ГЕОТЕКТОНИКА, 2010, № 6, с. 8-23
УДК 550.42
СОВРЕМЕННЫЙ СУПЕРКОНТИНЕНТ СЕВЕРНАЯ ПАНГЕЯ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
© 2010 г. В. И. Коваленко, В. В. Ярмолюк, О. А. Богатиков
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, 119017, Москва, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 26.01.2010 г.
Обоснован суперконтинентальный статус современной агрегации континентов, названный Северной Пангеей и объединяющей практически все континенты, возможно, кроме Антарктиды. Главной особенностью этого суперконтинента, кроме пространственной сближенности между собой континентов, является наличие в пределах суперконтинента преобладающей континентальной коры, в том числе между Северной Америкой и Евразией, Евразией и Африкой, Евразией и Австралией. В течение эволюции Вегенеровской Пангеи до современной Северной Пангеи (около 300—250 млн. лет) эволюционирующая агрегация континентов не теряла суперконтинентального статуса при изменении формы суперконтинента и открытии и закрытии новообразованных океанов типа Палеотетис, Тетис, Атлантический, Индийский. Все движения литосферных плит с континентами в последние 250—300 млн. лет, скорее всего, имели место в пределах Индо-Атлантического сегмента Земли, в то время как Тихоокеанский сегмент оставался океаническим. В самом кратком виде модель образования суперконтинента Северной Пангеи сводится к следующему. Длительная субдукция литосферных плит под Евразию (и разные ее части), а также под Северную Америку привела к стабилизации материков в пределах Северной Пангеи и образованию в глубокой мантии под ними за счет глубинной субдук-ции огромных объемов "холодной" литосферы, соизмеримых с объемом верхней мантии. Это вызвало компенсационный подъем "горячей" мантии (мантийных плюмов) как вблизи конвергентных границ плит, так и вдали от них. Под суперконтинентами складывается особая геодинамическая обстановка, в которой вследствие опоясывающей их субдукции литосферных плит и вызванного этой субдукцией выжимания глубинной горячей мантии был сформирован восходящий поток или плюм (суперплюм) под центральными областями суперконтинента. На наш взгляд, таким суперплюмом, расколовшим Вегенеровскую Пангею в области Атлантики, был Африканский суперплюм, определивший раскрытие Атлантического и Индийского океанов, который проникнул 53 млн. лет назад в Арктику.
ВВЕДЕНИЕ
Более 50 лет тому назад в 1957 г. в Геологическом институте Академии наук СССР была издана Тектоническая карта СССР и сопредельных стран в масштабе 1 : 50000000. В объяснительной записке к ней впервые была сформулирована идея о тектонической асимметрии Земли и делении ее на Тихоокеанский и Индо-Атлантический сегменты. В последние годы эта идея, идеологом которой был академик Н.С. Шатский, получила дальнейшее развитие. Она составляет одну из фундаментальных основ предлагаемой статьи. К соответствующим взглядам мы пришли со стороны характеристика геодинамической природы современного положения континентов на поверхности Земли и причин их скопления в виде современного суперконтинента с преобладающей континентальной корой [7, 8]. Эта задача с первого взгляда кажется тривиальной, поскольку давно уже завершены все существенные географические открытия на Земле, а исследование Земли достигло не только такого уровня, когда вся ее поверхностная геологическая структура
отображена в виде карт различного масштаба, в том числе и глобальных, но и глубинная структура, включая всю мантию до границы ее с ядром, да и само земное ядро изучено сейсмическими и другими методами, в результате чего мы имеем достаточно обоснованные модели глубинного строения нашей планеты. В свете сказанного кажется, что нового можно получить, анализируя современное распределение континентов на поверхности Земли? К нашему удивлению, такой анализ на современном уровне привел нас к принципиально новым фактам, которые оказались в стороне от магистральных научных течений в науках о Земле. Дело в том, что Евразия, Северная Америка с участием Южной Америки и всей Африки да, возможно, и Австралия представляют собой современный суперконтинент, названный нами Северной Пангеей (рис. 1), который образовался в итоге геологической и геодинамической эволюции Вегенеровской Пангеи. Оказалось, что Вегенеровская Пангея, образовавшаяся на границе палеозоя и мезозоя, не была последним в геологической истории суперконти-
современный суперконтинент северная пангея
100°
}
ТП
I
\
Атлантический океан
V X'
{ \
\\
\\
Кан
10°
20° Тихий океан
30°
1
40°
Со
¿•ч
80°
А
9
0
Рис. 1. Схема распределения континентов в северном полушарии Земли (вид с Северного полюса), по [5, 6]. 1, 2 — континентальные плиты: 1 — собственно континенты, 2 — континентальный шельф; 3 — океанические плиты, 4, 5 — конвергентные границы плит: 4 — зоны субдукции, 5 — зоны континентальной коллизии; 6 — дивергентные границы (спрединговые хребты).
