Эта статья дает представление о трех крупных регионах варисцийской складчатости: северные зоны, простирающиеся от Варисцийского фронта до Лигерийской границы, включая осевую часть, южные зоны — от Лигерийской границы до Альпийского краевого прогиба, а также Иберийская Месета Испании и Португалии. Авторы: Ф. Элленбергер, А. Тамейн
Северная граница варисцийской складчатости — так называемый «варисцийский фронт» — расположена на юго-западе Ирландии, занимает южную Англию, Булонь и Рур до Силезии, где его окончание исчезает под Карпатскими горами. Большая часть этого региона была позднее переработана в альпийский цикл горообразования. Та часть, которая осталась в стороне от будущей альпийской мобильной зоны, названа Мезо-Европой.
Эта молодая платформа, появившаяся в позднепалеозойское время, была превращена в структуру впадин и поднятий начиная с триаса и позже. Изучение и геологическая реконструкция зон варисцийской складчатости осложнены тем, что последующие геологические события способствовали их расчленению на изолированные «герцинские массивы». Они включают элементы значительно более ранних деформаций (каледонские, кадомские и даже более древние), а также и сами герцинские сооружения.
Северный форланд
Север варисцийского фронта, северный форланд (эпикаледониды) лучше всего обнажен в Брабанте. Он обнаружен на глубине в скважинах в Голландии и прилегающих районах. Эта окраинная зона Северо-Европейской платформы покрыта континентальными осадками девонского периода в прерывающихся впадинах (древние красные песчаники) или же погребена под тонким чехлом отложений постэйфельского яруса (ранний среднедевонский период), перекрытым карбонатными осадками нижнего карбона (динант), а также молассовыми отложениями намюра и вестфалии (продуктивные каменноугольные толщи).
Все эпикаледонское предгорье претерпело влияние варисцийской складчатости, выразившееся в виде поднятий и блоковых перемещений (различной интенсивности), а также приразломных дислокаций.
Субварисцийская зона и Варисцийский фронт
Субварисцийская зона (Субварисцийское предгорье или Вестфальская зона), наиболее протяженная часть варисцид, образовалась в верхнем карбоне на южной окраине эпикаледонского предгорья по мере того, как последнее оседало.
Пояс более крупных позднефазовых разломов, известный под названием Варисцийского фронта, протянулся от Уэльса до Рейна. Похоже, что на самом юге Уэльса и Мендипп Хиллс девонские и динантские отложения надвинуты на угленосные толщи, амплитуда среднего тангентального сжатия здесь колеблется, а горизонтальные перемещения по надвигам превышают 40 км в Намюрской синклинали и 15—25 км — около Бристоля.
Северные зоны
Рено-Герцинская зона. Рено-Герцинская зона включает Корнуолл и Девон, Арденны (с Динантской и Намюрской впадинами), Рейнский массив, сложенный сланцеванными породами, массивы Гарц и Флехтенген-Росслау. Их продолжение прослеживается в Ниску-Ясенизких горах Судетской области.
Стратиграфия. Осадочные породы девона обычно залегают несогласно на кембрийско-силурийских образованиях. Они в основном представлены глинистыми сланцами и песчаниками, достигая иногда большой мощности. В верхнем девоне активизация герцинских движений привела к образованию поднятий, выделяющихся наличием карбонатных формаций и прогибов, выполненных глинисто
кремнистыми толщами. В фаменское время в южной части Рейнского сланцевого массива и в массиве Гарца формировались тонкие обломочные породы, но присутствие далее к югу конгломератов и флишоидных отложений, материал для которых поставлялся с Центрально-Германского кристаллического поднятия, свидетельствует о более ранних движениях. В конце девона незначительное поднятие и регрессия оказали влияние на окраины Рено-Герцинской зоны и ее составные части.
