22.03.2021

Проблемы континентального литогенеза докембрия на примере красноцветных формаций


Изучение континентального докембрийского литогенеза связано с разработкой многих принципиальных вопросов осадочной геологии докембрия, существенно важных в общетеоретическом и практическом отношениях. Наибольшее значение имеет следующее: выявление типичных черт континентальных отложений, особенностей их состава и условий образования, выяснение общих закономерностей распространений и типов формаций, реконструкция палеоландшафтов, а также определение этапов и главных рубежей континентальной седиментации и металлогенической специализации. Методы изучения осадочных образований, в том числе докембрийских, хорошо разработанные в нашей стране, позволяют широко применять сравнительно-литологическое исследование и формационный анализ и на их основе восстанавливать для различных территорий общие черты палеогеографии и условия седиментации, свойственные минувшим геологическим эпохам.

Хотя в настоящее время еще невозможно строго определить все разнообразие континентальных комплексов, все же вполне правомерно предполагать их широкое распространение на обширных площадях земной поверхности в докембрии. Предстоит большая работа по выделению этих комплексов, выявлению свойственных им типичных черт и оценке возможностей привлечения их к решению главнейших задач изучения докембрийского континентального литогенеза.

Данная проблема рассматривается ниже с позиций изучения красноцветных формаций, которым уделено особое внимание в моих работах.

Типичные черты красноцветных континентальных отложений, особенности их состава и условия образования. Давно уже подмечено, что красноцветные отложения фациально замещаются сероцветными морскими толщами и являются как бы антиподами, что позволяет по этим отложениям надежно реконструировать древние участки суши. Одна из характерных черт состава красноцветных пород была запечатлена уже в первоначальных названиях «Древние» и «Новые» Красные Песчаники, определяющие принадлежность этих пород преимущественно к терригенным образованиям. Другая не менее важная черта этих отложений, определяющих их сущность, — красная окраска, обусловленная присутствием в их составе набора железистых минералов-красителей: гематита, гётита и др. Эти минералы обычно приносятся в седиментационные бассейны из областей распространения красноземных кор выветривания, но могут накапливаться также непосредственно в этих бассейнах за счет разложения железистых минералов, содержащихся в осадках. Независимо от способа образования минералов-красителей для их сохранения в осадках в неизменном виде необходимы окислительные условия. Осуществление же этих условий возможно прежде всего в атмосфере, в которой присутствует свободный кислород. Такие условия, естественно, создаются только в разнообразных континентальных обстановках, в бассейнах седиментации, размещающихся на предгорных равнинах, пересеченных водотоками, и на обширных аллювиальных равнинах, периодически затопляемых мелким морем.

Огромное влияние на процессы красноцветной седиментации оказывал также климат, поскольку условия, благоприятные для образования кор выветривания с окислами и гидроокислами железа, которые придают продуктам выветривания интенсивную окраску, создаются в областях земного шара с наиболее высокими среднегодовыми температурами. Чтобы происходило накопление краскоцветных отложений, как в областях питания, так и в бассейнах седиментации, должен господствовать жаркий влажный климат, прерываемый короткими засушливыми периодами. Таким образом, красная окраска пород соответствует определенным условиям, сочетание которых приводит к осуществлению процессов континентального красноцветного породообразования.

Красноцветные отложения отличаются не только терригенным составом и окраской, но и другими особенностями, позволяющими выяснить общие черты обстановок их образования. К ним относятся генетические особенности отложений и комплекс наблюдаемых в них органических остатков, а также свойственные красноцветным отложениям морфологические черты поверхностей напластования. Именно вследствие такой специфики появляется возможность привлекать красноцветные отложения к решению ряда геологических вопросов, имеющих отношение к проблеме континентального литогенеза.

Литологический состав красноцветных отложений сравнительно разнообразен, но господствуют, как уже отмечалось, терригенные породы. Соответственно в красноцветных толщах обычно преобладают конгломераты, осадочные брекчии, песчаники, алевролиты и аргиллиты. Исследование состава терригенных красноцветных отложений приводит к выводу о существовании двух групп этих пород, в одних случаях свойственных аридным климатическим зонам, в других — гумидным.

Сейчас установлено, что красноцветы аридных зон выделяются в общем комплексе терригенных образований присутствием карбонатных примесей, содержание которых может быть весьма значительным, но во всяком случае, как правило, не превышает 15 масс.% от общей массы породы. В целом для аридных красноцветных пород характерны образования, переходные от обломочных к карбонатным (преимущественно к тем их разновидностям, которые могут быть названы пелитоморфными). В тонких фракциях таких красноцветов карбонатная примесь становится настолько обильной, что они приобретают мергелистый состав. Кроме того, среди них появляются прослои и линзы мергелей, известняков и доломитов. Для докембрийских аридных красноцветов типичны ассоциации с медистыми песчаниками.

