ЖЕЛЕЗНОВОДСКИЙ
КРАЕВЕДЧЕСКИЙ
МУЗЕЙ
ЖЕЛЕЗНОВОДСКИЙ
КРАЕВЕДЧЕСКИЙ
МУЗЕЙ
ТЕТИС
Расширение ложа Атлантики в позднеюрскую и особенно в раннемеловую эпохи сопровождалось не только расколами континентальных мегаблоков, но и их взаимными перемещениями. Так, Гондванский блок после зарождения Центральноатлантической впадины стал быстро смещаться на восток по отношению к Лавразии. Подобные перемещения имели далеко идущие последствия для океана Тетис, южные окраины которого «поплыли» на восток относительно северных. Затем, после раскрытия Южной Атлантики и распада Гондваны на несколько континентальных глыб, Афро-Аравийский блок стал прижиматься к северным окраинам океана Тетис. Началось его захлопывание.
В период раскрытия Атлантики Африканский континент сместился более чем на 1500 км. Скорость его движения в интервале 180—100 млн лет составляла 2— 3 см/год. За это время он развернулся по отношению к Евразии на 40°. В том же направлении, что и Африканский континент, начал мигрировать и Иберийский континентальный блок, слегка разворачиваясь на юг. В результате образовался Пиренейский трог — глубоководный прогиб, в котором накапливались турбидиты раннемелово-го возраста. Одновременно на его западном продолжении раскрывался Бискайский залив, в его окрестностях отлагались «черные» глины — осадки, обогащенные органическим веществом.
Континентальная окраина Гондваны, обращенная к океану Тетис, почти 140 млн лет испытывала устойчивое погружение, что привело к формированию мощной линзы мезозойских и кайнозойских пород. В начале кампанского века северо-восточной выступ Афро-Аравийской глыбы стал сближаться с противолежащей экранной Евразии. Это сопровождалось мощнейшими сжатиями, расколами континентальной коры и опусканием краевых ее блоков. Оказавшееся между континентами ложе Тетис было взломано, отдельные его фрагменты в буквальном смысле выдавились на край Нубийского щита в районе Омана. В настоящее время породы, совершенно нехарактерные для континентов, возвышаются в глубине побережья Омана в виде невысоких гор. Эти аллохтонные массивы сложены офиолитовой ассоциацией, в составе которой находятся породы явно океанического генезиса.
Закрытие восточного рукава Тетис сопровождалось обрушениями ложа молодых океанов, что вызвало падение уровня морских вод в маастрихтском веке. Оживились поверхностные течения, в том числе холодные пограничные, благодаря которым на многих участках окраин Африки — от Камеруна, Сенегала и Марокко в Центральной Атлантике до Алжира, Туниса и Сирии в океане Тетис — происходил интенсивный подъем глубинных вод. С ним было связано формирование фосфоритов, кремнистых пород и палыгорскит-сепиолитовых глин.
Блокировка, возникшая в результате схождения Афро-Аравийского и Евразийского континентальных блоков в полосе Омана, продолжалась с кампана до среднего эоцена, т. е. 72—48 млн лет назад. На северных окраинах в океане Тетис коллизия привела к осушению многих областей, до того покрытых морем. На Северном Кавказе, в районе Дагестанского клина, в Маастрихте произошли многочисленные оползни, продолжавшиеся в дании и эоцене. Во всей полосе океана Тетис встречаются следы обмеления и осушения части континентальных шельфов.
В эоцене завершился распад Лавразийского континентального мегаблока. Отделившись от Северной Америки, Евразия стала смещаться на восток со скоростью, превышавшей скорость перемещения Афро-Аравийской глыбы. Это выразилось в сдвиговых дислокациях и расколах континентальной коры, характерных в основном для Западной Европы. Однако Тетис еще был напрямую связан с океаническими впадинами Атлантики. Они были объединены системой циркуляции, а на огромных пространствах континентальных окраин этого региона накапливались очень близкие по составу отложения. Они были характерны для обширных мелководных морей, приуроченных к шельфам Африки и Евразии. Над многими участками окраин продолжался начавшийся еще в Маастрихте (а кое-где еще в туроне) подъем глубинных вод, с которым в ипрское и лютетское время было связано распространение палыгорскитов, сепиолитов, кремней и известняков с фосфоритами. Именно в палеоценовых и эоце-новых толщах пассивных окраин заключены крупнейшие месторождения фосфоритов, которые разрабатываются в настоящее время в Мавритании, Западной Сахаре, Марокко и в других регионах.
Примерно 48 млн лет назад Африканский континент столкнулся с Иберийской глыбой в полосе северной окраины Марокко. Это привело к медленному развороту Африки на север, в результате западный рукав океана Тетис вскоре захлопнулся. Началась глобальная перестройка системы океанической циркуляции. Вдоль окраин Северо- и Южно-Американского континентов к экватору устремились придонные контурные течения, а из низких широт к полюсу потекли теплые воды Гольфстрима. На окраины Марокко и Южной Испании выдавились породы океанского ложа, образовавшие здесь горный массив Рифа и Бетскую Кордильеру. За этим последовала тектоническая активизация, захватившая почти весь Африканский континент и Иберийский полуостров. Пиренейский трог окончательно захлопнулся, а на его месте поднялись Пиренеи.
С этого времени начинается сложная и во многом еще не раскрытая история Мезогеи. Древний океан Тетис постепенно замкнулся, а на его месте вырос Альпийско-Ги-малайский складчатый пояс. Гималайская его ветвь возникла в позднем миоцене, после того как Индостанский материковый блок, отколовшийся от Гондваны еще в среднемеловое время, столкнулся с южными окраинами Евразии. Примерно в то же время Аравийский полуостров также сблизился с окраиной этого континента, на этот раз в широкой полосе от Турции до Ормузского пролива. В процессе сближения обоих мегаблоков океаническая кора Тетис постепенно ассимилировалась под северной его окраиной, исчезая в зонах Беньофа. Одна из них находилась в районе горного массива Загрос (юго-западные районы Ирана). Последний представляет собой часть древнего аккреционного хребта, некогда окаймлявшего активную континентальную окраину Евразии.
