Рассматриваемая система реконструкций представляет более высокую степень обобщения исходных данных, чем аналогичные построения, касающиеся отдельных вулканов. Поэтому важным элементом общего исследования, связанного с выявлением древних вулканических областей, следует считать формационный анализ, сопровождаемый изучением латеральных вариаций состава и типа формаций, а также ряд других моментов, предшествующих такому анализу.
Одна из первых попыток подобного рода реконструкций принадлежит Ф. Ю. Левинсон-Лессингу, давшему очень краткий, но яркий очерк былой (он считал ее девонской) вулканической активности на обширной территории юга Карелии, где им была выделена Олонецкая диабазовая формация. «Замкнутая палеовулканологическая порфиритовая область», для которой он представил «реставрировку первоначального характера», охватывала систему «обильных» наземных извержений, происходивших, как он предполагал, в прибрежной зоне моря. Местами порфиритовые потоки могли, по его мнению, спускаться в море. Хотя возраст изученной им формации оказался не девонским, как он предполагал, а докембрийским, важно отметить, что основным принципом выделения древней вулканической области у Левинсон-Лессинга был физико-географический. Отвечая на вопрос о том, каковы же были физико-географические условия извержения описанных диабазов и авгитовых порфиритов, он предлагал «реставрировать хотя бы в самых общих чертах картину исследованной области» в период их извержения.
Как показано в работе И. В. Лучицкого с соавторами, к числу наиболее ранних палеовулканологических реконструкций древних вулканических областей в нашей стране относятся мелкомасштабные палеогеографические схемы А. Д. Архангельского, на которых он показывал «вулканы», изображая их очень условно, с тем чтобы подчеркнуть принадлежность тех или иных территорий к обширным областям интенсивного развития вулканической деятельности. На таких же схемах А. Н. Мазаровича наряду с «вулканами» помещались «вулканогенные фации» — морские, континентальные и др. Такие же построения Н. М. Страхова сопровождались выделением различных вулканогенных пород, объединенных знаком «эффузии». Все подобные палеогеографические схемы можно рассматривать как первые попытки представить реконструкции древних вулканических областей, как прообраз первых палеовулканологических карт, несмотря на то, что при их составлении не предполагалось решать какие-либо задачи, имеющие отношение к палеовулканологии.
Принципиально сходными чертами обладают и новейшие литолого-палеогеографические карты Европейской части СССР, изданные под редакцией А. П. Виноградова. Эти карты позволяют выявить, в частности, размещение кислых, основных и смешанных продуктов извержений, происходивших здесь в разные геологические эпохи.
Известное сходство с такими картами имеют и различного рода тектонические, в том числе и палеотектонические, карты и схемы, на которых, как, например, у Н. А. Штрейса, вулканогенные породы изображены суммарно в целях выяснения их общего структурного положения и определения их роли в процессе формирования геологических структур. Такие карты тоже помогают решать многие палеовулканологические проблемы.
Более близки к палеовулканологическим реконструкциям, имеющим вид карт или схем, иллюстрирующих основные черты строения древних вулканических областей, различные геологические карты с нанесенными на них специальными знаками палеовулканологического содержания.
Вопрос об основных приемах составления карт, позволяющих представить типичные черты строения древних вулканических областей, рассмотрен в упомянутой выше работе, где был выдвинут ряд общих положений, на которые следует опираться при выделении древних вулканических областей и составлении соответствующих палеовулканологических карт. В этой работе отмечается, что при такого рода реконструкциях, в частности, на палеовулканологических картах, составляемых для строго определенных в каждом случае геологических интервалов времени, необходимо изображать прежде всего распространение различных вулканогенных пород. В наиболее обобщенных вариантах, преследующих цели выделения древних вулканических областей, эти породы должны быть объединены в формации (в понимании Н. С. Шатского) без расчленения по типам и группам. Далее, на таких картах должны быть показаны более или менее подробно в зависимости от масштаба карты установленные и предполагаемые древние вулканические постройки и фумарольно-сольфатарные поля, а также различные полезные ископаемые, связанные с вулканической деятельностью данной эпохи. Кроме того, должны быть отображены главные черты палегеографической и тектонической обстановок, отвечающих эпохе формирования вулканогенных пород и их ассоциаций, и, наконец, указано вероятное размещение глубинных магматических очагов, возникших в связи с вулканической деятельностью. Составленные таким образом палеовулканологические карты, представляющие особенности строения древних вулканических областей, могут служить важным средством выявления основных закономерностей развития вулканической деятельности и ее связей с другими геологическими процессами.
