Александр Конюхов - Геология океана: загадки, гипотезы, открытия
Важнейшим следствием описываемых процессов является возникновение металлоносных илов, встречающихся на дне рассольных впадин. Поднимаемые со дна колонки осадки поражают своим необычным обликом, и прежде всего окраской. Это фиолетовые, оранжевые, коричневые, красные илы, слагающие отдельные прослои толщиной 2—15 см, очень мягкие и влагонасыщенные. Однако между ними залегают пропластки очень плотных корок. Исследование под электронным сканирующим микроскопом показало, что они сложены игольчатыми кристаллами и агрегатами арагонита — карбонатного минерала, широко распространенного в различных структурно-тектонических зонах Красного моря. Арагонитовыми корками покрыты коренные породы, слагающие сбросовые уступы и даже выступы молодых базальтов в экструзивной зоне.
Металлоносные илы содержат высокие концентрации цинка, свинца, меди и других металлов, заключенных в слойках экзотических цветов. Эти концентрации имеют диагенетическое происхождение, т. е. большая часть металлов осаждалась из рассольных седиментационных вод, захороненных в осадках. В рассолы же они перешли из солей миоценового возраста после их растворения. Впрочем, нельзя исключать, что значительные количества металлов поступали в наддонные воды в составе гидротермальных растворов. Выходы гидротерм были обнаружены советскими гидронавтами при погружениях на подводном аппарате «Пайсис» во впадине Атлантис II.
Металлоносные илы представляют собой полезное ископаемое, могущее иметь практическое значение. Все вышесказанное убеждает в том, что Красноморский рифт — уникальное образование с характерными только для него седиментационными обстановками. Как увидим ниже, аналогичные условия могли существовать в различные эпохи мезозоя и кайнозоя, когда зарождались современные континентальные окраины в Атлантическом и Индийском океанах при распаде древних суперконтинентов — Пангеи и Гондваны.
Распад Пангеи в ГондваныВ середине палеозойской эры поверхность Земли была совершенно непохожа на современную. К этому времени сложились два континентальных конгломерата: один — лавразийский, другой — гондванский. Каждый из них состоял из нескольких древних материковых глыб, спаянных между собой, словно сварными швами, горно-складчатыми поясами: Урало-Пайхойским, Уачита-Аппалачским, Вариско-Кавказским и др. Гондванский конгломерат располагался преимущественно в южном полушарии и стал ареной мощного позднепалеозойского оледенения. Лавразийская глыба простиралась через тропики и субтропики. Однако на значительной ее площади господствовали аридные условия. К середине каменноугольного периода эти суперконтиненты сначала сблизились, а затем сомкнулись в полосе современного Западного Средиземноморья и Мексиканского залива. Возникло новое образование, которое геологи нарекли Пангеей (рис. 15). В долгой истории Земли было не так много эпох, когда практически все материковые глыбы соединялись вместе, в одну или две группы. Вокруг Пангеи простирался безбрежный океан. Ряд заливов, словно клинья, вдавались в глубь этого суперконтинента. Самый крупный из них отделял Азиатский выступ Пангеи от Индостанско-Австралийского. Этот океан получил название «Тетис». Внутренние области суперматерика стали пустынями. Их поверхность покрывали поля дюн и усыхающие эпиконтинентальные моря, на дне которых отлагались толщи солей.
В южной части Пангеи еще сползали с возвышенностей ледники, когда проявились первые признаки неустойчивого состояния, в котором оказалась тектоносфера на рубеже палеозоя и мезозоя.
В конце перми и начале триаса произошли расколы земной коры. Гигантские разломы рассекли земную кору в основном на стыке Лавразийского и Гондванского мегаблоков. Вдоль этих провалов, заполнившихся вскоре водой, изливались базальтовые лавы, а кое-где случались и вулканические извержения. С течением времени рельеф суши становился все более изрезанным и контрастным. Наконец отдельные трещины стали сливаться вместе, образовав единую разветвленную систему прогибов, которые были обрамлены глыбовыми хребтами. Ландшафт ряда внутренних областей Пангеи, видимо, стал напоминать современную Восточную Африку. Сложилась протяженная система континентальных рифтов, где возникли крупные и мелкие озерные водоемы.
