big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Развитие геотектоники в СССР

Общее состояние науки о движениях и развитии структуры земной коры в дореволюционный период истории русской геологии характеризуется, с одной стороны, отдельными выдающимися достижениями, с другой — довольно слабым интересом к проблемам тектоники при региональных исследованиях. К достижениям прежде всего относятся замечательные работы А. П. Карпинского, положившие начало созданию теории развития платформенных областей, а также касавшиеся некоторых важных геометрических закономерностей структуры земной коры. Заслуживает также упоминания богатый мыслями труд И. Д. Лукашевича «Неорганическая жизнь Земли» и работы А. П. Павлова, в которых делается попытка синтезировать две гипотезы о причинах движений земной коры — контракционную и изостатическую. Несмотря на эти несомненно выдающиеся работы, в целом теоретической основой геологических исследований дореволюционного периода оставались идеи и концепции зарубежных ученых. Положение резко изменилось за годы Советской власти, что произошло, разумеется, не сразу. В развитии геотектоники в нашей стране за это время можно различить несколько этапов.

Первый этап охватывает период гражданской войны и восстановления народного хозяйства. На этом этапе, особенно в его начале, обстановка еще мало благоприятствовала для геологических исследований, особенно теоретических. Однако во второй половине 20-х годов уже появляется ряд работ, подготавливающих будущие успехи советской геотектоники. К этому этапу относится по существу завершение творческого пути А. П. Карпинского, опубликовавшего в 1919 г. замечательную статью «К тектонике Европейской России». К 1923 г. появилась книга А. Д. Архангельского «Введение в изучение геологии Европейской России», означавшая вступление творчества этого крупнейшего русского геолога в пору расцвета и решительный поворот его научных интересов к проблемам тектоники. Большое значение имела публикация обзорных статей А. А. Борисяка (1924), Е. В. Милановского (1929) и В. А. Обручева (1925) по теории геосинклиналей (или более широкому кругу вопросов тектоники), в которых не только критически рассматривались взгляды зарубежных авторов по этому важнейшему разделу геотектоники, но и высказывались ценные соображения. Так, В. А. Обручев первым, или во всяком случае одним из первых, указал на то, что геосинклинальные прогибы возникают вследствие опусканий по разломам, что они нередко ограничиваются разломами. Е. В. Милановский справедливо отметил существенные недостатки в классификациях геосинклиналей, предложенных зарубежными исследователями.

Второй этап — 30-е годы и первая половина 40-х годов, период резкого расширения геологического картирования и геолого-поисковых работ в первые пятилетки — отвечает периоду быстрого роста численности кадров геологов, а также сети научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений. В конце этого периода война ослабила темп общих геологических исследований, но не прервала работы теоретической мысли.

На этом этапе достижения советской геотектоники чрезвычайно велики; они были наглядно продемонстрированы XVII сессией Международного геологического конгресса, состоявшейся в Москве в 1937 г. К наиболее ярким событиям относится прежде всего выделение геотектоники в самостоятельную дисциплину и постановка ее учебных курсов в Московском геологоразведочном (по инициативе Е. В. Милановского) и Ленинградском горном (по почину М. М. Тетяева) институтах, а также выход в свет книги М. М. Тетяева «Основы геотектоники» (два издания — 1934 и 1941), которую сам автор справедливо назвал «первым опытом обоснования геотектоники как науки о структуре Земли». Очень большое значение имело появление в 1933 г. первых трех, пока мелкомасштабных, тектонических схем Советского Союза (А. Д. Архангельский и Н. С. Шатский; Д. В. Наливкин, М. М. Тетяев). Из них наибольшее признание получила схема А. Д. Архангельского и Н. С. Шатского, на основе которой в дальнейшем, уже в послевоенные годы, были составлены и изданы тектонические карты СССР. Крупным обобщением явился изданный в 1937 г. к упомянутому конгрессу под руководством тех же ученых «Краткий очерк геологической структуры и геологической истории СССР». К этому же периоду относится публикация в 1934 и 1941 гг. капитальных сводок А. Д. Архангельского по геологическому строению и геологической истории СССР, а также работ Н. С. Шатского по тектонике Сибири (1932 и др.). Полемика по вопросам тектонической терминологии между А. Д. Архангельским и Н. С. Шатским, с одной стороны, и В. А. Обручевым, с другой, способствовала уточнению многих понятий в области тектоники.

Крупным шагом вперед в развитии методов тектонических исследований было применение В. В. Белоусовым метода анализа мощностей (наряду с анализом фаций) первоначально к Большому Кавказу (1937— 1940), затем (1944) к Русской платформе. Эти исследования не только по-новому осветили тектоническое развитие Кавказской геосинклинали и Русской платформы, но и позволили, в первую очередь для геосинклиналей, установить важные закономерности общего характера. Для развития представлений о тектонике и причинах движений Русской платформы, помимо работ А. Д. Архангельского, большое значение имела книга И. М. Губкина «Урало-Волжская нефтеносная область», опубликованная в 1940 г.

Существенную роль сыграло также выступление ряда советских геологов (Д. В. Наливкина, Н. С. Шатского и др.) на XVII сессии МГК с критикой концепций орогенических фаз (фаз складчатости) Г. Штилле и обоснованием противоположного представления — о длительности и непрерывности складкообразования. Заметим, что в середине 40-х годов с такой же критикой выступили некоторые американские и западноевропейские исследователи.