Имеются и другие способы изображения обобщенных данных, характеризующих особенности строения древних вулканических областей. Следует упомянуть, в частности, карты изолиний, изопахит и палеоэксплозивности, а также другие построения, предпринимаемые различными исследователями для обобщения данных, характеризующих основные черты строения древних вулканических областей. Все эти попытки реализуются в настоящее время в разнообразных эталонах обзорных и детальных палеовулканологических карт.
Опыт реконструкции древних вулканических областей, пожалуй, единственный, подчиненный определенной системе построений, направленных на решение основных задач палеовулканологии, рассмотрен именно в этом плане в работе, посвященной фанерозою южных материков. В этой работе подчеркивается, что название «вулканическая область» обычно относят к территориям, на которых распространены современные или древние вулканы. Это название укоренилось с давних пор, применялось именно так в работах Гетара и Демаре по отношению к провинции Овернь с ее угасшими в третичное время вулканами, а затем в том же смысле употреблялось в трудах Заппера, Вольфа и многих других исследователей.
В первоначальное определение представления о вулканических областях не было включено каких-либо дополнительных ограничений, ни хронологических, ни пространственных, поэтому в таком виде его обычно применяют и сейчас. Тем не менее есть, по-видимому, необходимость в некоторых уточнениях этого определения, особенно для тех случаев, когда наблюдается преемственная связь событий, обусловливающих появление вулканов на той или иной территории. Впрочем, и вопросы размерности территории играют немаловажную роль в таких уточнениях.
В хронологическом плане уточнение определения должно касаться того положения, что к единой вулканической области следует относить и такие территории, на которых деятельность вулканов продолжалась длительное время, причем за это время могло происходить смещение ареалов или полей распространения вулканических построек в отдельные моменты исторического развития при постоянной преемственной связи между вулканическими событиями. Подобного типа макрохронные (долговременные) вулканические области длительного развития могут быть противопоставлены обычным их аналогам, отличающимся кратковременным развитием вулканической активности. Последние могут быть названы брахихронными вулканическими областями.
Пространственные ограничения определяются некоторыми конкретными соотношениями с элементами внутреннего строения вулканических областей. В них могут располагаться либо отдельные вулканы и их группы (линейные или ареальные), либо же размещаться ареалы, занятые продуктами вулканической деятельности, или, иначе говоря, вулканические поля. Если иметь в виду, что отдельные вулканические постройки могут занимать площади, измеряемые десятками километров в длину, то вулканические поля, объединяющие группы таких построек, будут достигать соответственно сотен километров. Следовательно, говоря о вулканических областях, правомерно указывать типичные для них размеры, равные нескольким тысячам километров. Таким образом, к вулканическим областям естественно относить территории протяжением в тысячи километров, на которых в течение относительно короткого времени размещались или продолжительное время неоднократно возникали вулканические постройки различной морфологии и состава.
Знакомясь с общими чертами размещения вулканических областей, приходится сталкиваться с такими случаями, когда они сменяют друг друга по простиранию (в особенности если эти области имеют черты линейного строения), иногда почти без перерыва или с трудно прослеживаемым разрывом между ними. Такие случаи приводят к представлению о глобальных системах вулканических областей, о глобальных окраинных или трансконтинентальных вулканических поясах в зависимости от особенностей их пространственного расположения по отношению к элементам строения поверхности земного шара — континентам и океанам. Пример глобального вулканического пояса дает в наиболее наглядном виде Тихоокеанская система вулканических областей; трансконтинентальным вулканическим поясом может быть назван пояс Тетиса, по крайней мере для отдельных периодов геологического времени. Окраинным по отношению к Тихому океану является, в частности, Чукотско-Катазиатский вулканический пояс. Впрочем, злоупотреблять названием «вулканический пояс» не следует; в особенности не рекомендуется его прилагать к таким локальным образованиям, какие представляют ограниченные размерами вулканические поля и даже области. Во всяком случае, если вулканическая область более или менее изометрична и отношение ее длины к ширине менее чем 3 : 1, то ее при всех обстоятельствах не рекомендуется называть вулканическим поясом. Что касается нередко применяемого термина «вулканическая зона», то, вероятно, он применим к тем случаям, когда приходится сталкиваться с линейно вытянутыми вулканическими полями с тем же соотношением длины к ширине (3 : 1), что и для вулканических областей.
