В статье описываются фрагменты единого пояса каледонид, кратко реконструируется последовательность структурных и метаморфических событий, которые претерпевали каледониды в ордовике и силуре. Авторы: Б. Стёрт, Н. Соупер, Л. Брук, Ф. Данинг
Во время верхнего протерозоя (в основном верхнего рифея и венда) перед открытием океана Ипетус пояс осадочных пород простирался вдоль окраины Лаврентийской континентальной плиты. На противоположной стороне океана позднедокембрийские (кадомские) движения привели к образованию складок и глыбовых дислокаций с осадочными и вулканическими породами вдоль края континента Фенноскандии. В кембрии новая зона вулканической активности наложилась на эродированное кадомское складчатое основание, а в это время вдоль континентальной окраины Лаврентии вдоль ее границы с Ипетус продолжалось осадконакопление.
Приблизительно в конце кембрия северный Лаврентийский пояс подвергся интенсивным альпинотипным деформациям и метаморфизму, возможно, вызванным столкновением континентальных плит. Повсеместно процессы седиментации непрерывно продолжались вплоть до конца силурийского времени, когда в результате сближения плит Северной Европы и Лаврентии образовались складки в нижнепалеозойских толщах, сопровождавшиеся магматизмом и вулканизмом, что привело к образованию северо-атлантических каледонид.
В последующее время единый пояс каледонид был разрознен континентальным дрейфом на пять изолированных фрагментов, испытавших погружение: Восточная Гренландия, Свалбард, Скандинавия, Британские острова и Ньюфаундленд. Альпинотипные метаморфические каледониды Шотландии, Ирландии и Скандинавии описываются как единое целое (хотя они различного возраста) в отличие от неметаморфизованных поздних каледонид Британии, Ирландии, Гренландии и Свалбарда и загадочных каледонид Центральной Европы, структурные связи которых с Северо-Атлантическими каледонидами неясны, а расшифровка с позиций тектоники плит оставляет массу загадок.
Каледониды Британских островов и Скандинавии
Каледонские метаморфические образования Скандинавии и Британских островов образуют единый пояс северо-восточных Европейских каледонид. Хотя этот пояс разделен только мелководным Северным морем, они имеют ряд интересных и фундаментальных различий в структуре и истории эволюции.
Традиционная точка зрения, сводившаяся к тому, что Моинский пояс надвигов Шотландии и фронтальный надвиг Скандинавии представляют собой единую северо-западную границу каледонид, подвергся сомнению. В настоящее время существуют предположения, что крупные перемещения вдоль Моинского надвига происходили от раннего до среднего ордовика, в то время как перемещение тектонических чешуй вдоль большей части Скандинавского фронтального покрова — от позднего силура до раннего девона.
Моинский надвиг представляет собой зону фронтального надвигания крупных масс в эпоху дальредской орогении (поздний кембрий — ранний ордовик), которую можно сопоставлять по времени с эпохой финмаркена в Северной Норвегии. Как во время дальредской, так и финмаркенской орогении крупные перемещения покровов в основном произошли в раннем ордовике, хотя более поздние перемещения тектонических чешуй возможны и для того и для другого района.
Можно считать установленным, что развитие каледонского пояса Британии и Ирландии, по существу, закончилось в дальреде. Этот контраст заметен в сравнении со Скандинавской ортотектонической зоной, где структурно-метаморфическое развитие происходило в два цикла: Финмаркийский (?) и основной — Скандинавский (поздний силур). Таким образом, эти два сектора каледонид имели совершенно различную геотектоническую эволюционную историю, что особенно заметно при анализе заключительных этапов их формирования.
Британский сектор. Эта часть складчатого пояса представлена ядром Каледонии, области, на примере которой развивались многие теории об эволюции каледонской орогении, базировавшиеся на особенностях строения «классического» региона. Однако за последние годы были сделаны новые открытия и пересмотрены некоторые взгляды, основанные на внутренних особенностях строения и моделях тектонической эволюции, которые постепенно приведут к глобальному пересмотру значения этого сектора.
Складчатый пояс Британии и Ирландии четко ограничен с юга линией фронтального надвига и образован двумя крупными блоками, выделяемыми как моинская и дальредская серии.
Моинская серия во многих работах описывается как континентальная серия, сопоставимая по возрасту с дальредской, или, возможно, торидонским обломочным комплексом континентальной окраины. В целом образования моинской серии формируют сложный комплекс. В дополнение к давно признанным разрезам «Льюисского выступа» моинская серия в настоящее время, как считают специалисты, представлена по крайней мере двумя крупными толщами, которые отвечают различным этапам орогенного развития. Существующие данные указывают на широкое развитие в ее разрезе метаосадков и гнейсов, первично смятых в складки и метаморфизованных во время гренвильской орогении около 1000—1100 млн. лет назад.
Некоторые ученые также полагают, что в этом районе проявилась и более поздняя докембрийская орогенная фаза (моравская) — около 700—800 млн. лет назад, однако эта точка зрения еще недостаточно обоснована. Породы, не подверженные этим процессам (т. е. более молодые, чем образования моинской или грампианской группы), считаются серией, покрывающей более древние метаморфические породы, и сменяются вверх по разрезу разнообразными мелководными отложениями дальред.
