ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2012, № 9-10, с. 56-73
УДК 550.384
СИБИРСКИЕ ПАЛЕОМАГНИТНЫЕ ДАННЫЕ И ПРОБЛЕМА ЖЕСТКОСТИ СЕВЕРО-ЕВРОАЗИАТСКОГО КОНТИНЕНТА В ПОСЛЕПАЛЕОЗОЙСКОЕ ВРЕМЯ
© 2012 г. В. Э. Павлов
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва Поступила в редакцию 21.12.2011 г.
Выполнен анализ мезо-кайнозойских палеомагнитных полюсов Сибирской платформы и ее складчатого обрамления, полученных с использованием процедуры, отвечающей современным техническим и методическим требованиям. Проведенный анализ позволяет сделать следующие заключения: 1) взаимное положение пермо-триасовых полюсов Стабильной Европы и Сибирской платформы противоречит возможности относительных перемещений этих платформ в послепалеозойское время; 2) мезозойские палеомагнитные полюсы Сибирской платформы поддерживают гипотезу жесткой Северной Евразии; 3) палеошироты мезозойских объектов складчатого обрамления Сибирской платформы отлично согласуются с европейской кривой кажущейся миграции полюса; 4) имеющиеся данные указывают на широкое развитие вращений отдельных локальных блоков в пределах складчатого обрамления Сибирской платформы. Таким образом: 1. Современные палеомагнитные данные достаточно определенно указывают на то, что консолидация Северо-Евроазиат-ского континента завершилась к концу перми и с самого начала мезозоя Сибирская и Восточно-Европейская платформы являются частями единого жесткого мегаблока. 2. Мезозокайнозойский сегмент европейской кривой кажущейся миграции полюса может использоваться как референтный для Сибирской платформы.
ВВЕДЕНИЕ
Принято считать, что консолидация Северной Евразии завершилась, в основном, к концу палеозоя. Между тем имеются работы, в которых указывается на возможность заметных мезозойских [Храмов и др., 1982; Баженов, Мосса-ковский, 1986] и кайнозойских относительных перемещений крупных тектонических блоков, слагающих Северную Евразию [Cogne et al., 1999]. В работе [Cogne et al., 1999], в частности, Северная Евразия разбивается на три субплиты, перемещавшиеся друг относительно друга в по-слеэоценовое время вдоль зон диффузных дислокаций, расположенных предположительно вдоль Уральской складчатой области и линии Торнкви-ста—Тессейре.
В ряде работ, опубликованных в последние годы [Казанский и др., 2005; Метелкин и др., 2007а; 2008; Земцов, 2009], развивается идея о существовании в мезозое в структуре Северной Евразии так называемого "Сибирского домена", который включает в себя собственно Сибирскую платформу и часть примыкающих к ней складчатых сооружений. Предполагается, что этот домен существовал, по крайней мере, до второй половины мелового периода как отдельная единая жесткая тектоническая единица, которая испытывала существенные (20 градусов, а, возможно, и более)
вращения относительно других континентальных блоков, слагающих Северную Евразию.
Здесь и далее, жесткой мы будем называть не-деформируемую (в рамках рассматриваемых пространственных масштабов) тектоническую единицу (тектоническую плиту), части которой в рассматриваемый период времени не испытывали перемещений друг относительно друга. В данной работе термин "жесткий" используется как точный эквивалент англоязычного термина "rigid" (например, в словосочетании "rigid tectonic plate") и определяемого следующим образом: "A body is formally regarded as rigid if the distance between any set of two points in it is always constant." (Encyclopedia Britannica on-line- http://www.bri-tannica.com/). При этом понимается, что если мы имеем дело с "жесткой тектонической единицей", это означает, что движение каждой ее точки может быть описано, как вращение на один и тот же угол вокруг общего для всей единицы эйлеров-ского полюса.)
С учетом положения предполагаемого эйле-ровского полюса [Метелкин и др., 2007а; 2008] и размеров Сибирской платформы, такое вращение должно транслироваться в значительные (500 км и более) линейные перемещения по периметру домена. Очевидно, что такие масштабные перемещения имели бы далеко идущие последствия для геодинамической эволюции Северной Евра-
зии. В частности, в работах [Баженов, Моссаков-ский, 1986; Казанский и др., 2005] высказывается мнение, что формирование грабеновых структур Западно-Сибирской рифтовой системы (игравших существенную роль в образовании ЗападноСибирского нефтяного бассейна), происходило именно в результате этих перемещений.
Таким образом, вопрос о времени консолидации Северной Евразии остается дискуссионным. Для выяснения этого вопроса необходимо выполнить анализ всех имеющихся палеомагнитных данных по мезозою (и, желательно, по кайнозою) Сибирской платформы и ее складчатого обрамления. Ниже мы представляем результаты такого анализа.
