Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. Т. 4. Вып. 1 • 2013 Специальный выпуск СИСТЕМА ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
Кора — мантия — ядро Crust — Mantle — Core / Krusten — Mantel — Kern
УДК 552.53:553.63:551.24
Беленицкая Г.А.
Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Беленицкая Галина Александровна, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник отдела лито-геодинамики и минерагении осадочных бассейнов Всероссийского научно-исследовательского геологического института им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ).
E-mail: [email protected], [email protected]
Анализ тектонических обстановок образования соленосных осадочных бассейнов мира, основанный на серии па-леокинематических реконструкций для главных эпох соленакопления, показал, что между интенсивностью соленакоп-ления и тектонической активностью наблюдаются устойчивые временные и пространственные зависимости. В каждую из эпох галогенеза обстановки образования соленосных бассейнов контролируются активными поясами, а внутри поясов — тектоническими элементами более низкого ранга. Раскрыты закономерности пространственного и временного распределения соленосных бассейнов и тенденции их палеотектонической эволюции.
Ключевые слова: соленосные осадочные бассейны, галогенез, палеотектоника, палеогеодинамический анализ, эпохи соленакопления, палеокинематические реконструкции, закономерности образования соленосных поясов, эволюция соленакопления.
Введение
Статья посвящена геодинамическому анализу обстановок образования соленосных осадочных бассейнов мира. Уточним некоторые используемые термины и понятия.
Термины «соляной» и «галогенный» этимологически равнозначны (греч. hals — соль). В соответствии с наиболее принятым в литературе определением [Геологический словарь... 2010], они распространяются на все природное сообщество, объединяющее относительно легко растворимые в воде хемогенные соединения, начиная (по величине растворимости) с сульфатов кальция (ангидрита, гипса) и кончая наиболее растворимыми хлоридами, сульфатами, карбонатами и нитратами K, Mg, Na, Ca. Иногда в понятие «соляной» включают лишь наиболее растворимые из этих соединений, исключив сульфаты кальция. Мы используем эти термины и их производные по отношению ко всему сообществу.
Анализ палеотектонических проблем осадочной геологии в последние десятилетия активизировался, особенно благодаря интенсивному развитию литогеодинамических исследований, — комплексного научно-методического направления, основной целью которого являются геодинамические, в наибольшей мере палеогеодинамические, аспекты изучения осадочно-породных бассейнов — обстановок и процессов их заложения и формирования [Романовский 1996; Лито-геодинамика... 1998; Лукин 1998; Аплонов и др. 2000; Беленицкая и др. 2001; Беленицкая 2000, 2004; и др.]. Теоретической базой такого анализа служат положения и модели концепции тектоники литосферных плит, которые на сегодняшний день представляют собой наиболее удобный и разработанный инструмент палеотектонического анализа осадочных бассейнов. На их преимуществах в этом плане мы остановимся чуть ниже.
При проведении исследований с позиций плейт-тектоники часто используются термины, требующие уточнения. В том числе: геодинамическая (палеогеодинамическая) обстановка, геодинамическая и палеогеодинамическая карты, лито-геодинамический комплекс и др. Поскольку именно эти термины мы будем использовать в данном сообщении, поясним их в соответствии с приводимыми определениями [Геологический словарь., 2010; Литогеодинамика..., 1998].
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Геодинамическая обстановка означает комплекс условий образования осадочных тел, определяемый в соответствии с типом региональной кинематики литосферных плит, существующей во время их формирования.
Палеогеодинамическая обстановка — геодинамическая обстановка образования этих тел, выделяемая на основании палеогеодинамических (палеокинематических) реконструкций на исследуемый интервал времени. Восстановлению палеогеодинамических обстановок образования соленосных осадочных бассейнов в работе придавалось основное значение.
Геодинамическая и палеогеодинамическая карты — разновидности тектонических и палеотекто-нических карт районирования территорий, основанных на концепции тектоники литосферных плит, отражающие геоди-намические обстановки в заданный интервал времени.
Для мелкомасштабного палеогеодинамического анализа главное значение имеют литологические тела высоких рангов — литогеодинамические комплексы и образующие их формации.
Литогеодинамическими комплексами или осадочными (осадочно-породными) бассейнами , по определению, принятому в рамках литогеодинамичекого анализа [Романовский 1996; Литогеодинамика... 1998; Геологический словарь... 2010; и др.], называются осадочно-породные тела надформационного ранга, представляющие собой седиментационное выполнение депрессионных палеоструктур, сформированных в конкретных (элементарных) гео-динамических обстановках и отвечающих единичным стадиям геодинамического развития соответствующих блоков литосферы (стадиям тектонических циклов Бертрана, по терминологии В.Е. Хаина). Осадочные бассейны выступают как литологические эквиваленты таких элементарных депрессионных палеообстановок. Данное понятие связывает комплексы осадочных пород с геодинамическими обстановками в их плейт-тектоническом понимании. Элементами (осадочными телами), слагающими осадочные бассейны, являются осадочные формации — литологические эквиваленты более мелких тектонических подразделений — фаз тектонических циклов (тектонических циклов Штилле, по В.Е. Хаину). Осадочные бассейны отвечают парагенезам формаций.
Литологические тела этих двух высоких рангов — осадочные бассейны и образующие их формации — имели главное значение при решении задач данной работы.
В качестве соленосных их разновидностей мы рассматривали литологические тела тех же рангов, значительно обогащенные соляным (галогенным) материалом, содержащие его толщи, слои, прослои, а иногда сложенные им нацело. Соответственно, соленосные осадочные бассейны — это осадочно-породные бассейны (литогеодинамиче-скими комплексы), содержащие соляные (галогенные) толщи, чаще всего — одну или более галогенных формаций.
Соленосные (галогенные) формации — осадочные тела формационного ранга, типоморфным элементом которых являются соляные (галогенные) породы и их комплексы, присутствующие в разрезе в качестве (в объеме) формациеобразующих составляющих (от 10—20% до полного преобладания — 80—90%).
Цель данной работы — реконструкция и анализ глобального размещения соленосных осадочных бассейнов и их поясов в эволюционирующих геодинамических системах Земли в разные эпохи фанерозоя. Задачи такой реконструкции и анализа — воссоздать картины палеогеодинамической позиции соленосных бассейнов мира, выявить тенденции изменения ситуаций их образования, раскрыть общие закономерности итогового пространственно-временного размещения. Результаты анализа могут иметь ключевое значение в различных видах глобальных и региональных исследований, прежде всего формационных, фациально-палеогеографических, литологических, минерагенических. Они могут служить ориентиром при оценке вероятности обнаружения соленосных комплексов аналогичных геодинамических типов в глубоко погруженных и более древних осадочных толщах, а также признаков их былого наличия среди деформированных фрагментов осадочно-породных бассейнов (в том числе в составе складчатых комплексов фундамента). Весьма значима роль итогов анализа для изучения формаций, ассоциирующих с соленосными в разных типах обстановок. Перспективна возможность использования соленосных бассейнов в качестве индикаторов палеогеодинами-ческих обстановок и поясов, при восстановлении былых пространственных взаимосвязей крупных континентальных блоков, при реконструкции эволюции океанических бассейнов.
О некоторых общих особенностях состава, строения и распространения соленосных осадочных бассейнов
Среди крупных осадочных бассейнов мира около половины (более 110) содержат соляные (галогенные) толщи, т.е являются соленосными (табл. 1). Соленосные бассейны широко распространены по всей планете. Они установлены в пределах всех континентов, морей, океанических окраин, отсутствуя лишь на абиссальных пространствах собственно океанов, куда «внедряются» только в их приконтинентальные части. Картину размещения соленосных бассейнов иллюстрирует рис. 1. И на суше и в акваториях соли вскрыты на всех ныне доступных бурению глубинах земных недр.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Таблица 1
Соленосные бассейны мира [Беленицкая 2008]
№ на карте1 Название соленосного бассейна Возраст солей2 № на карте Название соленосного бассейна Возраст солей № на карте Название соленосного бассейна Возраст солей № на карте Название соленосного бассейна Возраст солей
ЕВРОПА АЗИЯ 7 Маккензи Є2-3 АФРИКА И АРАВИЯ
1 Центрально- Европейский (Североморско- Германский) P1t, P2zt, Т 1-з, J2-3 27 Среднеазиатский (Амударьинский) J3km-tt(t), K1, Q1-2 8 Денвер P1-2 1 Атласско- Северосахарские T 3-J1 (J2) t, K2, N1t, Q^
2а Бельский P1kt 28 Восточно- Сибирский V2-C2(t) 9 Парадокс, Игл C2mt 2 Западно-Марокканский T3-J1t
2б Соликамский P1kt 29а Кемпендяйский D3t 10 Супай P1s-ar 3а,3б, 3в Мавритано-Сенегальские T3-J1t
2в Верхнепечорский P1kt 29б Ыгыаттинский S2-D1? 11 Северо-Колорадский J3 4 Кванза-Камерунский (Г абон-Ангольский) K1a-alt
3а Припятский D2, D3t, P1 30 Енисейско- Хатангский D1Z, D2-3t 12 Чиуауа J3 5 Персидско-Загросские V2-C2t
3б Днепровский D3t, P1t 31 Чу-Сарысуйские D3t, P1-2 13 Мичиганский S2, D2e 6 Северо-Аравийские J3
4 Предкарпатские N11-2t 32 Тувинский D2t 14 Предаппалачский S2 7 Месопотамский N11
5 Прикаспийский CT 1—, tz kk ■<— CN PP 33 Кулундинские Q4^ 15 Маритайм C1t 8 Данакильский Q^
5а Бузулукский P2kZ2 34 Приаральские (5 бассейнов) N2ak, Q4^ 16 Гудзонова залива D2-3 9 Красноморский N11
6 Западно- и ВосточноСредиземноморские T3-J1(J3?)t, N1t 35 Кара-Богаз-Гол Q3-4^ 17 Приатлантические (При-североамериканские) T3-J11 10 Мертвого моря T3(J3?)t, N2-Qt^
7 Верхнерейнский T, P3t, N1 36 Кайдак-Бузачинский Q1(-Q3) 18 Канадского Арктического Архипелага O2t 11 Пальмирский T3(J3?)t
8 Средне-Европейские T2-3 37 Межгорных впадин Тянь-Шаня N11 19 Свердруп C1-3t 12 Занзибарский T-Jt
9 Аквитанско- Бискайский T2-J11 38 Межгорных впадин Ирана P2-N1t ЮЖНАЯ АМЕРИКА 13 Мозамбикский T-J?t
10 Эбро T2-31, P2-3t 39 Анатолийские N-Q^ 1 Амазонский C-P? 14 Мадера-Луг T-J
11 Западно-Европейские (3 бассейна) T2-3t 40 Среднеараксинские N11 2 Центрально-Чилийских Анд K1 15 Сомали-Эфиопский T-J
12 Западно-Британские (5 бассейнов) T2-3t 41 Цайдамский T?, N1-Q1, Q3-4^ 3 Западно-Аргентинский Т 16 Сабатайн J3
13 Лузитанский T2-3t 42 Верхне-Янцзыйский О ^ c* CO .A a: 1— 4 Чилийских Анд K1t 17 Южно-Африканский l<?t
14 Альпийский P2t 43 Корат, Сакон-Нахкон K2(t) 5 Боливийских Анд Тз, K2 18 Кенийский (Магади, Натрон и др.) Q4^
15 Мизийский (Вардарский) P2t 44 Меконг K2 6 Перуанско- Боливийских Анд K2 19 Чад-Нигерийский K2, Q4^
16 Закарпатские N12t 45 Индо-Пакистанский V2-C2t 7 Чилийско-Перуанских Анд K2 АВСТРАЛИЯ
17 Трансильванский N12t 46 Кохат (Соляного Кряжа) P2-3 8 Восточно-Перуанских Анд P, K2 1 Амадиес Rat, C1
19 Московский D2 47 Бохай P2 9 Центрально-Перуанских Анд Pt, Тt, J2-3t 2 Каннинг O3-D1?t
20 Волжско-Мезенский P1 48 Ян-Шань PR2 10 Эквадорских Анд J2-3 3 Эдавейл D2t
21 Предтиманский V2-C?D3?t СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА 11 Колумбийских Анд J3-K11 4 Залива Бонапарт-Галф (грабен Петрел) O-Dt
21а Карельский PR1 1 Западно-Канадский O3, D2-3, C1t-V, P2t, J3 12 Западно-Венесуэльский С2 5 Аделаида R2?t
22 Предкавказские J3 2 Виллистонский 13 Восточно-Венесуэльский J3 5а Торренс R3t
23 Сивашский Q4^ 3 Пермский(Западно-Техасский) P1-2 14 Такуку J2 6 Гибсон Rst
24 Косью-Роговской O3-S1? 4 Грин-Ривер P22 15 Восточно-Бразильские (4 бассейна) K1at 7 Бангемолл R2?
26 Западно- Баренцевоморский D3?t, C3-P1t 5а,5б, 5в Провинции Бассейнов и Хребтов P33-Q^ 16 Атакамские N2, Q^ 8 Карнарвон S2
26а Северо- Баренцевоморский C2-P1t 6 Примексиканский T3?-J2-3t, N1 17 Альтиплано-Пунийские N2, Q^ 9 Оффисер C1
Примечания
1 Номер соленосного бассейна на рис. 1. Бассейны сульфатно-кальциевого типа (не содержащие хлоридных солей), а также имеющие ограниченное распространение, на карте не показаны и в таблице не приведены.
2 Стрелка вниз -I — соленакопление продолжается в современную эпоху; стрелка вверх t — осложненность солянокупольной тектоникой. Важная черта многих соленосных бассейнов — осложненность солянокупольной тектоникой. Такие бассейны именуются солянокупольными. Интенсивная осложненность характерна для более чем половины крупных соленосных бассей-
Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. Т. 4. Вып. 1 • 2013 Специальный выпуск СИСТЕМА ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time vol. 4, issue 1 Special issue 'The Earth Planet System'
Elektronische wissenschaftliche Auflage Almabtrieb 'Raum und Zeit' Band 4, Ausgabe 1 Spezialausgabe 'System Planet Erde
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
нов мира, а среди крупнейших — для подавляющего большинства (рис. 1).
* Для палеобассейнов - границы распространения (а - локальные),пунктир - предполагаемые; для современных бассейнов - внемасштабные знаки. Смешанные типы показаны сочетанием значков. Прочерк в легенде - типы на карте отсутствуют. Цвет заливки поля отвечает стратиграфическому возрасту, при наличии в разрезе солей двух-трех возрастов дана либо полосатая закраска, либо показаны только доминирующие.
Рис. 1. Соленосные бассейны мира. Составила Г.А. Беленицкая. Обобщение по опубликованным и авторским материалам. Бассейны сульфатно-кальциевого типа (не содержащие солей других типов), а также имеющие ограниченное распространение, на карте не показаны. Номера бассейнов отвечают табл. 1
Геохимический тип солей и соленосных тел определяют те соляные компоненты, которые представляют наиболее полное выражение галогенеза; именно они характеризуют его геохимическую разновидность и являются типоморф-ными, часто не будучи количественно преобладающими. По этому признаку различаются семь геохимических типов: сульфатно-кальциевый, хлоридно-натриевый, хлоридно-калиевый, сульфатно-калиевый, сульфатно-натриевый, карбонатно-натриевый (содовый) и нитратно-калиево-натриевый. Именно в такой последовательности убывает относительная распространенность типов в осадочных разрезах. Принадлежность соленосных тел к одному из калиеносных типов (хлоридно-калиевому или сульфатно-калиевому) является важным показателем, характерным главным образом для наиболее масштабных среди них.
Итоги детального системно-литологического анализа галогенных формаций позволили обозначить их как упорядоченные структурированные осадочно-породные системы, обладающие наборами определенных вещественных, структурных и фациально-тектонических характеристик, раскрыть общие принципы их строения и типоморфные особенности в каждой обстановке, разработать схемы типизации по названным параметрам и создать структурновещественные, литофациальные и литогеодинамические модели [Беленицкая 1998, 2000; Рифогенные... 1990; Рифовые...
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
2013]. Именно они служили важным инструментом при выполнении палеогеодинамических исследований.
Галогенные формации широко распространены от позднего венда-кембрия до голоцена. В их стратиграфическом распространении проявляется следующая особенность (рис. 2): на фоне непрерывности (т.е. наличия определенного фонового минимума) наблюдается неравномерно-дискретный, пульсационный характер количественного и качественного распределения с образованием ряда крупных максимумов — эпох галогенеза (Ф. Лотце, М.А. Жарков, А.Л. Яншин, Г.А. Беленицкая).
Рис. 2. Соотношение соляных, серных и геодинамических «событий» фанерозоя (возрастные кривые). Заливкой выделены значительные аномалии (полосатой — предполагаемые) [Беленицкая 2000].
1 — а — основные эпохи диастрофизма, б — то же, завершающие байкальский, герцинский и альпийский циклы (1 — кадомская, 2 — салаирская, 3 — арденнская, 4 — акадская, 5 — заальская, 6 — раннекиммерийская, 7 — позднекиммерийская, 8 — австрийская, 9 — аттическая); 2 — геодинамические типы важнейших соленосных поясов (утолщенный знак — наиболее масштабных): а — растяжения — рифтогенные внутри- и межконтинентальные, б — сжатия — активноокраинные и коллизионные (К1, К2, К3 — коллизионные пояса, связанные с замыканием трех генераций Тетисных бассейнов); 3 — глобальные уровни максимальной интенсивности соленакопления (основные эпохи галогенеза).