Вопрос о границах вулканических областей не всегда решается просто и однозначно, даже если касается современных вулканов. Тем большие затруднения возникают при выяснении границ древних вулканических областей. Для современных или близких к ним ситуаций может быть отмечено, по крайней мере, два наиболее трудных случая. Один из них — это смена по простиранию одной линейно вытянутой вулканической области другой, аналогичной. Именно из-за этого нередко возникает множественность наименований, относимых к одному и тому же, в сущности, объекту, но к разным элементам его строения, размещенным по простиранию некоторой полосы. Так, известно, что на северо-востоке нашей страны и на востоке Азии широко распространены мезозойские вулканогенные породы и что области, в которых они прослеживаются, различными исследователями выделялись в качестве вулканических поясов: Чукотского, Охотско-Чукотского, Сихотэ-Алиньского, Хонсю-Корейского и т. д., которые затем были объединены в единый Чукотско-Катазиатский пояс. Наряду с этим и до сих пор считают возможным выделять Монголо-Охотский вулканический пояс, имея в виду распространение мезозойских вулканогенных пород также к юго-западу от Приохотья, в верховьях Амура, в Забайкалье и Монголии. Между тем речь идет, в сущности, о системе более или менее самостоятельных вулканических областей линейного типа, сменяющих друг друга по простиранию, вследствие чего их можно считать принадлежащими единому окраинному вулканическому поясу, расположенному на северо-западной окраине Тихого океана и составляющему один из элементов глобального Тихоокеанского вулканического пояса.
Если в различных направлениях очевидна смена вулканических построек или вулканогенных пород невулканическими образованиями, то задача определения границ вулканической области чаще всего не представляет сложности и решается однозначно. Однако здесь может возникнуть второй случай, обусловливающий затруднения, связанные с определением таких границ. Вулканическая область может, скажем, представлять серию вулканических полей, разобщенных и не сообщающихся между собой, расположенных на разных расстояниях друг от друга. Вопрос в этом случае сводится к тому, какое же расстояние следует считать достаточно большим, чтобы наблюдаемое дальше вулканическое поле относить уже не к данной, а к иной вулканической области. По-видимому, вопрос решается в таком случае по совокупности сведений, определяющих соразмерность вулканических полей и разделяющих эти поля территорий, сходство и различия состава вулканогенных пород и другие признаки. Иначе говоря, в таких случаях должно существовать какое-то специальное обоснование по отношению к принимаемой границе.
Значительные трудности определения границ древних вулканических областей заключаются еще и в том, что принадлежащие им вулканогенные образования, вскрывающиеся фрагментарно и зачастую перекрытые более молодыми отложениями, подверглись более или менее значительному размыву, деформации и испытали соответственно существенные перемещения. Таким образом, к обычным затруднениям добавляются те, которые связаны с задачами реконструкции палеогеографических и тектонических обстановок, типичных для периода образования вулканогенных пород. Возникает, следовательно, проблема палеовулканологических реконструкций по отношению к вулканическим областям в целом. Одним из важных, часто недооцениваемых моментов для этих ситуаций является оценка реальных данных, позволяющих утверждать, что в таком-то направлении рассматриваемые вулканические поля заканчиваются. Обычно в таких случаях границы вулканической области замыкаются пределами установленных выходов вулканогенных пород соответствующего возраста, хотя для строгого определения границ необходимо подтверждение сопоставлением синхронных разрезов, из которых один должен указывать на присутствие в разрезе вулканогенных пород, другой — на их отсутствие. Впрочем, это лишь частный пример появляющихся трудностей, преодоление которых потребует дальнейшего совершенствования методов палеовулканологических реконструкций и более детального изучения каждой вулканической области в отдельности.
Важность исследований, направленных на реконструкцию в наиболее полном виде облика, размеров, общих очертаний, типичных черт размещения в пространстве и длительности существования древних вулканических областей, особенностей их внутреннего строения, состава свойственных им продуктов вулканической деятельности и других особенностей, определяется тем, что только на основе такого рода реконструкций можно дать более или менее строгую количественную оценку вулканических масс, возникавших в различные моменты геологической истории в пределах некоторых определенных территорий. В конечном же счете наши общие знания об эволюции вулканизма в истории Земли зависят прежде всего от состояния изученности различных вулканических областей именно в таком плане.
Рассматривая особенности строения древних вулканических областей в сравнении с современными, приходится сталкиваться с различными возможными ситуациями. Во-первых, могут быть сравнительно просто, хотя и не всегда, отождествлены такие в общем обширные древние вулканические области, которые формировались в виде вулканических плато. Для этих областей обычно наблюдается совмещение их контуров с теми, что свойственны вулканическим плато. Реконструкция основных черт таких областей не отличается, по существу, от системы построений, связанных с выделением вулканических плато. Отличительными чертами таких вулканических областей являются сравнительно однообразный формационный состав пород, прослеживаемый на обширных пространствах, выдержанное пологое, практически горизонтальное залегание на больших территориях слагаемых этими породами покровов, а также некоторые особенности морфологии вулканических построек, отличающиеся сочетанием щитовых вулканов с системой построек, образующихся вдоль системы трещин в виде небольших конусов или щитов, иногда также с типичными конусами, близкими к стратовулканам. Вулканические области этого типа могут быть преимущественно базальтовыми, но еще и риолитовыми или игнимбритовыми, а также фонолитовыми. Последующая деформация этого рода областей может вывести систему покровов из горизонтального залегания, вследствие чего реконструкция первоначального облика подвергшейся деформации области в качестве былого вулканического плато окажется весьма затруднительной.