В гумидных зонах красноцветные терригенные породы практически лишены примеси карбонатного материала или содержат его в количестве, не превышающем 10 вес.%, а обычно 3—5 масс.% от общей массы породы. Различные представители гумидных терригенных пород докембрия нередко сопровождаются сингенетичными прослоями гематитовых железных руд. Состав обломочного материала красноцветных пород разнообразен и зависит преимущественно от геологического строения областей питания. Широко распространены полимиктовые, аркозовые и разнообразные мономиктовые породы. Наряду с обычными обломочными терригенными красноцветными породами хорошо известны смешанные породы, в которых совместно с продуктами дезинтеграции материала, распространенного в областях питания, присутствуют обломки пород, приносимых непосредственно с переотложением кластики, поступающей из областей питания. Такими процессами являются, с одной стороны, эоловые, которыми может захватываться самый разнообразный по происхождению, в том числе вулканический материал, а с другой — химические, обусловливающие седиментацию солей в бассейне накопления.

В современных представлениях о происхождении красноцветных континентальных отложений господствует две основные концепции. Одна из них в той или иной степени развивает идеи Н. Вальтера об ископаемых пустынях геологического прошлого. Представления Н. Вальтера находили и находят многочисленных сторонников. В частности, М. Жинью склонен относить красноцветные отложения к пустынным образованиям; сходной точки зрения придерживается и К. Глинни. Другая концепция опирается на построения, предполагающие широкое участие древнего аллювия в формировании красноцветных отложений. Поэтому в литературе можно встретить описания, в которых одни и те же красноцветные отложения тех или иных территорий относят то к эоловым, то к аллювиальным образованиям.

Общие закономерности распространения континентальных красноцветных отложений. Геологическая летопись и сохранившиеся памятники древней истории Земли недостаточны для строгого выявления главных закономерностей размещения красноцветных осадочных и осадочно-вулканогенных образований докембрия в пространстве и во времени. Особенно это касается ранних этапов развития процессов красноцветной седиментации. В частности, нижнепротерозойские красноцветы спорадически встречаются среди мощных терригенных образований витватерсранда и гурона; к ним, очевидно, могут быть отнесены и удоканские отложения.

Наши сведения о среднепротерозойских красноцветных отложениях также ограничены. Известно их распространение в трех главных регионах: на северо-западе и востоке Евразии и на севере Северной Америки. Впрочем, можно считать среднепротерозойским также и возраст красноцветных отложений формации Рораима, распространенной на севере Южной Америки. Все эти регионы рассредоточены на земной поверхности, по-видимому, вследствие постседиментационного размыва, хотя вполне вероятно, что и первичных центров красноцветной седиментации в этот этап геологической истории было немного. В целом центрами красноцветной седиментации в среднем протерозое были ограниченные площади, расположенные вдоль окраинных зон древних платформ, в частности Сибирской, Русской и Северо-Американской.

В верхнем протерозое общая картина размещения главных ареалов красноцветной седиментации резко изменилась. Огромные территории Евразии и Африки до сих пор сохраняют в строении осадочного чехла древних платформ более или менее мощные верхнепротерозойские красноцветные толщи. В прошлом эти седиментационные области были еще более обширными, так как в настоящее время они имеют «эрозионные ограничения». Красноцветная седиментация в верхнем протерозое охватила не только разнообразные участки континентов Евразии и Африки, но затронула также Северную и Южную Америку и Австралию. Верхнепротерозойские красноцветные отложения наблюдаются в чехле таких древних платформ, как Сибирская, Русская, Северо-Американская, Африканская, Эриа, Индийская, Австралийская и Китайско-Корейская.

В целом в докембрии происходило накопление красноцветных отложений в различных условиях на протяжении почти 2 млрд. лет. Для того, чтобы определить роль этих отложений в общих процессах докембрийской континентальной седиментации и установить особенности таких процессов, необходимо располагать соответствующими более или менее полными характеристиками рассматриваемых отложений. Эти характеристики могут быть получены прежде всего на основании изучения красноцветных отложений методом формационного анализа, обеспечивающего возможность комплексного подхода к их исследованию.