Заслуживает упоминания то обстоятельство, что уже в эти годы по инициативе А. Д. Архангельского началось использование при тектоническом районировании результатов геофизических — гравиметрических и магнитометрических наблюдений. Как известно, это направление получило чрезвычайно широкое развитие на следующем этапе, причем ведущую роль сыграли те геофизики (В. В. Федынский, Е. Н. Люстих и др.), которые были привлечены А. Д. Архангельским к решению вопросов тектоники еще в начале 30-х годов.

Совершенно ясно, что основой всех теоретических построений в области тектоники являлись региональные исследования и сводки, положившие одновременно начало нашим современным представлениям по тектонике отдельных естественных областей Советского Союза. В особенности следует отметить начало изучения таких областей, как Тунгусский бассейн и Дальний Северо-Восток (С. В. Обручев и др.), Арктика (Н. Н. Урванцев и др.), Памир (А. П. Марковский, Д. В. Наливкин и др.). Помимо этого, для Сибири наибольшее значение имели работы В. А. Обручева и Я. С. Эдельштейна, для Алтая — В. П. Нехорошева, для Урала — И. И. Горского, Центрального Казахстана — Н. Г. Кассина, Тянь-Шаня — Д. И. Мушкетова, Д. В. Наливкина и В. А. Николаева, для Кавказа — А. П. Герасимова, В. П. Ренгартена, К. Н. Паффенгольца и др.

На рассматриваемом этапе в Советском Союзе довольно четко обособились две тектонические школы. Одну из них, наиболее многочисленную и сложившуюся еще до революции, часто называемую «московской», возглавили А. П. Павлов, затем А. Д. Архангельский и его ближайший сотрудник Н. С. Шатский. Для этой школы характерны детальные, исключительно тщательные структурные исследования и обобщения, построенные на эмпирической основе методами сравнительной тектоники, а также очень большая осторожность в отношении заключений, касающихся общих причин движений и развития земной коры. Работы школы Архангельского — Шатского уже на этом, а особенно на следующем этапе сыграли ведущую роль в изучении региональной тектоники нашей страны; однако с течением времени они все больше стали распространяться и на область теоретической тектоники.

«Ленинградская» школа М. М. Тетяева и его ученика и последователя В. В. Белоусова с самого начала имела преимущественно теоретическую направленность, преследуя цель выяснить общие закономерности проявления тектонических движений и развития земной коры. При этом М. М. Тетяев решительно отверг длительно господствовавшие и заимствованные из западной литературы представления о преобладании среди движений коры горизонтальных (тангенциальных) перемещений, основанные на признании векового сжатия Земли под влиянием ее охлаждения (контракционная гипотеза). В классификации М. М. Тетяева на первое место были поставлены вертикальные, колебательные движения земной коры, а складчатые и разрывные стали рассматриваться как производные от них. В радиомиграционной гипотезе В. В. Белоусова, опубликованной в 1942— 1943 гг., в качестве основной причины восходящих колебательных движений был выдвинут разогрев подкоровых масс под влиянием накопления радиогенного тепла, а для нисходящих движений — соответственное охлаждение после выделения этого тепла в процессе магматической деятельности.

Есть основания говорить еще и о третьей, «сибирской» школе, руководителями которой являлись крупнейший знаток геологии Сибири В. А. Обручев и его преемник по Томскому университету М. А. Усов. В вопросах тектонической теории Обручев и Усов придерживались скорее «классического» направления, вводя в него поправки в соответствии с новыми наблюдениями. Незадолго до смерти, в 1940 г., М. А. Усов начал разрабатывать оригинальный вариант пульсационной тектонической гипотезы, признававшей попеременное сжатие и расширение Земли и выводившей из этой пульсации все основные магматические и тектонические явления. После смерти М. А. Усова эта работа была продолжена и закончена его учителем В. А. Обручевым.

Третий этап развития советской геотектоники совпадает с послевоенным периодом истории нашего государства. На этом этапе расширилась и качественно изменилась прежде всего фактическая база тектонических построений. Если раньше этой базой почти исключительно была геологическая съемка, то теперь все большую роль стали играть результаты глубокого, в особенности опорного бурения и геофизических исследований, в первую очередь гравиметрии, аэромагнитной съемки и особенно сейсморазведки. Опорное бурение вместе с региональными геофизическими исследованиями (Ю. Н. Годин и др.) позволило за короткий срок осветить строение платформенных территорий, тектоника которых ранее фактически оставалась неизвестной: Западно-Сибирской и Туранской низменностей, Предкавказья, степного Крыма. Даже в отношении, казалось бы, хорошо изученной Русской платформы новые наблюдения привели к необходимости коренного пересмотра более ранних представлений, что и было осуществлено в работах нефтяников

М. Ф. Мирчинка и А. А. Бакирова, но особенно в серии блестящих статей Н. С. Шатского («Сравнительная тектоника древних платформ»), применившего для расшифровки истории платформы метод построения палеогеологических карт. В свете новых фактов платформы предстали как геоструктурные области с гораздо более сложной и изменчивой историей и значительно более разнообразной (особенно на глубине) структурой или менее устойчивые, чем это думали раньше.

