Северо-Американская древняя платформа, вторая часть

На противоположном, лабрадорском берегу самыми древними образованиями являются гнейсы Уйвак с возрастом 3,9-3,85 млрд лет, т.е., возможно, более древним, чем комплекс Исуа. Последнему может отвечать метавулканический-метаосадочный комплекс Нулли- ак - 3 8 млрд лет. Затем последовала двукратная интрузия тоналитов (ныне гнейсов) на рубежах 3,8-3,6 и 3,4 млрд лет т.н. и основных даек, образование новой супракрустальной толщи, гранулитовый метаморфизм на уровне 3,0-2,8 млрд лет т.н. и, наконец, интрузия гранитов - 2,5 млрд лет т.н.

В дальнейшем этот блок испытал некоторое воздействие процессов, происходивших по соседству в раннепротерозойском подвижном поясе.

Кроме трех эпиархейских эократонов, входящих в состав Канадско-Гренландского щита, в фундаменте Северо-Американской платформы первоначально присутствовал еще один эократон-Вайоминг, в конце мела вовлеченный в кордильерский орогенез и ныне участвующий в строении северной части Восточных Скалистых гор. Выступающие здесь архейские образования с возрастом до 3,4 млрд лет включают небольшие фрагменты позднеархейских (2,9-2,75 млрд лет) ЗКП, а основную роль играют гнейсы, мигматиты и батолиты гранитоидов. Заключительные деформации, метаморфизм, варьирующий от высшей ступени зеленосланцевой до низшей - гранулитовой фации и гранитообразование произошли в интервале 2,64-2,57 млрд лет т.н.

Несколько раньше, около 2,7 млрд лет т.н. имело место внедрение Стиллуотерского расслоенного мафит-ультрамафитового плутона, одного из крупнейших и древнейшего из подобных плутонов. В протерозое эократон подвергся некоторой переработке.

Широкое распространение архейских образований во всей северной половине Северо-Американской платформы, выразившееся и в их присутствии в пределах протерозойских подвижных поясов и одновременность заключительного кеноранского диастрофизма не оставляют сомнений в том, что вся эта огромная территория, от Восточных Скалистых гор до восточного побережье Гренландии и от Арктики до района к югу от Великих озер, подверглась на исходе архея кратонизации с образованием зрелой континентальной коры. Мы увидим дальше, что этот процесс распространился и далеко за пределы Северной Америки. Однако как на этом, так и на других континентах процесс кратонизации сменился в начале протерозоя обратным процессом деструкции континентальной коры, выразившимся прежде всего в образовании мощных роев протяженных даек, сложенных породами основного состава.

Это дайкообразование, свидетельствовавшее одновременно о том, что континентальная кора и литосфера приобрели высокую жесткость и хрупкость, а астеносфера под ее слабо теплопроводной покрышкой подверглась разогреву, началось в Северной Америке, на Канадско-Гренландском щите 2,7 млрд лет т.н., т.е. еще в конце архея, но дало новую вспышку в интервале 2,2-2,0 млрд лет т.н. И именно с последнего интервала началось более активное развитие раннепротерозойских подвижных поясов, расчленивших эпиархейский континент на несколько сохранивших стабильность блоков, воспринимаемых как эократоны или раннепротерозойские протоплатформы.

К ним и относятся описанные выше эократоны Слейв, Сьюпириор, Нэйн и Вайоминг. Свидетельством того, что эти блоки развивались в раннем протерозое в платформенном режиме, является распространение в пределах провинции оз.Верхнего останцов типичного платформенного чехла, представленного субаэральными кислыми вулканитами и континентальными же обломочными осадками. Наиболее крупный из этих останцов - плоская впадина в районе оз. Атабаска. Другими доказательствами платформенного режима являются шельфовый характер отложений на склонах эократонов и развитие авлакогенов, вклинивающихся в их пределы со стороны подвижных поясов.

Основными раннепротерозойскими подвижными поясами - протогеосинклинальными системами Северной Америки являлись: Уопмей в западном обрамлении эократона Слейв, Трансгудзонский между эократоном Слейв с отделенными от него узкими также раннепротерозойскими подвижными зонами эпиархейскими блоками на западе и эократоном Сьюпириор на востоке, Пенокийский (Южный) в южном обрамлении эократона Сьюпириор, Лабрадорский в восточном обрамлении последнего, между ним и эократоном Нэйн.

Занимающая крайнее северо-западное положение в Канадском щите система Уопмей простирается на 600 км в близдолготном направлении при видимой ширине до 220 км. На севере она уходит под рифейско- палеозойский чехол Арктического склона платформы, на юге - под фанерозойский чехол Великих Равнин. В строении системы различается три зоны: 1) примыкающая к эократону Слейв древняя пассивная окраина, впоследствии интенсивно деформированная; 2) плутоно-метаморфический пояс Хоттах; 3) вулканоплутонический пояс Большого Медвежьего озера, протягивающийся вдоль сутуры между первыми двумя зонами. Отложения пассивной окраины включают три комплекса: синрифтовый, пострифтовый и орогенный. Синрифтовые отложения залегают несогласно на породах архея. В основании этого комплекса наблюдаются зрелые обломочные и хемогенные осадки с покровами континентальных толеитовых базальтов.