Надо сказать, что в мезозое и кайнозое Тетис, по-видимому, был не очень широким, поэтому любая перестройка в системе движения литосферных плит приводила к столкновению северных и южных континентальных блоков. При этом от них часто отрывались более мелкие массивы, впоследствии перемещавшиеся уже самостоятельно. Каждое столкновение сопровождалось сминанием осадков, накопившихся на сходившихся континентальных окраинах. Осадки образовывали нередко мощные складки, которые поднимались со дна морского в виде горных стран, из пределов которых уходило море. Подобные события в геологии определяются как фазы складчатости. Каждой из них дается название по тому региону, где она проявилась наиболее отчетливо. Так, известны пиренейская и альпийская фазы складчатости. Первая относится к среднему и позднему олигоцену, вторая — к миоцену, когда стали формироваться складчатые системы Альп, Карпат и Кавказа, входящих в единый Альпийский складчатый пояс.
Как полагают, Альпы, Динариды и другие горные цепи Южной Европы возникли в результате внедрения в Евразийский блок Адриатического выступа Африки. Сейчас этот выступ является ложем Адриатического и отчасти Ионического морей. Зато породы, слагавшие некогда дно океана Тетис и Мезогеи, ныне смяты в складки или собраны в серии покровов. Ими сложены Апеннинский полуостров, отдельные районы островов Корсика и Сардиния. В полосе столкновения Африканской и Евразийской плит, к югу от острова Крит и полуострова Пелопоннес, вырастает Восточно-Средиземноморский вал — система подводных хребтов, разделенных мелкими впадинами. Со временем вершины этих хребтов поднимутся над уровнем моря и в конечном итоге превратятся в крупный горно-складчатый пояс, близкий по строению к Альпийскому. Так как воздымание горной страны сопровождается прогибанием коры в прилегающих частях платформ и срединных массивов, этот процесс уже сейчас привел к погружению отдельных блоков Африки. Возникшая здесь Левантийская впадина представляет собой передовой прогиб, где уже сформировался довольно мощный чехол континентальных, в том числе соленосных, и морских осадков. Подобные прогибы в позднем кайнозое существовали на краю Европейской платформы, на стыке с растущими горными системами Кавказа, Карпат, Альп.
Автор: А.И. Конюхов
Еще Леонардо да Винчи нашел окаменелые раковины морских организмов на вершинах Альпийских гор и пришел к выводу, что на месте высочайших хребтов Альп раньше было море. Позднее морские окаменелости были найдены не только в Альпах, но и в Карпатах, на Кавказе, Памире, в Гималаях. Действительно, главная горная система современности — Альпийско-Гималайский пояс — была рождена из древнего моря. В конце прошлого века стал ясен контур области, охватываемой этим морем: оно простиралось между Евразиатским материком на севере и Африкой и Индостаном на юге. Э. Зюсс, один из крупнейших геологов конца прошлого века, назвал это пространство морем Тетис (в честь Фетиды, или Тетиды — морской богини).
Новый поворот в представлении о Тетисе наступил в начале текущего века, когда А. Вегенер, основоположник современной теории дрейфа континентов, сделал первую реконструкцию позднепалеозойского суперматерика Пангеи. Как известно, он придвинул Евразию и Африку к Северной и Южной Америке, совместив их побережья и полностью закрыв Атлантический океан. При этом обнаружилось, что, закрывая Атлантический океан, Евразия и Африка (вместе с Индостаном) расходятся в стороны и между ними как бы возникает пустота, зияние шириной в несколько тысяч километров. Конечно, А. Вегенер сразу обратил внимание, что зияние отвечает морю Тетис, но размеры его соответствовали океаническим, и следовало говорить об океане Тетис. Был очевиден вывод: по мере дрейфа континентов, по мере того, как Евразия и Африка отодвигались от Америки, раскрывался новый океан — Атлантический и одновременно закрывался старый океан — Тетис (рис. 1). Следовательно, море Тетис — это исчезнувший океан.
Данная схематическая картина, вырисовавшаяся 70 лет назад, была подтверждена и детализирована в последние 20 лет на основе новой геологической концепции, широко используемой сейчас при изучении строения и истории Земли,— тектоники литосферных плит. Напомним ее основные положения.
Верхняя твердая оболочка Земли, или литосфера, разбита сейсмическими поясами (в них концентрируется 95% землетрясений) на крупные блоки или плиты. Они охватывают материки и океанические пространст-ства (всего сегодня существует 11 крупных плит). Литосфера имеет толщину от 50—100 км (под океаном) до 200—300 км (под континентами) и покоится на разогретом и размягченном слое — астеносфере, по которой плиты могут перемещаться в горизонтальном направлении. В одних активных зонах — в срединно-океанических хребтах — литосферные плиты со скоростью от 2 до 18 см/год расходятся в стороны, освобождая место для подъема вверх базальтов — вулканических пород, выплавляемых из мантии. Базальты, застывая, наращивают расходящиеся края плит. Процесс раздвижения плит получил название спрединга. В других активных зонах — в глубоководных желобах — литосферные плиты сближаются, одна из них «ныряет» под другую, уходя вниз до глубин 600-650 км. Этот процесс погружения плит и поглощения их в мантии Земли называется субдукцией. Над зонами субдукции возникают протяженные пояса активных вулканов специфического состава (с меньшим содержанием кремнезема, чем в базальтах). Знаменитое огненное кольцо Тихого океана располагается строго над зонами субдукции. Катастрофические землетрясения, регистрируемые здесь же, вызываются напряжениями, необходимыми для затягивания литосферпой плиты вниз. Там, где сближающиеся друг с другом плиты несут на себе континенты, не способные из-за своей легкости (или плавучести) погружаться в мантию, происходит столкновение континентов и возникают горные цепи. Гималаи, например, сформировались при столкновении континентальной глыбы Индостана с Евразиатским материком. Скорость сближения этих двух материковых плит составляет сейчас 4 см/год.