Совершенно особым типом платформ оказались так называемые молодые платформы, возникшие на палеозойском складчатом фундаменте. Платформы этого возраста широко распространены в пределах Советского Союза (Западная Сибирь, Туранская и Скифская платформы); они отличаются еще более высокой подвижностью фундамента, широким проявлением унаследованности структурами чехла структур фундамента, большим распространением линейных дислокаций и т. д. В силу этого некоторые советские тектонисты (Ю. М. Шейнманн) выделяют такие территории в особый тип структур земной коры, хотя большинство считает, что перед нами разновидность платформ (Б. А. Петрушевский, А. Л. Яншин и др.).

С появлением метода глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), предложенного крупнейшим советским геофизиком Г. А. Гамбурцевым, впервые открылась возможность прямого изучения всего разреза земной коры и определения ее мощности. В последнее время эти исследования распространяются и на верхнюю мантию.

Арсенал чисто геологических методов геотектоники также пополнился новыми методами. К ним относится, прежде всего, метод анализа формаций, основанный на том, что отдельным стадиям развития важнейших структурных элементов коры отвечает накопление специфических осадочных, вулканогенных и интрузивных пород, объединенных в формации. Формационный метод оказался исключительно полезным при тектоническом и палеотектоническом районировании. Большую роль в его разработке сыграли труды М. А. Усова (1936), Н. С. Шатского (1945), Н. П. Хераскова (1952), В. И. Попова (1947) и др. Для освещения условий образования складчатых и разрывных деформаций начал применяться В. В. Белоусовым и М. В. Гзовским (1965) экспериментальный метод и тектонофизический анализ.

Почти сразу же после войны возникло и вскоре выросло в самостоятельный раздел геотектоники учение о глубинных разломах, начало которому было положено работой А. В. Пейве (1945). Подробнее эта проблема была рассмотрена им позже (Пейве, 1956). Геофизические исследования подтвердили, что эти разломы, пронизывающие всю земную кору и достигающие по крайней мере верхов мантии, распространены повсеместно и обусловливают глыбовое строение коры. Они играют важную роль в условиях заложения и развития геосинклиналей. Теория геосинклиналей на этом этапе, особенно с конца 40-х годов, заметно эволюционировала в работах В. В. Белоусова, М. В. Муратова, А. В. Пейве, В. М. Синицына и др. В советской литературе был впервые поставлен вопрос об изменчивости геосинклиналей в ходе их исторического развития и о стадийности этого развития.

Помимо работ А. В. Пейве и В. М. Синицына, важную роль в разработке этой проблемы сыграли труды Н. С. Шатского, Н. П. Хераскова и др.

Одним из главных видов продукции советских тектонистов стали в последнее время тектонические карты. Основным принципом составления этих карт остался принцип, положенный А. Д. Архангельским и Н. С. Шатским в основу еще их первой схемы тектоники СССР; районирование по возрасту основной складчатости, дополненное для областей развития платформенного чехла показом глубин залегания фундамента. Составление тектонических карт (А. А. Богданов, А. Л. Яншин и др.) способствовало исследованию вопросов теоретической тектоники, уточнению понятий об основных структурных элементах земной коры, о структурных комплексах и этажах, о проявлении основных эпох складчатости в Атлантическом и Тихоокеанском сегментах земного шара и т. д. Работы эти имели большое практическое значение, поскольку тектонические карты являются основой прогнозных металлогенических карт, карт перспектив нефтегазоносности и др.

В области учения об основных структурных элементах земной коры следует отметить, что, несмотря на происшедшие значительные изменения во взглядах на природу и характер развития геосинклиналей и платформ, большинство советских тектонистов считают, что именно геосинклинали и платформы являются главными геоструктурными областями земной коры, противоположными по своему тектоническому режиму. При этом геосинклинали (геосинклинальные пояса) и по характеру строения коры, и по положению ее структур в эволюционном ряду представляют образования, переходные от областей с океанической корой к областям с корой материкового типа (с большой мощностью и развитием гранитного или, точнее, гранитно-гнейсового слоя). Хотя геосинклинали и платформы остаются, по мнению большинства исследователей, важнейшими типами глубинных структур, выясняется, что этими типами не исчерпывается их разнообразие. В частности, в качестве особого типа в настоящее время выделяют области, которые после длительного (один или более тектонических циклов) пребывания в платформенном состоянии испытали, как теперь принято говорить, тектоническую активизацию и превратились в горные страны. Классическим примером такого развития стал Тянь-Шань; по этому же пути развивались Алтай, Саяны, горные хребты Прибайкалья и Забайкалья, вплоть до Станового хребта и хр. Джугджур на востоке. Горные страны подобного типа В. А. Обручев назвал возрожденными, а с точки зрения тектонической номенклатуры они получили название эпиплатформенных орогенических поясов. Выяснилось, что образование этих поясов сопровождается значительным увеличением мощности коры за счет утолщения базальтового слоя. Эпиплатформенным, возрожденным орогеническим поясам противостоят молодые, или эпигеосинклинальные, орогенические пояса, возникшие из кайнозойских, альпийских геосинклиналей.

Во времени и пространстве горообразование на платформах теснейшим образом связано с геосинклинальным горообразованием, проявляясь неоднократно в орогенные этапы очередных тектонических циклов.