Типы красноцветных формаций. Различные типы красноцветных формаций отчетливо устанавливаются по определенным устойчивым наборам терригенных пород, встречающихся в одинаковых сочетаниях на разных территориях земного шара независимо от принадлежности к различным стратиграфическим уровням. Исследование естественных разрезов красноцветных отложений и сопутствующих им других осадочных и вулканогенных комплексов служило основой для выделения ряда конкретных формаций. Тщательно анализировались данные о границах этих формаций, об их внутреннем строении, а также о свойственных им парагенезах пород. Определялась, кроме того, общая изменчивость их внутреннего строения, морфология образуемых ими геологических тел и закономерности пространственного размещения. Выяснялись также особенности литологического состава пород и принадлежность формаций к представителям гумидного или аридного ряда, а также их место в вертикальном и латеральном ряду напластований. С учетом всего многообразия полученных данных проводилось сравнение формаций с их аналогами в других районах мира. Считалось, что имеются достаточные основания для выделения соответствующего формационного типа только в том случае, когда характерные черты изученной конкретной формации оказывались достаточно типичными и для ее аналогов на иных стратиграфических уровнях и на других территориям Главную задачу исследования формаций, таким образом, можно видеть в выделении характерных их типов, отличающихся парагенезом пород и особенностями состава, иначе говоря, в типизации формаций.

Прежде всего выделяются две обширные группы красноцветных формаций: осадочные и осадочно-вулканогенные. Каждая из этих групп по составу терригенного материала подразделяется на ряд терригенных карбонатных и терригенных бескарбонатных формаций. Терригенные карбонатные формации принадлежат аридным зонам седиментации, а бескарбонатные — гумидным. В целом среди докембрийских красноцветных отложений в настоящее время известны разнотипные осадочные вулканогенно-осадочные формации. Установлено, что разнообразие формаций зависит не только от их различного тектонического положения, но также и от климатической обстановки, в которой происходит их накопление, от соответствующих обстановок в областях сноса, состава атмосферы и биосферы в период образования осадков, от особенностей вулканической деятельности, а также от влияния других процессов, определяющих те или иные физико-географические обстановки в областях накопления красноцветных формаций. Для выявления всех этих причин, обусловливающих разнообразие парагенезов, и необходим формационный анализ, предложенный и разработанный Н. С. Шатским.

Красноцветные формации обладают не только общими признаками, вообще типичными для красноцветных отложений, но, кроме того, отличаются еще определенными сочетаниями с другими породами, некрасноцветными, разными в различных формациях. В одних случаях в докембрийских красноцветных отложениях встречаются гематитовые прослои, в других — сероцветные медистые песчаники.

Парагенетический подход к исследованию красноцветных формаций позволил выделить в группе докембрийских осадочных формаций гематитовые и меденосные формации и показать, что гематитовые формации — образования гумидного климата, а меденосные — аридного. Установлено, кроме того, что в группе осадочно-вулканогенных формаций парагенезы вулканитов наблюдаются в равной степени как с карбонатными, так и с бескарбонатными красноцветными терригенными породами, что отвечает разнообразию климатических условий, в которых могут быть встречены те и другие ассоциации. Следовательно, по составу осадочных пород осадочно-вулканогенные красноцветные формации могут быть подразделены прежде всего на бескарбонатные и карбонатные. В зависимости же от состава вулканогенных пород, среди которых известны продукты излияний основных, средних и кислых лав, осадочно-вулканогенные формации могут быть базальтовыми, андезитовыми и риолитовыми.

Особое внимание при формационном анализе должно уделяться изучению внутреннего строения формаций, что позволяет выявлять различные фациальные сочетания и фациальные ряды отложений и тем самым определить подходы к различного рода реконструкциям. В качестве примера такого изучения можно привести верхнепротерозойские красноцветные отложения тасеевской серии на юго-западе Сибирской платформы. Характерные черты состава и строения этой серии, а также свойственные ей разнообразные текстурные особенности можно получить только на основании детального изучения конкретных разрезов. Такое изучение показало, что отложения гематитовой формации накапливались на обширных предгорных равнинах, пересеченных временными водотоками, и на аллювиальных равнинах, затопляемых по периферии мелким морем.

Палеоландшафты. Привлекая к исследованию методы сравнительно-литологического изучения и формационного анализа, можно с необходимой строгостью восстановить для различных территорий общие черты палеогеографии и условия седиментации, свойственные минувшим геологическим эпохам. Опираясь на химические, физические, минералогические и литологические данные и на различного рода палеогеографические построения, можно, используя все эти данные, представить общую картину былых геологических событий и условий осадконакопления и реконструировать, таким образом, древние ландшафты.

