Северо-Американские Кордильеры

Горный пояс Кордильер, обрамляющий Северо-Американский кратон, по всем своим масштабам: размеру - 8 тыс. км в длину, от 700-800 до 1500 км в ширину (рис.2-19), более 6 км в высоту, длительности развития - 750 млн лет - намного превосходит охарактеризованные выше более древние, палеозойские подвижные системы обрамления кратона. На севере, в Северной Аляске, и на юге, в Мексике, он фактически перекрывает продолжения, соответственно, Иннуитской и Уошито-Маратонской складчатой систем. Естественно, что на своем огромном протяжении Кордильеры не однородны по своему строению и развитию и в них можно различить четыре сегмента, границы которых любопытно близко совпадают с государственными границами стран континента. Это Аляскинский, Канадский, собственно Американский (США) и Мексиканский сегменты.

Объединяют же эти сегменты - время заложения и основных эпох деформаций, а также общая в главных чертах поперечная зональность. Заложение системы в целом относится к середине позднего рифея (800-750 млн лет), основные эпохи деформаций - конец девона - начало карбона (антлерский орогенез), конец перми - начало триаса (сономский орогенез), конец юры - начало мела (невадский орогенез), середина мела (севьерский орогенез), конец мела - начало палеогена (ларамийский орогенез). На Тихоокеанском побережье активный тектогенез продолжался в кайнозое, продолжается и в современную эпоху. Что касается поперечной зональности, то главной ее чертой является разделение на Внешнюю мегазону - зону Скалистых гор, наложенную на раннедокембрий- ский фундамент, общий с фундаментом Северо-Американского кратона, отвечающую его пассивной окраине, развивавшуюся в течение всего палеозоя и мезозоя, испытавшую заключительные деформации сжатия в ларамийскую эпоху, не позднее конца эоцена, и внутреннюю - Притихоокеанскую мегазону, имеющую исключительно сложное и гетерогенное строение, возникшую в основном на океанском основании, о чем свидетельствуют многочисленные выходы офи- олитов, и представляющую коллаж блоков-террейнов разного размера, строения и происхождения (рис.2-19Б) и окончательно примкнувших к Северо-Американскому континенту в позднем мезозое и частично кайнозое (см. ниже).

Общими для Кордильер в целом можно считать еще прерывистую цепь молодых вулканов, про- тянуввшуюся вдоль Тихоокеанского побережья от Аляски до Мексики, аналогичную цепь батолитов гра- нитоидов, так же в пределах Внутренней мегазоны и, наконец, прерывистую полосу передовых прогибов, заложенную в мелу на периферии платформы и прослеживаемую опять-таки от Аляски до Мексики.

Мы начнем краткое описание Кордильер с Канадского сегмента, наиболее узкого, относительно просто построенного и к тому же хорошо изученного, включая глубинное строение.

Канадский сегмент на востоке отделяется от Канадского щита впадиной Альберта - широким (около тысячи километров) передовым прогибом глубиной до 4 км, из которых около 2,5 км приходится на молассу верхнего мела - палеоцена, подстилаемую платформенным чехлом. Внутреннее крыло прогиба, которому отвечают предгорья Скалистых гор, вовлечено в их чешуйчато-надвиговую структуру восточной вергентности (рис.2-20). Покровно-надвигово-складчатой структурой обладает и зона Скалистых гор, причем надвиги здесь настолько четко выражены (в останце горы Крауснест кембрий горизонтально залегает на мелу!), что они были установлены еще в конце XIX века.

В строении зоны можно различить две подзоны - Передовых и Главных хребтов. В первой из них на поверхности широко развиты верхнедевонские и более молодые, до верхнего мела включительно, отложения, а во второй резко возрастает мощность доверхнедевонского палеозоя и появляется сначала верхний, а затем и средний протерозой.