Однако преобладание возрожденных горных сооружений над молодыми представляет собой характерную черту новейшего этапа развития земной коры, охватывающего неоген и антропоген. Этот этап вообще ознаменовался резкой активизацией тектонических движений, особенно восходящих, что привело по существу к образованию всех основных форм современного рельефа. Такое положение вызвало в нашей стране, где эти процессы проявились исключительно ярко и наглядно, повышенный интерес к изучению новейших (и современных) движений земной коры и к обособлению новой ветви геотектоники, а именно неотектоники, как она была названа в 1948 г. В. А. Обручевым; в настоящее время этот термин получил широкое распространение и за рубежом, в частности во Франции.

Большое значение для развития неотектоники имели две крупные монографии: С. С. Шульца (1948) по Тянь-Шаню и Н. И. Николаева (1949) по Русской платформе. С 50-х годов работы по неотектонике широко развернулись во всех союзных республиках, увенчавшись созданием в 1960 г. первой карты новейшей тектоники СССР в масштабе 1 : 5 000 000 под редакцией Н. И. Николаева и С. С. Шульца. Эта карта, подобно тектонической карте СССР, нашла широкое признание за рубежом и: послужила образцом для составляемой в настоящее время международной неотектонической карты Европы. На основе карты новейшей тектоники СССР Н. И. Николаевым написана книга «Неотектоника и ее выражение в структуре и рельефе территорий СССР», изданная в 1962 г. Все больший размах получают и исследования современных движений земной коры геодезическими и геоморфологическими методами (Ю. А. Мещеряков и др.).

Уместно отметить, что начало широкого изучения тектоники океанов и морей составляет одну из примечательнейших черт послевоенного развития советской геотектоники. Советские геологи вместе с учеными США играют ведущую роль в геологическом изучении океанов, что отчетливо показал II Международный океанографический конгресс (Москва, 1966 г.). Советские (Г. Б. Удинцев и др.) и американские исследователи проследили огромную, длиной до 60 тыс. км, систему срединно-океанических хребтов, пронизывающую все океаны, опоясывающую все материки и отвечающую в тектоническом отношении совершенно особому типу подвижных поясов со специфическим характером строения земной коры и верхней мантии. Срединно-океанические хребты представляют собой мощные вздутия океанической коры, осложненные вдоль оси крупнейшими грабенами-рифтами, в основании которых, как сейчас думают многие исследователи, располагается скопление продуктов изменения или дифференциации верхней мантии. Эти рифтовые зоны и их обрамления отличаются высокой сейсмической активностью. Лежащие вне срединных хребтов площади ложа океана, напротив, характеризуются относительно спокойным рельефом, отсутствием проявлений сейсмической деятельности и слабым вулканизмом; они получили название океанических платформ, плит или талассократонов.

В целом геолого-геофизические исследования океанов подтвердили предположение о совершенно особом строении океанической коры по сравнению с континентальной.

Установленные в последние годы фундаментальные различия в строении всей коры и верхней мантии, т. е. тектоносферы в целом, в пределах континентов (вместе с шельфом и континентальным склоном океанов), с одной стороны, и океанов — с другой, во-первых, показали, что они представляют собой не только крупнейшие формы рельефа земной поверхности, но и крупнейшие элементы ее структуры и, во-вторых, с особой остротой вновь поставили уже давно занимавший умы геологов вопрос о происхождении океанических впадин, об их роли и месте в эволюционном ряду структур земной коры и направленности развития последней. Мнения по этой важнейшей проблеме геотектоники разошлись, и в настоящее время вокруг нее ведутся оживленные дискуссии.

Одна из ранних точек зрения заключается в том, что дно океанов, притом всех без исключения, представляет собой древнейшие, не переработанные участки земной коры, которая, согласно этой концепции, последовательно эволюционирует от океанической до континентальной, проходя через промежуточную геосинклинальную стадию, на которой и происходит формирование «гранитного» слоя коры. Приверженцы этой точки зрения относительно немногочисленны; ее наиболее яркими выразителями являются Н. П. Васильковский и В. И. Попов. Эта концепция, с одной стороны, как будто подтверждается геофизическими данными о коренных различиях океанической и континентальной коры, но, с другой стороны, ей противоречат многочисленные геологические свидетельства былой связи континентов, ныне разделенных океаническими пространствами.

Существует и совершенно противоположное мнение — о крайней молодости всех океанических впадин, об их образовании в меловом периоде, т. е. примерно около 100 млн. лет назад. Представители этой точки зрения указывают, что нигде в пределах океанических островов и подводных возвышенностей не встречены породы древнее меловых. Но для того, чтобы океаны образовались за столь короткий срок, требуется допустить, во-первых, очень существенное и быстрое увеличение объема Земли со всеми вытекающими отсюда последствиями (резкое уменьшение скорости вращения и др.) и, во-вторых, сложные, вплоть до вращательных, горизонтальные перемещения блоков материковой коры, которая, согласно этой точке зрения, первоначально, до образования океанов, одевала Землю сплошной пленкой. По мнению большинства исследователей, оба эти предположения настолько маловероятны, что заставляют отвергнуть всю концепцию «быстро расширяющейся Земли».