Поскольку литосферные плиты являются в первом приближении жесткими и при своем движении не подвергаются значительным внутренним деформациям, к описанию их перемещений по земной сфере можно применить математический аппарат. Он не сложен и основан на теореме Л. Эйлера, согласно которой любое перемещение по сфере может быть описано как вращение вокруг оси, проходящей через центр сферы и пересекающей ее поверхность в двух точках или полюсах. Следовательно, чтобы определить движение одной литосферной плиты относительно другой достаточно знать координаты полюсов их вращения относительно друг друга и угловую скорость. Эти параметры вычисляются из значений направлений (азимутов) и линейных скоростей перемещений плит в конкретных точках. В результате впервые в геологию удалось внести количественный фактор, и она из науки умозрительной и описательной стала переходить в разряд точных наук.
Сделанные выше замечания необходимы для того, чтобы читателю в дальнейшем стала ясна суть работы, проделанной совместно советскими и французскими учеными по проекту «Тетис», который осуществлялся в рамках соглашения о советско-французском сотрудничестве в области изучения океанов. Главной целью проекта было восстановление истории исчезнувшего океана Тетис. С советской стороны ответственным за работу по проекту был Институт океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР. В исследованиях приняли участие члены-корреспонденты АН СССР А. С. Монин и А. П. Лисицын, В. Г. Казьмин, И. М. Сборщиков, Л. А. Савостии, О. Г. Сорохтин и автор настоящей статьи. Были привлечены сотрудники других академических институтов: Д. М. Печерский (Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта), А. Л. Книппер и М. Л. Баженов (Геологический институт). Большую помощь в работе оказывали сотрудники Геологического института АН ГССР (академик АН ГССР Г. А. Твалчрелидзе, Ш. А. Адамия и М. Б. Лордкипанидзе), Геологического института АН АрмССР (член-корреспондент АН АрмССР А. Т. Ас-ланян и М. И. Сатиан), геологического факультета МГУ (академик АН СССР В.: Е. Хаин, Н. В. Короновский, Н. А. Божко и О. А. |Маза-рович).
С французской стороны проект возглавлял один из основоположников теории тектоники плит К. Ле Пишон (Университет им. Пьера и Мари Кюри в Париже). В исследованиях приняли участие знатоки геологического строения и тектоники пояса Тетис: Ж. Деркур, Л.-Э. Рику, Ж. Ле-привьер и Ж. Жейсан (Университет им. Пьера и Мари Кюри), Ж.-К. Си-буэ (Центр океанографических исследований в Бресте), М. Вестфаль и Ж. П. Лауэр (Страсбургский университет), Ж. Булен (Марсельский университет), Б. Бижу-Дюваль (Государственная нефтяная компания).
Исследования включали совместные экспедиции в Альпы и Пиренеи, а затем в Крым и на Кавказ, лабораторную обработку и синтез материалов в Университете им. Пьера и Мари Кюри и в Институте океанологии АН СССР. Работы были начаты в 1982 г. и завершены в 1985 г. Предварительные результаты докладывались на XXVII сессии Международного геологического конгресса, проходившей в Москве в 1984 г. Итоги совместной работы подведены в специальном выпуске международного журнала «Tectonophysics» в 1986 г. Сокращенный вариант отчета на французском языке опубликован в 1985 г. в «Bulletin societe de France», на русском языке вышла «История океана Тетис».
Советско-французский проект «Тетис» не был первой попыткой восстановления истории этого океана. От предыдущих он отличался использованием новых, более добротных данных, значительно большей протяженностью исследуемого региона — от Гибралтара до Памира (а не от Гибралтара до Кавказа, как было раньше), а главное, привлечением и сопоставлением материалов из различных независимых друг от друга источников. Три основные группы данных анализировались и учитывались лри реконструкции океана Тетис: кинематические, палеомагнитные и геологические.
Кинематические данные касаются взаимных перемещений главных ли-тосферных плит Земли. Они целиком связаны с тектоникой плит. Проникая в глубь геологического времени и последовательно придвигая Евразию и Африку к Северной Америке, мы получаем относительные положения Евразии и Африки и выявляем контур океана Тетис для каждого конкретного момента времени. Здесь возникает ситуация, кажущаяся парадоксальной геологу, не признающему мобилизм и тектонику плит: для того чтобы представлять события, например, на Кавказе или в Альпах, необходимо знать, что происходило за тысячи километров от этих районов в Атлантическом океане.
В океане мы можем надежно определить возраст базальтового основания. Если мы совместим одновозрастные полосы дна, находящиеся симметрично по разные стороны от оси средиино-океанических хребтов, то получим параметры перемещения плит, то есть координаты полюса вращения и угол поворота. Процедура поисков параметров по наилучшему совмещению одновозрастных полос дна сейчас хорошо разработана и выполняется на ЭВМ (серия программ имеется в Институте океанологии) . Точность определения параметров очень высока (обычно доли градуса дуги большого круга, то есть ошибка меньше 100 км), столь же высока и точность реконструкций бывшего положения Африки относительно Евразии. Эта реконструкция служит для каждого момента геологического времени тем жестким каркасом, который следует брать за основу при восстановлении истории океана Тетис.
Историю движения плит в Северной Атлантике и раскрытия океана в данном месте можно разделить па два периода. В первый период, 190—80 млн. лет назад, произошел отрыв Африки от соединенных Северной Америки и Евразии, так называемой Лавразии. До этого раскола океан Тетис имел клиновидные очертания, расширяясь раструбом на восток. Его ширина в районе Кавказа составляла 2500 км, а на траверзе Памира не менее 4500 км. В этот период Африка смещалась на восток относительно Лавразии, пройдя в общей сложности около 2200 км. Второй период, начавшийся около 80 млн. лет назад и продолжающийся до наших дней, был связан с разделением Лавразии на Евразию и Северную Америку. В результате северный край Африки на всем своем протяжении стал сближаться с Евразией, что в конечном счете привело к закрытию океана Тетис.
Направления и скорости перемещения Африки относительно Евразии не оставались неизменными на протяжении мезозойской и кайнозойской эр (рис. 2). В первый период в западном сегменте (к западу от Черного моря) Африка двигалась (правда, с невысокой скоростью 0,8—0,3 см/год) на юго-восток, давая возможность раскрыться молодому океаническому бассейну между Африкой и Евразией.