Эти максимумы устанавливаются по экстремально высоким величинам площадей распространения и объемов как в целом всех соленосных образований, так и их составляющих: сульфатно-кальциевых, хлоридно-натриевых, хлоридно- и сульфатно-калиевых, сульфатно-натриевых. Важно, что именно им отвечают и все пики калиеносности. Главные максимумы: У2-С2, (менее значительный S2-Dl), D2-з, Р1-2, Тз-^, ^, К1-2, N1. Три из них — У2-62, Р1-2 и N1 — являются крупнейшими в геологической истории, причем лишь с ними связано (для У2-62 предполагается) соленакопление сравнительно редкого сульфатно-калиевого типа. Большинство эпох представляет собой не один, а сочетание из двух-трех (и более) сближенных во времени более дробных уровней (фаз) соленакопления, обычно имеющих региональное распространение.
Стратиграфическое распределение галогенных формаций в разных структурно-тектонических подразделениях России отражены на рис. 3, составленном на основании детального анализа и обобщения материала по каждому тектоническому региону [Рифогенные... 1990; Рифовые... 2013].
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Страти- графи- ческая шкала Фазы диастро- физма Восточно- Европейская древняя платформа Тимано- Печорская эпидокемб- рийская платформа Баренцево- морская эпидокемб- рийская платформа Восточно- Сибирская древняя платформа Скифская эпигерцинская платформа Западно- Сибирская эпигерцинская платформа Урало- Центрально- Азиатский палеозойский складчатый пояс Западное и Восточное Забайкалье Тихоокеанский доальпийский складчатый пояс Обобщенные уровни галогенеза России Глобальные уровни галогенеза Страти- графи- ческая шкала
Q К19 Г 18 rj7 ре L-15 N ка Q24 N1 о. нем q4 N ■ Q, Ne Q4 Nea q2^ Q
N ^ 2 к\
1 Pnz 1 я N; А А/, ■ Ч КМ А/, 1 N
1
2 к — 1 К14 к13 к12 А К2 А К V А К2 Л ■ К 2 — К 1
3 J 2 1 К ■ J3 КВ J3 Ж\L-: к 1!| 3 2 ^ 1
т 3 3 т
Т 2 ~т к11 к10 Ё 2 Т I-
2 р7 2 7Р
КМ Р,2 К Р, ■ Р, КИИ Р,- км Щ
3 С 2 АЛ \'СЭ; Л.’. \'Рй’ • • См' Й * ‘ ‘ ■’ * ' С2-Р, .Л\\\'Л\СМ 3 2 С
1 ^6 к Шй!® A Ctv 1
3 °_1 шшшш A DJm .Л. . . . 02-з НИИ Ш\ HS 3 2_D
1 IF? г* tt'Dp л- ■ ■ Sj:p,- 5 Kvlv&fe 1
FF со ■v.yAA ■ ? PZ,? A S2 f s
0^ 1 Л. 0?-S, Л 0« ■? А Оы ■?А • 0,3 .3_ 2_ 0 1
3 0 _2_ 1 К1 A Cs2~Ol A-.-.-.e/.Q; 3 2_ G 1
1 к v2-e2 * £ А б, ШйЖШШй
CNJ ч— > ! • * ■ Z" * ■ *I ■I■ I * I *! ■■■■■■■■■■■■■■■■■■I L v 1
Шг/уРЩ ‘ а б В г д е 12
1 2 лл ■ КК И N е з к 4
Рис. 3. Схема корреляции уровней галогенеза в разных геоструктурных элементах территории России. Составила Г.А. Беленицкая.
1, 2 — уровни галогенеза (цвет отвечает стратиграфическому возрасту): 1 — основные, 2 — второстепенные; 3 — геохимические типы галогенных формаций с наиболее полным проявлением галогенеза, развитые на данном уровне (тонкий знак — при ограниченном распространении): а — сульфатно-кальциевый, б — хлоридно-натриевый, в — хлоридно-калиевый, г — сульфатно-калиевый, д — сульфатно-натриевый, е — карбонатно-натриевый; 4 — фазы диастрофизма: 1 — позднебайкальская, 2 — салаирская, 3 — раннекаледонская, 4 — позднекаледонская, 5 — акадская, 6 — бретонская, 7 — судетская, 8 — астурийская, 9 — уральская, 10 — заальская, 11 — пфальцская, 12 — раннекиммерийская, 13 — позднекиммерийская, 14 — австрийская, 15 — ларамийская, 16 — пиренейская, 17 — савская и дунайская, 18 — аттическая, 19 — кавказская
На континентах галогенные формации присутствуют в разрезах осадочных комплексов всех типов геоструктур высшего порядка: древних и молодых платформ, областей их сопряжения со складчатыми областями, впадин складчатых областей. Протяженные пояса мощных соляных (солянокупольных) бассейнов прослежены и вдоль многих подводных окраин континентов — под дном окраин молодых океанов и глубоководных морей, где они развиты преимущественно в пределах формирующихся депрессионных геоструктур межконтинентально-рифтовых, пассивноокраинных, остаточных и тафрогенных бассейнов.
Три группы структурно-тектонических элементов контролируют размещение максимумов соленакопления. I. Краевые и окраинноконтинентальные системы зон сочленения платформ с подвижными поясами (складчато-надвиговыми системами и современными молодыми океанами). II. Рифтогенные системы внутренних частей платформ (авлакогены, погребенные и современные формирующиеся рифтовые системы). III. Впадины складчатых областей — остаточные и наложенные.
По распространенности галогенных формаций и насыщенности галогенным материалом ведущее место занимают осадочные комплексы зон сочленения платформ с подвижными поясами. Во многих структурах здесь соляные толщи развиты многоярусно, образуя до 3—5 уровней, иногда больше. Несколько уступают им чехлы внутренних частей платформ. В чехлах древних платформ все значительные галогенные формации связаны с плитным комплексами, а молодых — также и с доплитными (тафрогенными, переходными).
Основы палеогеодинамического анализа
Проблемы тектонической позиции соленосных тел в контексте представлений тектоники плит в разные годы рассматривали многие исследователи (П.Н. Кропоткин, Б.М. Валяев, Н.М. Джиноридзе, Х. Ле Пишон, Ги Пото, В.И. Созанский, Р. Эванс, Ю.В. Баталин с соавт., Э.А. Высоцкий, М.А. Жарков, В.С. Конищев, А.А. Озол и др.). Н.М. Джиноридзе с соавт. [Джиноридзе и др. 1980] впервые показали закономерный характер размещения соленосных формаций по отношению к границам плит.
В данной работе проблема обсуждается целиком с позиций концепции тектоники литосферных плит, которая наиболее соответствует задачам палеогеодинамического анализа соленосных бассейнов. Выбору этой тектонической концеп-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ции способствовал ряд преимуществ ее научно-методических разработок [Беленицкая 2004]: 1) наличие обоснованной ранжированной систематики обстановок осадконакопления, охватывающей все их основные разновидности; 2) достаточная детальность типизации при наличии подразделений, сомасштабных осадочно-породным телам, рассматриваемым литогеодинамикой; 3) возможность установления латеральных и вертикальных взаимосвязей осадочно-породных тел, а также последовательности их эволюции; 4) наличие сведений об экзогенных и эндогенных геолого-геофизических параметрах выделяемых обстановок, о характере субстрата, глубинной структуре, эндогенной и флюидной активности. Иначе говоря, научно-методические разработки тектоники литосферных плит дают конкретную и адекватную геологогеофизическую базу, инструменты и модели для реализации палеотектонического анализа.
Следует, однако, подчеркнуть, что такой анализ соленосных бассейнов может быть выполнен и с позиций других геотектонических представлений. С позиций рифтогенной и платформенно-геосинклинальной концепций проблема обсуждалась нами ранее [Беленицкая 1989; Рифогенные... 1990]. Использование разных подходов облегчается, в частности, возможностью установления между их подразделениями определенных, хотя и не всегда однозначных, пространственно-временных соотношений. Характер этих соотношений отражен на рис. 4 и был кратко рассмотрен в работе [Беленицкая 2004].
Рис. 4. Идеализированные пространственно-временные взаимоотношения осадочных бассейнов разных геодинамических типов, положение в них соленосных, рифовых и черносланцевых формаций и ориентировочные соотношения понятий разных тектонических концепций (плитной тектоники и «рифтогенной» — прямой шрифт, платформенно-геосинклинальной — курсив) [Беленицкая 2008].
1 — внутристадиальные (малые) тектонические циклы; 2,3 — основные генерации рифтогенных континентальных (2) и океанических (3) систем: а — уровни растяжения и деструкции (заложения или регенерации), б — уровни сжатия и инверсии (отмирания); 4,5 — преобладающий тип геолого-структурной позиции осадочного бассейна (4) и цифровой индекс его геодинамического типа в зависимости от геоструктурной позиции (5)/ а — чехлы внутренних частей молодых и древних платформ, б — зоны сочленения платформ и складчатых поясов, в — складчатые пояса; 6 — тип коры: а — океаническая, б — субокеаническая, в — субконтинентальная , г — континентальная, д
— континентальная повышенной мощности; 7 — осадочные бассейны, развивающиеся на фоне различных геодинамических напряжений (штриховая линия — границы между суббассейнами одного бассейна): а — растяжения, деструкции (рифтогенная группа бассейнов и суббассейнов), б — проседания, активного прогибания, в — сжатия с локальным растяжением (орогенная группа), г — активизации с рассеянной деструкцией и (или) сжатием на фоне прогибания; 8 — общий интервал дискретного возникновения осадочных бассейнов данного геодинамического типа; 9 — резкое несогласие (часто структурное) в основании или кровле осадочного бассейна (а), то же в его части (б); 10 — предрифтовая активизация; 11 — соленосные бассейны разных геохимических типов: а — сульфатно-кальциевые, б — галити-товые, в — хлоридно-калиевые, г — сульфатно-калиевые, д — пестрого состава, часто сульфатно-натриевые, содовые; 12 — наличие в разрезах бассейнов осадочных комплексов: а — красноцветных, б — высокоуглеродистых, в — биогермных разного масштаба; 13 — под-стадии рифтовой стадии: к.р. — континентального рифта, м.р. — морского рифта, м.о. — микроокеаническая.
Геоди нам ическая классификация. В качестве базовой нами использован ранее обоснованный и апробированный в литературе вариант геодинамической классификации контролирующих бассейны обстановок (палеообстано-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
вок) с позиций плейт-тектоники (табл. 2). Ее принципы разработаны отечественными и зарубежными учеными и освещены в исследованиях Х. Рединга, У. Диккинсона, К.А. Клещева, В.С. Шеина, А.А. Ковалева, С.И. Романовского, В.П. Феоктистова, Г.А. Беленицкой, Э.И. Кутырева и др.
Таблица 2
Геодинамическая классификация соленосных осадочных бассейнов
по [Беленицкая 2000]
ГЕОДИНАМИ-ЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ КЛАССЫ ГЕОДИ-НАМИЧЕСКИХ ОБСТАНОВОК ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ВИДЫ БАССЕЙНОВ, ИНДЕКСЫ 1 ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ТИПЫ СОЛЕНОСНЫХ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ ПРИМЕРЫ НЕОГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ 2 ПРИМЕРЫ ПАЛЕОГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ 2
>s _Q Н Т X ш |_ CL Ш CQ S О X CQ S н К > CL Т О Е >s _Q «І -О ш X |Г шё и <1 Ё ИС CL О с S н- е X S 1— н о и CD е ла _Q 1-X н е г о 1— -& S CL Впадины внутриконтинентальных риф тов, ранние (эпиколлизионные, до-плитные) і Хлоридно-калиевый, сульфатнокалиевый, пестрый Кенийский Q44 Суэцкий N13, 4 Верхнерейнский Р2-3, N1 Бенуэ N1, 4 Байкальские 4 Амадиес Rз1, £ Днепровско-Припятский D2, Dз, С1, Р1 Кемпендяйский Dз, C1V1 Московский D2, С1, С3
То же, поздние (синплитные) 2
Надрифтовые впадины 3 Сульфатно-кальциевый, (галити-товый) Амадиес 4 Эйрский Q4 Северо-Прикаспийский Q1-44 Приаральский №3, Q44 Днепровский Jз, Р33 Североморский Jз Гудзонова залива D2
Сдвиговые бассейны в пределах рифтогенных систем 4 Пестрый, галититовый Мертвого моря №3-044 Солтон-Си Q44 Лабрадорский Tз-J1 Ньюфаундлендский Tз-J1
Рифтогенные меж-континен-тальные Бассейны межконтинентальных рифтов 5 Хлоридно-калиевый Красноморский N11 N13 4 Данакильский Q4 Калифорнийский 4 Аквитанско-Иберийский Т2-3, Р2-3 Северо-Аравийский V-G Циркуматлантические пояса Tз-J1, Jз, К Мадагаскарский Тз^1
>s .0 >s ш м ° О і 1= =1 X ш cld ш о РТ ПС СО с S
Рифтогенные океанические Бассейны океанических рифтов 16
Пассивно-окраинные Бассейны пассивных окраин (стабильных) б Сульфатно-кальциевы й Западно-Австралийский 4 Львовский D2-3 Днестровско-Прутский S1-2
Бассейны зон активизации пассивных окраин 6А Галититовый Южно-Австралийский 4 Мексиканского залива N1,04 Нордвикский 04 Мак-Мардосский 4 Сетте-Дабанский S2, D2-з Северо-Аравийский Р, Тз, Jз, К1, Р Северо-Земельский С1 Приуральский Dз Лутский Jз
КОНВЕРГЕНТНЫЙ СУБДУКЦИОННЫЙ Активноокраинные (островодyжные и окраинноконтинентальные) Г лубоководные желоба G7
Преддуговые и междуговые троги ш
бассейны Вторично-рифтовые бассейны активноокраинных поясов (бассейны растяжения) 7 Хлоридно-калиевый (?), пестрый, галититовый Провинции Бассейнов и Хребтов Рз3-^1, №3-04 Альтиплано N2, 04 Атакама-Пунийский N2, 04 Андийский Jз, (К1) Срединно-Тяньшаньские D2-з Чу-Сарысуйские Рз-С1 Тувинский D2
Окраинные бассейны (окраинные моря) 8 Сульфатно-кальциевы й Коралловоморский (Квинслендский шельф) 4 Срединно-Тяньшаньские С1-2 Чу-Сарысуйский С1
CD ы в о г CD З Краевые прогибы активноокраинных поясов (раннеорогенные) 9 Хлоридно-калиевый Тиморско-Арафурский 4 Амударьинский Jз Восточно- Сибирский V-G2 Корат и Сакон-Након К1 Мидконтинента Р1-2 Альтиплано К2-Р
Внутренние (межгорные) впадины активноокраинных поясов (раннеорогенные) м9 Хлоридно-калиевый (?), галититовый Антильский N1 Колхидский Jз Парадокс, Игл С2 Магнитогорский С2 Рачинский Jз
Впадины областей перисубдукцион-ной активизации 10 Пестрый, галититовый Альберта-Дакотский 4 Юконский 4 Фергансий К1-Р2 Грин-РиверР2 Амударьинский К1-Р2
КОЛЛИЗИОННЫЙ Коллизионные Краевые прогибы коллизионных поясов (позднеорогенные) 11 Хлоридно-калиевый, сульфатнокалиевый, галититовый Месопотамский №1-2, 044 Предальпийский N1 По-Адриатический N1 Предкарпатские N1^ Предуральский Р1 Пермский (Зап.-Техасский) Р2 Предтиманский V- £(?)
Внутренние (межгорные) впадины коллизионных поясов (позднеорогенные) 12 Хлоридно-калиевый, пестрый Закарпатские №2 Среднеараксинский №2 Межгорных впадин Ирана Рз-№,04 Анатолийские N-04 Восточно-Альпийский Р Восточно-Уральский С2-Р1
Остаточные бассейны коллизионных поясов 13 Хлоридно-калиевый, сульфатнокалиевый Ионический, Леванта №3, 4 Черноморский N1^ 02, 4 Южно-Каспийский ^2-3, №3, 03-44 Прикаспийский Р1к Североморский Р2^
Впадины позднеколлизионных рифтов (тафрогенные) 14 Сульфатно-калиевый, галититовый, пестрый Тирренский, Алжиро-Прованский, Лигурийский, Альборанский №3, 4 Трансильванский №2 Чу-Сарысуйский Р1-2 Бузулуксо-Прикаспийский Р2
Впадины областей периколлизи-онной активизации (зон торошения) 15 Пестрый Цайдамский N1-04 Монгольские 4 Южно-Таджикский 01-2, 4 Межгорных впадин Тянь-Шаня N1, 4 Нью-Арк (?) Т
>S _Q Н 1— S С С S CL 1— > Н СП АКТИВИЗА- ЦИОННЫЙ ВНУТРИ- ПЛИТНЫЙ Активизации внут-риокеанической Бассейны активизированных частей океанических плит Ц
Активизации внут-риконтинентальной Бассейны активизированных частей континентальных плит 20
СТАЦИО- НАРНЫЙ ВНУТРИ- ПЛИТНЫЙ Стабильно- океанические Бассейны стабильных частей океанических плит 21
Стабильно- континентальные Бассейны стабильных частей континентальных плит 22
Примечания. 1 Цифровые индексы без рамок — соленосные бассейны (утолщенные — наиболее крупные), в рамках — не соленосные.
