rozenfag (rozenfag) wrote in science_freaks,
rozenfag
rozenfag
science_freaks

Categories:

А.О.Шмидт: новый взгляд на образование твердых планет


Перед вами - неизданная статья (и одна из последних работ) Александра Оттовича Шмидта (1934-2010), сына академика О.Ю.Шмидта, чья теория происхождения Солнечной системы сегодня считается классической. Александр Оттович, профессиональный геолог, посвятивший всю свою жизнь изучению урановых месторождений и закономерностям появления их в земной коре, был категорически не согласен со взглядами отца. Он полагал, что основу планеты создали выбросы сгустков отработанных продуктов ядерного синтеза, идущего на Солнце.


А.О. Шмидт

От рождения планеты Земля – до рудных районов и месторождений (современные проблемы региональной металлогении с различных аспектов)

Аннотация

В статье излагается обозначенная выше авторская концепция, сложившаяся, в основном, из опыта «общения с геологической природой» реликтовых кратонизированных блоков ранне-архейской, архейской, протерозойской консолидированной земной коры, полученного в течение сорока пяти лет маршрутных и лабораторных исследований по вскрытым эрозией обнажениям и врезам рек в пределах Алданского щита (Олекмо-Чарское нагорье, ЦАЛД1, р. Дёс, Предстановая область), Украинского, Воронежского, Восточной части Балтийского щита, всего разреза керна СГ-З, а также фундамента Восточно-Европейской платформы с составлением Комплекта карт2 (в ходе исполнения предложенной автором темы в 1990-99 гг.), осуществленного во ВСЕГЕИ.

Введение

Изложенная в третьем разделе этой брошюры концепция развития Земли и эволюции её кристаллической коры складывалась из личного опыта наблюдений в маршрутах (с 1959 по 1988 годы): в общении с геологической природой древнейших кратонов ранней коры Земли на примерах маршрутных исследований с геологическим молотком, в ходе детальной документации структуры и вещественного состава коренных выходов консолидированной (кристаллической) коры ряда районов Алданского щита (разрезы по р. Чара, Олёкмо-Чарское нагорье, Эльконский горст, ЦАЛД – Центрально-Алданский золоторудный район, Дёс-Дорожный, Предстановая область – с 1960-го по 1966 годы).

Аналогичные
исследования проведены автором с 1976 по 1988 годы в пределах Украинского щита с составлением «Карт структурно-формационных комплексов» его геологических образований в масштабе 1:500.000. Схем глубинного строения (по сейсмическим зондированиям Укргеофизики и АН Украины) с авторской интерпретацией грави-магнитных полей (по сводным картам различных масштабов), выявившей блоковую тектонику щита с мозаичным чередованием блоков литосферы-коры. [1,3].

Такое исследование было проведено с 1975-го по 1982-й годы по Карело-Кольскому региону Балтийского щита с составлением в 1984 году Комплекта Карт его структурно-формационных комплексов, Блокового строения, и Прогнозно-металлогенической в масштабе 1:1.500.000 (в едином авторстве3)

Обобщению всего этого материала также содействовала полученная возможность личной документации всего разреза керна первой сверхглубокой скважины (интервалы глубин 5.000–12.500 метров) в 1981–83 гг. и работа в качестве ответственного исполнителя темы «Геологическое развитие и металлогения Восточно-Европейской платформы» (ВЕП), с составлением комплекта карт масштаба 1:2.500.000 в течение 1990-2000 гг., в котором автор был основным исполнителем «Карты тектоники и мозаично-блокового строения»; «Карты структурно-формационных комплексов (состава формаций) фундамента ВЕП и соисполнителем Прогнозно-металлогенической карты.

Перечисленные исследования привели к обоснованию представлений о ведущей роли формирования (в раннем-позднем архее и палеопротерозое) наблюдаемых отчетливых реликтов мозаично-блоковой тектоники (строения фундаментов) всех древних платформ (и их щитов) Земли (11 платформ) в ранней эволюции планеты и ее земной коры.

Основные результаты названных исследований излагаются в нижеследующем разделе, после чего приводятся формулировки авторской концепции развития ранней Земли и ее коры, как это названо в заглавии данной работы.

Результаты исследований, явившиеся основанием концепции

Анализ и последующее обобщение огромного материала перечисленных маршрутных исследований и картографических построений по платформе ВЕП и ее щитам в совокупности с использованными литературными данными (публикации 1960-2010 гг.) выявили - возможно, впервые, - ряд новых фактов и выводов, объяснение которых привело к пересмотру основных (естественно,
не всех) представлений о строении фундамента; тектоническом строении доплатформенной (консолдидированной ныне) коры Земли; об отсутствии в архейских кратонах в чем-либо сходных с геосинклиналями неогея областей или зон; и других явлений в составе и структуре геологических формаций архея, отчасти и протерозоя.

