Back Up Next

СРЕДНЕПАЛЕОЗОЙСКИЙ БАССЕЙН,
ГЕОФОРМАЦИИ И ГЕОДИНАМИКА УРАЛА

Фролов В.Т.

МГУ, Геологический факультет, Москва

        Урал привычно воспринимается как линейная структура. Внешне это так и выглядит: по крайней мере, две его субструктуры – Магнитогорско-Тагильский синклинорий (МТС) и Центрально-Уральский антиклинорий (ЦУА) однонаправлены, практически одновозрастны и почти непрерывны. Однако геоисторический анализ Южно-Уральского сектора позволяет считать, что современный структурный план в основном постгеосинклинальный, т.е. относительно молодой, позднепалеозойско-мезозойский. В силуре и девоне зона Уралтау и Восточно-Уральский антиклинорий (ВУА) не были выражены в рельефе и Южно-Уральский бассейн (ЮУБ) в среднем палеозое объединял все территории от Залаирского синклинория (ЗС) на западе до Восточно-Уральского синклинория (ВУС) или еще какой-то части каледонид под мезозойско-кайнозойским чехлом Западно-Сибирской плиты. С севера этот бассейн ограничен Уфимским выступом и его восточным продолжением. На его широте МТС практически пережимается, его границы сильно отклоняются на восток и фации, возможно, соединяются с ВУС, который севернее широты Карабаша резко и сильно (почти в 4 раза) расширяется, главным образом за счет ВУА: последний в районе Каслей практически пережимается и почти соединяется с ЦУА в районе Уфимского выступа. Субширотные структуры, возможно осложненные северо-западными (тиманского направления?) разрывами, вероятно, со сдвиговой составляющей, продолжаются в фундаменте Западной Сибири, отражаются в ее чехле, т.е. являются долгоживущими и более древнего заложения по сравнению с меридиональными, на последнем, позднегеосинклинальном и орогенном развивавшимися как надвиги с западной вергентностью.

        Южное ограничение бассейна менее определенно, вероятно - это субширотные структуры Донецко-Устюрской зоны и Туранской плиты. ЮУБ, следовательно, имел овальную или ромбовидную форму, ширину около (или не менее) 400 км и длину до 700 км. И форма, и размеры типичны для бассейнов-звеньев Альпийского и других складчатых поясов, для котловин Средиземного, Черного морей, Южного Каспия, межамериканских и всех окраинных морей на востоке Азии и Австралии. Общим для них является позднетретичное время образования в результате быстрого тафрогенеза после интенсивного, вероятно, «рассеянного» рифтинга. Структурное, формационное, геодинамическое и геоисторическое сходство с ними ЮУБ позволяет довольно обоснованно предположить, что и он образовался в результате рифтинга и тафрогенеза. С конца ордовика до начала позднего палеозоя на Южном Урале доминировал геодинамический режим растяжения, сменившийся в карбоне режимом сжатия, на который можно «списать» развитие надвигов и затухание вулканизма. Однако рифтинг (Магнитогорский прогиб и ВУС, ранний карбон) и грабенообразование (Челябинский грабен, триас) – свидетельства растяжений и деструкции коры и на этом финальном этапе.

        ЮУБ в среднем палеозое был весьма неоднороден, что и выявилось уже в позднем палеозое, и сохраняется до настоящего времени чередованием поднятий и прогибов, антиклинориев и синклинориев. Однако и изначальная их общность проступает достаточно определенно и она выражается самым важным атрибутом бассейнов – геоформациями, к тому же формировавшимися субсинхронно. В силуре в Магнитогорском синклинории (МС) почти повсеместно изливались толеитовые базальты, в баймак-бурибаевской свите4 (до 3-4 км) с подушечной отдельностью, местами с контрастными эффузивами – риолитами, в поляковской свите - мощными массивными с диабазовыми силлами. В ВУС также почти повсеместно разрез начинается со спилитовой, местами (В.А. Коротеев и др.) с порфиритово-базальтовой формации нижнего силура, местами с риолитами (мощность 1-1,5 км). Нередки, например, в Режевском районе и диабазы. Излияния были трещинными и большей частью глубоководными, практически не сопровождавшимися эксплозиями и терригенным сносом. Характерно и отсутствие известняков, а подчиненные экзолиты представлены яшмами, яшмоидами, кремнями, ферриоксидами с той или иной примесью глинистого материала.