Буквы на схеме: Кан — Канадская впадина, М — впадина Макарова, ХГ— Евразийский бассейн и спрединговый хребет Гаккеля, ФИ — острова Франца Иосифа, ЮА — Южно-Анюйская сутура, САХ — Срединно-Атлантический хребет и связанный с ним вулканизм, ВТП — Восточно-Тихоокеанское поднятие и связанный с ним вулканизм
0 млн. лет
Рис. 2. Распределение материков на современной поверхности Земли (0 млн. лет) — а, и в строении Пангеи (200 млн. лет назад — б, по [35])
нентом, поскольку существует еще современный суперконтинент Северная Пангея. В данной статье мы попытались обосновать существование упомянутого современного суперконтинента, показать, как и почему он образовался из Вегене-ровской Пангеи, оценить его геодинамические связи с эволюцией Индо-Атлантического и Тихоокеанского сегментов нашей планеты.
современный суперконтинент СЕВЕРНАЯ ПАНГЕЯ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПУТИ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Обоснование суперконтинентального статуса современного распределения континентов Земли зависит от определения понятия "суперконтинент". Строгого определения этого понятия в доступной нам литературе мы не нашли. Обычно суперконтинентами называют пространственно объединенные (сближенные между собой) ассоциации континентов, отличающиеся от обычных континентов только размерами. Размеры континентальных ассоциаций рассматриваются как важнейшие характеристики суперконтинентов в обзоре З. Ли и С. Зонга [31], в связи с чем Гондва-ну они отличают от Родинии и Пангеи как более мелкий суперконтинент от более крупных "настоящих" суперконтинентов. По-видимому, принятое нами и представленное выше понимание термина "суперконтинент" принимается и в упо-
мянутом выше англоязычном обзоре литературы по взаимодействию суперконтинентов и су-перплюмов [31]. Если это верно, то все свойства континентов, кроме их размеров, сохраняются и в суперконтинентах. Очевидно, что главным свойством таких глобальных структурных элементов Земли является наличие в них преобладающей континентальной коры. В геологической истории Земли наиболее обосновано появление таких суперконтинентов, как позднепротерозойская Ро-диния [28, 29], раннепалеозойская Годвана [27, 30, 34] и уже упоминавшаяся позднепалеозойская Пангея [31, 35, 36, 38]. Если полагать, что последним по времени, как это считалось до сих пор, суперконтинентом на Земле был впервые выделенный А. Вегенером суперконтинент Пангея, называемый нами далее Вегенеровской Пангеей, который на границе палеозоя и мезозоя объединял почти все главные континенты того геологического времени, то следовало бы ввести еще одно ограничение в термин "суперконтинент": именно объединение большей части континентов и их частей, но не обязательно всех. Это следует из того, что в состав Вегенеровской Пангеи, по данным [35, 36], не входили континенты Амурия, Северный и Южный Китай, Малайзия и другие более мелкие континентальные блоки, отделенные от Пангеи океанами Тетис, Палеотетис, Палеоазиатский (рис. 2).
Как следует из рис. 1, в современной структуре литосферной оболочки Земли значительные фрагменты Вегенеровской Пангеи оказались пространственно объединенными между собой. Это относится к совокупности материков, объединяющей Евразию, Северную и Южную Америки, Индию и Африку. К этой части Пангеи примыкает также Австралия. В отличие от Вегенеров-ской Пангеи как относительно изометричного по форме и центрированного по широте около экватора суперконтинента современный суперконтинент образует вытянутые в субмеридиональном направлении вдоль Атлантики и границы Индийского и Тихого океанов сегрегации континентов, протягивающиеся от северного полюса до южного тропика и с центром в северном полушарии Земли. В дальнейшем этот суперконтинент мы условно будем называть Северной Пангеей, хотя он содержит гондванские фрагменты южного полушария — Южную Америку, часть Африки да и Австралию. И лишь только Антарктида обособлена от этого скопления материков. На вопрос, можно ли пространственно сближенные остатки Вегенеровской Пангеи, в основном расположенные в Северном полушарии Земли, отнести к современному суперконтиненту, ответ лежит, в первую очередь, в распределении континентальной коры в его современной геологической структуре, и в первую очередь в геологической структуре Арктики [1, 3, 4, 16—18, 20—24 и др.],
поскольку даже упомянутые выше континентальные блоки Амурия, Северный и Южный Китай и другие, не входившие в структуру Вегенеровской Пангеи, сомкнулись к настоящему времени с Евразией и входят в структуру современного суперконтинента Северная Пангея.
На рис. 1 показано пространственное распределение континентальной (включая шельф) и океанической коры на территории северного полушария Земли. Рисунок четко фиксирует преобладание континентальной коры в этих пространственно сближенных остатках позднепалеозой-ской Вегенеровской Пангеи. Океаническая кора в этом регионе сближенных континентов занимает ограниченную площадь, возможно, в районах Канадской котловины (океаническая кора здесь сформировалась в мелу [1] и Евразийского бассейна (см. ХГ на рис. 1), являющегося арктическим продолжением Атлантического океана. Евразийский бассейн открылся в палеоцене около 53 млн
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.