80 млн. лет назад в западном сегменте Африка начала двигаться на север, а в новейшее время она перемещается на северо-запад по отношению к Евразии со скоростью около 1 см/год. В полном соответствии с этим находятся складчатые деформации и рост гор в Альпах, Карпатах, Апеннинах. В восточном сегменте (в районе Кавказа) Африка 140 млн. лет назад начала сближаться с Евразией, причем скорость сближения заметно колебалась. Ускоренное сближение (2,5—3 см/год) относится к интервалам 110—80 и 54—35 млн. лет назад. Именно в эти интервалы отмечался интенсивный вулканизм в вулканических дугах Евразиатской окраины. Замедление движения (до 1,2—11,0 см/год) приходится на интервалы 140—110 и 80—54 млн. лет назад, когда происходило растяжение в тылу вулканических дуг Евразиатской окраины и формировались глубоководные котловины Черного моря. Минимум скорости сближения (1 см/год) относится к 35—10 млн. лет назад. За последние 10 млн. лет в районе Кавказа скорость сближения плит возросла до 2,5 см/год за счет того, что начало раскрываться Красное море, Аравийский полуостров оторвался от Африки и стал перемещаться на север, вдавливаясь своим выступом в край Евразии. Не случайно на вершине Аравийского выступа выросли горные цепи Кавказа. Палеомагнитные данные, использовавшиеся при реконструкции океана Тетис, имеют своим источником измерения остаточной намагниченности горных пород. Дело в том, что многие горные породы, как изверженные, так и осадочные, в момент своего образования намагничивались в соответствии с ориентировкой существовавшего в то время магнитного поля. Есть способы, которые позволяют снимать наслоения более поздней намагниченности и устанавливать, каков был первичный магнитный вектор. Он должен быть направлен на палеомагнитный полюс. Если материки не дрейфуют, то все векторы будут ориентированы одинаково.
Еще в 50-х годах нашего столетия было твердо установлено, что внутри каждого, отдельно взятого материка палеомагнитные векторы действительно ориентированы параллельно и, хотя вытянуты не вдоль современных меридианов, направлены все же в одну точку — палеомагнитный полюс. Но выяснилось, что разным материкам, даже близлежащим, свойственна совершенно различная ориентировка векторов, то есть материки имеют разные палеомагнитные полюса. Это одно уже само по себе послужило основанием для предположения о широкомасштабном дрейфе континентов.
В поясе Тетис палеомагнитные полюса Евразии, Африки и Северной Америки также не совпадают. Например, для юрского периода палеомагнитные полюса имеют следующие координаты: у Евразии — 71° с. ш„ 150° в. д. (район Чукотки), у Африки — 60° с. ш., 108° з. д. (район Центральной Канады), у Северной Америки — 70° с. ш., 132° в. д. (район устья Лены). Если же взять параметры вращения плит относительно друг друга и, скажем, переместить палеомагнитные полюса Африки и Северной Америки вместе с этими континентами к Евразии, то обнаружится поразительное совпадение этих полюсов. Соответственно, палеомагнитные векторы всех трех континентов будут ориентированы субпараллельно и направлены в одну точку—общий палеомагнитный полюс. Такого рода сопоставление кинематических и палеомагнитных данных было проделано для всех интервалов времени, начиная со 190 млн. лет назад до современности. Всегда обнаруживалось хорошее совпадение; оно, кстати, является надежным свидетельством достоверности и точности палеогеографических реконструкций.
Главные континентальные плиты — Евразия и Африка — окаймляли океан Тетис. Однако внутри океана, бесспорно, находились более мелкие континентальные или иные блоки, как сейчас, например, внутри Индийского океана располагается микроконтинент Мадагаскара или небольшой континентальный блок Сейшельских островов. Таким образом, внутри Те-тиса были, например, Закавказский массив (территория Рионской и Ку-ринской впадин и горной перемычки между ними), Даралагезский (Южно-Армянский) блок, Родопский массив на Балканах, Апулийский массив (охватывающий большую часть Апеннинского полуострова и Адриатическое море). Палеомагнитные измерения внутри этих блоков являются единственными количественными данными, позволяющими судить об их положении в океане Тетис. Так, Закавказский массив располагался вблизи Евразиатской окраины. Небольшой Даралагезский блок имеет, как выясняется, южное происхождение и был ранее присоединен к Гондване. Апулийский массив сильно не смещался по широте относительно Африки и Евразии, зато в кайнозое был повернут против часовой стрелки почти на 30°.
Геологическая группа данных наиболее обильна, так как геологи изучают пояс гор от Альп до Кавказа уже добрых полторы сотни лет. Эта группа данных и наиболее противоречивая, поскольку к ней менее всего может быть применен количественный подход. Вместе с тем геологические данные во многих случаях являются решающими: именно геологические объекты — горные породы и тектонические структуры — формировались в результате движения и взаимодействия литосферных плит. В поясе Тетис геологические материалы позволили установить ряд существенных черт палеоокеана Тетис.
Начнем с того, что только по распространению морских мезозойских (и кайнозойских) отложений в Альпийско-Гималайском поясе стало очевидным существование здесь в прошлом моря или океана Тетис. Прослеживая па площади разные геологические комплексы, удается определить положение шва океана Тетис, то есть зоны, вдоль которой сошлись своими краями континенты, обрамлявшие Тетис. Ключевое значение имеют выходы на поверхность пород так называемого офиолитового комплекса (от греч. ocpir — змея, некоторые из таких пород именуются змеевиками). Офиолиты состоят из тяжелых пород мантийного происхождения, обедненных кремнеземом и богатых магнием и железом: перидотитов, габбро и базальтов. Такие породы слагают коренное ложе современных океанов. Учитывая это, 20 лет назад геологи пришли к выводу, что офиолиты представляют собой остатки коры древних океанов.