Разработка проблемы восстановления первичного облика древних континентальных ландшафтов возможна на основе наиболее полного знания ранних стадий формирования земного лика в докембрии. Важность такого исследования определяется тем, что докембрийские процессы формирования земного шара по длительности превышают более чем в 6 раз всю последующую геологическую историю.

Говоря о ландшафтах, необходимо иметь в виду типичные черты обширных пространств земной поверхности, определяемых свойственными им физико-географическими условиями, запечатленными в продуктах седиментации. Следуя такому наиболее общему определению понятия ландшафт, можно легко представить, что палеоландшафты могут быть восстановлены по данным изучения синхронных им осадков. Иными словами, реконструировать ландшафты прошлого можно, основываясь на всестороннем и достаточнодетальном изучении отложений, накопившихся в эпоху их формирования под влиянием сложившихся в это время физико-географических условий. Очевидно, что любая осадочная порода континентального происхождения представляет собой конечный продукт длинной цепи геологических процессов, включающих выветривание и эрозию пород в областях сноса, транспортировку в той или иной воздушной или водной среде, отложение в несколько стадий (таких, как формирование осадка, его уплотнение, литификация и т. д.). Каждый из этих процессов накладывает отпечаток на состав, текстуру и структуру пород.

Научной основой реконструкции палеоландшафтов может быть прежде всего непосредственное сравнение их на основе свойственных им осадков с теми ландшафтами, которые наблюдаются на земной поверхности в настоящее или новейшее время.

Примерами наиболее распространенных современных континентальных ландшафтов, с которыми можно сравнить древние, в первую очередь — докембрийские ландшафты. Такие примеры мы приведем, опираясь на данные об особенностях состава и строения красноцветных отложений, являющихся бесспорными континентальными образованиями. В современных условиях накопление красноцветных осадков известно в областях, тяготеющих к экваториальным и отчасти субтропическим климатическим зонам, где они наблюдаются, в пределах более или менее обширных территорий с характерными чертами ландшафтов пустынь, всхолмленных плато, предгорий (пьедмонтов), а также аллювиальных и прибрежных равнин.

Осадочные породы, свойственные каждому из перечисленных ландшафтов, характеризуются определенным составом, текстурными, структурными и другими особенностями, позволяющими более или менее полно реконструировать былую топографию местности и выявить типичную для нее гидрографическую сеть. Опираясь на детальное изучение этих пород, можно определить главные черты ископаемого рельефа земной поверхности, на которой шло накопление осадков. При этом следует учитывать, что состав отложений не только отвечает в определенной мере особенностям геологического строения областей питания, но отражает также обстановку седиментации и способы транспортировки осадочного материала. В общем процессе исследования изучение текстурных и структурных особенностей отложений будет способствовать выявлению условий осадконакопления и их литолого-геохимических характеристик. В определении специфики осадконакопления велика также роль ископаемых остатков, свойственных тем или иным континентальным отложениям. Учитывая, что в областях континентальной седиментации процессы накопления и разрушения происходят одновременно, особое значение при изучении континентальных образований имеет определение особенностей гидрологического режима, под влиянием которого вырабатываются разнообразные формы рельефа.

Новейшие пустынные ландшафты сейчас хорошо известны по детальным исследованиям советских и зарубежных ученых. Они занимают около 20% земной поверхности, на которой резко проявлены процессы физического разрушения пород, приводящие к мощным эоловым накоплениям, и которые являются определяющими при выделении этого типа ландшафтов. Однако, кроме эоловых отложений, для пустынь характерен сложный комплекс генетически разнородных образований. Это пролювиальные, аллювиальные и озерные осадки, образующиеся в результате переработки эоловых накоплений. Причем пустынные речные отложения настолько специфичны, что они даже имеют особое название «вади». Своеобразны и пустынные озерные осадки, проявляющиеся в условиях литогенеза типа себхи и плайи. В центральных участках пустынь преобладают, как правило, эоловые отложения, а по периферии наблюдаются перечисленные выше генетические типы. Современные пустыни Сонора, Симпсон и Нефуд слагаются песками, окрашенными в красный цвет.

В целом пустынные отложения представляют собой слои неправильных форм залегания, имеющие вид дюн, барханов и тому подобных образований, обычно более или менее свободно перемещающихся под влиянием воздушных потоков. В ископаемом виде это чистые, хорошо сортированные и окатанные тонкозернистые песчаники с разнонаправленной крупномасштабной косой слоистостью.