Геохронологическая таблица
|
Период |
Отдел |
Бассейны |
Ярус |
Местные фации |
Эрогенные фазы |
|
|
Пермский |
верхний |
Заальская |
||||
|
Каменно-угольный |
верхний нижний |
Силезский |
Стефанский |
С В А |
Астурийская |
|
|
Каменно-угольный |
средний |
Силезский |
Вестфальский |
Д С В А |
Судетская |
|
|
Каменно-угольный |
нижний |
Динантийский |
Намюрский |
С В А |
Кульм |
Судетская |
|
Каменно-угольный |
нижний |
Динантийский |
Визейский Турнейский |
Кульм |
Судетская |
|
|
Девонский |
верхний средний |
Даменский Франский |
Бретонская |
На восточной окраине Рейнского сланцевого массива и Гарца осадконакопление флишовых толщ, начавшееся в конце девона с формирования первых толщ граувакков, в визейское время сменилось образованием граувакков формации Кульм, включавшей терригенные толщи, перенесенные с Центрально-Германского кристаллического поднятия. Процесс седиментации в этой зоне во время динанта был очень мощным и характеризуется последовательностью размещения впадин, а затем складчатости в направлении к северному форланду.
В Юго-Западной Англии от среднего девона до динанта в процессе осадконакопления также наблюдается определенная степень тектонической нестабильности. На юге Корнуолла флишовые толщи сменяются рифогенными известняками, а спилиты нижнего девона замещаются сланцами и, наконец, дельтовыми и прибрежными отложениями на юге Уэльса. Районами накопления осадков были небольшие впадины и прогибы.
В Девоншире предвестниками намюрской тектонической активизации служат дельтовые и мощные отложения водных потоков. Образование складок началось непосредственно перед намюром, прямо над Корнуоллским батолитом по мере того как он начал подниматься. В вестфальское время прогиб заполнялся осадками потоков, а в последующем осадки становились все более грубыми и мелководными, тектоническая деформация — все интенсивней, и в результате после поднятия Корнуоллского батолита образовалось геоантиклинальное поднятие на севере Девона.
Вулканизм позднего девона и динанта, похожий на современные континентальные базальты, обладает основным и кислым химизмом. Породы, богатые Ti, представлены характерной спилит кератофировой ассоциацией в Гарце, на юго-западе Англии и в сланцевом Рейнском массиве.
Тектоника. Варисцийская складчатость мигрировала от отрогов, уже заполненных осадками, к впадинам, которые находились в процессе заполнения. Этот процесс начался в визе в южной части зоны, влияя на остальной регион в период более мощной деформации (астурийская фаза), имевшей место между вестфальским временем карбона и концом стефана.
В общих чертах образовавшаяся структура была простой, но осложненной в отдельных частях. Например, многочисленные изоклинальные складчатые зоны, запрокинутые на северо-запад, сопровождаемые направленной сланцеватостью, секлись более мелкими позднефазовыми надвигами. Единственно известные граниты являются посттектоническими, принадлежащими к позднеугольному периоду, и внедряются во вмещающие породы как в Гарце (Брокен) и Корнуолле (где они содержат олово).
Центрально-Германское кристаллическое поднятие. Центрально-Германское кристаллическое поднятие сложено сильно метаморфизованными докембрийскими и догерцийскими формациями, вовлеченными в герцинскую складчатость. Выход пород приурочен к небольшим массивам Рула-Бротероудскому (северо-запад Тюрингии), Шпессард и Оденвальд. Далее везде кристаллическое основание погружено либо под молассу среднекаменноугольного внутреннего прогиба, которая слагает Саарский угольный бассейн, либо под более молодой мезозойский чехол.
Авторы обычно прослеживают на западе это поднятие под осадочными толщами Парижского бассейна и считают, что оно поднимается на поверхность на западном побережье Па-де-Кале в виде гнейсового комплекса Па-де-Врэ на побережье Корнуолла (Стар Пойнт, Додман Лизард), где ограничивается крупнейшей линией надвига. Его южным краем служит угол полуострова Котантен (с гранито-гнейсами, датируемыми 2500 млн. лет, Нецде-Джобург, Омонвил и Трежори).
Поднятие простирается восточнее Берлина, описывая дугу, выгнутую на север, которая исчезает около Вроцлава.