Основные из этих отчетливо устанавливаемых (при детальном комплексном исследовании) фактов, либо новых более конкретных данных об их проявлениях, сводятся к следующему.

1.Блоковое, точнее – иерархически «организованное» самой природой тектонических процессов на ранних этапах формирования коры континентов (возможно, глобально верхней коры планеты) мозаично-блоковое строение протокоры и пролитосферы, что при глобальном обзоре выявляет крупнейшие «геоблоки» (Л.И. Красный,1980), каждый из которых4 закономерно делится на блоки 1-го порядка (А.О. Шмидт, 1980, 2003, 2007), в свою очередь весьма отчетливо «распадающиеся» на блоки 2-3 порядков с различным по составу и возрасту набором геологических формаций даже в смежных из них. Пример пересекаемых «VIII-геотраверсом» ГСЗ-ОГТ блоков 2-го (реже 3-го, из называемых порядков, с запада на восток вдоль Украинского щита: Пержанский блок 1-го пор. (преобладают формации протерозоя, PR1); Винницкий блок 1-го пор. (формации раннеархейского СФК; Уманский блок 2-го пор. (плутон калиевых порфиробластовых гранитов протоактивизации); Звенигородский блок 2-3 порядка (позднеархейские гнейсо-мигматиты); Кировоградский блок 2-3 пор. (плутон калиевых гранитов Новоукраинского массива, обрамляемых зонами альбитизации, с возрастом 1,75 – 1,70 млрд. лет: протоактивизация); Ингульский блок 2-го пор., сложенный раннепротерозойским СФК плагиогнейсов; Днепровский блок I-го порядка с плагиогнейсовыми формациями лейкократовых весьма однородных плагиогранит-лигматитов и гнейсов раннего архея, активизированный интрузиями калиевых гранитов среднего протерозоя, 1,7-1,8 млрд. лет, реже до 2,1; Приазовский блок I порядка, испытавший в палеозое перестройку коры с развитием щелочных интрузивных формаций девона.

3.
Все перечисленные блоки различных порядков разделены шовными зонами пластических и хрупко-пластических деформаций (бласто-милониты, милониты), непрерывно прослеженных от северных к южным границам щита с платформой (северная: частично по борту центрального грабена-рифта ДДВ5).

4.
Ряд из этого перечня разнопорядковых блоков УКЩ прекрасно прослеживается (через авлакоген ДДВ) под чехлом плит платформы по данным глубокого бурения (состав формаций фундамента) и геофизическим полям, что создает впечатление о единой по времени и механизму формирования природе блоковой деятельности фундамента плит и щитов ВЕП в целом.

5.
Этот вывод, в свою очередь, позволяет выдвинуть доказательные предположения о природе формирования и эволюции блоковой-геоблоковой мегаструктуры ранней коры Земли, что будет рассмотрено ниже.

6.
Заслуживает внимания и обоснованный упомянутыми нашими наблюдениями и документацией коренных обнажений архея в удаленных на многие тысячи км друг от друга щитах вывод - о невозможности объяснения исключительно однообразной и выдержанной в каждом из многометровых скальных обнажений (в пределах щитов) ритмичности чередования лейкратовых плагиоплаз, кварц и меланократовых (биотит, либо амфибол, пироксен) полос в гнейсах архея – столь равномерно сменяющихся через 0,3 – 0,5 – 1 см. – ритмичностью отложения терригенных образований ранней поры» (Т.В. Билибина, 1976 [1]).

Следовательно, нет основания и для выделения в составе ранне- и позднеархейских метаморфических образований терригенных или терригенно-карбонатных формаций [2,3,4]. Это вполне правомерно лишь при выделении вулканогенно-терригенных и терригенных формаций, начиная с палеопротерозойских рифтогенных и зеленокаменных поясов (частью они развивались уже с позднего архея), в которых наблюдаются и конгломераты, и кварцито-песчаники в чередованиях со сланцами и вулканитами различных фаций метаморфизм (амфиболитовая, зеленокаменная и др.).

Ритмичность полосчатости раннеархейских толщ нами [2] и К.П. Бутусовым [8] рассматривается с позиций волновой природы пульсаций ранней земной коры, на их микроструктурном уровне.

Полнее анализ всех перечисленных закономерностей и их природы рассматриваем в следующем разделе.