2 Стратиграфические индексы — возраст основных соленосных комплексов, стрелка вниз — соленакопление происходит в современную эпоху.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
В соответствии с основным принципом — соотношением геодинамических обстановок с одновозрастными границами (палеограницами) литосферных плит того или иного типа — выделены три группы режимов. Две из них — деструктивнодивергентная и конвергентная — подчинены границам плит (включая их зарождающиеся и отмирающие типы), третья — внутриплитная — охватывает внеграничные обстановки внутренних частей плит. Деструктивно-дивергентной группе отвечают подгруппы рифтогенных (и пострифтогенных) и спрединговых (и постспрединговых) режимов, характерные для всех типов рифтовых поясов континентов и океанов. Конвергентной группе соответствуют субдукционные и коллизионные режимы. Группе внутриплитных обстановок, включающей собственно внутриплитные части океанов и континентов, не контролируемые границами плит, соответствуют в пределах тех и других активизационные и стационарные внутриплитные режимы. В составе групп и подгрупп выделены обстановки двух рангов: классы и виды.
Деструктивно-дивергентная группа объединяет четыре класса обстановок: рифтогенные внутриконтинентальные (включает виды: впадины внутриконтинентальных рифтов, надрифтовые, сдвиговые бассейны в пределах рифтогенных систем), рифтогенные межконтинентальные, рифтогенные океанические, пассивноокраинные и их активизированные разновидности. Конвергентная группа объединяет два класса: активноокраинные — островодужные и окраинноконтинентальные (виды: глубоководные желоба, преддуговые и междуговые троги, задуговые бассейны) и коллизионные (виды: краевые прогибы, внутренние впадины, остаточные бассейны, впадины позднеколлизионных рифтов). Группа внутриплитных обстановок, не контролируемых активными границами плит, объединяет четыре класса (каждый — отвечает одному виду) — активизационный внутриконтинентальный, активизационный внутриокеанический, стационарный внутриконтинентальный, стационарный внутриокеанический.
Классам отвечают геодинамические пояса или области (для внутриплитных территорий), а видам — конкретные (элементарные) геодинамические обстановки. Именно последним соответствуют тела ранга осадочных бассейнов, в том числе соленосных. Видам присвоены цифровые индексы от 1 до 22 (табл. 2).
При определении систематической принадлежности некоторых видов обстановок нередко возникает неопределенность, возможность разных вариантов. Чаще всего это является следствием совмещения разнотипных геодинамических факторов и режимов (например, локальное проявление рифтогенных или сдвиговых на фоне региональных субдукционных или коллизионных и др.). Чтобы сократить неоднозначность решений, мы ввели единый - ранговый - принцип систематизации: во всех случаях отдавать приоритет показателю более высокого ранга. В результате бассейны всех видов, находящиеся в пределах определенного геодинамического пояса, рассматриваются в классе обстановок, соответствующих этому поясу (независимо ни от типа и интенсивности тех локальных напряжений, которые непосредственно контролируют данную обстановку, ни от большей или меньшей удаленности обстановки от границы, контролирующей пояс в целом).
В связи с этим встает важная проблема об общих ареалах и внешних границах геодинамических поясов. В литературе вопросы, касающиеся периферических зон активных поясов, их систематической принадлежности и целесообразности их рассмотрения в качестве элементов самих поясов, обсуждались при анализе поясов сжатия, где эти зоны выражены особенно масштабно. В настоящее время обширнейшие периферические зоны современного коллизионного Альпийско-Гималайского пояса, большинством исследователей выделяемые в качестве единой области, неразрывно связанной с эволюцией этого пояса и получившей разные наименования, чаще других — область или пояс "торошения" микроплит. Возможность аналогичного подхода рассматривалась и в отношении субдукционных поясов, преимущественно их современных представителей (В.Е. Хаин, С.А. Ушаков, Н.А. Ясаманов), но иногда и применительно к более древним (П.-А. Зиглер, В.Е. Хаин). Сравнительный анализ комплекса эндогенных показателей (сейсмичность, тепловой поток, флюидовыводящая деятельность, тектоническая нарушенность, градиенты рельефа и др.), характеризующих внешние периферические зоны современных субдукционных и коллизионных поясов, позволил во всех случаях включать те их части, которые располагаются в ареалах проявления признаков эндогенной активности, в состав этих поясов. При этом обстановки частей поясов, удаленных от линеаментных зон, выделены в самостоятельные виды — бассейны областей перисубдукционной (уда-ленно-субдукционной) и периколлизионной (удаленно-коллизионной) активизации [Беленицкая 1998]. Для субдукционных поясов такая интерпретация использована по отношению как к областям континентов, развитым по периферии окраинноконтинентальных поясов, так и к эпиконтинентальным шельфам окраинных морей, развитым по периферии островодуж-ных поясов (например, шельфы Юго-Восточной Азии). Последние в литературе интерпретируются по-разному, в частности, и как бассейны пассивных окраин. Следуя общему принципу, мы включили их в состав активноокраинных поясов, а далее рассматривали как элемент либо задуговых, либо перисубдукционных бассейнов.
В итоге под геодинамическими поясами (геодинамически активными, подвижными поясами) мы понимаем обширные территории глобальных или трансрегиональных мегаструктур, подчиненных активным линеаментным системам (чаще всего — границам литосферных плит) и отвечающих общим ареалам влияния активности этих систем. Геодинамические пояса всех типов имеют значительную ширину, в целом отвечая ареалам проявления повышенной эндогенной активности. Их периферические области, даже весьма удаленные от линеаментных зон, нередко характеризуются весьма высокими ее показателями, особенно сейсмичности, теплового потока, флюидовыводящей деятельности, тектонической нарушенности, градиентов рельефа, но как правило слабо проявленным вулканизмом. Для современных поясов это хорошо видно на соответствующих специализированных глобальных и региональных картах и отмечалось во многих исследованиях; данные палеореконструкций позволяют предполагать аналогичную картину и в прошлые эпохи. Обзор тех
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
и других был приведен нами в работе [Беленицкая 1998].
Итак, общим принципом определения систематической принадлежности конкретных обстановок было предварительное решение вопроса о принадлежности к поясу (и классу) и лишь затем — к виду бассейна. Изложенный принцип особенно важен и широко использован нами, в частности, в двух случаях. Во-первых, в отношении бассейнов, обязанных проявлению любых локальных напряжений, отличающихся от характера напряжений основного линеамента: бассейнов рифтогенных структур, осложняющих пассивноокраинные, активноокраинные или коллизионные пояса; зон сдвигов в пределах всех типов подвижных поясов; зон столкновения малых блоков в контурах активноокраинных поясов; локальных зон субдукции в поясах столкновения. Все эти бассейны включены в состав соответствующих поясов (классов) в качестве видов или подвидов. Во-вторых, при диагностике обстановок, находящихся в периферических частях активных поясов, удаленных от линеаментных зон, но еще испытывающих влияние геодинамической активности (перисубдукци-онные, периколлизионные). Мы заостряем на этом внимание, поскольку для осадочных бассейнов вообще, а для соленосных особенно, именно эти зоны очень важны.
Геодинамические типы соленосных бассейнов. Рассмотренная геодинамическая классификация осадочных бассейнов полностью удовлетворяет задачам анализа соленосных бассейнов, что позволило использовать ее в качестве основы при типизации обстановок их образования. В общей систематике осадочных бассейнов соленосные их разновидности занимают четкую позицию (табл. 2, рис. 5). Соленосными являются обстановки следующих классов и видов (в скобках - примеры типичных бассейнов и возраст наиболее значимых галогенных формаций в их составе).
Рис. 5. Ландшафтно-геодинамические модели соленосных осадочных бассейнов [Беленицкая 2008].
1 — бассейны субаквальной седиментации: а — соленакопление характерно, б — соленакопление не характерно; 2 — тип земной коры (включая осадочный чехол): а — континентальная и субконтинентальная, б — океаническая, субокеаническая и оси спрединга; 3 — комплексы вулканических дуг и внутриокеанических поднятий; 4 — активный вулканизм; 5 — направление движения литосферных плит; 6 — синседиментационные тектонические смещения масс в субстрате и обрамлениях бассейнов; 7 — то же, характерные типы: а — раздвиги с прогибанием, б — прогибания разной интенсивности, в — надвиги, г — сдвиги, сдвиго-раздвиги; 8 — фациаль-но-ландшафтные обстановки: ІА — абиссальные и хедальные, Iа, 1б — батиально-абиссальные и батиальные, II — внешнего шельфа, барьерно-рифовые, III -внутреннего шельфа (іііА -депрессионные, іііБ — мелководные), IV — прибрежные лагунно-заливные (сэбхово-лагунные), V — низменно-равнинно-озерные, VI — предгорно- или возвышенно-равнинно-озерные, VII — горно-озерные; 9
— области межбассейновых тектонических поднятий: ВД — вулканические дуги, ШЗ — шовные зоны, СНП — складчато-надвиговые пояса, ПТ — сводово-глыбовые "пояса торошения"; 10 — биогермные комплексы разного масштаба; 11 — геохимические типы соленосных комплексов (в скобках — ограниченного развития): а — сульфатно-кальциевый, б — галититовый, в — хлоридно-калиевый, г
— сульфатно-калиевый, д — пестрого состава, часто сульфатно-натриевый, е — то же, содовый; 12 — погребенные соленосные комплексы в субстрате; 13, 14 — солянокупольные осложнения соленосных бассейнов: 13 — формирующихся, 14 — погребенных (а — установленные, б — предполагаемые); 15 — восходящая разгрузка рассолов из погребенных соленосных бассейнов.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Рифтогенные в нутр и ко нти н е нта л ь н ы е (Припятско-Днепровский, D2, D3, P1; Кемпендяйский, D3; Амадиес, R3, 6). Галогенез широко распространен во всех выделенных видах этого класса: внутриконтинентальных рифтах, авла-когенах, надрифтовых впадинах, сдвиговых бассейнах. Рифтогенные межконтинентальные (Красноморский, N11, N13; Циркуматлантические, T3-J1, J2-3, Ki). Единственный вид, выделенный в этом классе бассейнов, — межконтинентально-рифтовый — контролирует одну из наиболее масштабных разновидностей галогенных формаций.
П а сс и в н о о кр а и н н ы е (Мексиканского залива, К1; Приуральский, D3; Северо-Аравийский, J3). Значительные масштабы галогенеза характерны для активизированных (деструктированных) участков пассивных окраин, вне которых ограниченны.
А кти в н о о кра и н н ы е (субду кци о н н ы е) (Срединно-Тяньшаньские, D2-3, C1-2; Амударьинский, J3; ВосточноСибирский, V2- 62). Соленосными являются лишь задуговые бассейны (растяжения и сжатия) и впадины областей перисуб-дукционной активизации. Коллизионные (Предкарпатские, Ni1-2; Месопотамский, Ni1-2; Средиземноморские, Ni3; Пермский, Р2, Прикаспийский, Р1к). Галогенез широко представлен во всех видах бассейнов: в краевых прогибах, внутренних впадинах, остаточных бассейнах, впадинах позднеколлизионных рифтов и в бассейнах областей периколлизионной активизации.
Устойчив и набор геодинамических обстановок, для которых галогенез не характерен или мало характерен: это океанические рифты, глубоководные желоба и преддуговые троги активноокраинных поясов, а также все виды стабильных внутриплитных обстановок — внутриконтинентальных и внутриокеанических.
Уже простое сопоставление наборов обстановок, типичных и нетипичных для галогенеза, определенно свидетельствует, что для соленакопления существуют как предпочтительные геодинамические ситуации, так и неблагоприятные (запрещенные?). Для неблагоприятных обстановок прослеживается ряд общих признаков. Во-первых, чисто океанический тип коры при отсутствии континентальной в субстрате или в непосредственном обрамлении. Во-вторых, стабильный режим (стабильные области, стабильные фазы развития активных областей, стационарное состояние коры). Кроме того, неблагоприятны для галогенеза также некоторые наиболее активные обстановки — океанические рифты, глубоководные желоба, однако это ограничение в большей мере касается обстановок, связанных с океанической корой, точнее, с границами плит в пределах океанического типа коры, т.е. смыкается с первым ограничением.
Диагностические признаки соленосных бассейнов. Соленосные бассейны каждого геодинамическо-го вида характеризуются широкими спектрами показателей как соленосных, так и сопряженных несоленосных образований. На основании обобщения показателей представителей бассейнов каждого вида были выделены наборы устойчивых признаков, важных для их диагностики [Беленицкая 1998, 2001]. Главные среди них: вещественные (состав соляных, парагенных им биохемогенных и фоновых компонентов), структурно-морфологические (мощность, форма в плане и разрезе, характер залегания, зональность, полярность), внутренняя структура (вертикальные ряды галогенных и негалогенных формаций), пространственные (положение соленосных тел в вертикальных и латеральных рядах осадочных бассейнов), типовые фациально-ландшафтные характеристики седиментационных обстановок (палеообстановок) соленакопления, сочетания важнейших эндогенных показателей.
Среди вещественных показателей наиболее информативны геохимические разновидности типоморфных галогенных формаций, отвечающие максимальным для обстановки проявлениям галогенеза. Так, хлоридно-калиевый тип характерен для межконтинентальных и полноразвитых внутриконтинентальных рифтов, краевых и внутренних бассейнов субдукционных и коллизионных поясов. Сульфатно-калиевый тип — лишь для бассейнов коллизионной группы и инверсионных суббассейнов авлакогенов (Прикаспийский и Припятско-Днепровский бассейны в Pi). Сульфатно-кальциевый тип с ограниченной соленосностью (в качестве максимального проявления галогенеза) - для обстановок пассивных окраин, надрифтовых впадин и окраинных бассейнов субдукционных поясов. Сульфатно-натриевый и содовый озерные типы — для бассейнов областей перисубдукционной и периколлизионной активизации, а также для мелких грабеновых структур ранних стадий развития внутриконтинентальных рифтов и вторично-рифтовых бассейнов. В итоге каждый геохимический тип характерен лишь для небольшой группы геодинамических видов, а каждому геодинамическому виду присуще свое сочетание из 2—3 геохимических типов бассейнов. Геодинамическую избирательность обнаруживают и негалогенные составляющие. Например, сочетания с галогенными наиболее масштабных биогермно-карбонатных комплексов типа карбонатных платформ характерны для бассейнов пассивных окраин и окраинных морей (рис. 4, 5).
Весьма значимы вертикальные ряды галогенных и негалогенных формаций в разрезах бассейнов, отражающие направленность изменений в ходе эволюции каждого геодинамического типа. Трансгрессивные ряды с нарастанием мо-ристости обстановок, полноты и масштаба галогенеза характерны для авлакогенов и надрифтовых впадин на собственно рифтовых стадиях их развития, для межконтинентальных рифтов и вторично-рифтовых бассейнов; регрессивные с обратными последовательностями — для авлакогенов и надрифтовых впадин на инверсионных стадиях, для краевых прогибов и остаточных бассейнов коллизионных и активноокраинных поясов; ряды с невыраженной направленностью
— для пассивных окраин и окраинных бассейнов, а разнонаправленные — для бассейнов зон активизации и деструкции пассивных окраин. Вещественные характеристики и направленность формационных рядов являются главными диагностическими признаками, а остальные — вспомогательными.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Литогеодинамические (тектоно-седиментационные) модели соленосных бассейнов. В
работах [Беленицкая 1998, 2000; Беленицкая и др. 2001] была разработана система литогеодинамических (тектоно-седиментационных) графических моделей, отражающих разные стороны пространственно-временных взаимосвязей между литологическими параметрами соленосных бассейнов и геодинамическими обстановками их образования. Для разных геодинамических обстановок охарактеризованы и проиллюстрированы на эталонных моделях и типовых региональных примерах структурно-вещественные, литолого-фациальные, морфологические, пространственные и другие особенности соленосных бассейнов.
Модели типовых вертикальных рядов соленосных бассейнов систематизируют реально наблюдаемые в различных структурных зонах осадочные последовательности соленосных бассейнов (сохранившиеся или вероятные). Выделено три группы рядов: на окраинах континентов (палеоконтинентов); в пределах микроконтинентов (палеомикроконтинентов) и внутриконтинентальные (внутрипалеоконтинентальные). В современной структуре Земли эти группы примерно соответствуют трем категориям геоструктурных элементов и отвечающим им трем типам осадочных мегабассейнов. Первые располагаются вдоль границ между складчатыми областями и платформами (древними и молодыми) и входят в состав пограничных мегабассейнов; вторые — внутри складчато-надвиговых систем и входят в мегабассейны складчатых поясов; третьи занимают внутренние части платформ и отвечают внутриконтиентальным мегабассейнам. Отдельной группой показаны бассейны современных внутри- и межконтинентально-рифтовых систем незавершенного развития (пути их дальнейшей геодинамической эволюции пока могут лишь предполагаться); среди них по характеру субстрата выделены два типа: постплатформенные (Красноморский бассейн) постколлизионные (Верхне-Рейнский бассейн).