Выше залегают мощные полевошпатовые гравелиты, перекрытые бимодальной формацией подводных лав и туфов; базальты формации носят промежуточный характер между континентальными и океанскими; с ними ассоциируются субщелочные риолиты. Все это перекрывается либо рифовыми известняками, либо пелитами. Пострифтовые отложения собственно пассивной окраины отчетливо фациально дифференцированы на шельфовые образования, залегающие непосредственно на архейском фундаменте и сложенные в низах кварцевыми песчаниками, а в верхах отложениями карбонатной платформы, окаймленной рифами; и осадки континентального склона и подножья - алевропелиты с прослоями контуритов и турбидитов с силлами габбро. Эти более глубоководные отложения залегают на синрифтовых образованиях, которые, вероятно, подстилаются испытавшей растяжение и переработку континентальной корой.

Все эти отложения, в свою очередь, перекрываются образованиями наложенного передового прогиба. В низах его разреза залегают глубоководные темные аргиллиты, сменяющиеся турбидитами, состав которых свидетельствует о размыве плутонометаморфического пояса, и далее чередованием аргиллитов и известняков. Разрез заканчивается континентальной молассой.

В период отложения молассы более внутренние зоны системы испытали интенсивные складчато-надвиговые деформации восточной вергентности со срывом осадочного комплекса с фундамента и зеленосланцевым метаморфизмом. Эти события связывают со столкновением блока Хоттах с окраиной эократона Слейв. Затем последовало формирование вулканоплутонического пояса Большого Медвежьего озера. Последние деформации выразились в образовании системы сопряженных правых и левых диагональных сдвигов, затронувших и вулканоплутонический пояс. Этот заключительный этап развития орогена Уопмей уложился в интервал 1,88-1,84 млрд лет, в то время как его заложение произошло на 25 млн лет раньше.

Апофизами Уопмейской протогеосинклинали являются два авлакогена - Килохигок юго-юго-восточного простирания на севере и Атапускоу северо-восточного простирания на юге, оба глубоко вдающиеся в эократон Слейв. Авдакогены выполнены мощными (5-7 км) толщами неметаморфизованных мелководноморских карбонатно-терригенных осадков с участием красноцветов и строматолитовых известняков, а также бимодальных вулканитов. Эти образования испытали неравномерные деформации, вплоть до надвиго- вых, и были интрудированы гранитами с возрастом 1985-1965 млн лет (Атапускоу).

Трансгудзонский пояс является наиболее протяженным и наиболее сложным по строению элементом раннепротерозойской тектоники Северной Америки. Основная его часть, лежащая между эократонами Слейв и Сьюпириор и к югу от Гудзонова залива была в свое время выделена в провинцию Черчилл Канадского щита (название происходит от форта Черчилл на Гудзоновом заливе). Относительно недавно было доказано, что западная часть провинции Черчилл в основном состоит из двух блоков архейской коры, сложенных гнейсами с возрастом 2,9-2,8 - блок Рае, и 3,12,9 млрд лет - блок Херн, прорванных гранитами (2,6 млрд лет) и заключающих реликты зеленокаменных поясов. Они отделены от эократона Слейв узким вулканоплутоническим поясом Талтсон-Телои (2,01,9 млрд лет), а друг от друга - еще более узкой и несколько более молодой милонит-гранулитовой зоной. На склонах обоих «малых» эократонов, обращенных к собственно раннепротерозойской протогеосинкли- иали, развиты иижнепротерозойские шельфовые образования, вовлеченные в складчато-надвиговые деформации.

Юго-восточная часть провинции Черчилл подстилается, вероятно, корой океанского типа, о чем свидетельствуют выходы серпентинизированных ультрама- фитов вдоль иадвигового фронта Томпсон, отделяющего Трансгудзонский пояс от эократона Сьюпириор. Примечательно развитие в этой части пояса огромного - 900 км в длину и до 130 км в ширину - гранитного батолита Уотемен и параллельных ему вулканических дуг Ла-Ронж и Флин-Флон, разделенных междуговым прогибом Кисенью. Возраст батолита - 1865, а вулканитов - 1835 млн лет. Присутствие наряду с островодужными вулканитами толеитов, коматиитов и бонинитов, а также грубообломочных осадков придает всему комплексу облик, весьма близкий архейским зеленокаменным поясам, за которые он и принимался до проведения радиогеохронологических исследований.