Породы дальредской серии, возраст которых охватывает диапазон от верхов докембрия до низов ордовика, залегают на континентальной коре, что подтверждается на юге, где осадочные толщи верхов дальреда перекрывают гнейсы. Это подтверждается наличием метаморфических пород фундамента среди включений в жерлах вулканов каменноугольного возраста в долине Мидленд, в Шотландии, и в Центральной Ирландии, а также результатами сейсмического эксперимента, установившего породы континентальной коры на небольшой глубине под долиной Мидленд. Анализ осадков показывает, что они накапливались в глубоких и мелководных котловинах и одновременно с их формированием происходило повышение тектонической активности.
В структуре дальредской серии в Шотландии и Ирландии преобладают типичные тектонические покровы и шарьяжи. Так, образования группы банф на северо-востоке Шотландии трактуются как часть крупного шарьяжа, отделенного от основных разрезов Дальред выходом докембрийских гнейсов. Внутреннее строение разреза серии также осложнено появлением в нем покровов с докембрийокими гнейсами на северо-западе Майо в горах Оке и на северо-востоке Шотландии.
Скандинавский сектор. Скандинавские каледониды имеют четко выраженное ограничение на юго-востоке, которое прослеживается вдоль узкой полосы автохтонных осадочных серий, перекрывающих кристаллические породы Балтийского щита. Эти породы датируются от позднего докембрия до кембрия, надстраиваясь местами вверх, как, например, в Центральном Джаамтленде — разрезом более молодых образований, вплоть до верхнего ордовика.
В пределах каледонид Скандинавии среди тектонических форм доминируют надвиги и покровы, протягивающиеся на расстояние почти 600 км. В крупных тектонических окнах обнажаются породы фундамента, подчеркивающие наличие позднейших куполообразных изгибов в покровных пластинах. Разрезы покровов сложны и включают наряду с каледонскими сланцами докембрийские сиалические гнейсы, а также измененные осадочные породы. Более того, недавно было установлено, что крупные блоки океанической коры в виде пород офиолитовой ассоциации также входят в разрезы покровов.
Тектоническая эволюция Скандинавских каледонид произошла в два крупных орогенных цикла: финмаркен и главный скандинавский. Тектоническая фаза финмаркен хорошо проявилась на севере Норвегии, где складки в породах автохтона, образованные этими движениями, секутся более поздними покровами, сформировавшимися в эпоху основного скандинавского цикла. Эти движения вовлекли в перемещение крупные блоки пород чехла фундамента. Гнейсы фундамента несут следы переработки их каледонским метаморфизмом, но в отдельных районах между гнейсами и осадочными каледонскими комплексами прослеживаются четкие стратиграфические несогласия.
Данные исследований последних лет свидетельствуют о широком вовлечении фрагментов океанической коры в складчатое обрамление Скандинавии. Крупные блоки этих пород встречаются вдоль побережья западной части Скандинавии от Кармоя на юге до полуострова Линген на севере. Среди них встречаются полные разрезы офиолитов Кармоя и Лека и большое количество менее полных фрагментов. Стратиграфические данные о возрасте офиолитов региона Трондхейм позволяют предположить, что надвигание офиолитовых чешуй проходило до среднего аренига, однако отсутствие достоверного фаунистического контроля в других районах не позволяет определить возраст офиолитов точнее, чем древнее середины верхнего ордовика.
Вслед за движениями орогенической фазы Финмаркена и надвигами чешуй офиолитов терригенный материал, образовавшийся в результате эрозии, накапливался в континентальных и мелководных морских впадинах, а мощные толщи относительно глубоководных осадков заполняли крупные котловины. Эволюция островной вулканической дуги и тылового окраинного моря (которые существовали от раннего среднеордовикского времени и на краю океана Ипетус) особенно хорошо датирована в Тронхеймском регионе. Пока не установлены покровы офиолитов, образовавшиеся во время главной скандинавской орогенической фазы. Основной этап покровообразования, с которым связано современное распределение крупных покровов датируется по времени как позднесилурийский, хотя существуют данные, позволяющие считать, что перемещение тектонических покровов продолжалось от постлудловского времени до конца даунтонского века. Время максимального проявления метаморфизма определяется как венлоксное и совпадает по возрасту с заключительной стадией покровообразования.
Сравнение секторов. Глядя на различия в эволюции Британско-Ирландского и Скандинавского каледонских поясов, необходимо отметить одновременность грампийской и финмаркенской орогенических эпох. Отложения дальред, однако, формировались в мелководных краевых впадинах, тогда как одновозрастные с ними толщи в Скандинавии представляют собой осадочные призмы континентальной окраины крупного океана, сменившие процессы обдукции океанической коры вдоль края Скандинавского континента в раннем ордовике.
В ордовике в метаморфизованных каледонидах Британии и Ирландии прекратились складчатые процессы, и в последующие эпохи в их пределах преобладали вертикальные движения. В западной части Скандинавского пояса ордовикское время характеризуется крупной трансгрессией, и на эродированных реликтах пояса Финмаркен заложились новые окраинные впадины и островная дуга.
Тектоническая активность в главную скандинавскую фазу складчатости с интенсивными перемещениями покровов в юго-восточном направлении, метаморфизмом и реактивизацией пород фундамента не характерна для Британских островов. Это может свидетельствовать об удаленном положении пакетов каледонских покровов в Шетланде, расположенных на севере Британской зоны, от магматически активного пояса. В частности, Шетланд включает в себя серию покровов, содержащих, возможно, крупную офиолитовую пластину, которая сопоставима по возрасту с Тронхеймскими офиолитами. Поэтому сравнительное изучение Шетланда и Скандинавии позволит получить в будущем важные сведения о взаимосвязи двух секторов каледонского пояса Северной Европы.