На моделях показаны также типичные для каждой обстановки параметры различных проявлений эндогенной активности в бассейнах и их обрамлениях: вулканизм, сейсмичность, тепловой поток, тектоническая нарушенность субстрата, контрастность рельефа, интенсивность флюидовыводящей деятельности.
Здесь мы воспроизводим лишь один вид моделей — ландшафтно-геодинамические (рис. 5). На фоне мелкомасштабных профильных схем каждой из обстановок, отражающих основные черты строения литосферы и важнейшие ландшафтные показатели, приведены некоторые типоморфные особенности соленосных бассейнов, в том числе их геохимические типы и осложненность солянокупольной тектоникой.
Литогеодинамические модели способствовали решению задач анализа.
О сохранности соляных тел и информативности геологической летописи
Прежде чем перейти к палеогеодинамическому анализу соленосных бассейнов, обратим внимание на одну важную особенность соляных тел, отличающих их онтогенез от других осадочных образований. Это — резко сокращенный интервал условий (физико-химических, флюидодинамических и тектонических), допускающих их сохранение in situ, в исходном седиментационном залегании среди вмещающих комплексов. Помимо эрозии и растворения — факторов, действующих при выводе в приповерхностные условия зоны гипергенеза (и для солей гораздо более «болезненных», чем для любых других типов осадочных пород), — еще важнее для них роль глубинных воздействий. Связано это с "кинетическим" своеобразием солей, обусловленным их относительной легкостью, высокой пластичностью и даже текучестью, особенно при повышенных температурах и давлениях. По мере погружения солей и (или) роста тектонических напряжений происходит восходящее галокинетическое "всплывание", сублатеральное растекание и (или) тектонический вынос основной их массы из зон, где остальные типы пород остаются на месте, хотя и деформируются и подвергаются другим изменениям (вплоть до метаморфических). Поскольку вывод солей в зону гипергенеза также обязан тектоническим воздействиям, то их итоговая сохранность или несохранность in situ в наибольшей мере зависят от характера постседи-ментационной тектонической истории данного участка земной коры.
Благодаря этому, сохранность значительных соляных масс in situ ограничивается лишь теми блоками земной коры, где после соленакопления тектоническая активность в течение всего последующего времени была невысокой. А поскольку процессы накопления соли связаны как раз с обстановками повышенной активности [Беленицкая 1998], то хорошая сохранность характерна преимущественно лишь для разрезов, сформированных в последний этап геодинамической активности, пережитый данным блоком (ставшим после этого относительно стабильным), а потому не деформированным или деформированным слабо. Ограничивающая роль фактора «солесохранения», и прежде всего зависимость судьбы солей от постгалогенной тектонической истории, необходимо иметь в виду при любых видах анализа распространенности соленосных бассейнов геологического прошлого.
Для удобства обсуждения геодинамической истории соленосных бассейнов условно выделим две их группы: неогео-динамические и палеогеодинамические (молодые и древние). В первой группе соляные толщи входят в состав осадочных бассейнов неотектонического этапа, контролируемых геодинамическими обстановками, еще не завершивших своего формирования, продолжающих развитие и не испытавших значительных постседиментационных деформаций. Сохран-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ность солей хорошая, хотя уже и здесь нередки весьма интенсивные галокинетические, а порой и тектонические осложнения. К палеогеодинамическим древним соленосным бассейнам отнесены бассейны, завершившие формирование до новейшего тектонического этапа. Это бассейны почти всего фанерозоя — от верхнего венда до верхнего палеогена. Степень сохранности солей в осадочных разрезах (т.е. процент ее сохранившихся масс от суммы ранее накапливавшихся) убывает в обратной зависимости от активности постгалогенной геодинамической истории.
Правомерно выделить, кроме того, соленосные бассейны докембрийского (допоздневендского) этапа. В них возможность и вероятность сохранения соляных толщ in situ мала, а порой просто отсутствует, поскольку подавляющая часть докембрийских осадочных толщ сильно деформирована, а часто и гипергенно преобразована. В итоге докембрийские соленосные бассейны во всем мире сохранились лишь фрагментарно. Относительно мощные соляные массы, известные среди докембрийских отложений (Карелия, Австралия, Северо-восточный Китай) либо связаны с осадочными бассейнами, возникшими в завершающие (для данных геоблоков) эпохи тектонической активности, либо находятся в аллохтон-ном залегании. Вместе с тем, мы полагаем, что исходные масштабы соленосности докембрийского этапа не уступали последующим [Беленицкая 1998]. Очень важный вопрос о докембрийском соленакоплении требует специального, гораздо более детального обсуждения, и в данной статье не рассматривается.
Учитывая зависимость степени сохранности солей от их постседиментационной судьбы, при обсуждении истории и эволюции соленакопления будем помнить, что достоверность информации, получаемой от наблюдаемых (сохранившихся) соленосных комплексов каждой из групп, об исходных масштабах соленакопления и о его объемах в разных геодинамических обстановках, существенно различаются. Комплексы неогеодинамической группы несут прямую вполне адекватную информацию (хотя тоже порой далеко не полную — в одних случаях еще не сформированную, в других — уже искаженную); комплексы палеогеодинамической — хотя и прямую, но количественно нередко весьма искаженную. Часто они занижают общие исходные масштабы соленакопления, при этом избирательно за счет, главным образом, подвижных областей, завышая в итоге исходную относительную значимость соленакопления в пределах более стабильных регионов.
Неогеодинамические соленосные бассейны мира
В разрезах соленосных бассейнов, формировавшихся в течение новейшего тектонического этапа, в одних случаях имеются лишь погребенные соляные толщи, связанные с более ранними фазами существования данной геодинамической обстановки, в других — лишь проявления собственно современного (s. str.) соленакопления, а присутствие в разрезе представителей более древних фаз не установлено. Чаще наблюдается сочетание тех и других (табл. 2). Например, для многочисленных неогеодинамических соленосных бассейнов Альпийско-Гималайского пояса характерны как мощнейшие погребенные миоценовые соляные толщи, так и достаточно масштабные проявления современного (s. str.) соленакопления (бассейны Месопотамского краевого прогиба, Красноморского межконтинентального рифта, ЗападноСредиземноморские тафрогенные и Восточно-Средиземноморские остаточные и др.).
Размещение соленосных бассейнов в составе поясов новейшего тектонического этапа иллюстрирует схематическая карта (рис. 6), где соленосные бассейны показаны на фоне общей картины поясного распространения осадочных бассейнов мира. Характеристика каждого из показанных на карте соленосных бассейнов была дана в работе [Беленицкая 1998]. Здесь приведем лишь основные особенности и закономерности их размещения.
Все молодые соленосные бассейны расположены в пределах современных активных поясов, что позволяет говорить о существовании тектонически обусловленных глобальных поясов соленакопления. Для стабильных частей континентальных и океанических плит, расположенных вне сферы влияния этих поясов, сколько-нибудь значительные проявления галогенеза не характерны. Молодыми поясами наиболее масштабного соленакопления являются: внутриконтиненталь-но-рифтовый Рейнско-Ливийский, объединенный внутри-межконтинентально-рифтовый Афро-Аравийский, активноокраинный Западно-Американский (Восточно-Тихоокеанский), представленный двумя ветвями — Северо- и ЮжноАмериканской, коллизионный Альпийско-Гималайский, включающий обширнейший Евразийский периколлизионный «пояс торошения». В других неогеодинамических поясах, так же как во внутриплитных обстановках, соленакопление проявляется ограниченно. В срединноокеанических рифтах соли не известны.
Наиболее масштабны два глобальных пояса соленакопления — Афро-Аравийский внутри-межконтинентально-рифтовый (субмеридиональный) и Альпийско-Гималайский коллизионный (субширотный).
Для Афро-Аравийского рифтового пояса характерны соленосные бассейны разных видов рифтогенных структур: внутриконтинентальных рифтов (Суэцкий грабен, отдельные ветви Восточно-Африканской системы), внутририфтовых сдвиговых зон (Мертвое море), и межконтинентальных рифтов (Красное море).
В пределах Альпийско-Гималайского коллизионного пояса широко распространены и вмещают мощнейшие соляные толщи бассейны разных геодинамических видов: краевых прогибов (цепочки вдоль северного и южного обрамлений пояса — Месопотамский, Предкарпатские, Предальпийский, По-Адриатический), внутренних (межгорных) впадин (внутренние части пояса — Закарпатские, Среднеараксинские, Анатолийские, Межгорных впадин Ирана и др.), остаточные
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленоснь^ бассейнов мира
(Леванта, Ионический, Черноморский), тафрогенные — поздне- и постколлизионные (Лигурийский, Алжиро-Прованский, Альборанский, Трансильванский). Для периколлизионных частей пояса типичны соленосные бассейны озерноконтинентальных впадин (Атласские, Цайдамский, Межгорных впадин Тянь-Шаня и др.). Для всех видов обстановок этого пояса характерны как погребенные соляные толщи, так и собственно современные (s. str.) процессы соленакопления. Преобладающие интервалы соленакопления среди погребенных толщ — Р23-Р31, N11, N12, N13. Миоценовый этап соленакопления в целом является одним из крупнейших как в этом поясе, так и в истории Земли.
Рис. 6. Неогеодинамические пояса соленосных бассейнов мира. По [Беленицкая 2000] с дополнениями.
1—6 — активные геодинамические пояса (бледная закраска — периферические зоны): 1—3 — рифтовые (1 — внутриконтинентальные,
2 — межконтинентальные, 3 — океанические), 4, 5 — активноокраинные (4 — островодужные, 5 — окраинноконтинентальные), 6 — коллизионные; 7 — сдвиговые участки границ плит; 8 — пассивноокраинные пояса (континентов и крупных микроконтинентов): а — рифтогенные, б — сдвиговые; 9, 10 — внутриплитные стабильные области: 9 — океанические, 10 — континентальные; 11 — границы между областями с разными типами геодинамического режима; 12, 13 — области внутриплитной активизации (а), то же, с проявлениями вулканизма (б): 12 — внутриокеанические, 13 — внутриконтинентальные; 14 — погруженные блоки с континентальной корой в океанах (микроконтиненты, подводные плато); 15 — зоны вторичного задугового растяжения: а — рифтинга, с континентальной корой, б, в — спре-динга, с океанической корой (б — задугового s.s., линейного и рассеянного, в — автономного); 16 — акватории: а — глубоководные впадины окраинных и внутренних морей с субокеанической корой, б — широкие мелководно-шельфовые участки окраин океанов, окраинных и внутренних морей; 17 — вулканические дуги субдукционных поясов; 18 — фрагменты некоторых погребенных рифтов, контролирующие надрифтовые впадины; 19 — северная граница периорогенной области в Евразии (по А.Г. Золотареву); 20 — геохимические типы соленосных комплексов (мелкие знаки — небольшие проявления): а — сульфатно-кальциевый, б — галититовый, в — хлоридно-калиевый, г — сульфатно-калиевый, д — сульфатно-натриевый, е — содовый, ж — пестрого состава при участии сульфатно-натриевого, содового, иногда нитратного; 21 — характер распространения соленосных комплексов: а — сплошное, б — дискретное, в — локальное (на карте цвет и тип значка данного геохимического типа отвечает знаку 20); 22 — наиболее крупные пояса соленосных бассейнов.
Характерно, что и еще более северные области, опоясывающие Альпийско-Гималайский пояс, выделенные А.Г. Золотаревым в периорогенную область (она находится уже вне пределов периколлизионной области, но все же характеризуется несколько повышенными, хотя и относительно ослабленными эффектами активности), также устойчиво контролируют современное соленакопление, правда его масштабы менее значительны и к северу затухают. На территории России наиболее интересны соленосные образования Манычской, Прикаспийской, Приказахстанской, Кулундин-ской, Забайкальских и других групп. В целом для всей северной периферии пояса (и периколлизионной и периорогенной) типичны рассеянные и в основном небольшие солепроявления озерно-континентальных и, в меньшей мере, лагунных типов. Заслуживает внимания характерная черта их распространения в данной области: «внедрение» их ареала далеко на север, в пределы «гумидных» широт (до 55°с.ш.) и при этом совпадение с ареалом современной сейсмиче-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ской активности (с контуром изосейст 5—6 баллов), который также глубоко внедряется с юга в этом же направлении (со стороны коллизионного пояса в сторону платформенных областей).
В Западно-Американском (Восточно-Тихоокеанском) активноокраинном (окраинноконтинентальном) поясе соленосные бассейны довольно многочисленны в обеих его ветвях — в Северо-Американской и Южно-Американской. Большинство из них связано с обстановками вторично-рифтового растяжения, отдельные — с впадинами поясов перисубдукци-онной активизации. В Северо-Американской ветви пояса соленосные бассейны вторично-рифтового типа наиболее широко распространены в Провинции Бассейнов и Хребтов. Здесь в разрезах многих грабенообразных депрессий присутствуют разновозрастные — от позднеолигоценовых и миоценовых (отвечающих времени заложения всей геоструктуры) до современных — озерные соленосные комплексы пестрого состава со значительной ролью содовых и сульфатнонатриевых. Некоторые из них (Серлз, Оуэнс, Большое Соленое озеро и др.) широко известны благодаря наличию в озерных рассолах, межкристальной рапе и подземных водах крупных разрабатываемых скоплений соды, сульфатов натрия и богатого комплекса ценных микрокомпонентов — Li, B, W, а также Sb, As и ряда др. В Южно-Американской ветви пояса соленосные бассейны вторично рифтовых структур наиболее распространены в высокогорных областях Альтиплано и Атакама-Пунийской. Представлены плиоцен-четвертичными и современными отложениями озер и саларов (солончаков) пестрого состава с широким развитием содового и сульфатно-натриевого типов, а также самого редкого нитратного. С ними также связаны чрезвычайно высокие концентрации и запасы В, Li, иногда К, Rb и др.
В области перисубдукционной активизации Западно-Американского пояса на Северо-Американском континенте соленосные бассейны находятся в Альберта-Дакотском и Юконском бассейнах. Для первого характерны современные озерные отложения сульфатно-натриевого типа, формирование которых отчетливо сопряжено с разрушением мощных толщ девонских солей. В Юконском бассейне отмечаются современные содопроявления.
В Западно-Тихоокеанском активноокраинном (островодужном) поясе современные соленосные бассейны единичны и незначительны по масштабу.
Почти все ныне известные соленосные бассейны активноокраинных поясов имеют небольшие масштабы и представлены озерно-континентальными и лагунными образованиями, в то время как мощные морские соленосные формации не известны. Последнее обстоятельство частично, по-видимому, отражает недостаточность глубинной изученности этих поясов. Особенно это касается мощных осадочных комплексов под дном окраинных морей.
В пределах обширных пассивноокраинных поясов, обрамляющих молодые океаны, соленосность неогеодинмического этапа проявлена ограниченно. В связи с этим следует отметить, что крупнейшие соленосные бассейны, образующие протяженные пояса в обрамлениях Атлантического и, в меньшей мере, Индийского океанов, повсеместно залегают в основании комплексов пассивных окраин и в своем возникновении связаны не с пассивноокраинными обстановками, а с предшествовавшими им палеообстановками межконтинентальных рифтов — T3-Ji, J2-3, Ki-2, т.е. относятся к группе па-леогеодинамических. Характерно, что для пассивноокраинного режима типично интенсивное проявление соляной тектоники, начавшейся уже в условиях предшествующих межконтинентально-рифтовых обстановок.
Неогеодинамические пояса определяют глобальную картину соленосности новейшего времени — ее качественные, количественные и пространственные черты. Два наиболее крупных пояса, будучи классическими примерами современных планетарных поясов рифтогенного и коллизионного классов, могут служить эталонами соленосных поясов тех же двух классов, при этом для соленакопления важнейших.
Внутри неогеодинамических поясов размещение соленосных бассейнов разных геодинамических видов контролируется более дробными тектоническими элементами (ветвями, отрезками). В итоге строение соленосных поясов, отражая тектоническую макроструктуру, само носит упорядоченный, часто зональный характер. Большинство крупнейших соленосных бассейнов находится в зонах пересечения геодинамических поясов и их ветвей.
Таким образом, современная мировая система геодинамически активных поясов (исключая срединно-океанические рифты) проявляется в системе соленосных поясов. Характер распределения в пределах каждого пояса элементарных геодинамических обстановок находит отражение в закономерном положении соленосных бассейнов — как относительно границ плит, так и относительно друг друга.
