будет вывод о снабжении морей кремнеземом и железом за счет подводного вулканизма. Это подтверждается и тесной пространственной связью железисто-кремнистых формаций с вулканическими толщами, что исключает возможность привноса в бассейне осадконакопления сколь-нибудь значительных количеств не только хемогенного, но даже терригенного материала.

4. Мнение о преобладающем развитии кислых эффузивных пород в докембрии не находит подтверждения. В количественном отношении кислые эффузивные породы среди докембрийских образований, в общем, находятся в той же пропорции, что и в фанерозое. Что касается появления кислых вулканических пород до спилитов, в начальной стадии развития докембрийской эвгеосинклинали, то это явление нередко наблюдается и в фанерозойских геосинклиналях и, как правило, проявляется на границе с плитой или срединным массивом.

5. По химическому составу, содержанию некоторых редких элементов и изотопов стронция лавы докембрия не отличаются от соответствующих продуктов современного вулканизма, что указывает на постоянство химического состава верхней мантии и условий магмообразования в ней.

6. Изложенный выше материал по вулканогенным и вулканогенноосадочным формациям докембрия подтверждает мнение о принципиальном сходстве геологических процессов на протяжении всей геологической истории Земли.





Яндекс.Метрика