Саксоно-Тюрингская зона. В Центральной Европе Саксоно-Тюрингская зона сложена следующими массивами. С северо-запада на юго-восток: внешний регион включает Шварцбургско-Лаузицкий антиклинорий, центральный Саксонский синклинорий, в пределах которого расположены структуры Берга и Гранулитгебирге, Мюнхбергский гнейсовый массив и два промежуточных — Саксоно-Вильденфельзский и Франкенбергский массивы; внутренний регион, где прослеживаются антиклинории Фихтенгельбирге и Эрзгебирге.
Стратиграфия. Для этой зоны характерна длительная история осадконакопления и магматизма протерозоя и нижнего палеозоя. Герцинские движения начались в верхнем девоне с накопления граувакков на севере и маломощных глубоководных отложений на юге. Самые ранние глубоководные образования несогласно перекрыты трансгрессивными известняками динантского возраста (в Рудных горах). Интенсивные позднедевонские магматические проявления характеризовали центральный тектонически нестабильный сектор внешнего региона (как, например, несколько основных и ультраосновных интрузий вокруг Рудных гор) и сопровождались минерализацией типа Ланндилл. Вслед за этим произошло накопление флиша (граувакки, конгломераты и известняки). Палеогеографические зоны не меняли своего положения и не мигрировали, как это происходило в Рено-Герцинской зоне.
Тектоника. Основной фазой складкообразования был период от ранней судетской (от раннего до среднего визе) до рудногорской орогении. Этот процесс сопровождался региональным метаморфизмом, слабым или совсем отсутствующим на севере, но весьма интенсивным — на юге (Рудные горы, Фихтельгебирге) и хорошо выраженной синхронной деформацией, включая надвиги. В Центрально-Саксонском синклинории мезозональный кристаллический фундамент надвинут на палеозойские формации (включая динант).
Далее на юг луковидные гнейсовые купола Рудных гор вписываются в складки варисцийской структуры, возникшие в результате переработки кадомских гранитных интрузий. За основной фазой складкообразования последовал кислый магматизм (с высоким содержанием металлов), который достиг своего пика в верхнем карбоне. Этот регион претерпел вулканизм, развиваясь от основной (астурийской) фазы до среднепермской (заальской) фазы. Вулканизм от промежуточного до кислого размещался в зонах сочленения основных зон разломов, проникающих до верхней мантии.
Молданубская зона. Она впервые была выделена в центральной и южной части Богемского массива, где докембрийский фундамент образован породами раннего цикла (молданубского), закончившегося около 1000 млн. лет назад и более позднего (алькгонского или бриверского) цикла кадомской складчатости. Севернее распространены богатые фауной глинистые сланцы палеозоя, которые согласно залегают на «альгонском» фундаменте.
Герцинский чехол представлен маломощными неритовыми шельфовыми фациями (местами среди них присутствуют и позднедевонские отложения). После среднего карбона здесь формировались пресноводные (озерные) отложения, на которых несогласно залегают породы верхнего карбона, заполняющие узкие приразломные впадины.
Варисцийский тектонизм, включающий бретонскую, судетскую, рудногорскую и заальскую фазы, завершился в конце перми консолидацией коры, образуя типичную постварисцийскую платформу или шельф. Региональный метаморфизм достиг только зеленосланцевых фаций.
К юго-востоку Молданубская зона захватывает и Моравскую зону, в которую входит часть крупного пояса субширотного простирания, поперечного к варисцидам. Полагают, что этот прогиб образовался в основном в рено-герцинскую складчатость. Саксотюрингская зона далее сжата и развернута в северо-восточном направлении, где она погружается под моравский надвиг.
Молданубская зона простирается в западном направлении и слагает фундамент Бовари и Шварцвальда (составляя при этом почти весь массив), а затем протягивается в среднюю и южную часть Вогез и далее на север центрального региона. Сюда же относится и Центрально-Французский массив (Арверно-Вогезский массив). Его северная граница отмечена полосой лейкократовых гранитов, простирающихся от Вогез до Морвана, где он сочленяется с южной частью Армориканской зоны разломов до самого Пойнт дю Рац на побережье.