Имея в виду докембрийское время, существенно подчеркнуть значение пустынных ландшафтов, распространившихся на всю земную поверхность вследствие полного отсутствия в то время растительного покрова, защищающего от разрушения коренные породы, что приводило к образованию мощных песчаных накоплений. Для выявления докембрийских пустынь необходимо специальное исследование, опирающееся на изучение форм залегания и состава древних осадочных образований, их текстур и других, свойственных им особенностей. Примеры докембрийских пустынных отложений весьма ограничены, но и они нуждаются в более надежных доказательствах. Это некоторые толщи Торридона Шотландии и группы Ватерберг Африки.

Другой тип современных ландшафтов, сопровождаемый красноцветными осадками, представляют всхолмленные плато, примером которых являются некоторые районы Восточной Африки, где накапливаются переотложенные продукты латеритных кор выветривания. Аналоги этих ландшафтов в докембрии могут быть реконструированы по данным изучения рифейских красноцветных отложений Русской платформы. Приподнятые участки фундамента этой платформы в рифее представляли холмистые равнины, подвергавшиеся интенсивному выветриванию, в результате которого образовались сравнительно мощные каолинито-железистые коры выветривания, продукты которых поступали в бассейны рифейской седиментации.

Еще один тип современных континентальных ландшафтов, с которыми можно сопоставлять докембрийские их аналоги, представляют горные ландшафты с сопровождающими их пьедмонтами. Известно, что в предгорных зонах накапливаются мощные комплексы пролювиальных отложений, представляющие собой результат деятельности водных или грязевых потоков, сосредоточенных по окраинам погружающихся бассейнов и образующих веера конусов выноса, иногда срастающиеся в протяженные шлейфы, опоясывающие горные гряды. Эти веера в ископаемом виде представлены главным образом крупнозернистыми песчаниками и конгломератами, отличающимися плохой сортировкой обломочного материала и такой же плохой окатанностью. Для отложений этого типа ландшафтов характерно обилие крупных промоин, косонаслоенных серий и почти полное отсутствие горизонтальной слоистости. Примером красноцветных осадков, отвечающих новейшим ландшафтам пьедмонтов, могут служить поздненеогеновые терригенные толщи серии Сивалик в предгорьях Гималаев. Грандиозная, свыше 5 км, мощность этих отложений свидетельствует об интенсивном погружении предгима-лайской зоны, происходившем одновременно с седиментацией.

Близкого состава и строения докембрийские красноцветные отложения представлены соответствующими толщами тасеевской и уянской серий, а также толщ Торридона, Дабаунта, Гурона. Докембрийским пролювиальным красноцветным отложениям перечисленных комплексов свойствен разнозернистый, нередко грубый и, как правило, полимиктовый состав с плохо или совсем несортированным обломочным материалом. В большинстве случаев — это комплекс отложений предгорных выносов, возникающих в результате деятельности временных потоков. Эти отложения представлены разнообразными красноцветными терригенными породами, включающими различной мощности прослои и линзы совершенно несортированного и плохо окатанного обломочного материала, в котором вперемежку с мелким щебнем, песком и илом находятся гальки и валуны. Терригенные породы, типичные для таких палеоландшафтов, обычно не слоисты, хотя в них и наблюдается грубое переслаивание различной зернистости пачек. Полимиктовый состав этих отложений свидетельствует о незначительной транспортировке обломочного материала из областей сноса, а содержание в этом материале большого количества свежих, почти не претерпевших разложения, зерен полевых шпатов и других минералов — о быстром захоронении осадков. Характерна значительная мощность докембрийских пролювиальных отложений, достигающая нередко многих тысяч метров.

Аллювиальные равнины весьма разнообразны, и именно они при накоплении континентальных отложений являются наиболее распространенным типом ландшафта. В применении к докембрию наибольший интерес представляет анализ аллювия разветвленных рек, для которых характерно преобладание фаций со свойственным им неоднородным литологическим составом отложений. В древних осадках — это чередование конгломератов, песков и реже глин, обломочный материал которых обнаруживает плохую сортировку и окатанность. Породы образуют призмы, веера и шлейфы с присущей им грубой и однонаправленной косой слоистостью. Характерными типами современных аллювиальных, а также прибрежных равнин, в пределах которых отлагается терригенный материал с красящим железистым пигментом, служат некоторые районы Северной Америки, расположенные в низовьях рек Ред-Ривер, Рио-Гранде и Колорадо.