Трансгудзонский пояс находит свое северо-восточное продолжение по другую сторону Гудзонова залива на Земле Баффина и далее в Центральной Гренландии, где это продолжение известно под названием Нагсуктокид и Ринкид. Нагсуктокиды примыкают с севера к гренландской части эократона Нэйн, на который они надвинуты. В их строении присутствует архейский фундамент, выступы которого чередуются с линейными зонами, где переработанный архей интенсивно смят вместе со своим нижнепротерозойским чехлом (метапелиты, мраморы, кварциты) и метаморфизован в амфиболитовой фации 1,9-1,8 млрд летт.н. В Ринкидах также присутствуют отдельные архейские блоки, но в основном развиты два комплекса - гнейсовый, выступающий в куполах, и мощный метаосадочный, кварцито-сланцевый, выполняющий синформы. Первый метаморфизован в амфиболитовой, второй - в зеленосланцевой фации. Имеются небольшие синтектонические плутоны гранитоидов и крупный рифейский плутон рапакиви. Возраст деформаций и метаморфизма существенно моложе, чем в Нагсуктокидах - 1,751,70 млрд лет; граница между ними тектоническая.

Восточным ответвлением Трансгудзонского пояса является зона Кейп-Смит, пересекающая в широтном направлении северную часть полуострова Унгава, основная площадь которого представляет выступ эократона Сыопириор. Образования зоны Кейп-Смит надвинуты на эту зону и образуют комплекс покровных пластин южной вергентности. В тылу этого комплекса снова появляются архейские гнейсы, но испытавшие раннепротерозойскую переработку; они могут рассматриваться как продолжение блока Рае северо-западной окраины Трансгудзонского пояса. Образования нижних пластин - обломочные породы, базальты, трактуются как отложения окраины эократона Сьюпириор, но среди них любопытно присутствие коматиитовых силлов. Наиболее же верхняя и весьма мощная пластина представляет, по мнению ряда исследователей, офиолитовый комплекс, поскольку она сложена толеитовыми базальтами типа MORB с силлами коматиитовых мафитов-ультрамафитов, пластинчатыми дайками и глубоководными осадками. Таким образом, это один из редких примеров раннепротерозойских офиолитов; их возраст около 1,9 млрд лет. По мнению П.Хоффмана, вся зона Кейп-Смит шириной до 75 км находится в аллохтонном залегании, а ее корни - к северу от оконечности п-ова Унгава.

Зона Кейп-Смит является самым северным звеном раннепротерозойского обрамления эократона Сьюпириор и Циркум-Унгавской дуги. Западный фланг этой дуги составляет зона Белчер, протягивающаяся вдоль восточного побережья Гудзонова залива и включающая одноименные острова. Ее слагают циклически построенные, в основном обломочные и карбонатные флювиальные и шельфовые отложения пассивной окраины эократона, прослоенные внизу и вверху базальтами, соответственно, континентальными и морскими. Разрез этот, достигающий мощности 10 км, заканчивается флишем и молассой. Начало его накопления датируется 2,0 млрд лет т.н., а в гудзонскую эпоху - 1,85 млрд лет назад - он был смят в складки и нарушен надвигами восточной вергентности. В районе залива Ричмонд от основной складчатой зоны отходит авлакоген, внедряющийся в эократон Сьюпириор. Сама зона Белчер отвечает, очевидно, восточной окраине Трансгудзонского подвижного пояса.

Противоположный, восточный фланг Циркум-Унгавской дуги образован более протяженной (800 км) и широкой (до 200 км), Лабрадорской протогеосинкпи- налъной системой, отделяющей эократон Сьюпириор от эократона Нэйн. Она протягивается на юг вплоть до пересечения более молодым Гренвильским фронтом (см.ниже) и прослеживается в переработанном виде в пределах Гренвильского пояса вплоть до торцового сочленения с одновозрастной Пенокийской системой, северо-восточное продолжение которой так же вошло в состав Гренвильского пояса. По своей структуре Лабрадорская система весьма сходна с Уопмейской, являясь как бы ее зеркальным отражением, поскольку она обладает не восточной, а западной вергентностью. В ней тоже выделяются три зоны.

Внешняя, западная зона сложена шельфовыми осадками, залегающими либо несогласно на архейском фундаменте, либо на него надвинутыми. В основании осадочного разреза залегают лавы трахибазальтов и трахиандезитов, а в его составе наряду с терригенными и карбонатными породами присутствуют пачки железистых кварцитов, имеющих большое промышленное значение. Накопление осадков, достигающих мощности 6,5 км, прерывалось излияниями лав - субаэральных щелочных и субщелочных и подводных то- леитовых.

В центральной зоне мелководные осадки замещаются глубоководными - метапелитами в переслаивании с покровами толеитовых базальтов; на востоке метаморфизм этих отложений достигает амфиболитовой фации. На них наложен прогиб, выполненный мощной - до 5 км - толщей базальтов, заключающей силлы габбро и ультрамафитов. Образование этого трога сравнивают с новейшим рифтингом Калифорнийского залива.

Восточная зона Лабрадорской системы сложена метаморфитами амфиболитовой фации, в основном гнейсами. Частично они могут иметь архейский возраст, но мраморы, кварциты и амфиболиты относятся к нижнему протерозою. В эти образования внедрен крупный посттектонический гранитный батолит. Зона простирается на север в направлении Баффиновой Земли и северной зоны Кейп-Смит.