Подавляющее большинство геологов стоит на промежуточных позициях, допуская значительную древность впадины Тихого океана (по крайней мере с позднего докембрия) и относительную молодость остальных океанов — Атлантического, Индийского и Арктического, начавших развиваться с палеозоя, но окончательно сформировавшихся лишь в меловом периоде и даже в начале палеогенового. Следует признать, что прямые доказательства этого положения пока отсутствуют, но косвенные достаточно многочисленны, к ним относятся: 1) несогласное срезание границей между континентом и океаном континентальных структур; 2) наличие продолжения этих структур по другую сторону океана; 3) присутствие глыб континентальной коры среди океанов (например, Мадагаскар) или рифтовых впадин с океанической корой в пределах континентов (например, Красное море); 4) палеонтологические свидетельства былых сухопутных связей континентов, ныне разделенных океанами; 5) признаки сноса обломочного материала или (для позднего палеозоя) сползания ледников со стороны современного океана и т. п. На этом основании приходится заключить, что часть Атлантического океана между Бразилией и Африкой образовалась в конце юры — начале мела, западная часть Индийского океана могла быть окончательно оформлена в конце мела — начале палеогена, а крайняя, северная часть Атлантики, находящаяся между Гренландией и Британскими островами,— в раннем палеогене.

Признание древности Тихого океана и молодости остальных океанов заставляет предполагать, что в их глубинном строении должны наблюдаться известные различия. В последние годы действительно появились косвенные данные, а отчасти и прямые наблюдения о разной плотности верхней мантии в Атлантическом и Тихом океанах.

В представлении о новообразовании океанических впадин на месте континентальных массивов мнения исследователей также резко разделились между двумя гипотезами, которые можно соответственно назвать гипотезой обрушения и гипотезой растяжения. Согласно гипотезе обрушения (оседания) новообразование океанов является результатом опускания по разломам крупных глыб континентальной коры с переработкой ее в океаническую. Такая переработка мыслима двумя способами: 1) путем постепенного изменения состава «гранитного» слоя вследствие замещения части щелочей и кремнезема магнием, кальцием, железом — это процесс основного метасоматоза или так называемой базификации (В. В. Тихомиров); погружение и химическое изменение идут в этом случае одновременно; 2) путем переплавления материала «гранитного» слоя вследствие его ассимиляции поднимающимся из глубин базальтовым расплавом; избыток щелочей уходит при этом в воду океана (В. В. Белоусов). Надо сказать, что обе гипотезы встречают возражения со стороны некоторых петрологов, геохимиков и геофизиков. Последние, например В. А. Магницкий, указывают, что погружение глыб легкой континентальной коры противоречит принципу изостазии.

По второй гипотезе — гипотезе растяжения, весьма популярной ныне за рубежом, а у нас энергично отстаиваемой П. Н. Кропоткиным, молодые океаны возникли вследствие расползания континентальных глыб в стороны под влиянием восходящих течений подкорового материала; по оси восходящего потока и возникают, по мысли сторонников гипотезы, срединно-океанические хребты. Подтверждение гипотезы усматривается в том, что в природе может быть намечен ряд переходных структур между узкими грабенами-рифтами с океанической корой вроде Красного моря или Калифорнийского залива и такими океанами, как Атлантический, Индийский и Арктический, которые считаются новообразованными.

Если первая гипотеза оставляет нас на позициях классического фиксизма, т. е. в рамках представления о неизменном, как бы фиксированном положении континентальных глыб относительно градусной сетки земного шара, то вторая гипотеза смыкается с идеями мобилизма и возвращает нас в известной мере к взглядам немецкого геофизика А. Вегенера, изложенным им во втором десятилетии нашего века. Гипотеза перемещения материков Вегенера приобрела широкую известность у нас в стране в 20—30-х годах после издания перевода его книги под редакцией А. Д. Архангельского, появления популярной книжки Б. Л. Личкова, излагающего основные идеи этой гипотезы, а также после публикации в русском переводе книги известного швейцарского геолога, знатока Альп Р. Штауба (под редакцией и с предисловием Е. В. Милановского), применившего положения рассматриваемой гипотезы к образованию альпийской складчатой зоны и грандиозных шарьяжей. Исходя из сходства в очертаниях материков, ныне разделенных Атлантическим океаном, из различий в гипсометрическом положении среднего уровня поверхности континентов и дна океанов, заставлявших предполагать различия в составе коры (что впоследствии подтвердилось), из широкого распространения позднепалеозойского оледенения на материках южного полушария, Вегенер высказал смелое предположение о былом единстве этих материков и об их разобщении в результате растрескивания и горизонтальных перемещений блоков по ложу океанов. Идеи Вегенера вызвали оживленную полемику как у нас, так и за рубежом. К 40—50-м годам эта гипотеза уже утратила свою популярность и казалась обреченной на забвение, когда некоторые факты вновь привлекли к ней внимание.

В 40-х годах в СССР особенно резкой критике концепция мобилизма подверглась со стороны Н. С. Шатского, В. В. Белоусова и известного географа Л. С. Берга. Главным аргументом в критике Шатского являлся тезис о несовместимости гипотезы Вегенера с теорией геосинклиналей в ее новом варианте, согласно которому геосинклинали связаны с длительно развивающимися глубинными разломами, сохраняющими фиксированное положение и уходящими глубоко в мантию. Этот аргумент противники мобилизма используют и в настоящее время, когда дискуссия вокруг связанных с ним проблем разгорелась с новой силой.