В этом регионе кадомское основание сложено бриоверскими метаосадками, ассоциирующимися с основными и ультраосновными телами: серпентинитовыми дунитами, метагаббро, зелеными сланцами с пиллоу-лавами, туфами и кремнистыми сланцами. На западе формации метаморфизованы, а на востоке метаморфизм отсутствует. Фундамент гранитизирован и для него характерны покровы. Радиометрические определения возраста в 550 млн. лет свидетельствуют, что основной этап тектоно-метаморфического развития фундамента происходил в нижнем палеозое. Он перекрыт палеозойскими эпиконтинентальными отложениями, включая трансгрессивные фации среднего кембрия — нижнего ордовика.
Молданубская зона была погружена под уровень моря начиная с раннего девона. Герцинская гранитизация проявилась особенно заметно вдоль линейных структур. Несколько небольших стефанских угольных бассейнов сформировалось в приразломных грабенах, пространственно приуроченных к этим тектоническим швам.
Герцинская сеть разломов, синкинематическая, по крайней мере частично, а также определенные разломы служат металлогенетическими «векторами» (например, от Поин дю Рац до Анже — для золота и свинца и его южная часть — для свинца). То же самое применимо к некоторым гранитным комплексам, внедрявшимся в эту эпоху (так, например, Мортаген для урана).
Южные зоны
Южная ветвь варисцид лучше всего представлена на юге Франции, хотя она все еще мало изучена. Обзор, представленный ниже, касается только тех частей пояса, которые не были переработаны Альпийской орогенией.
Зона Вендее—Рутено—Лимузен. В Центральном массиве эта зона характеризуется преобладанием ритмической седиментации, богатством основных вулканических пород, мощными стратиформными кварце-полево-шпатовыми формациями (которые, вероятно, слагают нижнюю часть основания — чехла) и, по направлению вверх, сланцевыми сериями (с микрофауной ордовика, силура и раннего девона).
В Рурге барровийская фаза метаморфизма считается каледонской или рюссейской (430—360 млн. лет). Этот метаморфизм в той или иной степени стирается последующим герцинским метаморфизмом, очевидно, с более сильной сланцеватостью и ассоциируется либо с бретонской, либо с судетской фазой складчатости. В вестфальском ярусе Лимузен (который был поднят над уровнем моря в динанте) стал юго-западной границей Арвернского ядра.
Этот комплекс простирается северо-западнее, ниже свода Пуату, до самого юга Лигерийской провинции, образуя Венд-Лимузенскую зону. Эволюция Вендеи мало отличается от истории развития предыдущего региона: сланцеватые формации ордовика и силура, нарушение последовательности осадконакопления в нижнем девоне, известковые рифы в живете, вновь нарушение в верхнем девоне, появление красноцветных песчаников и глинистых сланцев, возможно, динантского возраста. Намюрские отложения неметаморфизованны, но были изменены во время средневестфальской фазы складчатости.
Эта провинция в районе Сент-Назар характеризуется кадомским магматизмом и силуро-бриоверским комплексом осадочных пород (с основными и ультраосновными образованиями, родственными океанической коре). Более того, есть кадомские ортогнейсы, прорванные кислыми плутоническими породами, датируемые 460 млн. лет.
Пояс Севенн. История докембрия пояса Севенн в южной части Франции похожа на историю предыдущей зоны. В северной части Севенн, в стороне от небольшого ордовикского поднятия Монтань-Нуар отсутствует каледонская складчатость. В южном регионе кульмские фации раннего карбона перекрывают осадочные породы силура и девона.
Основными фазами варисцийской складчатости здесь были астурийская и, вероятно, раннестефанская. На севере гор Монтань-Нуар и Альбигеоз широким развитием пользуются опрокинутые складки. В остальной части Монтань-Нуар и Мутумэ прекрасно характеризуются покровы, в ряде случаев запрокинутые на юг и юго-восток (вергентность складок и тектонических чешуй в северной части обратная).