Аналоги соответствующих отложений среди красноцветов докембрия имеются во многих районах распространения красноцветных отложений, к которым принадлежат песчаники и другие красноцветы тасеевской и ятулийской серий, толщи Торридона и Гурона. Эти аллювиальные отложения наблюдаются в плащеобразном залегании на обширных выровненных пространствах. Из-за отсутствия растительности докембрийские аллювиальные равнины были весьма специфичны и представляли обширные участки земной поверхности, пересеченные водными потоками с блуждающими руслами. Типичные черты таких аллювиальных отложений определяются текстурными признаками, запечатленными в различных видах косой и иного типа слоистости, специфическими структурными образованиями на поверхности напластования (промоины, знаки течения, волноприбойные знаки), а также характерными наборами пород. Помимо преобладающих русловых фаций на докембрийских аллювиальных равнинах накапливались также и озерные отложения. Они представлены преимущественно тонкозернистыми терригенными породами, среди которых немало продуктов хемогенной седиментации.

Прибрежные равнины с характерным для них комплексом дельтовых и лагунных отложений относятся к ландшафтам, которые отражают фациальные изменения, приводящие к замещению континентальных красноцветных отложений морскими сероцветными толщами. Примеры таких замещений для докембрийских отложений весьма многочисленны. Особенно выразительны латеральные переходы красноцветных терригенных толщ в морские сероцветные образования в рифейских отложениях Русской, Сибирской и Канадской платформ.

В целом главные генетические типы докембрийских континентальных красноцветных отложений принадлежат ряду элювиальных, пролювиальных, аллювиальных, эоловых, озерных, дельтовых и лагунных образований. Господство именно такого рода образований достаточно строго обосновывается фактическими наблюдениями над особенностями структуры, текстуры и состава отложений, а также условиями их залегания и взаимоотношениями с вмещающими толщами.

Данные о распространении различных генетических типов докембрийских континентальных красноцветных отложений приводят к выводу о том, что накопление этих отложений происходило в большинстве случаев на обширных равнинах, с одной стороны примыкавших к обрамляющим их горным сооружениям, с другой — переходивших в приморские равнинные побережья, временами перекрываемые морскими водами. У горных сооружений накапливались мощные толщи пролювиальных отложений, а предгорные равнины плащеобразно перекрывались аллювиальными, озерными и дельтовыми отложениями, по латерали переходящими в сероцветные морские толщи. В непосредственной близости от невысоких гор и выровненных плато, на которых развивались коры выветривания, накапливались элювиальные и другие континентальные отложения.

Для успешного решения рассмотренного круга проблем, связанных с изучением докембрийских ландшафтов, в Институте литосферы АН России по инициативе академика А.В. Сидоренко разработана соответствующая программа, предусматривающая определенную последовательность развертывания исследований. На первоначальном этапе определяются состав и возраст континентальных отложений, а также проводится их корреляция. Этот этап работы опирается на детальное и всестороннее изучение природных разрезов. В связи с изучением состава пород, их возраста и вопросов корреляции важно подчеркнуть значение исследований, направленных одновременно на детальное изучение структур и текстур и на аутигенное минералообразование. Знание состава и типичных черт пород позволит провести необходимые сравнения и выявить свойственные изучаемым отложениям парагенезы пород и представляющие их типовые формации или ассоциации осадочных континентальных образований, характерные для различных стратиграфических уровней докембрия. Таким образом, появится перспектива выявления общих закономерностей размещения докембрийских континентальных отложений в пространстве и во времени.

Все сказанное позволит перейти к следующему этапу исследований, т. е. к реконструкциям палеоландшафтов областей накопления континентальных отложений докембрия. В процессе выявления докембрийских континентальных ландшафтов необходимо располагать данными, характеризующими современные и новейшие ландшафты, которые должны быть типизированы в соответствии с задачами проводимого исследования.

Опираясь на сравнительно-литологическое изучение и на актуалистические построения среди осадочных комплексов, характеризующих новейшие ландшафты, всегда можно выделить определенные отложения, признаки которых могут быть установлены в древних литологических комплексах в качестве реликтовых, позволяющих выявить типичные черты палеоландшафтов. Поскольку древние ландшафты запечатлены в продуктах седиментации, они могут быть восстановлены главным образом на основе изучения типовых формаций, выявляющих фациальные сочетания, которые вскрывают связи процессов седиментации с древними ландшафтами.

При этом важно учитывать рассмотренные нами примеры докембрийских континентальных ландшафтов, уже известных в настоящее время, хотя и недостаточно еще изученных с точки зрения задач палеоландшафтоведения: 1) древние пустыни, 2) предгорные равнины, включающие пояса пролювиальных и речных конусов выноса, 3) всхолмленные плато, 4) великие аллювиальные равнины со сложно распределенными внутри них погребенными речными долинами и озерами, 5) прибрежные равнины, сопровождаемые пляжевыми, дельтовыми, лагунными и другими аналогичными образованиями.