Последний образует на юго-западе, уже за пределами зоны, самостоятельный антиклинорий гор Пёрселл, откуда происходит и местное название этого стратиграфического подразделения. Южнее, в штате Монтана (США), оно называется Белтом. По современным представлениям, эти мощные среднепротерозойские мелководно-морские, в основном обломочные, отчасти карбонатные образования накопились в крупном внутриконтинентальном бассейне, формированию которого, вероятно, предшествовал рифтинг древнего, раннедокембрийского фундамента; его признаки наблюдаются еще южнее, в Кордильерах США. Залегающая выше с некоторым несогласием верхнепротерозойская толща Уиндермир, состоящая в основном из обломочных пород и содержащая покровы базальтов и горизонт тиллитов, прослеживающийся, кстати сказать, вдоль всех Кордильер от Аляски до Калифорнии отвечает уже рифтовой стадии развития пассивной тихоокеанской окраины Лаврентии. Далее согласно следует мощная, почти 10-километровая серия шельфовых терригенно-карбонатных отложений, в Главных хребтах заканчивающаяся средним девоном; в Передовых хребтах ее мощность существенно уменьшается, но появляются более молодые, в основном терригенные образования палеозоя и низов мезозоя, обломочный материал которых поступал уже не только с платформы, но и с внутренних поднятий, созданных антлерским орогенезом.

Весь деформированный в ларамийскую эпоху комплекс позднедокембрийских и фанерозойских отложений Скалистых гор и их предгорий отделен поверхностью срыва от кристаллического фундамента, полого погружающегося от Канадского щита вплоть до западного ограничения зоны Скалистых гор, что доказано сейсмикой отраженных волн. Сокращение пространства, первоначально занимаемого данным комплексом в процессе его сжатия, составило более 200 км.

В тылу зоны Скалистых гор простирается весьма примечательная структура, хорошо выраженная в рельефе - Ров Скалистых гор (Rocky Mountains Trench) - односторонний молодой грабен, ограниченный с востока листрическим сбросом с амплитудой 8-10 км, сливающимся на глубине с основной поверхностью срыва вдоль кровли древнего фундамента, продолжающей погружаться к западу под антиклинорий Пёрселл. Однако с этой структурой совпадает довольно резкое изменение мощности земной коры - она уменьшается до 36-32 км на западе против 45 км на востоке. Предполагается (Ф.Кук), что это изменение отражает переход от шельфа пассивной окраины континента к его склону еще в палеозое. Северным продолжением Рва Скалистых гор служит крупный правый сдвиг Тинтина, протягивающийся из Канады в Аляску.

Западнее этой зоны разломов мы вступаем в метаморфическое ядро Кордильер - зону Оминека. Последняя имеет весьма сложное строение и состоит из трех основных, тектонически совмещенных при перемещении с запада на восток комплексов. Нижний из них, комплекс Монаши, состоит из метаморфизованных в гранулитовой или амфиболитовой фации и ремобилизованных пород раннедокембрийского фундамента с сохранившимися датировками 1,8-2,1 млрд лет, и его чехла. Средний комплекс состоит из слабее метаморфизованных, в основном осадочных образований, скорее всего, позднедокембрийского и палеозойского возраста, первоначально отлагавшихся западнее области накопления осадков зоны Скалистых гор и антиклинория Пёрселл. В этом комплексе совмещены как минимум два тектонических покрова. Верхний комплекс, так же аллохтонный, сложен девонско-триасовыми породами, первично возникшими еще западнее и в более глубоководных условиях, он метаморфизован в зеленосланцевой фации или еще слабее.

Перечисленные комплексы рассматриваются как самостоятельные террейны, поскольку комплекс Монаши, хотя и отвечает по возрасту фундаменту кратона, но все же обнаруживает определенные отличия от него. Средний комплекс относится к террейну Кутеней, он сходен по составу с образованиями антиклинория Пёрселл, но несомненно испытал значительное горизонтальное перемещение. Это тем более относится к верхнему комплексу - террейну Слайд Маунтин. Но все эти террейны, кроме последнего, по составу и возрасту слагающих их образований родственны Северо-Американскому континенту и должны были возникнуть на его западной периферии.