Офиолиты Альпийско-Гималайского пояса маркируют ложе океана Тетис. Их выходы составляют извилистую полосу по простиранию всего пояса. Они известны на юге Испании, на острове Корсика, протягиваются узкой полосой по центральной зоне Альп, продолжаясь в Карпаты. Крупные тектонические чешуи офиолитов обнаружены в Дилерских Альпах в Югославии и Албании, в горных цепях Греции, в том числе на знаменитой горе Олимп. Выходы офиолитов, образуют дугу, обращенную к югу, между Балканским полуостровом и Малой Азией, а затем прослеживаются в Южной Турции. Прекрасно обнажены офиолиты у нас в стране на Малом Кавказе, на северном берегу озера Севан. Отсюда они протягиваются к хребту Загрос и в горы Омана, где офиоли-товые пластины надвинуты на мелководные осадки окраины Аравийского полуострова. Но и здесь офиолитовая зона не заканчивается, она поворачивает на восток и, следуя параллельно побережью Индийского океана, уходит далее на северо-восток в Гиндукуш, Памир и Гималаи. Офиолиты имеют разный возраст — от юрского до мелового, но всюду они представляют собой реликты земной коры мезозойского океана Тетис. Ширина офиолитовых зон измеряется несколькими десятками километров, между тем первоначальная ширина океана Тетис составляла несколько тысяч километров. Следовательно, при сближении континентов почти вся океаническая кора Тетиса ушла в мантию в зоне (или в зонах) субдук-ции по краю океана.
Несмотря на малую ширину, офиолитовый, или главный, шов Тетиса разделяет две резко различные по геологическому строению провинции.
Например, среди верхнепалеозойских отложений, накапливавшихся 300—240 млн. лет назад, к северу от шва преобладают континентальные осадки, часть которых отлагалась в условиях пустынь; тогда как к югу от шва распространены мощные толщи известняков, часто рифовых, отмечающих обширное шельфовое море в районе экватора. Столь же разительна смена юрских пород: обломочные, часто угленосные, отложения к северу от шва вновь противостоят известнякам к югу от шва. Шов отделяет, как говорят геологи, разные фации (условия образования осадков) : евразиатские умеренного климата от гондванских экваториального’ климата. Пересекая офиолитовый шов, мы попадаем как бы из одной геологической провинции в другую. К северу от него мы встречаем крупные гранитные массивы, окруженные кристаллическими сланцами и сериями складок, которые возникли в конце каменноугольного периода (около 300 млн. лет назад), к югу — слои осадочных пород того же возраста залегают согласно и без всяких признаков деформаций и метаморфизма. Ясно, что две окраины океана Тетис — Евразиатская и Гондван-ская — резко отличались друг от друга и по положению на земной сфере, и своей геологической историей.
Наконец, отметим одно из наиболее существенных различий областей, лежащих к северу и к югу от офиолитового шва. К северу от него расположены пояса вулканических пород мезозойского и раннекайнозой-ского возраста, формировавшиеся на протяжении 150 млн. лет: со 190 до 35—40 млн. лет назад. Особенно хорошо прослеживаются вулканические комплексы на Малом Кавказе: они тянутся непрерывной полосой вдоль всего хребта, уходя на запад в Турцию и далее на Балканы, а на восток в хребты Загроса и Эльбурса. Состав лав изучен с большой подробностью грузинскими петрологами. Они установили, что лавы практически неотличимы от лав современных вулканов островных дуг и активных окраин, составляющих огненное кольцо Тихого океана. Напомним, что вулканизм обрамления Тихого океана связан с субдукцией океанической коры под континент и приурочен к границам сближения литосфер-ных плит. Значит, и в поясе Тетис аналогичный по составу вулканизм отмечает прежнюю границу сближения плит, на которой происходила субдукция океанической коры. В то же время к югу от офиолитового шва нет никаких одновозрастных вулканических проявлений, на всем протяжении мезозойской эры и в течение большей части кайнозойской эры здесь отлагались мелководные шельфовые осадки, в основном известняки. Следовательно, геологические данные дают твердые доказательства того, что окраины океана Тетис принципиально отличались по тектонической природе. Северная, Евразиатская окраина с постоянно формирующимися на границе сближения литосферных плит вулканическими поясами была, как говорят геологи, активной. Южная, Гондванская окраина, лишенная вулканизма и занятая обширным шельфом, спокойно переходила в глубокие котловины океана Тетис и была пассивной. Геологические данные, и преялде всего материалы по вулканизму, позволяют, как видим, восстанавливать положение прежних границ литосферных плит и намечать древние зоны субдукции.
Сказанное выше не исчерпывает всего фактического материала, который должен быть проанализирован для реконструкции исчезнувшего океана Тетис, но надеюсь, этого достаточно, чтобы читателю, особенно далекому от геологии, стала ясна основа построений, проделанных советскими и французскими учеными. В результате были составлены цветные палеогеографические карты для девяти моментов геологического времени со 190 до 10 млн. лет назад. На этих картах по кинематическим данным восстановлено положение главных континентальных плит — Евразиатской и Африканской (как части Гондваны), определена позиция микроконтинентов внутри океана Тетис, очерчена граница континентальной и океанической коры, показано распределение суши и моря, рассчитаны (по па-леомагнитным данным) палеошироты4. Особое внимание уделено реконструкции границ литосферных плит — зон спрединга и зон субдукции. Вычислены также векторы перемещения главных плит для каждого момента времени. На рис. 4 даны схемы, составленные по цветным картам. Чтобы была ясна предыстория Тетиса, к ним добавлена также схема расположения континентальных плит в конце палеозоя (позднепермская эпоха, 250 млн. лет назад).
В позднем палеозое (см. рис. 4, а) между Евразией и Гондваной простирался океан Палео-Тетис. Уже в это время определилась главная тенденция тектонической истории — существование активной окраины на севере Палео-Тетиса и пассивной —на юге. От пассивной окраины в начале пермского периода были отколоты сравнительно крупные континентальные массивы — Иранский, Афганский, Памирский, которые начали перемещаться, пересекая Палео-Тетис, на север, к активной Евразиатской окраине. Океаническое ложе Палео-Тетиса во фронте дрейфующих микроконтинентов постепенно поглощалось в зоне субдукции у Евразиат-<жой окраины, а в тылу микроконтинентов, между ними и Гондванской пассивной окраиной, раскрывался новый океан — собственно мезозойский Тетис, или Нео-Тетис.