Еще две важные структурные и вещественные особенности соленосных бассейнах отчетливо прослеживаются в их неогеодинамических представителях. Во-первых, интенсивнейшая солянотектоническая нарушенность молодых — неогеновых — соляных толщ большинства крупнейших бассейнов (Западно- и Восточно-Средиземноморские, Месопотамский, Красноморский, Предкарпатские и др.). Во-вторых, локализация в них разнообразных типов оруденения (металлоносные осадки в глубоководных впадинах Красного и Средиземного морей, рапа и осадки озер ВосточноАфриканской рифтовой системы, Тибета, Провинции Бассейнов и Хребтов, Альтиплано-Пунийского пояса, крупнейшие месторождения самородной серы Месопотамского, Предкарпатского и других бассейнов) [Беленицкая 1998]. Отчетливая выраженность этих галокинетических и минерагенических особенностей соленосных бассейнов неотектонического времени позволяет уверенно соотносить время их возникновения, хотя бы частично, со временем (и с геодинамической обстановкой) формирования самих бассейнов. А это весьма важно, поскольку ключевой вопрос о времени возникновения всех таких особенностей, широко распространенных в их палеоаналогах, пока остается дискуссионным.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосньж бассейнов мира
Геодинамическая история соленакопления в течение фанерозоя
В истории глобального соленакопления прослеживается, как уже отмечалось, ряд крупных максимумов — эпох галогенеза. Главные из них: поздневендско-среднекембрийская, (менее значительная верхнесилурийско-раннедевонская), средне-позднедевонская, пермская, позднетриасово-раннеюрская, позднеюрская, меловая и миоценовая (рис. 2). Последняя из этих эпох относится к рассмотренному выше неогеодинамическому этапу, остальные — к палеогеодинамическому.
На рис. 7—12 для шести эпох максимального галогенеза палеогеодинамического этапа — поздневендско-среднекембрийской (рис. 7), средне-позднедевонской (рис. З), пермской (рис. 9), позднетриасово-раннеюрской (рис. 10), позднеюрской (рис. 11) и ранне-позднемеловой (рис. 12) — приведены последовательные картины глобального размещения основных поясов осадконакопления, а на их фоне и в их пределах — наиболее значительных для этих эпох соленосных бассейнов и поясов.
0° 60° 120° 180° 120° абв абваб
, rvm4]; ез5 и,
. . . . абв гд а б в г
. .. . 7 f ^ 8 9 I i ю в @ «ИК CZM €n п 12 ® 13 2 14
Рис. 7. Глобальная палеогеодинамическая позиция соленосных поясов и бассейнов для поздневендско-среднекембрийской эпохи. Палинспастические реконструкции — обобщение по опубликованным материалам, соленосные осадочные бассейны по [Беленицкая 1998, 2000] с дополнениями.
1 — активные рифтовые пояса (а — внутриконтинентальные, б — межконтинентальные) и отдельные рифтовые зоны (в); 2 — оси спрединга и трансформные разломы; 3 — пояса сжатия: активные субдукционные (а), то же, активные только в начале рассматриваемого этапа (б), коллизионные (в); 4 — пассивноокраинные пояса (а), то же, деструктированные (б); 5 — границы геодинамически активных поясов; 6 — океаны; 7 — стабильные области палеоконтинентов; 8 — границы палеоблоков с корой континентального и субконтинентального типа; 9 — зоны столкновения и складчато-надвиговых деформаций; 10 — контуры современных континентов; 11, 12 — осадочные бассейны с установленной (11) и предполагаемой (12) соленосностью разных геохимических типов: а — сульфатно-кальциевой, б — галититовой, в — хлоридно-калиевой, г — сульфатно-калиевой, д — сульфатно-натриевой; 13, 14 — номера глобальных соленосных поясов (13) и бассейнов (14).
Поздневендско-среднекембрийские палеогеодинамические соленосные пояса (в скобках — соленосные бассейны):
внутриконтитентально-рифтовые: I, Центрально-Австралийский (1 — Амадиес); II, Центрально-Североамериканский (2 — Мичиганский); деструктированных пассивных окраин: III, Китайско-Австралийский (3 — Таримский, 4 — Южно-Китайский (Верхне-Янцзыйский), 5 — Северо-Восточно-Китайский (Ян-Ляо));
активноокраинные: IV, Южно-Восточносибирский (6 — Восточносибирский); V, Восточно-Североамериканский (7 — Центрально- и Южно-Аппалачские, 8 — Центрально-Техасский); VI, Западно-Североамериканский (9 — Маккензи); VII, Австрало-Южноамериканско-Африканский (10 — Северо-Китайский, 11 - Предандийский, 12 — Антиатласский);
коллизионные: VIII, Восточно-Европейский (13 — Предтиманский); IX, Индо-Аравийский (14 — Аравийский, 15 — ИндоПакистанский).
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Рис. 8. Глобальная палеогеодинамическая позиция соленосных поясов и бассейнов для средне-позднедевонской эпохи. Палинспастические реконструкции — обобщение по опубликованным материалам, соленосные осадочные бассейны по [Беленицкая 1998, 2000] с дополнениями.
1 — активные рифтовые пояса (а — внутриконтинентальные, б — межконтинентальные) и отдельные рифтовые зоны (в); 2 — оси спрединга и трансформные разломы; 3 — пояса сжатия: активные субдукционные (а), то же, активные только в начале рассматриваемого этапа (б), коллизионные (в); 4 — пассивноокраинные пояса (а), то же, деструктированные (б); 5 — границы геодинамически активных поясов; 6 — океаны; 7 — стабильные области палеоконтинентов; 8 — границы палеоблоков с корой континентального и субконтинентального типа; 9 — зоны столкновения и складчато-надвиговых деформаций; 10 — контуры современных континентов; 11, 12 — осадочные бассейны с установленной (11) и предполагаемой (12) соленосностью разных
I I/ I/ 1/1 ъ/
геохимических типов: а — сульфатно-кальциевой, б — галититовой, в — хлоридно-калиевой, г — сульфатно-калиевой, д — сульфатно-натриевой; 13, 14 — номера глобальных соленосных поясов (13) и бассейнов (14).
Средне-позднедевонские палеогеодинамические соленосные пояса (в скобках — соленосные бассейны):
внутриконтинентально-рифтовые: I, Вилюйский (1 — Вилюйский); II, Енисейско-Хатангский (2 — Тунгусско-Хатангский, 3
— Приенисейский); III, Европейские (4 — Московский, 5 — Днепровско-Припятский, 6 — Московско-Волжский, 7 — Североморский); IV, Арктический (8 — Канадского Арктического Архипелага); V, Центрально-Североамериканский (9 — Гудзонский, 10 — Мичиганский, 11 — Иллинойсский и Айовы);
деструктированных пассивных окраин: VI, Восточно-Сибирский (12 — Приленский, 13 — Сетте-Дабанский, 14 — Тас-Хаях-Тахский, 15 — Омулевский); VII, Африканско-Австралийский или Северо-Гондванский (16 — Тиндуф, 17 — Каннинг, 18 — Петрел);
активноокраинные: VIII, Центрально-Азиатский (19 — Тувинский, 20 — Минусинские); IX, Восточно-Европейский (21 — Предтиманский, 22 — Печорский, 23 — Приуральский); X, Западно-Североамериканский (24 — Западно-Канадский); XI, Казахстанский (25 — Чу-Сарысуйские); XII, Восточно-Австралийский (26 — Эдавейл).
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Рис. 9. Глобальная палеогеодинамическая позиция соленосных поясов и бассейнов для пермской эпохи. Палинспастические реконструкции — обобщение по опубликованным материалам, соленосные осадочные бассейны по [Беленицкая 1998, 2000] с дополнениями.
1 — активные рифтовые пояса (а — внутриконтинентальные, б — межконтинентальные) и отдельные рифтовые зоны (в); 2 — оси спрединга и трансформные разломы; 3 — пояса сжатия: активные субдукционные (а), то же, активные только в начале рассматриваемого этапа (б), коллизионные (в); 4 — пассивноокраинные пояса (а), то же, деструктированные (б); 5 — границы геодинамически активных поясов; 6 — океаны; 7 — стабильные области палеоконтинентов; 8 — границы палеоблоков с корой континентального и субконтинентального типа; 9 — зоны столкновения и складчато-надвиговых деформаций; 10 — контуры современных континентов; 11, 12 — осадочные бассейны с установленной (11) и предполагаемой (12) соленосностью разных геохимических типов: а — сульфатно-кальциевой, б — галититовой, в — хлоридно-калиевой, г — сульфатно-калиевой, д — сульфатно-натриевой; 13, 14 — номера глобальных соленосных поясов (13) и бассейнов (14).
Пермские палеогеодинамические соленосные пояса (в скобках — соленосные бассейны):
внутриконтинентально-рифтовые: I, Припятско-Донецкий (1 — Днепровско-Припятский); II, Арктико-Северо-
атлантический (2 —Баренцевоморские, 3 — Норвежско-Гренландские, 4 — Шпицбергенский, 5 — Свердрупский); III, ЮжноАмериканский (6 — Амазонский, 7 — Парнаиба);
деструктированных пассивных окраин: IV, Аравийско-Австралийский (8 — Аравийский, 9 — Динаридский); активноокраинные: V, Западно-Американский или Кордильерско-Андийский (10 — Рио-Бланко, 11 — Андийский, 12 — Северо-Мексиканский, 13 — Супай); коллизионные: VI, Урало-Азиатский (14 — Чу-Сарысуйские, 15 — Срединно-Тяньшанский, 16 — Аральский, 17 — Северо-Устюртский, 18 — Восточно-Европейские); VII, Средиземноморский (19 — Дарвазский, 20 — Преддобруджинский, 21 — Мизийский, 22 — Раховский, 23 — Мечекский, 24 — Альпийский, 25 — Северо-Итальянский, 26 — Центрально-Европейский); VIII, Мексиканско-Аппалачский (27 — Мидконтинента).
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Рис. 10. Глобальная палеогеодинамическая позиция соленосных поясов и бассейнов для позднетриасово-раннеюрской эпохи. Па-линспастические реконструкции — обобщение по опубликованным материалам, соленосные осадочные бассейны по [Беленицкая 1998, 2000] с дополнениями.
1 — активные рифтовые пояса (а — внутриконтинентальные, б — межконтинентальные) и отдельные рифтовые зоны (в); 2 — оси спрединга и трансформные разломы; 3 — пояса сжатия: активные субдукционные (а), то же, активные только в начале рассматриваемого этапа (б), коллизионные (в); 4 — пассивноокраинные пояса (а), то же, деструктированные (б); 5 — границы геодинамически активных поясов; 6 — океаны; 7 — стабильные области палеоконтинентов; 8 — границы палеоблоков с корой континентального и субконтинентального типа; 9 — зоны столкновения и складчато-надвиговых деформаций; 10 — контуры современных континентов; 11, 12 — осадочные бассейны с установленной (11) и предполагаемой (12) соленосностью разных геохимических типов: а — сульфатно-кальциевой, б — галититовой, в — хлоридно-калиевой, г — сульфатно-калиевой, д — сульфатно-натриевой; 13, 14 — номера глобальных соленосных поясов (13) и бассейнов (14).
Позднетриасово-раннеюрские палеогеодинамические соленосные пояса (в скобках — соленосные бассейны):
внутри- и межконтинентально-рифтовые: I, Восточно-Африканский (1 — Сакамена, 2 — Мадера-Луг, 3 — Сомали-Эфиопский); II, Мексиканско-Средиземноморский или Центральной Пангеи (4 — Центрально-Северо-Атлантические, 5 — Средиземноморские, 6 — Западно-Европейские, 7 — Мексиканский, 8 — Парана);
деструктированных пассивных окраин: IV, Аравийско-Австралийский (9 — Аравийский);
активноокраинные: V, Южно-Евразийский (10 — Верхне-Янцзыйский, 11 — Чамдо, 12 — Западно-Китайский, 13 — Мизий-ский); VI, Западно-Американский (14 — Южно-Андийский, 15 — Центрально-Андийский, 16 — Северо-Андийский, 17 — СевероЗападной Аризоны, 18 — Виллистонский, 19 — Британской Колумбии).
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Рис. 11. Глобальная палеогеодинамическая позиция соленосных поясов и бассейнов для позднеюрской эпохи. Палинспастиче-ские реконструкции — обобщение по опубликованным материалам, соленосные осадочные бассейны по [Беленицкая 1998, 2000] с дополнениями.
1 — активные рифтовые пояса (а — внутриконтинентальные, б — межконтинентальные) и отдельные рифтовые зоны (в); 2 — оси спрединга и трансформные разломы; 3 — пояса сжатия: активные субдукционные (а), то же, активные только в начале рассматриваемого этапа (б), коллизионные (в); 4 — пассивноокраинные пояса (а), то же, деструктированные (б); 5 — границы геодинамически активных поясов; 6 — океаны; 7 — стабильные области палеоконтинентов; 8 — границы палеоблоков с корой континентального и субконтинентального типа; 9 — зоны столкновения и складчато-надвиговых деформаций; 10 — контуры современных континентов; 11, 12 — осадочные бассейны с установленной (11) и предполагаемой (12) соленосностью разных геохимических типов: а — сульфатно-кальциевой, б — галититовой, в — хлоридно-калиевой, г — сульфатно-калиевой, д — сульфатно-натриевой; 13, 14 — номера глобальных соленосных поясов (13) и бассейнов (14).
Позднеюриские палеогеодинамические соленосные пояса (в скобках — соленосные бассейны):
внутри- и межконтинентально-рифтовые: I, Южно-Атлантический (1 — Реконкаво); II, Восточно-Африканский (2 — Мадера-Луг, 3 — Сомали-Эфиопский, 4 — Саботайн); III, Мексиканский (5 — Примексиканский);
деструктированных пассивных окраин: IV, Южно-Евро-Американский (6 — Балтиморский, 7 — Джорджес-Бэнк, 8 — Аквитанский, 9 — Парижский, 10 — Британские, 11 — Североморско-Германский, 12 — Центрально-Польский, 13 — Предкарпатский); V, Южноамериканско-Аравийский или Северо-Гондванский (14 — Чиапас, 15 — Пария, 16 — Марокканский, 17 — Оранский, 18
— Северо-Сахарский, 19 — Аравийский);
активноокраинные: VI, Южно-Евразийский (20 — Среднеазиатский, 21 — Предкавказский, 22 — Колхидский, 23 — Рачин-ский, 24 — Иранский, 25 — Крымский, 26 — Преддобруджинский, 27 — Северо-Китайский, 28 — Цайдамский, 29 — Кианг-Танг); VII, Западно-Американский (30 — Южно-Андийский, 31 — Центрально-Андийский, 32 — Чапиза, 33 — Сипакира, 34 — Чиуауа, 35 — Северо-Колорадский, 36 — Запада Мидконтинента, 37 — Виллистонский).
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Рис. 12. Глобальная палеогеодинамическая позиция соленосных поясов и бассейнов для ранне-позднемеловой эпохи. Палинспа-стические реконструкции — обобщение по опубликованным материалам, соленосные осадочные бассейны по [Беленицкая 1998, 2000] с дополнениями.
1 — активные рифтовые пояса (а — внутриконтинентальные, б — межконтинентальные) и отдельные рифтовые зоны (в); 2 — оси спрединга и трансформные разломы; 3 — пояса сжатия: активные субдукционные (а), то же, активные только в начале рассматриваемого этапа (б), коллизионные (в); 4 — пассивноокраинные пояса (а), то же, деструктированные (б); 5 — границы геодинамически активных поясов; 6 — океаны; 7 — стабильные области палеоконтинентов; 8 — границы палеоблоков с корой континентального и субконтинентального типа; 9 — зоны столкновения и складчато-надвиговых деформаций; 10 — контуры современных континентов; 11, 12 — осадочные бассейны с установленной (11) и предполагаемой (12) соленосностью разных геохимических типов: а — сульфатно-кальциевой, б — галититовой, в — хлоридно-калиевой, г — сульфатно-калиевой, д — сульфатно-натриевой; 13, 14 — номера глобальных соленосных поясов (13) и бассейнов (14).
Ранне-позднемеловые палеогеодинамические соленосные пояса (в скобках — соленосные бассейны).
внутри- и межконтинентально-рифтовые: I, Южно-Атлантический (1 — Южно-Атлантический); II, Центрально-
Африканский (2 — Мали-Нигерские); III, Австрало-Индо-Антарктический (3 — Мадрас-Цейлонский);
деструктированных пассивных окраин: IV, Южно-Евро-Американский (4 — Северо-Мексиканский); V, Северо-Африкано-Аравийский (5 — Сенегальский, 6 — Тарфай-Аюнский, 7 — Западно-Марокканский, 8 — Северо-Сахарский, 9 — Сирт, 10 — Месопотамский, 11 — Пальмиридский); VI, Восточно-Африканский (12 — Сомали-Эфиопский, 13 — Южно-Африканский); VII, ИндоАвстралийский (14 — Каннинг);
активноокраинные: VIII, Юго-Восточно-Евразийский (15 — Северо-Керманский, 16 — Колхидский, 17 — Среднеазиатский, 18 — Ферганский, 19 — Западно-Таримский, 20 — Турфанский, 21 — Центрально-Северокитайский, 22 — Ордосский, 23 — Северо-Восточно-Китайский, 24 — Восточно-Китайский, 25 — Сычуань, 26 — Средней Янцзы, 27 — Юго-Восточно-Китайский, 28 — Юньнань, 29 — Корат); IX, Западно-Американский (30 — Андийский, 31 — Сипакира, 32 — Чиапас, 33 — Чиуауа).