        Во второй половине силура и в нижнем девоне наряду с толеитовыми базальтами, часто тесно ассоциирующимися в контрастных формациях с риолитами, в ряде зон стали формироваться уже дифференцированные порфиритовые базальт-андезибазальтовая (ирендыкская свита в МС, до 3-3,5 км), полно дифференцированная и существенно андезитовая (до 1,5 км) формации в ВУС. С усложнением состава вулканитов становится контрастным и рельеф дна бассейна, но не вследствие поднятий еще «спящих» блоков сиалической коры, а в результате интенсивного вулканизма: вулканы центрального типа создавали вулканические цепи типа современных островных дуг, тем более, что и тип вулканитов сходен. На этих вулканах стала возможной и эксплозивная деятельность, а также интенсивное рифообразование, начавшееся еще в лудловском периоде (Вознесенский риф). Тут следует сразу отметить обычную ошибку – почти десятикратное завышение количества туфов: подсчет объемов пирокластолитов и экзокластолитов на современных вулканах разного типа и географического положения показал их соотношение от 1:10 до 1:15. 90% тефры переоткладывается вскоре после извержения и становится обычным песком, дресвой или более грубым экзолитом, который по вулканическому составу нередко считается туфом, т.е. генетическим типом, документирующим факт извержения. В этом случае вулканы становятся похожими на пулеметы, беспрерывно выбрасывающими пирокласты и формирующими слой за слоем туфы, чего не бывает. В конце силура и в раннем девоне экзогенных обломочных пород становится больше, чем эффузивов вместе с туфами. Среди экзолитов резко доминируют коллювий, в основном подводный, и турбидиты, фоновым элементом в циклитах которых часто являются яшмовидные силициты.

        В среднем девоне общие черты вулканизма, как и магматизма в целом, в МС и в ВУС сохраняются, а сам вулканизм становится еще более разнообразным, представленным в МС контрастной толеитово-базальтовой (с риолитами и дацитами) формацией (карамалыташская свита, в основном эйфель, 0,6-2,3 км) спилитовой в ВУС (эйфель, до 0,6 км), и формацией полного набора эффузивов от базальтов до риолитов (улутауская свита МС, живет, 0,5-1,7 км и аналогичные вулканиты среднего девона, преимущественно живета, 0,5-0,6 км, в основном на севере ВУС). Процессы и условия накопления пород формаций среднего девона были самыми разными: подводными и наземными (подчиненными), глубоко- и мелководными, излияния трещинными и в вулканах центрального типа, очаги расплавов находились на разных глубинах и резко отличались длительностью «застойнности» (от нулевой до весьма продолжительной) и соответственно степенью контаминации коровым материалом. По зонам резко меняются не только вулканиты, но и осадочные породы, нередко доминирующие в разрезах формаций. Из экзолитов доминируют турбидиты, подводный коллювий, часто глыбовый и конгломератовый, яшмы и кремни, известняки и глинистые породы. Ближайшие аналоги – снова системы островных дуг и другие подвижные пояса геосинклинального типа.

        Франский век отмечен сокращением вулканических площадей, особенно в южной части ВУС. В МС во второй половине франа и в начале франа сформировалась также в основном невулканитовая колутбановская свита максимальной мощностью (1,2 км) в северной части вновь образовавшегося узкого и глубокого Кизильского прогиба, отличавшейся интенсивным вулканизмом. Это базальты и андезибазальты порфирового типа, близкие к ирендыкским, имеющие некоторые черты трапповых магматитов (Т.И. Фролова) формировавшиеся явно в условиях более жесткой коры, что участками приводило к заметной ее ассимиляции и развитию известково-щелочных вулканитов. Отдельные вулканы действовали в Вознесенской, т.е. в западной зоне МС (гора Ауштау и др.) и Учалинской зоне. Большая часть фамена практически авулканична.