Рассматривая проблему происхождения докембрийских ландшафтов, следует учитывать роль органического вещества, климата, вулканизма, тектоники и других факторов; оценить значение их возможно только на основе сравнительно-литологического и формационного исследований. При этом следует подчеркнуть, что изучение докембрийских континентальных палеоландшафтов исключительно важно еще и в целях выявления состава первичной земной атмосферы и ее общей эволюции на ранних стадиях развития Земли.

Этапы и главные рубежи красноцветной континентальной седиментации. На протяжении докембрийской истории Земли процессы континентальной красноцветной седиментации то усиливались, то угасали. В их общем развитии могут быть намечены хронологические рубежи, которым отвечает появление новых красноцветных формаций, нетипичных для более ранних эпох. Таких рубежей в настоящее время может быть выделено по крайней мере три: нижнепротерозойский, среднепротерозойский и верхнепротерозойский. Эти рубежи разделены этапами красноцветной седиментации, отвечающими соответственно нижнему, среднему и верхнему протерозою.

Возможно, что красноцветные отложения впервые появились в архее. но об этих ранних этапах седиментации мы располагаем крайне ограниченными сведениями, поскольку пока остается неизвестным, какие именно метаморфические комплексы им отвечают. Во всяком случае можно утверждать, что на рубеже архея и протерозоя уже существовала принципиальная возможность накопления континентальных красноцветных отложений. Именно для этого времени могут быть достаточно строго установлены следующие факторы, необходимые для образования таких отложений: 1) в атмосфере появился свободный кислород, 2) существовали стабильные участки земной поверхности с континентальными ландшафтами, 3) из областей сноса поступал пигментирующий красноцветный материал, 4) в источниках сноса и в бассейнах седиментации преобладал жаркий климат.

И все же мы пока располагаем немногочисленными примерами красноцветных отложений с возрастом, отвечающим нижнему протерозою. Их представители — красноцветы, спорадически встречаемые в разрезах гуронской и витватерсрандской систем, а также, по-видимому, потерявшие при метаморфизме свою первоначальную окраску отложения удоканской серии. Среди нижнепротерозойских красноцветных отложений господствуют разнообразные, преимущественно бескарбонатные полимиктовые терригенные породы, принадлежавшие формациям гумидного ряда. В целом нижнепротерозойские красноцветные формации, появившиеся в разрезах осадочной оболочки Земли на рубеже 2,2—2,3 млрд. лет, определяют начальный этап типичной континентальной красноцветной седиментации.

Среднепротерозойские красноцветные отложения сравнительно широко распространены на поверхности Земли. По ним выявляется характерная черта этого периода красноцветной седиментации, выраженная тем, что ей постоянно сопутствует более или менее интенсивная вулканическая деятельность. Это, по-видимому, не случайно, так как области накопления красноцветных вулканогенно-осадочных формаций этого этапа докембрийской истории сосредоточены главным образом в тектонически активных зонах. В среднем протерозое такие формации занимали сравнительно ограниченные площади по окраинам древних докембрийских платформ.

На Сибирской платформе, в частности, разнообразные, в том числе красноцветные породы акитканской серии приурочены к огромной протяженности линейной зоне. Красноцветные осадочно-вулканогенные андезито-дацитовые и риолитовые формации залегают здесь в узком грабенообразном прогибе, следуя вдоль края предполагаемого древнего горного сооружения. В аналогичных прогибах сосредоточены и другие осадочно-вулканогенные формации на Русской (овручская и ятулийская серии) и Северо-Американской (толщи Мартин, Дабаунт) платформах. Во всех этих регионах красноцветная седиментация осуществлялась на сравнительно небольших участках земной поверхности, в грабенообразных впадинах, ограниченных разломами, расчленяющими фундамент к прогнутым зонам, сопровождающим краевые зоны древних платформ северного полушария. Общая картина размещения осадочно-вулканогенных красноцветных формаций в системе тектонических впадин, рассекающих основание древних платформ, достаточно очевидна, и соответственно взаимосвязь распространения среднепротерозойских вулканогенно-красноцветных толщ с зонами тектонических деформаций устанавливается сравнительно четко. С появлением на границе среднего и верхнего протерозоя обширных устойчивых платформ площади седиментации расширились соизмеримо с масштабами самих этих платформ и распространились не только на северное, но и на южное полушарие.