Концепции формирования и эволюции Земли, внеэволюционных перестроек земной коры6

Без неоднородностей нет жизни, нет развития

В.В.Белоусов

В последние десятилетия ХХ столетия и в начале нынешнего появились новые данные современной астрономии о пульсационной эволюции звезд с характерными для всех звезд средней величины, в том числе нашего Солнца, взрывными выбросами плазмы через каждые 200 (плюс-минус 15) миллионов лет.

Отдельные авторы связывают с этим явлением возбуждение рифтогенных и геосинклинально-оротогенных процессов на Земле в поздние два миллиарда лет ее истории, имея в виду тот же интервал чередования возникновений (формирований)ЗКП7, авлактогенов и горных сооружений в протерозойские, рифей-палеозойские, мезо-кайнозойские эпохи [8,9]

Вполне вероятно, что такие выбросы солнечной материи давали главный материал для ее аккумуляции и образования планет в поле тяготения звезды Солнце, имеющихпервоначально различный возраст своего происхождения. Захват имеющихся на момент такой аккумуляции Землей (обоснованный возраст ее О.Ю. Шмидтом [10] примем 4,1/2 миллиарда лет) газово-пылевых компонент холодной материи в пространстве Галактики мог иметь подчиненное значение.

В недрах (еще весьма горячей!) протопланеты продолжались ядерные реакции H-He, и шел нуклеосинтез других элементов, а ее внешние “сферы” испытывали интенсивное охлаждение, что должно было генерировать механизмы микропульсаций (чередование Р-Т условий8) в формирующейся первичной “оболочке” (протокоре Земли). Это ко времени консолидации первичной кристаллической коры привело к сохранению реликтовой полосчатости коры блоков ранне-архейского формирования, а затем и к формированию ее микроблоковой структуры (реликты современных высокопорядковых блоков фундамента древнейших одиннадцати платформ с возрастом 3,5-3,0 млрд. лет, согласно современным десяткам тысяч геохронологических датировок их геологических формаций).


С этого временного рубежа, подчиняясь законами термодинамики структурированных систем, пульсация блоков 2-3 порядка (уже выраженная началом становления различных по составу структурно-вещественных комплексов (СФК) в пределах сменных блоков) сменяется по мере консолидации разделяющих блоки разломов (точнее, структурных швов), пульсацией объединивших несколько из них (до 10 на примерах щитов ВЕП) блоков 1-го (первого) порядка9.

Разграничивающие их структурные швы достигают уже сотен и первых тысяч км протяженности и представлены зеленокаменными поясами (ЗКП) позднего архея, либо шовными рифтогенными протогеосинклинальными зонами (типа Криворожско-Кременчугской) палеопротозоя.

Консолидированные в продолжение всего палеопротозоя (2,6-1,9 млрд. лет) системы блоков первого порядка объединяются к рубежу метопротерозоя (1,9-1,8 млрд. лет до нас) в геоблоки (Л.И.Краснат, 1980). В пределах ВЕП их четыре, разделяемые межгеоблоковыми поясами: Волынско-Двинским и Саратовско-Ладожско-Ботаническим, каждый из которых трассируется цепью плутонов высококалиевых гранитов с возрастом среднего протерозоя (PR2: 1,9-1,7 млрд. лет). Это самые молодые формации в фундаменте платформы ВЕП.

Все вышеприведенное подтверждает концепцию формирования главных структурных элементов ранней коры Земли от ее сравнительно мелких блоковых форм – последовательно к наиболее крупным формам деятельности: геоблокам, а позже – континентам.

Такая эволюция структурирования земной коры (а блоки 1-го порядка с их пограничными зонами глубокого заложения выделяют почти всюду, где выполнены сверхглубинные зондирования и литосферные блоки Земли) неоднократно нарушаласьв кратковременные эпохи “перестройки” коры в ходе протоактивизации и активизации[3,7], которую нельзя назвать автономной ни во времени, ни в пространстве10. Все выявленные области и конкретные структуры протоактивизации (PR2) и активизации (R1; D-С; Мz) занимают унаследованно площади отдельных ранее обособленных блоков литосферы 1-го – 2-го порядков [2,3,4,5,7], реже 3-го порядка и размещаются в большинстве в литосферных зонах глобальной межблоковой делимости коры континентальных платформ (примеры Волынско-Двинской и др. зон) относительно наиболее позднего формирования. Это и рифейские комплексы пластин-плутонов рапакиви-гранитов, и палеозойские, мезозойские, вулкано-плутонические комплексы щелочных гранитоидов и сиенитов, реже вулканитов Алданского, Балтийского, Украинского щитов (массив Ильинцы) и другие.