        После перерыва вулканическая деятельность возобновилась лишь в единичных рифтовых прогибах: в МС это осевой Кизильский, а также всегда активно-вулканичный Приуралтауский и восточный Устино-Амурский, в ВУС – в еще меньшем числе структур. Вулканизм был пестрым по составу и типам, особенно в турне-раннем визе (березовская свита, до 2,5 км): несмотря на доминирование базальтов (преобладают афировые массивные типы) – многие десятки мощных потоков, часто разделенных известняками – заметное (10%) участие риолитов позволило считать эту формацию контрастной базальт-риолитовой. В краевой части Восточно-Кизильской зоны доля риолитов уже 86%. Эта формация постепенно сменяется существенно риолитовой (кизильская свита, верхнее визе-намюр, 0,6-1,3 км), включающей базальты, андезиты, дациты, причем все эти эффузивы существенно щелочные и требуют приставки «трахи».

        Эффузивный процесс сопровождался также разнообразным и интенсивным субвулканическим – формированием комагматичных малых и средних интрузивных тел и массивов. Кроме того, формировались более глубинные (глубина формирования 0,2- 2 км) интрузии, комагматичность которых с эффузивами менее ясна. Еще более глубинные в пределах прогибов интрузивы можно только в общем сопоставить с крупными циклами вулканизма. Не обнаруживают непосредственной связи с ними гранитоиды внутренних и обрамляющих поднятий и тела гипербазитов, приуроченных к глубинным разломам, прежде всего к самому крупному Приуралтаускому (с востока).

        Осадочные члены вулканических формаций и редкие почти чисто осадочные формации среднего палеозоя по объему примерно в два раза превышают эффузивы и туфы, что характерно и для современных геосинклиналей – островодужных окраин континентов, а также для вулканических звеньев Альпийского пояса. Вероятно, это максимальное содержание в разрезе непереотложенных вулканитов, и оно может рассматриваться как максимальный кларк для наиболее вулканичных подвижных поясов. Почти чисто осадочными можно считать яшмовую (бугулыгырская свита, верхи эйфеля-низы живета, до 200 м), кремневую (мукасовская свита, верхи живета-низы франа, до 400 м), и флишевую формацию (зилаирская свита, фамен-турне, 0,5-2 км), а также практически постгеосинклинальные пантрансгрессивные известняковые формации верхов нижнего карбона-среднего карбона (шартымская и уртазымовская свиты, вместе до 500 м), т.е. уже верхнего палеозоя, когда основное осадконакопление совершалось за пределами ЮУБ – на западном склоне и позже в Предуральском прогибе. Важно однако отметить момент ясного «проявления себя» для Уралтау – это базальные конгломераты из его пород в уратазымской свите московского яруса среднего карбона: в ЮУБ только с этого времени возникло поднятие, отделившее МС от Залаирского синклинория. Вероятно, и ВУА существенно был поднят и этому времени, хотя его воздымание началось еще в фаменское время, когда восточная часть МС стала поставлять обломочный материал для мощной зилаирской свиты, и он свободно переваливал через зону Уралтау в Зилаирский прогиб. Туда перемещались и крупные тела надвигов и шарьяжей.

        Гибридность большинства геоформаций ЮУБ позволяет восстанавливать порождавшие их геообстановки как по вулканитами, так и по осадочным их членам, и это дублирование усиливает информативность формаций. Осадочные члены, как экзогенные формации в целом свидетельствуют о морских условиях формирования не только их самих, но и подавляющего большинства вулканитов, переслаивающихся практически лишь с турбидитами или подводным коллювием: обвальными, осыпными и оползневыми (в том числе и с олистостромами) отложениями. Эти генотипы и стоящая за ними практически постоянная глубоководность типичны для всех современных и древних котловинных бассейнонов: средиземных и окраинных морей и внутриконтинентальных пресноводных рифтовых водоемов типа Байкала, Восточно-Африканских озер и мезозойско-кайнозойских озер Восточного Китая. В ЮУБ не установлены шельфовые отложения и обстановки, а часто возникавшие биорифовые массивы, нередко оказывавшиеся перемещенными олистолитами, подтверждают вывод о молодости и расчлененности (крутосклонности) рельфа, неразвитости или узости шельфов и изменчивости глубин над гребнями вулканов и вулканоаккумулятиных хребтов, нередко оказывавшихся выше уровня моря. Моря были тепловодными, а постоянные фоновые кремни и яшмы, сопровождающие образование всех формаций с ордовика до конца девона, этому не противоречат, но требуют объяснения: почему эти тиховодные и часто глубоководные седилиты лишены известкового зоо- и фитопланктона, как будто это своеобразный доманик. Но этому противоречат яшмы (окислительная среда у дна и в осадке). Не в КГК ли (критическая глубина карбонатонакопления) здесь дело? Вопрос не решен.