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Основы палеогеодинамических (палеокинематических) реконструкций выполнены на базе обобщения опубликованного картографического материала [Зоненшайн и др. 1987, 1990; Хаин и др. 1991, 1992] с некоторыми изменениями с учетом новейших данных. Выделение поясов (палеопоясов) осадконакопления, подчиненных активным поясам, проведено в соответствии с изложенными выше принципами. Информации о соленосных бассейнах мира является итогом широкого обобщения литературного и авторского материала [Беленицкая 1998, 2000]. Учтены также результаты анализа глобального распределения солей, выполненного в разные годы с использованием плитно-тектонических палеореконструкций А. Мейерхоффом, М.А. Жарковым, Н.М. Джиноридзе, С.А. Ушаковым, Н.А. Ясамановым, Н.М. Чумаковым и другими исследователями.
Отметим главные черты каждой эпохи, предварительно обратив внимание на две наиболее яркие общие закономерности, поскольку именно они определили план и акценты анализа:
1) все основные эпохи соленакопления совпадают с эпохами диастрофизма, тектонических (и кинематических) перестроек;
2) в каждой из эпох, как и в неогеодинамической, соленосные бассейны локализуются исключительно в пределах активных (в это время) поясов, образуя, таким образом, палеопояса соленакопления.
Позний венд — средний кембрий: кадомская и салаирская эпохи диастрофизма объединенные; конец байкальского тектонического цикла (рис. 7). Крупнейший геотектонический рубеж и первый из сохранившихся в геологической истории Земли максимумов соленакопления первого порядка. Кинематическая перестройка проявилась в замыкании возникшей в рифее системы океанических бассейнов, столкновении континентальных масс, формировании трансконтинентальных коллизионных и аккреционных поясов, спаявших Гондвану, а саму Гондвану — с материками Лавразии, и в одновременном расколе Еврамерики. Все соленосные бассейны контролируются геодинамически активными поясами, наиболее масштабные среди них — поясами сжатия (коллизионным и активноокраинным). Более древние осадочные комплексы, фиксирующие предшествующее заложение этих подвижных поясов, повсеместно сильно деформированы, и сколько-нибудь значительные проявления солей в них пока не известны.
Два главных пояса соленакопления — Индо-Аравийский коллизионный и Южно-Восточносибирский активноокраинный — восстанавливаются вдоль двух противоположных окраин позднедокембрийского Межгондванско-Лавразийского подвижного суперпояса. Первый пояс — Индо-Аравийский — находится в пределах перигонванского коллизионного пояса и фиксирует фазы кадомско-салаирского замыкания в двух пересекающихся глобальных позднедокембрийских гео-динамических поясах — Прототетисе и Мозамбикском. Второй пояс — Южно-Восточносибирский (часть ЦентральноАзиатского) — располагается по периферии активной палеоокраины Палео-Азиатского океана в тылу зон субдукции в пределах выступающего угла Сибирского кратона. Его формирование происходило сопряженно с взаимодействиями и столкновениями с углом кратона малых блоков и вулканических дуг и контролировалось системой депрессий, отвечающих задуговым бассейнам сжатия и прилежащим прогибам деструктированных частей кратона.
Помимо этих двух поясов с соленосными бассейнами-гигантами, широко распространены также бассейны и их фрагменты более ограниченного по масштаба, представляющие все характерные для соленакопления геодинамические виды (кроме межконтинентально-рифтовых). Наличие в них хлоридных солей установлено лишь в трех бассейнах: в авлако-гене Амадиес в пределах Центрально-Австралийского внутриконтинентально-рифтового пояса, в краевом прогибе (?) Маккензи Западно-Североамериканского активноокраинного пояса и в Предтиманском краевом прогибе ВосточноЕвропейского коллизионного пояса. Последний возник в результате столкновения Баренции с Восточно-Европейским кратоном при закрытии позднедокембрийского Палеоуральского океана. Соли этих трех бассейнов хлоридно-натриевого типа, в Предтиманском с признаками калиеносности. В остальных бассейнах ныне установлены (сохранились?) лишь комплексы сульфатно-кальциевого (гипс-ангидритового) типа.
В современной структуре Земли соленосные бассейны рассматриваемого пика соленакопления расположены в регионах влияния кадомского и салаирского тектогенеза, их возраст отвечает основным региональным фазам активности, а наиболее крупные соленосные объекты сопряжены со складчато-надвиговыми системами этих тектонических эпох (или с их фрагментами), чаще находясь перед их фронтальными зонами. Показательно, что сохранились они почти исключительно на участках, которые не были существенно переработаны в последующие тектонические эпохи, т.е. там, где не произошло наступание фронта более молодых деформаций, и где соли только и могли сохраниться. Эта закономерность справедлива и для последующих эпох соленакопления, но для данной, наиболее древней, она выражена, пожалуй, наиболее отчетливо.
Поздний силур — ранний девон: арденнская эпоха диастрофизма, конец каледонского тектонического цикла. Сравнительно небольшой пик соленакопления (третьего порядка). Важнейшее событие — закрытие океана Япе-тус и формирование Аппалачско-Скандинавского коллизионного пояса. С этим событием связано формирование наиболее крупного на этом уровне Мичиганско-Предаппалачского калиеносного бассейна. Довольно многочисленные фрагменты соленосных бассейнов более ограниченного масштаба, сульфатно-кальциевого, локально хлоридно-натриевого, типов распространены в пределах внутриконтинентальных рифтогенных структур Восточно-Сибирского, Австралийского, Восточно-Европейского кратонов, в меньшей мере — в пределах пассивно- и активноокраинных поясов.
Средний — поздний девон : акадская эпоха диастрофизма (рис. 8). Максимум соленакопления второго порядка, с двумя осложняющими пиками в живетском и франском веках. Основные черты глобальной геодинамической ситуа-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ции и общая картина соленакопления определяются двумя особенностями эпохи. Одна отражает ее общую специфическую черту — чрезвычайно широкое проявление процессов континентального рифтогенеза (Е.Е. Милановский), причем не только во внутренних областях континентов, но и в пределах их пассивных и активных окраин. Вторая, наоборот, является проявлением сквозной (единой для разных эпох) тенденции, которая наметилась уже в кембрии и типична и для последующих эпох (Л.П. Зоненшайн, В.Г. Казьмин, В.Е. Хаин и др.). Это — устойчивое доминирование двух планетарных систем океанических бассейнов: Палеотетис (в палеозое в сочетании с Палеоазиатским) и Панталасса, вместе определяющих планетарную геодинамическую макроструктуру и направленность эволюции. Первая система постоянно разделяет (исключая эпохи коллизий и замыкания) деструктируемую пассивную Гондванскую окраину и активную Лавразийскую (в мезозое — Евразийскую), вторая — две активные окраины — Западно-Американскую и Восточно-Гондванскую.
Пояса соленакопления представлены тремя геодинамическими типами: внутриконтинентально-рифтовым, деструктиро-ванных пассивных окраин и активноокраинным. Соленосность первого и третьего наиболее масштабна, включает и калиеносные бассейны. С протяженными внутриконтинентально-рифтовыми поясами, чаще всего отвечающими входящим ветвям трехлучевых или более сложных систем, связаны мощные соленосные (калиеносные и возможно калиеносные) бассейны в пределах континентов Лавразийской группы (Вилюйский, Енисейско-Хатангский, Припятско-Днепровский и др.). На обширных территориях пассивноокраинных поясов Северной Гондваны, а также Северо-Восточной Сибири проявления галогенеза локализуются на участках, подвергающихся рифтогенной деструкции. В пределах активноокраинных поясов — Центрально-Азиатского, Западно-Североамериканского, Восточно-Австралийского — формируются крупные калиеносные бассейны, чаще в их периферических частях, где также связаны с рифтогенными осложнениями.
Для ряда соленосных бассейнов возможна связь формирования с отколом в ходе деструкции от континентов малых блоков (позже нередко опять причлененных): с отколом Устюртского блока от Восточно-Европейского континента — девонских солей, вероятных в Прикаспии; с отколом Тас-Хаяхтахского и Омулевского блоков от Сибирского континента — среднедевонских сульфатоносных комплексов, фрагментарно сохранившихся в пределах этих блоков.
Ранняя — поздняя пермь: заальская эпоха диастрофизма; конец герцинского тектонического цикла и одновременно рифейско-палеозойского мегацикла, начавшегося расколом Родинии и закончившегося формированием Пангеи) (рис. 9). Геотектонический рубеж высшего порядка и самый крупный максимум соленакопления. Основные особенности геодинамической картины и главные черты соленакопления определяет спаявшая Пангею трансконтинентальная межгондванско-лавразийская коллизионная система, включающая Центрально-Азиатский, Средиземноморский и Мексиканско-Аппалачский пояса Эта планетарная палеоструктура, ареал влияния которой охватил и обширные прилежащие территории, контролирует гигантский соленосный суперпояс, наиболее крупный из сохранившихся в истории Земли. С ним — с его северными периферическими областями — связаны три соленосных (и калиеносных) супергиганта
— Прикаспийский, Центрально-Европейский и Пермский (Мидконтинента) и ряд менее масштабных бассейнов. (Не исключено, кроме того, наличие погребенных солей пермского возраста в пределах Мексиканского и Средиземноморского бассейнов, где они могли сохраниться в основании известных здесь триасово-юрских и миоценовых соляных толщ, хотя основная их масса должна была включиться в процессы «эмиграции»). Все три соляные супергиганта располагаются вдоль северной окраины коллизионного пояса, локализуясь у его пересечений с поперечными геодинамическими поясами (Уральским, Британско-Скандинавским и Кордильерским), где занимают деструктируемые углы континентальных блоков, зажатые между сходящимися покровно-надвиговыми образованиями. Соленосность всех трех принадлежит к одному сравнительно редкому сульфатно-калиевому типу. Существенно, что именно этот факт сыграл основную роль в отнесении к сульфатно-калиевому типу пермского галогенеза в целом.
Еще ряд крупных соленосных (в том числе калиеносных) поясов связан с другими геодинамическими системами этого времени: с внутри-континентально-рифтовыми (Припятско-Донецкий, Арктико-Североатлантический, Южно-Американский), с активноокраинными (Кордильерско-Андийский) и, в меньшей мере, с деструктированными участками Восточно-Гондванской пассивной окраины Палеотетиса (Аравийско-Австралийский).
Поздний триас — ранняя юра : раннекиммерийская-индосинийская эпоха диастрофизма (рис. 10). Кардинальная геодинамическая перестройка с определяющим событием — началом новых крупнейших расколов Пангеи. Основным стволом расколов стала полигональная система внутри- и межконтинентальных рифтов, возникшая в центральных частях Пангеи, на западном продолжении уже существовавшей оси океанического спрединга Тетиса, отделившая континентальные массы Европы и Северной Америки от Африки и Южной Америки. В целом система унаследовала центральные и западные части ареала пермского коллизионного пояса. Системе расколов подчинен гигантский Мексиканско-Средиземноморский трансконтинентальный пояс калиеносных (и возможно калиеносных) бассейнов (Присеверо-американские, Мексиканский, Аквитанско-Бискайский, Лузитанский и ряд более мелких — Западно-Европейские, Западно-Британские, Мавритано-Сенегальские), который охватил огромную деструктированную территорию от запада Мексиканского залива до Восточного Средиземноморья и от Северной Африки до Северного моря.
Еще один пояс соленосных бассейнов, значительно менее масштабных, контролируется Восточно-Африканской системой внутриконтинентальных палеорифтов.
Как и в палеозое, на двух противоположных окраинах Тетиса отчетливо проявляется геодинамическая синхронность
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосньш бассейнов мира
и противофазность (асимметрия), находящая отражение в характере соленосности. В пределах южной Гондванской пассивной окраины, в Аравийско-Австралийском поясе, соленакопление сопровождает процессы деструкции (с откалывание малых блоков). В пределах северной Евразийской активной окраины, в Южно-Евразийском поясе, соленакопление отвечает фазам индосинийского тектогенеза, связанного со сближением и столкновением с восточной частью окраины малых континентальных блоков — Южно-Китайского, Индокитайского и Сино-Бирманского. Цепочки соленосных бассейнов прослеживаются и вдоль обеих ветвей Западно-Американского активноокраинного пояса, где соленакопление также коррелируется с фазами тектогенеза.
Поздняя юра: позднекиммерийская эпоха диастрофизма (рис. 11). Максимум межгондванско-лавразийских расколов смещается, начиная со средней юры, на запад, в американскую часть пояса, где завершается формирование соленосных толщ Мексиканского залива. Соленосные бассейны трассируют и другие рифтогенные системы, продолжающие раскол Гондваны, предваряя и фиксируя зарождение будущих океанических бассейнов в Южной Атлантике и в Индийском океане.
Обширные пояса соленакопления формируются и в пределах деструктируемых пассивных окраин сопряженных молодых океанов Центральной Атлантики и Центрального Тетиса. Это Южно-Евро-Американский и трансрегиональный Южноамериканско-Аравийский (Северо-Гондванский) пояса.
Повышаются масштабы соленакопления также в двух активноокраинных поясах. На Евразийской окраине восточного Тетиса формируется протяженный (от Добруджи до Памира) пояс бассейнов соленакопления с максимумом в Амударь-инском бассейне. Их контролирует система задуговых бассейнов сжатия (раннеорогенных краевых прогибов и межгор-ных впадин), возникавших как реакция на продолжающиеся столкновения с Евразийской окраиной малых гондванских блоков. Соленакопление в бассейнах Западно-Американского активноокраинного пояса связано с активными фазами сжатия и перехода к орогенному режиму развития.
Мел (конец раннего — начало позднего) : австрийская эпоха диастофизма (рис. 12). Завершение раскола Гондваны в результате оформления южного отрезка межконтинентально-рифтовой системы и раскрытия южной Атлантики. Фиксируется формированием еще одного — Южно-Атлантического пояса соленакопления. Ныне он, как и пояса более северных частей Атлантики, представлен двумя ветвями — соленосными бассейнами Восточно-Бразильской (Сержипи-Алагоас, Эспириту-Сантус, Кампус, Сантус) и Западно-Африканской (Кванза-Камерунский) окраин, разделенными новообразованной впадиной океана. Характерно, что в соленосных бассейнах обеих окраин развиты соли самой редкой — хлоридно-кальциевой (тахгидритовой) — разновидности, что является очень серьезным доводом в пользу былого единства солеродного палеобассейна, а значит — былого единства и двух окраин и двух материков. В пределах внутриконтинентально-рифтового Центрально-Африканского (Бенуэ-Чад) ответвления от Южно-Атлантической рифто-вой системы (с вершиной в Гвинейском заливе) формируются более мелкие соленосные бассейны.
В пассивноокраинных обрамлениях Тетиса проявления австрийских фаз сжатия и деструкции нашли отражение в разномасштабных соленосных бассейнах, особенно значительных вдоль его западных и центральных ветвей — в Антильско-Карибском и Средиземноморском регионах.
В Юго-Восточно-Евразийском активноокраинном поясе формирование довольно многочисленных соленосных (в том числе и калиеносных) бассейнов, по-видимому, связано с двусторонним сжатием: со стороны Тихого океана, где происходила существенная перестройка в прилежащих к окраине частях океанской рифтовой системы, и со стороны океана Тетис, где продолжалось его закрытие в ходе субдукции под Евразийскую окраину. В Западно-Американском активноокраинном поясе, главным образом в его южной Андийской ветви, проявления австрийских фаз тектогенеза также фиксированы рядом весьма значительных соленосных бассейнов.
Миоценовый максимум соленосности (и калиеносности) первого порядка (рис. 2) отвечает переходу к охарактеризованной выше неогеодинамической эпохе. Переход обусловлен масштабными тектоническими событиями с кульминацией в аттическую эпоху: закрытием океана Тетис и формированием новой генерации трансконтинентальной коллизионной мегаструктуры — Альпийско-Гималайского пояса, а также ряда сопряженных с ним внутри-межконтинентальных рифтогенных систем, совместно играющих определяющую роль в наблюдаемой глобальной картине соленосности этой эпохи.
Закономерности геодинамического размещения бассейнов соленакопления
Историко-геодинамический анализ обстановок образования соленосных бассейнов мира выявил ряд общих пространственных и временных закономерностей. Материал, полученный в ходе детального палеогеодинамического анализа соленосных бассейнов территории Северной Евразии, подтверждает и уточняет эти закономерности [Рифогенные... 1990; Беленицкая 2000; Sobolev et al. 2008; Рифовые... 2013]. Рассмотрим главные.
Периодичность соленакопления. Наблюдается соответствие уровней соленакопления уровням проявления тектонической активности. Семь основных эпох соленакопления (V2-C2, D2-3, P1-2, T3-J1, J3, K1-2, N1) совпадают с главными глобальными и межрегиональными эпохами диастрофизма, соответственно: кадомско-салаирской, акадской, заальской,
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ранне- и позднекиммерийскими, австрийской, аттической. Все они коррелируются с фазами открытия или закрытия тех океанических бассейнов, которые контролировали размещение наиболее значительных соленосных поясов и бассейнов данного уровня.Три самых крупных максимума соленакопления (V2-62, P1-2 и N1) отвечают трем важнейшим геотектоническим рубежам, завершающим байкальский, герцинский и альпийский циклы. Для всех трех определяющими событиями являлись последовательные замыкания межгондванско-лавразийских тетисных океанических бассейнов. В целом соленакопление развивалось дискретно-циклически, подчиняясь разноранговой цикличности геодинамических событий.