Иберийская Месета
Обширная зона варисцид, Иберийская Месета (или Гесперийский массив Португалии и Испании) может быть разделена на шесть зон:
Южно-Португальская зона. Южно-Португальская зона характеризуется следующими особенностями строения:
1. Осадконакоплением в девоне и карбоне с вулканизмом и связанной с ним сульфидной минерализацией. За осадконакоплением в позднем визе следовало формирование мощных флишовых толщ в кульмских фациях, на юго-западе оно продолжалось вплоть до горизонта вестфалия.
2. Миграцией варисцийских прогибов, которая происходила с юго-запада на северо-восток и завершилась интенсивной постнамюрской довестфальской фазой складчатости; в результате этой складчатости образовались складки, запрокинутые на юг и юго-запад, и в некоторых местах проявился слабый метаморфизм.
3. Отложениями позднего карбона (с прослоями углей), которые накапливались вдоль северо-западной границы.
4. Поздней фазой орогенеза, посттектоническим плутонизмом с субвулканическими фациями на северо-западе, с широко развитой минерализацией, приведшей к началу формирования знаменитого пиритового пояса Гуелва-Рио и Тинто-Алюстрел. Эта зона сходна с Рено-Герцинской зоной, особенно с ее сегментом на юго-западе Ирландии.
Осса Морена. Докембрий Оссы Морена обнажается в пределах кадомского фундамента, для которого характерны крупные покровы. Раннепалеозойское карбонатное осадконакопление кембрия в ордовике было ограничено только южными районами, в силуре представлено разрезами, быстро меняющимися по своей мощности. Эти карбонатные породы перекрыты девонскими эпиконтинентальными отложениями, за которыми, в свою очередь, последовало формирование динантского и ранне-намюрского флиша. Оно завершилось накоплением паралических моласс, включающих мощные пласты углей.
С севера и северо-востока Осса Морена ограничена Бадахос-Кордовским линеаментом (который включает тела основных и ультраосновных интрузий турнейско-визейского возраста), а на крайнем севере зона граничит с полифазовым поясом известково-щелочных гранитных батолитов. Осса Морена сходна по истории геологического развития с Центрально-Германским кристаллическим сводом.
Лузо-Оретанская зона. Лузо-Оретанская зона (или Лузо-Алькудийская) характеризуется следующими чертами геологического строения:
1. Метаосадочным основанием кадомского возраста.
2. Маломощным локальным осадконакоплением в кембрии (внутренний карбонатный пояс Дюре), непрерывной и мощной седиментацией в ордовике (с таконскими ледниковыми отложениями в верхах разреза) и эпиконтинентальным осадконакоплением в силуре и девоне.
3. Сардскими, таконскими и каледонскими (рюссейские) эпейрогеническими движениями.
4. Непрерывной седиментацией в позднедевонское и динантское (до раннего намюра) время и кульмскими фациями в верхнем визе.
5. Угленосными отложениями с кислым вулканизмом в стефанскую и отенскую фазу в узком грабене Пуэртоллано.
6. Крупной фазой поствизейской — ранненамюрской складчатости, приведшей к образованию субширотных складок, запрокинутых на юг, в последующие эпохи сформировавших тектонические пластины с проявлением метаморфизма низкого давления.
7. Позднефазовым кислощелочным магматизмом от гранодиоритового до гранитового в Экстрамадуре.
Эта зона сравнима с Саксо-Тюрингской зоной, а также с Норман-Северобретонской (частично) и Среднебретонской провинциями.
Галайко-Кастильская зона. Галайко-Кастильская зона составляет кристаллическое ядро Иберийской структуры. Кадомское основание с покровами Браганза и Мораиз выходит на поверхность на обширной территории и несогласно перекрыто трансгрессивными фациями ордовикских отложений, которые сменяются породами силура и девона. Угленосные толщи распространены в узкой внутренней впадине.