МЕТОД
Известно [Храмов и др., 1982], что если тектонические блоки в течение некоторого интервала времени двигались вместе (входили в состав единой жесткой плиты), то их кривые (траектории) кажущейся миграции полюса (КМП) для этого интервала совпадают. И наоборот: если кривые КМП блоков для некоторого интервала времени совпадают, то это является сильным указанием на то, что эти блоки в течение данного интервала времени двигались вместе (входили в состав единой жесткой плиты). Следовательно, совпадение мезо-кайнозойских сегментов сибирской и европейской кривых КМП явилось бы доказательством того, что в послепермское время Сибирская платформа и "стабильная Европа" (Восточно-Европейская платформа и доальпийская Европа) действительно входили в состав единой жесткой плиты. Расхождение же соответствующих кривых могло бы рассматриваться как доказательство относительных перемещений Сибири и Европы в после-палеозойское время.
Таким образом, прямым и естественным методом решения вопроса о времени консолидации Северной Евразии было бы сравнение послепа-леозойских кривых кажущейся миграции полюса Сибирской платформы и "стабильной Европы".
В настоящее время мезо-кайнозойская часть европейской кривой кажущейся миграции полюса разработана достаточно хорошо, особенно для интервала времени 200—0 млн. лет [Besse, Courtillot, 2002]. В то же время при рассмотрении сибирских данных обнаруживается удивительный, на первый взгляд, факт, состоящий в том, что мезозойский сегмент Сибирской кривой изучен и обоснован значительно хуже, чем раннепалеозойский. Более того, по мезозою собственно Сибирской платформы (исключая данные по раннетриасовым траппам) до последнего времени не было опубликовано ни одного определения, которое удовлетворяло бы современным критериям палеомагнитной на-
дежности [Van der VOo, 1993]. В последние годы появилось несколько мезозойских палеомагнит-ных определений более или менее отвечающих современным требованиям к качеству палеомаг-нитных данных [Павлов и др., 2004; Павлов, Максимов, 2006; Павлов, Каретников, 2008]. Тем не менее, число имеющихся для Сибирской платформы современных палеомагнитных полюсов остается крайне недостаточным для построения мезозойского сегмента сибирской кривой кажущейся миграции полюса.
Проблема усугубляется тем, что датирование многих мезозойских объектов, перспективных для палеомагнитных исследований, основывается часто только на косвенных данных или опирается на устаревшие изотопные датировки.
Таким образом, возникает следующая альтернатива: либо ждать пока появится достаточно данных для построения подробной сибирской кривой КМП (что может занять десятилетия); либо попытаться использовать текущие данные для проверки гипотезы о том, что мезо-кайнозойские сегменты сибирской и европейской кривых совпадают.
До тех пор, пока не удастся построить собственно сибирский тренд мезо-кайнозойских полюсов, предлагается использовать паллиативный подход, состоящий в поиске доводов за или против того, что соответствующие сегменты европейской и сибирской мезозойские кривых совпадают. Суть предлагаемого подхода состоит в следующем: сибирские мезо-кайнозойские полюсы, сравниваются с европейской кривой КМП и, если они не противоречат ей, то этот факт рассматривается как довод в пользу совпадения европейской и сибирской кривых, т.е. как довод в пользу жесткости (ригидности) Северной Евразии. Несоответствие же сибирских палеомагнитных данных европейской кривой КМП рассматривается как указание на возможность относительных движений Сибири и Европы.
Преимущества такого подхода состоят в следующем:
1. Не требуется ждать десятилетия, чтобы обосновать важный вывод с достаточно большой уверенностью.
2. Появляется возможность использования слабо датированных определений.
3. Появляется возможность использования палеомагнитных определений, полученных по складчатому обрамлению Сибирской платформы (мы не можем, как правило, использовать такие определения для построения кривой КМП, но можем проверять палеоширотное соответствие этих определений тестируемой (европейской) кривой).
Принципиальным недостатком такого подхода, является то, что метод не является прямым, при его применении мы получаем, строго говоря,
(а)
0° NSP4 VT 180°
Условная средняя точка
"Стабильной Европы" /
NSP2 TO
\ V» \ ИГ» W
90° W
(б)
(в)
Рис. 1. (a) — Взаимное положение пермо-триасовых полюсов Сибирской платформы и "Стабильной Европы". NSP2, NSP4 — средние палеомагнитные полюсы Сибирской платформы, полученные по различным методикам усреднения данных [Pavlov et al., 2007]; VT, TO — средние палеомагнитные полюсы "Стабильной Европы", полученные по различным методикам усреднения данных: VT — [Van der Voo, Torsvik, 2004 ], TO - [Torsvik et al., 2001]; (б) - После-палеозойское смещение Сибирской платформы (в сторону Европы), необходимое для того, чтобы объяснить рассогласование средних сибирского и европейского полюсов. Темно-серые контуры Восточно-Европейской (ВЕП) и Сибирской (Сибирь) платформ показывают их взаимное положение в составе Пангеи в том случае, если эти платформы не испытывали взаимных перемещений в течение мезозоя и кайнозоя. Серый контур показывает положение Сибирской платформы относительно Восточно-Европейской платформы на границе перми и триаса, если наблюдаемое рассогласование пермо-триасовых па-леомагнитных полюсов объясняется взаимным перемещением эти
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.