В раннюю юру (см. рис. 4, б) Иранский микрокоитинент причленился к Евразиатской окраине. При их столкновении возникла складчатая зона (так называемой киммерийской складчатости). В позднюю юру, 155 млн. лет назад, четко обозначилось противопоставление Евразиатской активной и Гондванской пассивной окраин. В то время ширина океана Тетис составляла 2500—3000 км, то есть была такой же, как ширина современного Атлантического океана. Распространение мезозойских офиолитов позволило наметить в центральной части океана Тетис ось спрединга.
В раннем мелу (см. рис. 4, в) Африканская плита — наследница распавшейся к этому времени Гондваны —двигалась к Евразии таким образом, что на западе Тетиса континенты несколько разошлись и там возник новый океанический бассейн, тогда как в восточной части континенты сближались и ложе океана Тетис поглощалось под Малокавказской вулканической дугой.
В конце раннего мела (см. рис. 4, г) океанический бассейн на западе Тетиса (он иногда называется Мезогея, и остатками его являются современные глубоководные котловины Восточного Средиземноморья), перестал раскрываться, а на востоке Тетиса, судя по датировкам офиолитов Кипра и Омана, завершалась активная стадия спрединга. В целом ширина восточной части океана Тетис к середине мелового периода сократилась до 1500 км на траверзе Кавказа.
К позднему мелу, 80 млн. лет назад, относится быстрое сокращение размеров океана Тетис: ширина полосы с океанической корой составляла в это время не более 1000 км. Местами, как на Малом Кавказе, начались столкновения микроконтинентов с активной окраиной, и породы подверглись деформации, сопровождавшейся значительными перемещениями тектонических покровов.
На рубеже мела и палеогена (см. рис. 4, д) произошло по меньшей мере три важных события. Во-первых, на пассивную окраину Африки широким фронтом были надвинуты офиолитовые пластины — отторжен-цы океанической коры Тетиса.
Виктор Ефимович Хаин - заслуженный профессор Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, действительный член Российской и почетный член Европейской академии наук. Почетный член Лондонского, Французского и Болгарского геологических обществ, лауреат Государственных премий СССР и России, Ломоносовской премии МГУ, автор более 700 публикаций, в том числе более 30 монографий и учебников, многие из которых переведены на иностранные языки.
В.Е. Хаин
Одной из важнейших глобальных металлогенических структур является Средиземноморский пояс - порождение океана, получившего от Э.Зюсса название Тетиса. С металлогенических позиций Средиземноморский пояс специально изучался выдающимися последователями В. И. Смирнова и моим покойным другом Г. А. Твалчрелидзе и я бы хотел посвятить светлой памяти обоих ученых этот весьма краткий очерк длительной и сложной истории океана Тетис и Средиземноморского пояса.
Понятие "океан Тетис" появилось в конце прошлого столетия (1893) в знаменитом труде Э.Зюсса "Лик Земли". Несколько раньше другой австрийский геолог М.Неймайр, составивший первую мировую палеогеографическую карту юрского периода, выделил на ней "Центральное Средиземное море" . Для обоих ученых наиболее убедительным доказательством существования такого водного пространства между северным и южным рядами континентов было поразительное сходство триасовых и юрских морских фаун от Альп, через Гималаи до Индонезии (о.Тимор), которое было установлено к тому времени. Г.Штилле расширил эту концепцию во времени и показал, что океан Тетис возник уже в позднем докембрии, после выделенного им "альгонкского раздробления". В данной работе я исхожу из этой точки зрения, несмотря на то, что она была основана на фиксистской предпосылке, в настоящее время полностью дискредитированной. Дальше будет показано, что океан Тетис в своей длительной эволюции прошел ряд стадий, включавших его частичное закрытие' и повторное раскрытие в другом месте. Последовательность этих стадий позволяет различить позднепротерозойский-кембрийский Прототетис, ордвикско-каменноугольный Палеотетис, пермско-юрский Мезотетис и юрско-палеогеновый Неотетис, частично перекрывающие друг друга в пространстве и времени.
Рождение Тетиса и Протетис
В настоящее время почти общепринято, что в итоге гренвильского орогенеза, около 10 млрд. лет назад, возник суперконтинент, недавно получивший название Родинии. Этот суперконтинент просуществовал приблизительно до середины позднего рифея, около 850 млн. лет назад, а затем начал испытывать деструкцию. Эта диструкция началась рифтингом, приведшим далее к спредингу и новообразованию океанов: Тихого, Япетуса, Палеоазиатского и Прототетиса среди них. Рождение этого первого воплощения Тетиса доказывается выходами офиолитов позднерифейского возраста в Анти-Атласе, Аравийско-Нубийском щите на его южной периферии, в Альпах, Богемском массиве - на северной. В вендско-раннекембрийское время первая генерация океана Тетис - Прототетис 1 исчезла (частично?) в результате проявления панафриканского-кадомского орогенеза и значительная площадь нарастила Гондванский суперконтинент, образовав эпикадомскую перигондванскую платформу. Она составила древнейший фундамент Западной Европы, протиравшийся к северу до Английского Мидленда и края Восточно-Европейской древней платформы.
Но очень скоро началась деструкция этой новообразованной континентальной коры и вновь появился (или восстановился) океанский бассейн. Останцы его коры известны в Южных Карпатах, Балканах (Стара Планина), в северном Закавказье (Дзирульский массив) и далее к востоку, в частности в Циляньшане (Китай). Этот вендско-кембрийский бассейн может быть назван Прототетисом II в отличие от позднерифейского Прототетиса I. Он образовался, возможно, вдоль сутуры между эпикадомской Перигондванской платформой и Фенносарматией (Балтикой). Интересно, что те же две генерации офиолитов известны на юге Сибири (Восточный Саян) и в Западной Монголии, которые принадлежали в эту эпоху к Палеоазиатскому океану. Прототетис II закрылся (опять частично?) во второй половине кембрия и окончательно в начале ордовика благодаря салаирскому орогенезу. В то же время образовался новый океан - Палеотетис.
Палеотетис
Можно предполагать с достаточным основанием, что это был именно тот океанский бассейн, который позднее дал начало главному стволу европейских варисцид (герцинид). Его восточное продолжение может быть усмотрено на Северном Кавказе и далее вплоть до Циньлина в Центральном Китае. В соответствии в возрастом офиолитов, две генерации бассейнов с океанской или субокеанской, т.е. утоненной и переработанной континентальной корой могут быть выделены. Более древняя из них документирована офиолитами ордовикского возраста, обнаженными в Западных Альпах, Западных Карпатах и Передовом хребте Большого Кавказа.