В более северной части Канадских Кордильер к той же категории относятся террейны Юкон-Танана и Кассиар. Первый из них простирается до Аляски и, по крайней мере частично, является аналогом террейна Кутеней. Оба они занимают то же структурное положение и тектонически перекрываются террейном Слайд-Маунтин. Террейн Юкон-Танана сложен высокометаморфизованными и многократно деформированными осадочными породами внешней окраины континента и плутонами гранитоидов.

Следующая к западу зона именуется в Канаде Межгорной зоной. Ее слагают террейны, образовавшиеся уже в океанских условиях и относящиеся к категории «подозрительных» (suspect) или «экзотических». Наиболее восточным из этих террейнов является уже упомянутый террейн Слайд Маунтин, надвинутый на террейн Кутеней на рубеже триаса и юры и содержащий офиолиты. На террейн Слайд-Маунтин, в свою очередь, надвинут террейн Квинелия (Quesnellia), представляющий фрагмент раннемезозойской вулканической дуги. Западнее расположен аналогичный по происхождению и позднепалеозойский-раннемезозойский по возрасту террейн Стикиния, а между ними протягивается террейн Кач-Крик - офиолитовый меланж, в котором присутствуют породы, содержащие фауну те- тического типа. А для Стикинии имеются палеомагнитные определения, указывающие на ее первоначальное расположение на 13° южнее современного. Все эти террейны, составляющие Межгорную зону, слились, судя по прорывающим плутонам, в единый супертеррейн к средней юре и примерно в то же время примкнули к краю континента, уже нарастившемуся в ранней юре «родственными» ему террейнами зоны Оминека. На центральную часть Межгорной зоны несогласно наложена выполненная угленосной молассой верхов юры- низов мела впадина Боусер.

Межгорная зона сменяется к западу Береговой зоной. Последняя характеризуется прежде всего тем, что она вмещает самый крупный в Северо-Американских Кордильерах многофазный батолит гранитоидов, достигающий 1500 км в длину и 160 км в ширину. Батолит этот формировался начиная со 150 млн лет т.н. и вплоть до 90 млн лет т.н. над зоной субдукции тихоокеанской плиты Фараллон.

Крайная западная зона Канадских Кордильер - Островная зона, включает расположенные против тихоокеанского побережья Канады и юго-восточной Аляски архипелаг Александра, о-ва Королевы Шарлотты и крупный о-в Ванкувер. Эта зона, вместе с предыдущей, слагается группой террейнов, главными из которых являются террейны Александер и Врангелия (Wrangellia). Первый простирается через юго-восточную Аляску и вдоль западного побережья Канады. Он имеет сложное строение и его разрез охватывает образования от верхнепротерозойских до среднеюрских(7). Условно выделяемый протерозой и кембрий представлены основными вулканитами и карбонатами, метаморфизованными между кембрием и ранним ордовиком. Отложения от среднего ордовика до перми включительно состоят из обломочных, карбонатных и кремнистых пород и основных вулканитов и во многих районах практически не деформированы. В других же частях террейна присутствует вулкано-плутонический комплекс среднего ордовика - раннего силура, метаморфизованный в среднем силуре - раннем девоне и перекрытый в раннем-среднем девоне обломочными породами и вулканитами. Отложения от девона до перми, в свою очередь, несогласно перекрыты вероятным рифтовым комплексом бимодальных вулканитов, обломочных и карбонатных пород. Все это прорывается среднеюрским и (?) гранитами и перекрывается вместе со смежными террейнами верхнеюрскими, нижнє- и среднемеловыми осадками. Причленениетер- рейна Александер к более восточным террейнам Межгорной зоны документируется прорыванием их контакта меловыми гранитами Береговой зоны.

Террейн Врангелия протягивается от о-ва Ванкувер до Южной Аляски. Он сложен верхнепалеозойскими вулканитами и карбонатами, перекрытыми раннемезозойскими вулканитами и глубоководными осадками. Аналог Врангелии на юге Аляски - террейн Пенинсулар, прорван среднеюрскими плутонами.

С запада Канадский сегмент Кордильер ограничен на юге современной зоной субдукции тихоокеанской плиты Хуан-де-Фука, а севернее - трансформным разломом, соединяющим эту зону с Алеутской.