Примерно с середины 30-х годов, в значительной степени благодаря новым фактам и энергичной деятельности М. М. Тетяева, вскоре поддержанного В. В. Белоусовым и другими исследователями, среди советских геологов надолго утвердилось убеждение в преобладающей или даже исключительной роли вертикальных (радикальных) движений земной коры. Эта концепция была противоположна взглядам сторонников контракционной гипотезы, или гипотезы перемещения материков, отводивших основное место горизонтальным (тангенциальным) движениям, и, напротив, созвучна некоторым идеям, появившимся в ту же эпоху за рубежом (немецкий исследователь Э. Хаарман, голландский — Р. ван Беммелен и др.). Складчатость, которая издавна рассматривалась тектонистами как одно из наиболее ярких проявлений тангенциального (бокового) сжатия в земной коре, в работах Тетяева и Белоусова получила новую интерпретацию. Некоторые типы складок, особенно те из них, которые развиты на платформах, были истолкованы как непосредственный результат вертикальных подвижек отдельных блоков фундамента; эти складки стали называть куполовидными или глыбовыми (штамповыми или отраженными у других авторов). Значительное число складок в пределах окраинных частей платформ, передовых (краевых) и межгорных прогибов и геосинклинальных зон было отнесено к типу складок нагнетания (или диапировых в широком смысле этого термина), связанных с выжиманием, или всплыванием, в соляных куполах, высокопластичных масс под влиянием разности нагрузки вышележащих слоев. Сложная складчатость крыльев крупных складчатых горных сооружений, нередко сопровождаемая надвигами и даже тектоническими покровами — шарьяжами, стала рассматриваться как следствие соскальзывания осадочных толщ вниз по региональному наклону под влиянием силы тяжести (складчатость гравитационного скольжения и гравитационные шарьяжи). Крупные горизонтальные перемещения иного типа, чем гравитационные шарьяжи ограниченных размеров, в 40 — 50-х годах стали отрицаться, в то время как еще в 30-х годах подобные явления нередко указывались в ряде складчатых зон нашей страны — на Кавказе, Урале, в Забайкалье и т. д.

Для подтверждения этих новых взглядов на происхождение складчатости В. В. Белоусовым в послевоенные годы были организованы полевые исследования на Кавказе и экспериментальные работы по моделированию складок с учетом так называемого критерия подобия.

Принцип образования складок под непосредственным воздействием вертикальных усилий оказался, однако, неприложимым к системам узких, сжатых складок в осевых зонах геосинклинальных областей (к «складкам общего смятия», по В. В. Белоусову). Для объяснения их происхождения путем преобразования вертикальных усилий в горизонтальные последовательно выдвигался ряд гипотез. Наиболее современной из них является гипотеза о расширении и раздвигании осевых зон складчатых сооружений под влиянием идущих на глубине процессов регионального метаморфизма и гранитизации — глубинная мета-морфо генная складчатость.

В проблеме складчатости особое положение занимает соляная тектоника, в частности солянокупольная, широко распространенная в СССР (Прикаспийская синеклиза, Предуралье, Днепровско-Донецкая впадина и др.). Она изучалась в региональном (в связи с поисками нефти и горнохимического сырья) и теоретическом плане (Косыгин, 1950, и др.). Ю. А. Косыгин доказывал гравитационное происхождение соляных куполов, однако многие связывают их с региональными тектоническими напряжениями. Очевидно, относительная роль гравитационного и регионально-тектонического фактора при развитии соляных куполов различна в платформенных и более подвижных частях земной коры, чем частично и объясняется расхождение во взглядах.

Перелом в умонастроениях советских геологов-тектонистов наметился в конце 50-х — начале 60-х годов, когда под влиянием полученных фактов вновь оживился интерес к проблеме первично-горизонтальных движений. К этому времени многие советские тектонисты признали существование крупных горизонтальных перемещений-шарьяжей в Карпатах, Альпах, Скандинавских горах, Гималаях, на южном склоне Большого Кавказа, вдоль западного склона Урала, на Памире, Южном Тянь-Шане и т. д. Значительное внимание привлекли к себе возможные крупные региональные сдвиги, прежде всего вдоль известного Талассо-Ферганского разлома в Тянь-Шане, а также в Центральном Казахстане, на Памире и в других складчатых областях. Изучению сдвиговых перемещений посвятили специальные исследования А. В. Пейве и его сотрудники. В работах А. В. Пейве был сформулирован тезис о ведущем значении в развитии земной коры горизонтальных движений, связанных с неравномерностью вращения Земли. Сдвиги и шарьяжи, по его мнению, служат лишь наиболее ярким проявлением таких движений, которыми порождены также складчатость и горные сооружения. Как полагает А. В. Пейве, возможны относительные горизонтальные перемещения отдельных слоев земной коры, причем в процессе таких перемещений на границе слоев могут возникнуть магматические очаги. Изменение мощности и строения коры он также связывает с горизонтальными движениями: уничтожение гранитного слоя — с растяжением, увеличение его мощности — с тангенциальным сжатием.

В большой степени оживлению интереса к горизонтальным движениям способствовало новое направление геофизических исследований — изучение палеомагнетизма.

Палеомагнитные исследования прежде всего показали, что взаимное расположение современных материков и магнитных (и, стало быть, географических) полюсов сильно отличалось в геологическом прошлом, особенно до мезозоя, от современного. Эти наблюдения в общем неплохо согласуются с палеоклиматическими реконструкциями на основе изучения распределения пород и минералов — индикаторов климата (соль, уголь и т. п.) и характерных представителей ископаемой фауны и флоры. Однако палеомагнитные исследования внесли и новый элемент. Оказалось, что определения положения полюсов в разных пунктах отдельных материков совпадают в общем хорошо, но для разных материков обнаруживают систематическое расхождение, тем большее, чем древнее период, для которого произведены определения. Если эти наблюдения правильны, то они неизбежно приводят к заключению о том, что смещения испытывали не только полюса и географические координаты, но и материки друг относительно друга, причем первоначально они составляли один массив суши, а затем этот массив раскололся на отдельные континенты, постепенно занявшие современное положение. Таким образом, палеомагнетизм дает как будто убедительное и независимое от чисто геологических наблюдений подтверждение гипотезы мобилизма.