Верхнепротерозойские красноцветы на платформах Сибирской, Китайско-Корейской, Русской, а также в ряде районов Африки и Австралии относятся к образованиям гумидного ряда, вследствие чего слагающие их терригенные породы не только практически лишены карбонатных примесей, но отличаются еще и присутствием гематитовых прослоев, образующих в некоторых районах рудные скопления. Такие красноцветные терригенные бескарбонатные породы верхнего протерозоя, сопровождаемые включениями и прослоями гематита, отчетливо обособляются в качестве представителей гематитовых формаций. Среди верхнепротерозойских красноцветных отложений известны и другие типы красноцветных формаций, в частности меденосные и вулканогенноосадочные. Однако распространение меденосных формаций для рассматриваемого периода времени не типично, поскольку бескарбонатные терригенные отложения верхнепротерозойского этапа красноцветной седиментации принадлежат преимущественно образованиям жаркого гумидного климата. Что касается вулканогенно-осадочных красноцветных формаций, то в верхнем протерозое они встречаются сравнительно редко и, как правило, сопровождаются породами базальтового ряда.

В целом процессы континентальной красноцветной седиментации с большей или меньшей интенсивностью периодически происходили на протяжении длительной геологической истории Земли, охватывающей более 2 млрд. лет. Сравнение свойственных этим процессам формаций приводит к выводу об их неравномерном распределении в разрезе осадочной оболочки нашей планеты. Установлено, что некоторые формации устойчиво сохранялись на различных стратиграфических уровнях; другие, появившись на ранних этапах геологической истории, вскоре исчезали, вследствие чего в разрезах, отвечающих более поздним периодам времени, не обнаруживаются; третьи, наоборот, впервые появились на различных, более поздних этапах континентального красноцветного породообразования. Соответственно выделяются сквозные, отмирающие и зарождающиеся красноцветные формации.

Изменение состава типовых формаций свидетельствует об эволюции условий континентальной красноцветной седиментации в истории Земли. Так, например, типичные для докембрия гематитовые формации в поздние этапы палеозойской красноцветной седиментации сменялись угле- и бокситоносными формациями, а на рубеже докембрия и кембрия красноцветные образования пополнились эвапоритовыми формациями. Приведенные данные восстанавливают исторический ход красноцветного породообразования в целом и в дальнейшем должны быть дополнены более детальными разработками, на основании которых можно будет проследить эволюцию однотипных красноцветных формаций.

Общие металлогенические аспекты изучения красноцветных формаций. Общая систематика красноцветных формаций и выявление свойственных им признаков приобретает практический смысл, поскольку знание того, с каким типом этих формаций приходится сталкиваться в различных районах, может определить перспективы поисков определенных видов полезных ископаемых. Вследствие того, что разного типа красноцветные формации приурочены к различным возрастным срезам, могут быть выделены соответствующие стратиграфические уровни, благоприятные для поисков определенного типа месторождений. Выявленная, например, приуроченность гематитовых формаций к верхнему протерозою ставит вопрос о том, что именно этот стратиграфический уровень представляет практический интерес для поисков железных руд. Медистые песчаники образуются в красноцветных отложениях различных уровней докембрия. Наряду с нижнепротерозойскими удоканскими и африканскими медистыми песчаниками известны и верхнепротерозойские. Учитывая существенную роль вулканизма в процессах докембрийской красноцветной седиментации и осадочном рудообразовании, можно полагать, что и в красноцветных осадочно-вулканогенных формациях возможно появление тех или иных рудных скоплений, представляющих практический интерес. В частности, следует иметь в виду, что с этими формациями связаны меднорудные залежи.

В общем же металлогенические аспекты изучения красноцветных формаций включают разработку следующих основных вопросов: а) выявление основных критериев прогнозирования поисков россыпных, остаточных (коры выветривания) и других типов осадочных месторождений полезных ископаемых, связанных с континентальным литогенезом, б) определение типов полезных ископаемых, свойственных различным палеоландшафтам — древним пустыням, всхолмленным плато, предгорным, а также аллювиальным и прибрежным равнинам, в) анализ закономерностей пространственного и хронологического размещения полезных ископаемых в континентальных отложениях докембрия.

Подводя итог приведенным в данной статье сведениям, отметим, что по мере развертывания работ по другим типам континентальных отложений общий фронт намечаемых исследований, несомненно, претерпит изменения, но следует полагать, что основные его позиции сохранятся, а главные контуры путей изучения красноцветных отложений окажутся приемлемыми в познании также и других континентальных комплексов и в целом будут способствовать созданию реальной основы для разработки общей теории континентального литогенеза в докембрии.





Яндекс.Метрика