Упомянутые среднепротерозойские плутоны протоактивизации образуют прерывистую цепь интрузивов гранитовой калиевой формации, прослеженную [4,5] нашими построениями в пределах Волынско-Двинской зоны с ее южным отчетливым ответвлением в пределы Кировоградского блока 2-го порядка в центре Украинского щита, в котором его ураноносные (Новоукраинский массив
калиевых гранитов) и рудовмещающие формации (зоны биотит-рибекитовых с альбатитов с уранинитом) формируют урановорудный район с промышленно значимыми месторождениями [9].

Таким образом, размещение рудных месторождений и, тем более, рудных районов в пространстве, также и во времени, предопределено структурной эволюцией ранней земной коры, последующим ее развитием и формированием на всех его этапах определенных геологических формаций и СФКомплексов активизации (перестройки) коры, являющихся рудопродуцирующими (“рудоносными”, по общей терминологии) или рудовмещающими, а также собственно рудными.

Эти условия строго выполняются самой природой, свои для каждого вида минерального сырья, что отмечено ранее в наших публикациях [7,9 и др.] на примерах локализации рудных районов древних платформ мира.

В современных исследованиях проблем региональной металлогении и прогнозирования месторождений далеко не достаточно внимания уделяется тектоническому районированию континентов или их значительных площадей на основе анализа геоблоковой-блоковой делимости литосферы и земной коры.

Тектоническое районирование проводят, в основном, лишь «по возрасту завершенной складчатости» или «по возрасту формирования геологических формаций», как бы не замечая локализации различных из них – в разных блоках коры высоких порядков.

Материал данной статьи и упоминавшиеся публикации [2, 6, 7, 9] достаточно демонстрируют перспективность первоочередного учета при региональном металлогеническом анализе иерархически организованной блоковой делимости (и формирования соответствующей блоковой тектоники) консолидированной континентальной коры платформ. Последняя зачастую определяет и
соответствующее чередование разрезов чехла платформ. В целом, все это определяет закономерности локализации и специфику рудных районов и их месторождений.

Литература

    Геология и металлогения щитов древних платформ. /Ред. Т.В. Билибина, А.В. Сидоренко. Л.: “Недра”, 1976. 339 с.
    Шмидт
    А.О., Боровков Н.В. Блоковая пульсационно-волновая эволюция коры Земли
    как основной фактор локализации рудных районов и узлов в фундаментах
    древних платформ // Наука и технология в России. №1, 2007, с. 27-28.
    Шмидт
    А.О. Общие закономерности строения, состава и металлогенической
    специализации геоблоков древних платформ // Региональная геология и
    металлогения. 2003, вып.17, с.117-126.
    Геологическое развитие и
    минерагения Восточно-Европейской платформы // Тез. докл. “Современные
    экономические возможности Украины и России”. Киев, 2005. с. 41-47.
    Шмидт
    А.О. Закономерности размещения и критерии прогнозирования
    ураново-рудных районов в древних платформах и щитах // Тез. докл.
    “Современные экономические…” Киев, 2005. С.292-293.
    Бескин С.М.,Ларин В.Н., Марин Ю.Б. Редкометальные гранитовые формации. Ленинград, ЛО “Недра”, 1979. 280 с.
    Страхов
    В.Н., Шмидт А.О. Геоблоки фундамента древних платформ континентов, их
    внутренняя делимость и металлогения рудных районов (по
    геолого-геофизическим данным) // ДАН, т. 413, №1, 2007, с. 5-17.
    Бутусов К.П. Волновая модель Земли. СПб, Л.О. “Наука”, 2008.
    Позиции
    урановорудных районов древних платформ в иерархической
    мозаично-блоковой структуре кристаллического фундамента. // Известия
    РАН, сер. геол. (в печати).
    Шмидт О.Ю. Происхождение Земли и планет М.: “Наука”, 1962. 150 с.


Примечания
1 Центрально-Алданский золоторудный район
2 Комплект из 17 карт блоковой тектоники, геологических формаций и рудносности фундамента и срезов чехла платформы
3 для подготовки диссертации
4 В
пределах ВЕП им выделено четыре «геоблока», разделяемые
Волынско-Двинской и Эртиль-Ладожско-Ботнической «подвижными зонами»
(межгеоблоковыми).
5 Днепровско-Донецкая впадина (Авлакоген)
6 …внеэволюционных перестроек земной коры
7 зеленокаменный пояс
8 волновые микроритмы смены давлений-температур
9 иерархическая классификация наша (см. ссылки) [2,4 и др.]
10 Вопреки выводам А.Д.Щеглова (см. «Металлогения областей автономной активизации». «Наука», Л., 1962).
Tags: разбор
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 4 comments