Раскрытие Палеотетиса I было связано от Гондваны эпикадомского микроконтинента Авалония и его дрейфом к северу. В то же время та (большая ) часть эпикадомской платформы, которая осталась причлененной к раннедокембрийскому остову Гондваны, отделилась от Восточно-Европейского кратона -Балтики вдоль "моря Торнквиста", подстилаемого утоненной континентальной корой.
В левой половине девона, задуговой бассейн Реногерцинский - раскрылся на северной периферии Палеотетиса в тылу Среднегерманского кристаллического поднятия. Офиолиты п--ва Лизард в Корнуолле, базальты типа СОХ в Рейнских Сланцевых горах и офиолиты Судет представляют реликты океанской коры этого бассейна.
В середине же девона цепочка поднятий возникла в центральной зоне Палеотетиса I; она известна как Лигерийская Кордильера. Она подразделила главный океанский бассейн на два -северный, включающий Саксотюрингскую и Реногерцинскую зоны варисцид и находящий свое юго-западное продолжение в Иберийской Мезете, и южный, представляющий собственно Палеотетис и могущий быть названным Палеотетисом II.
Палеотетис I или Реикум вступил а заключительную стадию своей эволюции в позднем палеозое, преобразовавшись в варисский складчато-надвиговый пояс Западной и Центральной Европы, Северного Кавказа, его погребенного продолжения на юге Туранской молодой платформы, Гиндукуша, южной зоны Южного Тянь-Шаня, Северного Памира, Куньлуня и Циньлина.
Палеотетис закрылся полностью лишь в своей западной части, к западу от меридиана Вены и Туниса, образовав Пангею Далее к востоку он был унаследован Мезотетисом.
Мезотетис
История собственно Мезотетиса начинается в поздней перми-триасе и длился до позднего триаса - ранней юры, до раннекиммерийского орогенеза - Мезотетис I или поздней юры -раннего мела - Мезотетис II. Основной бассейн Мезотетиса I простирался от пограничного района Северной Венгрии - Южной Словакии во Внутренних Карпатах через фундамент наложенного Паннонского бассейна в зону Вардара в Югославии и далее в Понтиды северной Анатолии и возможно в центральное Закавказье, где его продолжение может скрыто под молассами Куринского межгорного прогиба. Его дальнейшее продолжение может предполагаться вдоль раннекиммерийской сутуры между Туранской платформой и складчато-надвиговой системой Эльбруса по обе стороны Южно-Каспийской впадины в Северном Ираке. Далее к востоку Мезотетис I может быть протрассирован через южную зону Северного Памира, южный склон Куньлуня и Циньлина, знаменитый треугольник Сунпан-Канзе и, с поворотом к югу, через Юннань, Лаос, Таиланд, Малайю - классическую область индосинид или ранних киммерид (ранних яншанид в Китае). Северная ветвь Мезотетиса I, слившаяся с основным бассейном где-то в северном Афганистане, простиралась через Копетдаг, южный склон Большого Кавказа, Горный Крым и вплоть до северной Добруджи, где находилось ее слепое окончание.
Мезотетис I был замещен Мезотетисом II в конце средней юры (поздний бат-келловей). В это время Тетис был преобразован из широкого залива, открывавшегося к востоку в Тихий океан, в непрерывный океанский пояс, разделявший на всем протяжении Лавразию и Гондвану. Это разделение было обязано возникновению Карибского бассейна, центральной Атлантики и Лигуро-Пьемонтского "океана". Последний вступил в соединение на востоке с остаточным Вардарским бассейном, частично закрывшимся на северо-востоке раннекиммерийской складчатостью. Но далее к востоку продолжение этого бассейна в отличие от Мезотетиса I отклонилось на юг от Понтид и простиралось по другую сторону "Киммерийского континента" Дж. Шенгера, пересекая затем Малый Кавказ через озеро Севан и долину Акеры и достигая Иранского Карадага. Выходы офиолитов исчезают далее к югу-востоку, но появляются вновь в районе Сабзевара к югу от восточного Эльбруса. К востоку от трансформного Герирудского разлома продолжение Мезотетиса II может быть усмотрено в Фарахрудской зоне центрального Афганистана и далее, после пересечения другого, Афгано-Памирского сдвига, в Рушап-Пшартской зоне Центрального Памира и, испытав новый сдвиг по Памир-Каракорумскому разлому, в зоне Бангонг-Нуцзян центрального Тибета. Затем этот бассейн, подобно Мезотетису I поворачивал к югу (в современных координатах) и продолжался в Мьянме к западу от Синобирманского массива (зона Могок).
Вся восточная часть Мезотетиса II, начиная с Сабзевара-Фарахруда окончательно замкнулась в результате позднекиммерийского орогенеза. Западная, европейская часть так же испытала этот диастрофизм, в частности, зона Вардара, но здесь он не был заключительным. Решающая роль в этом отношении принадлежала внутрисенонской, субгерцинской тектонической фазе.
В конце юры другой бассейн с океанской или субокеанской корой возник к северу от основного бассейна Мезотетиса в Европе и простирался грубо параллельно от Велисской зоны Альп через Пьенинский "утесовый" пояс Карпат и далее, возможно, Ниш-Троянскую зону восточной Сибири - западной Болгарии. Наиболее важную роль в закрытии этого бассейна сыграла австралийская орогеническая фаза в середине мелового периода.
Этот северный бассейн был не единственным в системе мезозойского Тетиса. Другим был бассейн Будва-Пиндос в Динаридах-Эллинидах и его вероятное продолжение в Таврской системе южной Анатолии. Третьим был задуговый бассейн Большого Кавказа. Окончательное закрытие обоих бассейнов произошло в позднем эоцене. Но тем временем еще два задуговых бассейна образовалось в позднем мелу-раннем палеоцене:
Черноморский и Южно-Каспийский.