Упорядоченность пространственного размещения соленосных объектов. На каждом стратиграфическом уровне соленосные бассейны и их фрагменты располагаются в пределах глобальных геодинамически активных (на данном этапе) поясов, формируя таким образом планетарные пояса соленакопления. Вне этих поясов, в пределах стабильных частей плит, сколько-нибудь значительные соленосные комплексы отсутствуют. Возникшая в итоге на каждом уровне геодинамически обусловленная глобальная поясность соленакопления представляет собой наиболее общую закономерность.
Внутри поясов размещение, ориентировка и контуры конкретных соленосных бассейнов определяются более дробными тектоническими элементами (ветвями, сегментами), контролирующими депоцентры бассейнов, а пространственные и временные соотношения между ними — соотношениями между самими элементами в эволюционирующей макроструктуре поясов.
Намечаются соленосные системы и более высокого ранга — суперпояса, подчиненные развитию (раскрытию, трансформации, замыканию) океанических бассейнов и объединяющие все их участки, в том числе находящиеся на палеоокраинах разных континентальных мегаблоков, по разные стороны палеоокеанического пространства, на разных стадиях геодинамической эволюции. Среди таких суперпоясов крупнейшие по масштабам соленосности связаны с океаническими системами, периодически разделявшими континентальные массы гондванской и лавразийской групп: с разновозрастными Тетисами и пространственно сопряженными с ними Центрально-Азиатскими (позднедокембрийским и палеозойским) океанами. Тетисные океанические бассейны трижды, начиная с позднего докембрия, раскалывали материковые массы Гондваны и Лавразии, а затем спаивали их трансконтинентальными коллизионными системами, сформировав в итоге три генерации эволюционно связанных пар «океан — коллизионный пояс»: I, Прототетис (расколовший Роди-нию в позднем рифее) Перигондванский кадомско-салаирский пояс; II, Палеотетис (повторно разделивший Гондвану и Лавразию в раннем палеозое) Мексиканско-Средиземноморский герцинский пояс (спаявший Пангею); III, Неотетис (собственно Тетис, расколовший Пангею в позднем триасе-юре) ^ неотектонический Альпийско-Гималайский пояс.
Несколько менее значительные по масштабу соленосности суперпояса подчинены эволюции океанов с секущей, по отношению к тетисным, ориентировкой. Четыре из них также периодически разделяли (а затем спаивали) континенты внутри каждой из главных групп (лавразийской и гондванской), в целом наследуя при этом коллизионные сутуры своих предшественников. Это — Япетус-Североатлантический (раскрытия в R3-V и Т3-.]), Южноатлантический (в R и K), Па-леоуральско-Уральский (в R и O) и Мозамбикско-Западноиндийский (в R и J-K). Еще два суперпояса связаны с палеоокраинами Тихого океана и его предшественников. Они характеризовались несколько иным стилем развития. В пределах каждой из эпох соленакопления с наибольшей отчетливостью выражены один-три суперпояса.
В итоге на каждом уровне намечается ранжированная система соленосных объектов (суперпояса пояса бассейны), отражающая иерархию контролирующих их геотектонических элементов. Именно она во многом определяет основные черты глобальной картины соленакопления.
Большинство крупнейших (гигантских) соленосных бассейнов находятся на пересечениях или изгибах активных систем и их ветвей, располагаясь на зажатых между ними раздробленных палеоуглах континентальных блоков (верхне-вендско-кембрийские Аравийский и Восточно-Сибирский, пермские Центрально-Европейский, Прикаспийский и Мидкон-тинента, верхнеюрский Среднеазиатский и др.).
Региональные особенности возрастного распределения соленосных объектов. В пределах конкретных регионов общие возрастные интервалы развития соленосности в осадочных разрезах коррелируются с интервалами проявления в их пределах или в их непосредственном обрамлении тектонической активности, вне которых они практически отсутствуют. Например, для Уральского региона (в контурах палеозойского подвижного пояса, включающего его Восточноевропейскую и Тимано-Печорскую палеоокраины, наиболее насыщенные соленосными комплексами), суммарный стратиграфический интервал интенсивного соленакопления (О3-Р2) полностью подчинен времени эволюции Уральского океана — от его рифтогенного зарождения в ордовике до закрытия на границе палеозоя-мезозоя. Аналогично этому, для Припятско-Днепровского авлакогена интервал соленакопления (D2-P1) отвечает времени активного рифтогенного развития. В обоих регионах во все последующее время, характеризовавшееся сравнительно незначительной тектонической активностью (благодаря чему в них как раз и сохранились мощные палеозойские соли, возникшие на активных этапах), масштабные проявления галогенеза отсутствуют, а слабым импульсам активности отвечают «адекватные» им небольшие его проявления (например, J3, P3 в Днепровской впадине). Что касается соляных тел, связанных в обсуждаемых регионах с предшествующими (допалеозойскими) циклами высокой тектонической активности, то их былое наличие здесь может пока только предполагаться, хотя косвенные признаки имеются.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
В пределах общих интервалов соленосности возраста конкретных галогенных формаций (и даже более дробных подразделений) соответствуют фазам и импульсам тектонической активности. В бассейнах Уральского региона это — О3^1 и Р1, Припятско-Днепровского — D3 и Р1.
Аналогичные зависимости обнаруживаются при последовательном анализе практически любого регионального материала. В итоге, проявления галогенеза, резонансно отражая региональные фазы и импульсы тектонической активности, могут служить их индикаторами.
В структурах полициклического тектонического развития проявления галогенеза обнаруживают сходную полицикличность (и полистадийность). Возникающая в результате многоуровенность галогенеза отражает характер тектонической активности этих структур. Правда, значительные мощности соляных толщ обычно характерны лишь для одного-двух уровней соленакопления, чаще для наиболее поздних — завершающих. На предшествующих же они сохраняются преимущественно в виде фрагментов, реликтов и косвенных признаков.
Таким образом, в каждом регионе как общие возрастные интервалы развития соленосных комплексов, так и отдельные уровни их локализации коррелируются, соответственно, с общими периодами и отдельными фазами тектонической активности, значимыми для этих регионов. Итоговая многоуровенность нахождения солей (или признаков их былого присутствия), отражая многоактность тектонической активности, создает своеобразные региональные шкалы.
Синхронность или закономерная последовательность галогенных событий. Синхронность проявлений галогенеза часто устанавливается как в бассейнах одного пояса, так и в разных, но тектонически сопряженных поясах (в суперпоясах), в том числе и пространственно разобщенных. При этом она нередко характеризует и разнонаправленные геодинамические процессы, что хорошо проявляется на многих палеореконструкциях. Например, в пределах противоположных окраин разновозрастных Тетисов — и палеозойского, и мезозойского — наблюдается формирование протяженных поясов и бассейнов с субсинхронным соленакоплением в двух различных режимах: на южной гондванской — в условиях деструктируемой пассивной окраины, на северной евразийской — в активноокраинном. Синхронность соленакопления характерна для многих бассейнов неотектонического этапа, связанных с разнонаправленными (противофазными) геодинамическими импульсами: для эоцен-олигоценовых и миоценовых — в Верхнерейнском — растяжения и Аквитанско-Иберийском и Магрибском — сжатия, для ранне-среднемиоценовых в Красноморском бассейне — растяжения и в Месопотамском — сжатия, для позднемиоценовых — в Красноморском — растяжения и Восточно-Средиземноморском — сжатия.
Вместе с тем, прослеживается и закономерная возрастная миграция соленосных бассейнов и/или отдельных проявлений галогенеза в пределах одних и тех же поясов и еще более отчетливо — суперпоясов, вдоль их продольных и поперечных сечений. Во всех случаях она отражает тенденции миграции фаз и импульсов геодинамической активности. Так, например, продольное смещение во времени соленосных бассейнов в пределах Циркуматлантического соленосного кольца очень наглядно демонстрирует миграцию фаз рифтинга в ходе дискретного раскрытия Атлантики: Тз-J Северной и Центральной Атлантики — J2-3 Мексиканского залива —K1-2 Южной Атлантики. Продольное и поперечное пространственное смещение разновозрастных соленосных объектов хорошо выражено в пределах длительно существовавшей активной окраины Южной Евразии, где оно сопряжено с миграцией зон ее столкновений с приближающимися микроконтиненталь-ными блоками (Тз — J3 — K1-2). Аналогичное многократное перемещение зон соленакопления наблюдается в пределах кайнозойского Альпийско-Гималайского коллизионного пояса, каждый раз отражая время и место сближения и столкновения между различными выступающими частями гондванских континентальных масс с лавразийскими (с максимумами в интервале поздний эоцен — мессиний). Во многих краевых прогибах поясов сжатия прослежен отчетливый вектор поперечной дискретной миграции соленосных комплексов в сторону форланда. Здесь импульсы миграции сопряжены с хорошо известным перемещением осей прогибов по мере наступания фронта надвигов. Таковы последовательные фазы миоценового соленакопления в Предкарпатском прогибе (N11 —N12, — N13), пермского в Предуральском (P1k — P2kz — P2u) и т.д.
В итоге можно заключить, что наблюдаемая синхронность (и коррелируемость) глобальных, меж- и внутрирегиональных галогенных событий — с одной стороны, и их закономерная возрастная миграция внутри разноранговых пространственных подразделений — с другой, вместе отражают аналогичные особенности пространственно-временного распределения и соотношения сомасштабных геодинамических событий.
Геодинамическая "специализация" эпох соленакопления. Проявляется в закономерном распределении по стратиграфической шкале соленосных объектов разных геодинамических видов и в локализации тех или иных из них на определенных возрастных интервалах. Эти закономерности отражают тенденции распределения самих геодинамических обстановок. Геодинамическая "специализация" наиболее отчетливо проявилась в поздневендскую, пермскую и миоценовую эпохи, когда доминировали объекты коллизионого типа, связанные с трехразовым закрытием тетисных океанических бассейнов, а также в позднетриасово-раннеюрскую, когда ведущую роль играли межконтинен-тально-рифтовые системы, в значительной мере связанные с раскрытием тех же бассейнов. Геодинамическая «специализация» остальных эпох, хотя и проявилась, но не столь однозначно: для D2-3 наиболее типичны внутриконтиненталь-но-рифтовые и активноокраинные пояса, а для J3 и K1-2 относительно равноценны межконтинентально-рифтовые, пассивноокраинные (деструктированные) и активноокраинные.
Избирательность локализации соленосных объектов тех или иных геодинамических типов имеет также и простран-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ственные проявления. Так, внутриконтинентально-рифтовые типы соленосных бассейнов, максимально выраженные в среднем-позднем девоне, наиболее широко распространены во внутренних частях тех материков, где внутриконтинен-тальный рифтогенез проявился наиболее отчетливо, что особенно характерно для материков лавразийской группы. Межконтинентально-рифтовые типы, локализуясь в смещавшихся во времени от Тз-J до K1-2 палеорасколах Пангеи, столь же последовательно локализовались и смещались в пространстве. Пассивноокраинные (деструктированные) соленосные объекты в течение всего фанерозоя устойчиво, исключая эпохи коллизий, были приурочены к гондванским, преимущественно восточно-гондванским, окраинам разновозрастных Тетисов. Активноокраинные типы также устойчиво формировались вдоль противоположных — лавразийских окраин Тетисов. Эти же типы постоянно обрамляли окраины Тихого океана и его предшественников — западноамериканские и, в меньшей мере, восточноавстралийские. Коллизионные типы обнаруживают наиболее сильные тенденции к избирательности: во все три эпохи глобальной коллизии (V2-€2, P1-2, N1) они почти исключительно сосредоточены в ареалах влияния трех трансконтинентальных «эпитетисных» коллизионных поясов. Зато в этих поясах они выражены чрезвычайно масштабно и разнообразно, по сути, контролируя все три самых крупных максимума соленакопления Земли.
Геохимическая «специализации» эпох соленакопления. Геодинамические особенности во многом определяют и своеобразную геохимическую "специализацию" эпох соленакопления: избирательную связь некоторых геохимических типов соленосности с теми или иными эпохами. Так, сульфатно-калиевый тип характерен для коллизионных эпох — миоценовой, пермской и возможно поздневендско-среднекембрийской, хлоридно-кальциевый (тахгидри-товый) — для рифтогенных меловой и, возможно, средне-позднедевонской. Присутствие калийных солей — общая черта всех эпох максимального соленакопления.
Черты геохимического своеобразия, как и геодинамического, наиболее ярко выражены у соленосных бассейнов коллизионных эпох, проявляясь в наличии, помимо солей сульфатно-калиевого типа, аномально высоких концентраций различных форм серы, калия и бора (рис. 2). Этот факт чрезвычайно важен геохимически и минерагенически, поскольку такая избирательная локализация этих образований на миоценовом и пермском уровнях (не имеющая пока удовлетворительного генетического объяснения) служит ключевым фактором для заключения об эволюции состава океанических вод (главным образом, роста ее сульфатности) как о причине этого явления. В свете сказанного, при обсуждении этой и других подобных проблем представляется необходимым вводить палеотектонические показатели в число анализируемых факторов.
В целом очевидно, что наблюдаемые в течение фанерозоя вариации стратиграфического распределения различных геодинамических типов соленосных объектов влияют на вариации распределения геохимических типов галогенеза, геохимическую периодичность, специализацию отдельных эпох и тектонических зон.
Унаследованность размещения соленосных объектов. В размещении поясов и бассейнов соле-накопления обнаруживаются отчетливые признаки их унаследованного развития по отношению к аналогичным объектам более ранних генераций [Беленицкая 1998]. Унаследованность структурно предопределяется унаследованно-полициклическим характером развития тех подвижных поясов, которые контролируют распределение соленосных объектов (В.Е. Хаин, Е.Е. Милановский и др.). А вещественно ей способствует отмеченная выше специфика онтогенеза соленосных толщ, связанная с «кинетическим» своеобразием солей, их ранней «эмиграции» с мест исходного залегания и накоплением на новых уровнях [Беленицкая 1998].
Унаследованность соленакопления легко прослеживается при ретроспективных сопоставлениях рассмотренных глобальных реконструкций. Особенно хорошо она просматривается при сравнении поясов и отдельных бассейнов соленакопления неотектонического времени (рис. 6 с их предшественниками, рис. 7). Так, миоценовый Средиземноморский пояс соленакопления почти целиком сосредоточен в пределах более древнего (T3-J1) соленосного межконтинентально-рифтового пояса (рис. 10), связанного с расколом Пангеи и заложением мезозойского Тетиса. Неоген-четвертичные бассейны соленакопления в пределах неотектонической Восточно-Африканской рифтовой системы (рис. 6 также находятся в ареалах ее предшественника — внутриконтинентально-рифтового соленосного пояса T3-J1 (рис. 10). Проявления же современного (s. str.) соленакопления практически всегда локализованы в ареалах распространения разновозрастных погребенных соленосных объектов [Беленицкая 2000]. Для соленосных бассейнов прошлого об их унаследован-ности свидетельствуют многочисленные конкретные признаки: как прямые вещественные (наличие в субстрате погребенных солей, их фрагментов, реликтов), так и разнообразные косвенные (литолого-фациальные, парагенетические, геохимические, структурные, галокинетические, гидрогеохимических и т.д.) [Беленицкая 1998].
Заключение
В статье приведены итоги геодинамического анализа глобального размещения бассейнов и поясов соленакопления в основные эпохи галогенеза фанерозоя. Серия палеогеодинамических реконструкций позволяет проследить особенности их распределения и соотношения на каждом уровне и раскрыть ряд общих пространственно-временных закономерностей. В том числе:
— периодичность соленакопления в геологической истории Земли: неравномерно-дискретный характер количественного и качественного распределения по стратиграфической шкале с образованием ряда пиков-
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосньш бассейнов мира
максимумов; пики галогенеза разных рангов (глобальные, региональные) коррелируются с пиками геодинами-ческой активности тех же рангов; дискретно-периодический характер распределения соленосных объектов фиксирует стадиально-циклический ритм глобальных и региональных геодинамических событий;
— пространственная упорядоченность: системы соленосных объектов (суперпояса, пояса, бассейны) на каждом стратиграфическом уровне отвечают системам контролирующих их палеогеодинамических элементов тех же рангов; крупнейшие соленосные бассейны связаны с пересечениями тектонических элементов;
— корреляция общих региональных возрастных интервалов развития соленосных объектов с общими интервалами проявлений тектонической активностив этих регионах, а отдельных пиков соленакопления — с наиболее значимыми ее импульсами; многоуровенность галогенеза отражает многоактность проявлений тектонической активности;
— синхронность (или закономерная последовательность и миграция) галогенных событий; отражает особенности пространственно-временного распределения и соотношения сомасштабных палеотектонических событий;
— геодинамическая «специализация» эпох галогенеза, отражающая неравномерный характер распределения преобладающих типов геодинамических режимов; наиболее отчетливо выражена коллизионная «специализации» миоценовой, пермской и возможно поздневендско-среднекембрийской эпох, рифтогенная — у средне-позднедевонской;
— геохимическая «специализация» эпох галогенеза с избирательной связью некоторых геохимических типов соленосности с теми или иными эпохами во многом отражает их геодинамическую специфику; наиболее выражена сульфатно-калиевая «специализация» коллизионных миоценовой, пермской и возможно поздневендско-среднекембрийской эпох и хлоридно-кальциевая — рифтогенных меловых;
— унаследованность размещения соленосных поясов и бассейнов по отношению к объектам более ранних генераций, а также их многоуровенность.