Варисцийский тектонизм в этом районе — полифазовый, его основная фаза датируется не точно (возможно, до 300 млн. лет). Он привел к образованию складок большой амплитуды, включающих породы докембрийского фундамента, а также характеризуется развитием узких антиклиналей и синклиналей. Складчатость сопровождалась метаморфизмом низкого давления. Магматизм региона разнообразен по типам и фазам от синметаморфического и синтектонического до позднетектонического и от позднетектонического до послетектонического.
В пределах этой зоны прослеживается широкий тектонический шов, характеризующийся присутствием от щелочных до ультращелочных и кислых плутонов.
Западно-Астурийско-Леонезийская зона. Эта зона включает метаморфизованный докембрийский фундамент (на западе) и характеризуется мощными разрезами кембрийских, ордовикских и силурийских пород, а также маломощными нижнедевонскими и достефанскими каменноугольными отложениями, где несогласно залегают вестфальские угленосные толщи.
Тектонизм — многофазовый. Основная фаза складчатости привела к образованию крупных складок, опрокинутых в восточном направлении, и сопровождалась метаморфизмом низкого давления, постепенно убывающим к востоку. Вероятный возраст его более 310 млн. лет. Вторая фаза выразилась в образовании из этих структур тектонических чешуй. Третья фаза, возможно средневестфальская, вновь преобразовала эти покровы в складчатые структуры с перевернутыми надвигами. При этом происходил полифазовый кислый магматизм, уменьшающийся в объеме с запада на восток. Геологическое строение зоны сравнимо с поясом Севенн.
Кантабрийская зона. Для геологического строения Кантабрийской зоны характерны:
1. Неодинаково развитые кембрийские, ордовикские и силурийские отложения, во многих районах с неполными разрезами
2. Мощные девонские отложения, на юго-западе с астурийско-девонскими фациями карбонатов и на юго-востоке с Паленсийскими пелагическими фациями.
3. Мощные верхнедевонские каменноугольные отложения, представленные карбонатным флишем намюрского возраста, и паралические молассы вестфальского возраста.
4. Континентальные отложения.
Тектоника зоны многофазовая, главная «паленсийская» фаза складчатости привела к образованию надвигов и чешуйчатых структур. Последние поздние были преобразованы в дугообразную систему складок с вертикальными осевыми плоскостями. «Леонская» и астурийская фазы сжатия образовали вторичную систему радикальных складок и, наконец, последние движения были связаны с поздне-заальской фазой.
Заключение
Поворотным пунктом для охвата всех идей по варисцидам Мезо-Европы для авторов было участие в работе над Международной тектонической картой Европы масштаба 1:2 500 000, вышедшей в 1962 г. Эта карта обеспечила синтез уже существующих данных и стала исходным материалом для новых обобщений. Большая заслуга в этом принадлежит Ж. Обуэну, так как он был первым, который принял во внимание все индивидуальные характеристики эволюции варисцийских зон.
Сейчас уже можно говорить о существовании обширного складчатого пояса, располагавшегося между древними платформами Африки и Восточной Европы.
Говоря о полярности орогении в таких районах, важно сравнивать не только направление наклонов складок или расположение блоков того же возраста, но и принадлежность к той же самой фазе деформации.
Приведенные выше характеристики являются специфичными для варисцийской цепи. Они включают в себя следующее: небольшой по объему процент офиолитовых ассоциаций, появление экстремально высоких потоков тепла, которые в осевой части цепи, как правило, дают особо высокие термальные градиенты в основной фазе, представленной метаморфизмом низкого давления; контроль, осуществляемый через ранние, средние и поздние стадии тектогенеза, с помощью ступеней сдвигового характера, на геометрию палеогеографических единиц, складчатость, положение магмы и локализацию металлоносной минерализации.
Представляется, что герцинские сооружения были наложены на систему геологических структур, сформировавшихся к концу кадомского периода. Варисцийский пояс представляет складчатое обрамление, внутри которого породы континентальной коры с возрастом древнее 600—700 млн. лет в наши дни встречаются крайне редко.