Следует, однако, заметить, что как среди советских исследователей, так и среди зарубежных не существует единодушного убеждения в достоверности палеомагнитных данных, вернее надежности соответствия измеряемых параметров остаточной намагниченности магнитному полю древних эпох. Некоторые расхождения в этих измерениях рассматриваются критиками метода как свидетельство возможности постепенного изменения ориентировки намагниченности горных пород в направлении современного поля.

В последние годы в советской геотектонике наметились два противоположных направления теоретической мысли. Одно из них развивает представление о ведущей роли в тектонических движениях и развитии земной коры глубинных физико-химических процессов дифференциации и перераспределения вещества, происходящих в мантии и порождающих первично-вертикальные движения. Соответственно сторонники данного направления видят основную задачу будущих исследований в изучении мантии, в первую очередь верхней мантии и происходящих в ней изменений. Второе направление придает основное значение горизонтальным перемещениям отдельных глыб и слоев земной коры и, возможно, верхней мантии под влиянием напряжений, связанных с неравномерным вращением Земли или подкоровыми конвекционными течениями. Имеются, наконец, исследователи, признающие проявление в земной коре и верхней мантии как первично-вертикальных движений, обусловленных развитием вещества мантии (внутренние, глубинные причины), так и первично-горизонтальных движений, связанных с неравномерным вращением Земли вследствие изменения ее объема или астрономических, т. е. внешних, причин.

При этом следует заметить, что если речь идет об изменении объема Земли, то среди исследователей также нет единства мнений. Несмотря на то что современная геофизика и астрономия принимают «холодное» происхождение Земли и ее последующее разогревание под влиянием распада радиоактивных элементов, дальнейшая термическая история Земли допускает двоякую трактовку — продолжающееся разогревание с некоторым расширением Земли или смену разогревания охлаждением с сокращением ее объема. Некоторые исследователи предполагают пульсационный режим изменений объема нашей планеты.

Еще одна проблема теоретической геотектоники привлекает к себе большое внимание после установления планетарной сети глубинных разломов и особенно после открытия системы внутриокеанических хребтов, поражающей своей геометрической правильностью,— это проблема закономерностей распределения по лику Земли основных черт ее структуры и рельефа. Закономерности эти интересовали еще А. П. Карпинского и западноевропейских ученых XIX в., но накопленные в последние десятилетия факты существенно расширили рассматриваемую проблему. Особую актуальность она приобрела в наши дни в связи с началом интенсивного изучения Луны и других планет Солнечной системы, в строении поверхности которых также начинают обнаруживаться любопытные черты симметрии и дисимметрии (например, существование на Земле и на Луне материкового и океанического полушарий). Нуждается в объяснении разделение коры на материковый и океанический типы, с чем связано образование огромной впадины Тихого океана, а также отличия в распределении суши и моря в северном полушарии с его Арктическим океаном и южном полушарии с Антарктическим материком у полюса.

Поскольку геологическая история Земли, по современным данным, охватывает период порядка 3,5—4 млрд. лет, общие закономерности эволюции коры не могут быть освещены лишь на материале фанерозол обнимающего последние полмиллиарда лет этой эволюции. Реальная возможность изучения отдаленной тектонической истории, истории докембрия, появилась лишь в послевоенное время и была впервые использована в отечественной литературе Ю. М. Шейнманном (1959); за этой работой последовал ряд других работ, в которых сделаны попытки наметить основные этапы развития земной коры в докембрии и вскрыть специфику тектонического режима на ранних этапах геологической истории (Е. В. Павловский и др.).

В целом можно констатировать, что быстрый прогресс научных исследований как непосредственно в области геотектоники, так в еще большей степени в смежных областях — от геофизики до астрономии — приводит к настолько интенсивному накоплению новых фактов, что теоретическая геотектоника едва успевает их переваривать. Вместе с тем этих фактов все еще недостаточно для однозначного решения даже вопросов, унаследованных от предыдущих этапов истории науки, не говоря уже о встающих новых проблемах. Советские тектонисты еще не решили ряда кардинальных вопросов геотектоники, например, сжимается или расширяется Земля, какие движения в коре являются ведущими — вертикальные или горизонтальные, происходит ли относительное смещение блоков коры или тектоносферы, в чем главная причина тектонического развития Земли и т. п.

В этой связи укажем на развитие в СССР космогеологического направления в геологии, в частности в тектонике (Б. Л. Личков, М. В. Стовас, Г. Н. Каттерфельд и др.). Сторонники этого направления ищут связи между тектоническим развитием, а также цикличностью геологических явлений и космическими процессами. Направление это в истории геологии существует по меньшей мере с XVII в., возрождаясь вновь и вновь. Сама устойчивость этих идей наводит на мысль о наличии в них рационального зерна. Но надо сказать, что независимо от этого без привлечения космического фактора становится, например, трудно объяснить наличие крупной периодичности в истории Земли, подтверждающейся методом изотопной абсолютной геохронологии. Разумеется, эндогенные факторы тектогенеза не отменяются и не заменяются космическими.