Основные закономерности пространственно-временного распределения соленосных тел во многом определяются закономерностями палеотектонического развития. Корреляция и пространственно-временные взаимосвязи между соленосными объектами и проявлениями тектонической активности позволяют рассматривать их как взаимные индикаторы. С одной стороны, возрастные шкалы геодинамических событий (глобальных, региональных) и поэтапные картины размещения геодинамически активных зон могут служить ориентирами при прогнозировании уровней и зон вероятного размещения соленосных тел и сопряженных с ними образований. С другой — шкалы галогенных событий и палеокартины их пространственной локализации могут быть использованы в качестве вспомогательных индикаторов уровней и зон проявления определенных тектонических событий, а также быть использованы для целей региональной и межрегиональной корреляции.
Раскрытые закономерности уточняют и дополняют базу диагностических признаков соленосных бассейнов и поясов разных геодинамических типов, расширяя возможности их использования в качестве индикаторов палеогеодинамических обстановок и составляя информационную основу, пригодную для решения ряда прямых и обратных задач палео-геодинамического анализа. Результаты анализа могут служить ориентиром при оценке вероятности обнаружения соленосных комплексов разных геодинамических типов в глубоко погруженных и более древних осадочных толщах, а также их былого наличия в составе складчатых комплексов. Они могут способствовать реконструкции пространственных палеосвязей крупных континентальных блоков, восстановлению геодинамической эволюции океанических бассейнов. Например, мезозойские соленосные бассейны, образующие грандиозное Циркуматлантическое кольцо солей, опоясывающее окраины молодого Атлантического океана вдоль Северной и Южной Америк, Африки и Европы, четко фиксируют фазы раскрытия Атлантики. Главным из них — триасово-юрской и меловой — отвечают два соленосных полукольца: в северной части океана, по обеим его сторонам, — бассейны триасово-юрских солей (Присевероамериканские, Мексиканский, Аквитанско-Бискайский, Лузитанский и ряд более мелких), а в южной — меловых (Западно-Африканские и Восточно-Бразильские). В обоих случаях ныне по разные стороны океана оказались части ранее единых бассейнов. Особенно показательны две системы южных бассейнов — Восточно-Бразильская и Западно-Африканская, вмещающие соли уникального тахгидритового состава, что может служить дополнительным очень веским аргументом в пользу былого единства как этих соленосных бассейнов, так и двух материков, ныне разобщенных океаном.
Прослеженные закономерности геодинамического размещения соленосных бассейнов являются в основном итогом эмпирического обобщения и анализа. Удовлетворительное генетическое объяснение дает регенерационная (или регенерационно-осадочная) модель [Беленицкая 1998, 2000]. В качестве ведущего фактора соленакопления модель предполагает инициируемые геодинамической активностью процессы глубинной ремобилизации погребенных рассольно-соляных масс, их восходящей разгрузки в седиментационные бассейны и включения в новые аккумулятивные циклы. Модель намечает адекватное толкование установленным пространственно-временным зависимостям между проявлениями геодинамической активности и соленакоплением. Исследования последних десятилетий серьезно усилили фактологическую базу регенерационной модели [Беленицкая 2012]. К ее анализу мы обратимся в специальной работе.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
ЛИТЕРАТУРА
1. Аплонов С.В., Лебедев Б.А. Геодинамический анализ и стратегия нефтегазопоисковых работ в осадочных
бассейнах России // Разведка и охрана недр. 2000. № 6. С. 8 — 12.
2. Беленицкая Г.А. Фациальные и палеотектонические модели галогенных систем и некоторые во-просы их
рудоносности / / Рудоносность осадочных комплексов. Докл. сов. геол. на XXVIII сессии Международном геологическом конгрессе (Вашингтон, 1989 г.). Л.: Недра, 1989. С. 30—40.
3. Беленицкая Г.А. Галогенсодержащие бассейны / / Литогеодинамика и минерагения осадочных бассей-
нов / Под ред. А.Д. Щеглова. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 1998. С. 220 — 320.
4. Беленицкая Г.А. Соленосные осадочные бассейны. Литолого-фациальный, геодинамический и минераге-
нический анализ. Осадочные бассейны России. Вып.4. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 2000. 72 с.
5. Беленицкая Г.А. Осадочные бассейны Земли / / Планета Земля. Энциклопедический справочник / Гл.
ред. Л.И. Красный. Т. 2: Тектоника и геодинамика. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. С. 189 — 222.
6. Беленицкая Г.А. Минерагения соленосных бассейнов мира. Соленосные осадочные бассейны континен-
тов / / Планета Земля. Энциклопедический справочник / Гл. ред. Л.И. Красный. Т. «Минерагения». СПб., Изд-во ВСЕГЕИ. 2008. Кн. 1. С. 165 — 189
7. Беленицкая Г.А., Романовский С.И., Феоктистов В.П. Тектоно-седиментологическое моделирование и
прогнозно-минерагенический анализ основных геоди-намических групп рудоносных осадочных бассейнов России. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2001. 110 с.
8. Геологический словарь. В 3 т. Т. 1. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2010. 432 с.
9. Джиноридзе Н.М., Гемп С.Д., Горбов А.Ф., Раевский В.И. Закономерности размещения и критерии поис-
ков калийных солей СССР. Тбилиси: КИМС, 1980. 374 с.
10. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Кононов М.В. Абсолютные реконструкции положения континентов в
палеозое и раннем мезозое / / Геотектоника, 1987. № 3. С. 16 — 27.
11. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. В 2 кн.
М.: Недра, 1990.
12. Литогеодинамика и минерагения осадочных бас-сейнов / Под ред. А.Д. Щеглова. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ,
1998. 480 с.
13. Лукин А.Е. Литогеодинамические факторы нефтегазонакопления в авлакогенных бассейнах. Киев:
Наукова думка, 1997. 224 с.
14. Рифовые, соленосные и черносланцевые формации России / Отв. ред.: Г.А. Беленицкая, О.В. Петров,
Н.Н. Соболев. СПб: изд-во ВСЕГЕИ. 2013 (в печати).
15. Рифогенные и сульфатоносные формации фанеро-зоя СССР / / Отв. ред. Г.А. Беленицкая, Н.М. Задо-
рожная. М.: Недра. 1990. 291 с.
16. Романовский С.И. Литогеодинамика осадочных бассейнов. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 1996. 44 с.
17. Хаин В.Е., Балуховский А.Н. Историческая геотектоника. Мезозой и кайнозой. М.: Недра, 1992. 452 с.
18. Хаин В.Е., Сеславинский К.Б. Историческая геотектоника. Палеозой. М.: Недра. 1991. 398 с.
19. Mohriak W.U., Szatmari P., Anjos S. "Salt: Geology and Tectonics of Selected Brazilian Basins in Their Global
Context." Geological Society Special Publication 363 (2012): 131 — 158, doi 10.1144/SP363.7
20. Proceedings of GSL-SEPM Conference — Salt Tectonics, Sedimentation, and Prospectivity. 20 — 22 January, 2010. Lon-
don, 2010. 106 p.
21. Sobolev N., Petrov O., Belenitskaya G. Karpuzov А. "Map of Reef, Salinity and Black Shale Formations Occur-
rence in Northern Eurasia at Scale 1:5,000,000." Proceedings of the 33rd International Geological Congress (IGC). Oslo, Norway. 2008.
22. Stewart S.A., Coward M.P. "Genetic Interpretation and Mapping of Salt Structures." First Break 14.4 (April 1996),
doi 10.3997/1365-2397.1996009
23. Vendeville B.C. "Salt Tectonics Driven by Sediment Progradation: Part I — Mechanics and Kinematics." AAPG
Bulletin 89.8 (August 2005): 1071 — 1079.
Цитирование по ГОСТ Р 7.0.11—2011:
Беленицкая, Г. А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира [Электронный ресурс] / Г.А. Беленицкая // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. — 2013. — Т. 4. — Вып. 1: Система планета Земля — Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast4-1.2013.22.
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
TECTONIC ASPECTS OF SPATIAL AND TEMPORAL ALLOCATION OF SALT-BEARING BASINS OF THE WORLD
Galina A. Belenitskaya, D.Sc. (Geology and Mineralogy), Chief Researcher, A.P. Karpinsky All-Russian Geological Research Institute (VSEGEI), Department of Lithogeodynamics and Metallogeny of Sedimentary Basins
E-mail: [email protected]; [email protected]
Analysis of sedimentary paleotectonics is one of the most heuristic approaches in modern lithogeodinamic studies. Subject of my research is salt-bearing sedimentary basins, and for this goal I use plait-tectonic method for paleokinematic reconstructions. Based on a series of those ones applied to the main "salt epochs", I represent the geodynamic analysis of environments of world salt-bearing sedimentary basins formation. The results showed that there is stable temporal and spatial linkage between the salt formation and tectonic activity. Active belts controls salt-bearing basins formation conditions during each of the salt epochs, and lower rank tectonic elements controls those conditions within the belts. In my article, I discuss the regularities of spatial and temporal allocation of salt-bearing basins and the tendency of their paleotectonic evolution, viz:
(i) Periodicity of salt accumulation in the Earth's geological history (unequally-discrete character of the quantitative and qualitative allocation according to the stratigraphic scale with the formation of a peaks-highs series). Peaks of different ranks halogenesis (global, regional) are correlated with peaks of geodynamic activity of the same rank; discrete-periodic nature of the allocation of salt objects fixes the stadial-cyclical rhythm of the global and regional geodynamic events
(ii) Spatial ordering. Systems of saliferous objects (super-belts, belts, basins) at each stratigraphic level correspond to the systems of the same rank paleogeodynamic elements, which control the first ones. The largest saliferous basins linked to intersections of tectonic elements
(iii) Correlation between the common regional age of development of saliferous objects, on the one hand, and common intervals of manifestations of tectonic activity in these regions, on the other; correlation between the individual peaks of salt accumulation and its most significant pulses. Multilevelness of halogenesis reflects the fact of many acts of the manifestations of tectonic activity
(iv) Synchronicity (or a regular sequence, and migration) of halogenic events reflects the spatial and temporal allocation and relations of co-scale paleotectonic events
(v) Geodynamic "specialization" of halogenesis epochs reflects the uneven character of allocation of predominant geodynamic regimes. Collisional "specialization" is expressed most clearly for the Miocene, Permian and perhaps Late Vendian — Middle Cambrian. In similar way riftogenic "specialization" is distinctive for Mid-Late Devonian.
(vi) Geochemical "specialization" of halogenesis epochs with selective linkage between some geochemical types of salinity and with those or other epochs largely reflects their geodynamic specificity. Sulphate-potassium "specialization" is most expressed for the collisional epochs of Miocene, Permian and perhaps for the late Vendian-Middle Cambrian and chloride-calcium "specialization" for riftogenic epochs of Cretaceous
(vii) Inheritance of placement of saliferous belts and basins in relation to the earlier generation objects and their multilevelness.
Keywords: Earth's evolution, primary stellar matter, Solar system planets, the driving force of tectonic processes, pulsating widening, chemical elements of the cortex, processes of destruction and disintegration, nuclear molecules, origin of minerals.
References:
1. Aplonov S.V., Lebedev B.A. "Geodynamic Analysis and Strategy of Oil and Gas Exploration in Sedimentary Ba-
sins of Russia." Exploration and Protection of Mineral Resources 6 (2000): 8 — 12. (In Russian).
2. Belenitskaya G.A. "Facieses and Paleotectonic Model of Halogen Systems, and Some Questions of Their Ore
Content." Ore Content of Sedimentary Complexes. Reports of Soviet Geologists at XXVIII Session the International Geological Congress (Washington, 1989). Leningrad: Nedra, 1989, pp. 30—40. (In Russian).
3. Belenitskaya G.A. "Halogen Containing Basins." Lithogeodynamics and Metallogeny of Sedimentary Basin. Ed.
A.D. Shcheglov. St. Petersburg: VSEGEI. Publisher, 1998, pp. 220 — 320. (In Russian).
4. Belenitskaya G.A. "Minerageny of Saline Basins of the World. Salt-bearing Sedimentary Basins of the Conti-
nents." Encyclopedic Handbook 1Planet Earth'. Volume Minerageny. Ed. L.I. Krasny. St. Petersburg: VSEGEI
Publisher, 2008, book. 1, pp. 165 — 189. (In Russian).
5. Belenitskaya G.A. "Natural Saline-Naphtides Clusters as Global Centers of Expectations and Hazards: Case Study
of the Gulf of Mexico Basis." Prostranstvo i Vremya [Space and Time] 3(9).(2012): 193 — 207. (In Russian).
6. Belenitskaya G.A. "Sedimentary Basins of the Earth." Encyclopedic Handbook 1Planet Earth'. Volume 2: Tectonics and
Беленицкая Г.А. Тектонические аспекты пространственного и временного распределения соленосных бассейнов мира
Geodynamics. Ed. L.I. Krasny. St. Petersburg: VSEGEI Publisher, 2004, pp. 189 — 222. (In Russian).
7. Belenitskaya G.A. Salt-bearing Sedimentary Basins. Lithofacies, Geodynamic and Mineragenic Analysis. Sedimentary Ba-
sins of Russia. St. Petersburg: VSEGEI Publisher, 2000, issue 4, 72 p. (In Russian).
8. Belenitskaya G.A., Petrov O.V., Sobolev N.N. eds. Reef, Saliferous and Black Shale Formations of Russia. St. Peters-
burg: VSEGEI Publisher, 2013 (in print). (In Russian).
9. Belenitskaya G.A., Romanovsky S.I., Feoktistov V.P. Tectonic and Sedimentological Modeling and Forecasting-
mineragenic Analysis of Main Geodynamic Groups of Ore-bearing Sedimentary Basins of Russia. St. Petersburg: VSEGEI Publisher, 2001. 110 p. (In Russian).
10. Belenitskaya G.A., Zadorozhnaya N.M. eds. Reef-genic and Sulfate-bearing Phanerozoic Formations of the USSR.
Moscow: Nedra Publisher. 1990. 291 p. (In Russian).
11. Dzhinoridze N.M., Gemp S.D., Gorbov A.F., Raevsky V.I. Regularities of Placing and Search Criteria of USSR Potas-
sium Salts. Tbilisi: KIMS Publisher, 1980. 374 p. (In Russian).
12. Geological Dictionary. St. Petersburg: VSEGEI Publisher, 2010, vol. 1. 432 p. (In Russian).
13. Khain V.E., Balukhovskii A.N. Historical Geotectonics. Mesozoic and Cenozoic. Moscow: Nedra Publisher, 1992. 452 p.
(In Russian).
14. Khain V.E., Seslavinsky K.B. Historical Geotectonics. Paleozoic. Moscow: Nedra Publisher. 1991. 398 p. (In Russian).
15. Lukin A.E. Lithogeodynamic Factors of Oil and Gas Accumulation in Aulacogenic Basins Kiev: Naukova dumka Pub-
lisher, 1997. 224 p. (In Russian).
16. Mohriak W.U., Szatmari P., Anjos S. "Salt: Geology and Tectonics of Selected Brazilian Basins in Their Global
Context." Geological Society Special Publication 363 (2012): 131 — 158, doi 10.1144/SP363.7
17. Proceedings of GSL-SEPM Conference — Salt Tectonics, Sedimentation, and Prospectivity. 20 — 22 January, 2010. Lon-
don, 2010. 106 p.
18. Romanovsky S.I. Lithogeodynamics of Sedimentary Basins. St, Petersburg: VSEGEI. Publisher, 1996. 44 p. (In Russian).
19. Shcheglov A.D. ed. Lithogeodynamics and Metallogeny of Sedimentary Basins. St. Petersburg: VSEGEI Publisher,
1998. 480 p. (In Russian).
20. Sobolev N., Petrov O., Belenitskaya G. Karpuzov А. "Map of Reef, Salinity and Black Shale Formations Occur-
rence in Northern Eurasia at Scale 1:5,000,000." Proceedings of the 33rd International Geological Congress (IGC). Oslo, Norway. 2008.
21. Stewart S.A., Coward M.P. "Genetic Interpretation and Mapping of Salt Structures." First Break 14.4 (April 1996),
doi 10.3997/1365-2397.1996009
22. Vendeville B.C. "Salt Tectonics Driven by Sediment Progradation: Part I — Mechanics and Kinematics." AAPG
Bulletin 89.8 (August 2005): 1071 — 1079.
23. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Kononov M.V. "Absolute Reconstructions of Continents' Position in the Paleozoic
and Early Mesozoic." Geotectonics 3 (1987):.16 — 27. (In Russian).
24. Zonenshain L.P., Kuzmin M.I., Natapov L.M. Lithospheric Plate Tectonics of USSR Territory. Moscow: Nedra Pub-
lisher, 1990. (In Russian).
Cite MLA 7:
Belenitskaya, G. A. "Tectonic Aspects of Spatial and Temporal Allocation of Salt-bearing Basins of the World." E-ektronnoe nauchnoe izdanie Al'manakh Prostranstvo i Vremya, Spetsialny vypusk Sistema planeta Zemlya [Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time. Special Issue 'The Earth Planet System'] 4.1 (2013). Web. <2227-9490e-
aprovr_e-ast4-1.2013.22>. (In Russian).