Таким образом, закрытие европейского и западно-азиатского сегментов Мезотетиса II происходило постепенно, через серию импульсов сжатия, начиная с позднекиммерийского и кончая пиренейским. И постепенно ведущая роль в Средиземноморском подвижном поясе переходила от Мезо - к Неотетису.
Неотетис
Это было последнее воплощение великого океана. Неотетис располагался к югу от Мезотетиса и образовался за счет отделения и дрейфа к северу нескольких фрагментов Гондваны - Адрии (Апулии), центрального Ирана, Лутского блока, центрального Афганистана, южного Тибета (Лхаса). Раскрытию Неотети са предшествовал континентальный рифтинг, наиболее отчетливо выраженный в его восточном, гималайско-тибетском сегменте, где он начался в поздней перми. Спрединг в области Неотетиса продолжался от позднего триаса-ранней юры до позднего мела-раннего палеогена. Собственно Неотетис простирался от залива Анталья, Кипра и северо-западной Сирии вокруг северного выступа Аравийской плиты и затем в тылу Белуджистанских цепей и Гималаев, поворачивая к югу Зондско-Бандской дуги. Что касается западного окончания Неотетиса, две версии возможны: 1) он мог находить свое слепое окончание где-то между Адрией и Африкой, в районе Ионического моря и Сицилии; 2) он мог представлять продолжение юго-западного трога Динарид-Эллинид - трога Будва-Пиндос.
Подобно тому как это было в случае Палео- и Мезотетиса, основной бассейн Неотетиса сопровождался побочными и за дуговыми бассейнами различного возраста и с различными степенями деструкции и преобразования континентальной коры и ролью спрединга. Одним из них является море Леванта юрского возраста, другим Сейстанский позднемеловой-раннепалеогеновый бассейн на крайнем востоке Ирана. Три других, на крайнем западе это Тирренский неогеновый бассейн в тылу Калабрийской дуги и Эгейский бассейн того же возраста в тылу одноименной зоны субдукции, и наконец, Адаманское море все того же возраста, на крайнем востоке, позади Зондской зоны субдукции.
Закрытие Неотетиса началось в сеноне и существенно ускорилось в средне-позднем эоцене, когда Индия и ряд микроконтинентов, ранее отколовшихся от Гондваны, от Адрии на западе до Закавказья и микроконтинента Битлис-Санандадж-Сириджак на востоке столкнулись с южным краем Евразии, и тот же процесс проявился между Индийской плитой и юго-восточным выступом Европы, приведя к образованию Индо-бирманских цепей. В итоге, Неотетис оказался расчлененным и только некоторые останцы его сохранились в Средиземноморье и Черноморско-Южнокаспийском регионе и в Оманском заливе, равно как и реликтовые зоны субдукции •- Калабрийская, Эгейская, Макранская, Зондская.
Действительно ли это конец долгой истории Тетиса или только начало новой фазы его эволюции, остается открытым вопросом.
Заключение
Учитывая, что впервые океан образовался между Лавразией и Гондваной как единым и особыми суперконтинентами в конце докембрия и окончательно перестал осуществлять как нечто целое к олигоцену, мы можем рассматривать этот огромный временной интервал как отвечающий циклу Вилсона, поскольку ни для одного момента этого интервала нельзя допустить отсутствие такого обширного Зводного пространства, даже в период существования Пангеи, кай-да оно сводилось к весьма обширному заливу размером сравнимым с размерами Индийского океана. Впрочем, речь может идтги о двух отдельных циклах Вилсона, разделенных периодом существования Пангеи - позднепротерозойско-палеозойском и мезозойско-кайнозойском.
В то же время мы должны признать, что океан Тетис в течение протерозоя и фанерозоя неоднократно и весьма существенно изменял расположение и конфигурацию и его основной, осевой бассейн время от времени смещался, главным образом, в южном направлении, постоянно сохраняя роль водного раздела между Лавразией и Гондваной или их фрагментами. Эти изменения происходили не постепенно, а скачкообразно, и именно это позволило различить отдельные стадии в эволюции Тетиса и соответственно ввести понятия о Прото-, Палео-, Мезо-, и Неотетиса, несмотря на то, что некоторые интервалы их "жизни" перекрывают одни другие. Закрытие этих менявших друг друга океанов было обязано орогенезом, давно известными под названиями байкальско-кадомского, каледонского, герцинско-варисского, киммерийского, альпийского. Каждый из этих орогенезов сопровождался аккрецией к Евразии новых террейнов, что, как правило, компенсировалось отделением от Гондваны других террейнов. Некоторые из этих новоаккритированных террейнов позднее испытывали регенерацию подвижности, по крайней мере, частичную, но другие оставались причлененными к Евразии, увеличив ее размеры. Эти различные стадии эволюции Тетической области отвечают циклам, сто лет тому назад выделенными Марселем Бертраном, и я предложил назвать их циклами Бертрана. По отношению к циклам Вилсона эти циклы второго порядка, так как они соответствуют не полному, а лишь частичному отмиранию океана (ив своем начале смещению оси его раскрытия).
Следует подчеркнуть, что внутренняя структура Тетической области, или Средиземноморского подвижного пояса в течение каждой стадии эволюции оставалась сложной и помимо основного бассейна включала несколько его ветвей разного размера, микро-, и миниконтинентами часто надстроенными энсиалическими вулканическими дугами. Впрочем, это совершенно естественно для межконтинентального океана, для Средиземного моря - Mittelmeer -как его определил М.Неймайр, то же столетие тому назад. Разобщения континентальных фрагментов, их обратное сближение и вообще их взаимные перемещения определялись не только рифтингом и спредингом, не только субдукцией, коллизией и обдукцией, но и в значительной степени по трансформным разломам и сдвигам.
Само собой разумеется, что полная расшифровка сложной истории и структурного развития Средиземноморского пояса .на всем их протяжении позволяет лучше понять и особенности металлогении. Однако пока это сделать можно лишь частично, в отношении западной части Тетиса и новейшего этапа его развития, начиная с мезозоя. Поэтому это остается задачей будущего и совершенно очевидно требует международных и мультидисциплинарных (стратиграфия, палеонтология, литология, петрология, тектоника, геофизика, геохимия) исследований.
Литература.