Быстрый прогресс физических и химических методов исследования открывает все новые возможности проникновения в тайны развития Земли, о чем наглядно свидетельствует появление методов радиогеохронометрии, палеомагнетизма, палеотермометрии и многих других и, следовательно, дает право надеяться на успехи и в освещении упомянутых основных проблем. Решение последних имеет главным образом теоретическое значение, будучи важным для разработки более полного и точного научного мировоззрения. Вместе с тем, как и в других естественных науках, дискуссионность основных проблем не препятствовала существенным достижениям советской геотектоники в остальных, более конкретных областях тектонических знаний. Эти достижения были перечислены выше; важнейшими из них надо считать следующие: разработку систематики главных структурных элементов земной коры, в особенности геосинклиналей и: платформ, и представлений об их эволюционной последовательности и изменчивости в ходе геологической истории; выяснение того факта, что каждый из этих структурных элементов обладает вполне специфичным типом строения коры и в большинстве случаев даже верхней мантии; выделение глубинных разломов в особый, исключительно важный тип тектонических разрывов и установление слоисто-глыбового строения земной коры и тектоносферы в целом; разработку методики составления региональных и общих тектонических карт; установление механизма образования многих типов складок как геосинклинальных, так и платформенных областей; изучение связей тектоники и магматизма; исследование роли тектонического фактора в образовании различных типов полезных ископаемых. Несомненно, что эти достижения советской геотектоники явились одной из основ успехов наших геологов-практиков, занимающихся поисками и разведкой полезных ископаемых.

Успехи в развитии геотектоники тесно связаны с успехами смежных отраслей геологии и в свою очередь оказали на них влияние. Так, в учении об осадочных породах (литологии) широкое развитие получило представление о существенной роли интенсивности тектонических движений в определении гранулометрического и минералогического состава осадков, степени их диагенетических и эпигенетических преобразований и о периодичности смены различных типов пород во времени (Л. В. Пустовалов, Н. М. Страхов и др.). Это дало в руки тектонистов важное дополнительное средство для установления тектонического режима прошлых геологических эпох. Аналогично обстоит дело с изучением соотношений тектоники и магматизма. В работах М. М. Тетяева, В. В. Белоусова, Ю. А. Билибина, Ю. М. Шейнманна, Ю. А. Кузнецова п других исследователей выявлена тесная связь между типом магматических проявлений, магматических формаций и последовательностью их образования, с одной стороны, и основными структурными элементами земной коры и стадиями их эволюции — с другой.

В геологии нефти, гидрогеологии, даже инженерной геологии все большая, нередко решающая роль отводится тектоническому фактору. Так, ныне общепризнанно, что тектонические движения контролируют формирование нефтегазоносных бассейнов, определяют положение зон нефтегазонакопления и локальных структур, служащих вместилищем нефти и газа. Не только морфология, но и возраст, условия развития этих структур имеют весьма существенное значение с точки зрения их промышленной нефтегазоносности.

Необходимо подчеркнуть, наконец, что и в геотектонике значительные перспективы открывает применение математических методов для описания ее объектов и решения ряда конкретных задач. В этом направлении следует указать работы Ю. А. Косыгина, Ю. А. Воронина и В. П. Бухарцева. Надо сказать, однако, что, например, приложение статистического метода затрудняется необходимостью формализации тектонической терминологии, очень сложной и далекой от однозначного понимания терминов.

В заключение хочется отметить еще одно обстоятельство. До революции, как уже говорилось, лишь несколько наиболее выдающихся русских геологов занимались общими вопросами строения и развития земной коры. Круг этих геологов несколько расширился в первые послереволюционные годы, на первом из перечисленных этапов развития советской геотектоники, но все еще оставался довольно узким. На втором этапе произошло новое расширение круга тектонистов, и, что самое главное, вопросами геотектоники начинают интересоваться уже более широкие массы геологов. Доклады на общетектонические темы стали привлекать и собирать огромную аудиторию, но эта аудитория в основном еще безмолвствовала и внимала речам корифеев — Архангельского, Обручева, Тетяева, Усова. Положение резко изменилось после Отечественной войны. На I Всесоюзном тектоническом совещании в 1948 г. было заслушано уже около двух десятков докладов, авторами которых были в основном молодые исследователи, которые выросли после революции и являются представителями нового поколения тектонистов; многие из них сейчас заняли ведущее положение в этой науке. Но главное состоит в том, что геотектоника перестала быть заповедником, доступ в который открыт только избранным; теперь нередко с докладами и статьями на ответственные и сложные тектонические темы выступают молодые геологи производственных организаций периферии.

Большое значение имел также выход советской геотектоники на мировую арену, с одной стороны, благодаря возрастающим контактам с зарубежными учеными, особенно на международных конгрессах, конференциях и симпозиумах, и, с другой стороны, вследствие работ советских геологических экспедиций в развивающихся странах Азии, Африки и на Кубе. Наконец, авторитету советской геотектоники способствовало составление на принципах, разработанных советскими учеными, тектонических карт огромных территорий (карты Европы, Евразии, тектоническая карта мира, над которой сейчас работают).

Таковы основные факторы, способствовавшие современному расцвету тектонической науки в Советском Союзе и являющиеся залогом ее грядущих успехов.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.