        Среди осадочных формаций ЮУБ нет ни одной океанической: все они геосинклинальные, к каким относятся и формации переходной зона востока Азии и Австралии, а также и средиземные моря. Хотя вулканические формации менее специфичны, т.е. могут обнаруживать сходство с эффузивами (срединно-океанических хребтов (СОХ)), других хребтов и океанических котловин, все же в целом они иные, по большому числу признаков ближе стоящие к вулканоформациям активной континентальной окраины (АКО), хотя отличающиеся от них. В ЮУБ лишь зона главного, Восточно-Приуральского разлома, максимально насыщенного крупными телами офиолитов, т.е. наиболее глубинного заложения, характеризуется низкокалиевыми толеитовыми базальтами, и по другим геохимическим особенностям весьма сходными с толеитами СОХ. Несколько больше распространены базальты, имеющие сходство с базальтами океанических, окраинноморских и средиземноморских котловин – плато-базальтами с чертами траппов (Т.И. Фролова). Этого однако недостаточно, чтобы привлекать модель Уральского океана для среднего палеозоя ЮУБ, как и более северных звеньев Урала.

        Для этого нет не только объема вещества дна якобы захлопнувшегося океана и никаких намеков на субдукцию, но нет и историко-геологических предпосылок. Наоборот, геоисторический анализ Урала и более обширной области – Западной Сибири, Центрального Казахстана и других звеньев Урало-Монгольского подвижного пояса не оставляет места для этого мифического океана, судьба которого аналогична мифу об океана Тетис, возникшему на много раньше, в романтическом веке геологии, что и извиняет его появление. Число разочаровавшихся растет: для Альпийского пояса он становится ненужным и даже тормозящим современное познание строения и истории этой классической, учебной структуры. Миф Уральского океана возник в последние 15-20 лет и не из геологии региона, а дедуктивно, теоретически, исходя из веры в тектонику плит, в «наконец-то появившуюся теорию», которую можно уже не доказывать, а просто прикладывать к новым, неосвоенным территориям. Завоевание становились все более успешными, число обращенных лавинно увеличивалось, пока не наметилась обратная тенденция, основанная не только на критике (фактической, логической и философско-натуралистической), но и на разработке реальной альтернативы. Она на новом фактическом материале при более последовательном применении историко-геологических и геофизических подходов и методов регенерирует идеи одного из выдающихся отечественных геологов – В.В. Белоусова об организации континентальной коры и следующем за нею тафрогенезом. Непредвзятое, объективное фактическое изучение зоны перехода континента Азии к Тихому океану петрологами и геологами МГУ оказалось более продуктивным для более правильного познания геодинамики этой ныне самой активной зоны – современной эвгеосинклинали и определения ее основной тенденции, прямо противоположной той, какую предложила тектоника плит: здесь происходит не созидание континентальной коры за счет океана, а наоборот идет, пока возможно, даже с ускорением деструкция континента и океанизация его все новых и новых. восточных. зон.

        Южно-Уральский бассейн, как и Урал в целом, становится, как и Альпийский пояс, тектонотипом геосинклинальных структур – недоразвитых океанов. В составе Урало-Монгольского складчатого пояса Урал, вероятно еще с середины протерозоя, но более активно - с рифея, становится зоной приложения эндогенных сил, которые, циклично активизируясь и затухая, проявлялись до начала мезозоя, обеспечивая прогревание, ассимиляцию и замещение мантийным веществом и его дифференциатами слоев земной коры, рифтинг, умеренный раздвиг, тафрогенез, орогенез. И этот цикл повторялся 3-4 раза. Переориентация гипоцентров тепловой магматической активности в начале мезозоя изменило глобальный структурный план: в местах современных океанов невиданный на Земле по своей мощи и активности тектоно-магматический процесс пошел дальше, чем это осуществлялось на Урале или в Альпах и привел к образованию настоящих океанов, каких, вероятно, еще не было на Земле. Этот процесс не затухает, а усиливается, что позволяет прогнозировать его последствия.

Работа выполнена при поддержке научного фонда «Университеты России».