Во-вторых, возможна реконструкция линейно удлиненных древних вулканических областей, во многих случаях параллелизуемых с современными вулканическими регионами, расположенными на окраинах континентов, подобными Курило-Камчатскому или другим, следующим вдоль западного побережья Северной и Южной Америки и т. д. Такие окраинные вулканические области отличаются крайне резкими фациальными вариациями на сравнительно небольших расстояниях. Наблюдаемая смена пород отвечает обилию в пределах области сложной системы вулканических конусов, стратовулканов, шлаковых и т. п. построек, которые образовались в результате извержений, различных как по особенностям проявления, так и по составу выбросов. В итоге в сложной системе вулканических продуктов одновременно сосуществуют не только выброшенные при извержениях различные вулканические материалы, как эксплозивные, так и лавовые, но и продукты их переотложения. Таким образом, возникает специфический формационный тип отложений, свойственных таким вулканическим областям, крайне неустойчивый по составу продуктов извержений и резко фациально изменчивый. В окраинных зонах, о которых идет речь в данном случае, обычно наблюдается общая асимметрия вулканической области, не характерная или вообще не наблюдаемая в рассмотренных выше вулканических плато. При значительных вариациях состава пород, типичных для окраинных вулканических областей, обычным является постоянное присутствие в ассоциации с породами базальтового или риолитового ряда также андезитов, из-за чего этот тип ассоциаций нередко называют андезитовым.
В-третьих, разнообразные ситуации приводят к появлению многочисленных иного типа вулканических областей, строгий анализ которых требует специального изучения с точки зрения возможной реконструкции их первоначального вида, размеров, состава и его вариаций и т. д. Полное представление о всем этом разнообразии можно получить на основании конкретного изучения различных вулканических областей, для чего необходимо дальнейшее развертывание систематических исследований в этом направлении.
Особо следует отметить, что в условиях резкой деформации вулканогенных толщ приходится затрачивать очень большие усилия для того, чтобы представить на основании их изучения более или менее полную картину, выявляющую сложную систему первоначальных соотношений, свойственных изучаемой древней вулканической области.
Пример разбора основных черт древних вулканических областей, проведенного в целях исследования количественных параметров, типичных для фанерозойского вулканизма, дает упомянутая выше работа, посвященная южным материкам. В ней рассмотрены некоторые методические подходы к анализу проблемы реконструкции древних вулканических областей. Показано, в частности, что в процессе такого рода реконструкций должны быть не только установлены общие контуры древних вулканических областей, но также выяснены особенности их внутреннего строения, включая определение степени сохранности вулканогенных образований от последующего размыва, существенно затрудненное в условиях их деформации, локальной (в пределах отдельных полей) и общей фациальной изменчивости, морфологии свойственных данной области вулканических построек и т. д. Анализ всех проблем, возникающих при палеовулканологических исследованиях, требует очень внимательного и детального разбора имеющихся данных и обобщения материалов в системе различных схем и карт, иллюстрирующих типичные черты строения древних вулканических областей.
В настоящее время проводится большая работа по реконструкции древних вулканических областей на территории нашей страны для ряда стратиграфических срезов фанерозоя. В работе принимают участие многие коллективы научно-исследовательских институтов Министерства геологии СССР и Академии наук СССР. Некоторые результаты этой работы были рассмотрены, как уже упоминалось, на VI Всесоюзном палеовулканологическом симпозиуме. Соответствующие карты древних вулканических областей по различным регионам составлены в единой легенде, разработанной ВСЕГЕИ и опирающейся на приводимые ниже следующие основные принципы. Во-первых, основу построений составляет изображение реальных и предполагаемых контуров распространения вулканогенных формаций или, в зависимости от необходимости, групп формаций. Формации и их группы выделяются на картах цветом и обозначаются индексами. Во-вторых, наряду с формациями на картах показываются вулканические центры, постройки и вулкано-тектонические структуры. На обзорных картах они изображаются внемасштабными знаками. В-третьих, при составлении карт учитывается возможность показа некоторых количественных характеристик и особенностей состава пород и формаций. Для этой цели используются колонки, диаграммы (круговые и иные) и другие виды построений. Наконец, основной фон карт дает суммарное представление о палеогеографических условиях для заданного стратиграфического интервала. При этом учитываются особенности тектонической обстановки, соответствующей данному интервалу. Такие карты служат основой для изображения минерагении реконструируемых древних вулканических областей в соответствии с принципами, разработанными в коллективной монографии «Рудоносность и геологические формации».