Рис. 15. Глобальная палеогеографическая схема для позднекаменноугольной эпохи [Morel, Irving, 1978]
Одна система континентальных рифтов, огибая Багамский выступ, из района современного Мексиканского залива простиралась вдоль Аппалачских гор, к тому времени уже в значительной степени срезанных эрозией. Рифты развивались навстречу Тетису, глубоко вклинившемуся в Пангею на востоке. Другая цепочка рифтов образовалась в южной, гондванской части суперконтинента. Рифты, словно трещины на расколотой тарелке, избороздили ее от края до края. Тем самым наметились направления основных расколов, которые вскоре привели к разделению Пангеи на Лавразийский и Гондванский континентальные блоки, а потом и на более мелкие фрагменты. Развитие континентальных рифтов продолжалось несколько десятков миллионов лет. За это время в рифтовых прогибах и грабенах сформировались мощные толщи весьма однообразных отложений. В северной цепочке прогибов накапливались конгломераты, красноцветные песчаники и глины с горизонтами ангидритов, доломитов и галита, в южных прогибах — те же терригенные красноцветы. Здесь, однако, распространены толщи сероцветных песчаников и глин. Они включают угли и углистые глины, а иногда и соли. Триасовый период стал временем широкого распространения глинистых минералов с четко упорядоченной структурой — корренситов, в дальнейшем почти не встречавшихся в осадочных разрезах. Но самое главное, он ознаменовался началом распада гигантского суперконтинента — процесса, в конечном итоге приведшего к формированию современного лика нашей планеты.
Сейчас еще трудно определить, когда произошло полное расщепление континентальной коры и на месте наземных рифтов возникли первые участки с океанической корой. Глубоководным бурением в Северной Атлантике был доказан оксфорд-кимериджский возраст коры в пределах материкового подножия США. Однако нельзя исключать, что более древние ее блоки находятся под самим континентальным склоном, где они перекрыты мощными комплексами отложений и потому не могут быть вскрыты при нынешних возможностях бурения. Косвенные же данные свидетельствуют о том, что возраст самых древних участков коры с типично океанической структурой не превышает 180—160 млн лет, т. е. является средне-позднеюрским. Таким образом, процесс раскола континентального субстрата Пангеи протекал чрезвычайно долго, примерно 80—100 млн лет. Однако это был только первый акт драмы. Он завершился возникновением протоокеанической впадины Центральной Атлантики, отделившей Африкано-Южноамериканский выступ Гондваны от Северо-Американской глыбы, которая в полосе от Гренландии до Британских островов еще соединялась с Евразией.
Судя по отложениям, вскрываемым в прогибах Марокканской Месеты, в Новошотландском и Лабрадорском бассейнах Канады и в Западном шельфовом бассейне Англии, на первых этапах раскрытия эта впадина очень напоминала современный Красноморский рифт. Упомянем хотя бы о широком распространении на окраинах Центральной Атлантики триасовых и нижнеюрских солей, которые обнаруживаются ныне в полосе от банки Роккол (к западу от Ирландии) через район Гибралтара до Сенегала, а на западе — от Лабрадора до района банки Джорджес (атлантическая окраина США). Эти соли занимают здесь примерно то же место, что и миоценовые в Красном море. К концу юры оба залива — древний на востоке и вновь сформировавшийся на западе — образовали единый океан Тетис с общей системой водной циркуляции. С этого момента на огромных пространствах от Мексиканского залива до Памира формировались практически идентичные комплексы отложений: в титоне — рифовые и лагунные известняки, в раннем мелу — карбонатные банки, разделенные языками дельтовых и прибрежношельфовых песков и глин, в альбе и сеномане — «черные» глины и известняки, сменившиеся выше мелами и мелоподобными известняками. В палеоцене и эоцене на обширных пространствах отлагались зеленые глины и фораминиферовые известняки.
Таким образом, уже на рубеже юрского и мелового периодов Лавразийский и Гондванский блоки разошлись и Пангея перестала существовать. Гондванский блок, сохранявший относительную целостность, в меловой период распался на несколько крупных фрагментов. Уже в неокомское время между Африкой и Южной Америкой, составлявшими до того единое целое, сформировалась сложная система континентальных рифтов, отдельные отрезки которой уходили далеко в сторону от основного направления расколов. Как и в ряде других случаев, последним предшествовал эпизод (в позднем апте) интенсивного накопления солей. В настоящее время соленосные толщи, некогда накапливавшиеся в единых бассейнах, оказались по разные стороны Южной Атлантики. Одинаковые по составу комплексы позднеаптского возраста вскрыты бурением в окраинных впадинах Анголы и Бразилии. Полностью разделение Африканского и Южно-Американского континентов произошло на рубеже раннего и позднего мела (рис. 16), точнее, в среднем—позднем альбе. Это событие ознаменовалось мощными подводными вулканическими излияниями и извержениями вулканов на тихоокеанской окраине Южной Америки, где только в Перуанском троге в это время образовались толщи вулканитов, лав и осадочных пород общей мощностью свыше 6000 м (группа Касма). В раннем мелу от Африки откололись Индостанский, Мадагаскарский и Австрало-Антарктический блоки. Распад Гондваны завершился в кайнозое отделением Антарктиды от Австралии [Ушаков, Ясаманов, 1984].
