От редакции polit.ru/proscience:
Члены семьи Шмидт-Левинсон, передавая нам публикуемую ниже работу, пояснили, что "возможно, статья слишком специальна для массового читателя, поскольку написана для издания в материалах геологического института, но в ней содержатся отголоски очень сложного конфликта между отцом и сыном".
Как известно, одним из направлений деятельности академика О. Ю. Шмидта была космогония и некоторое время он возглавлял Институт физики Земли. Его космогоническая теория относительно происхождения Солнечной системы на сегодня считается одной из основных. Однако его сын, Александ Оттович, профессиональный геолог, посвятивший всю свою жизнь изучению урановых месторождений и закономерностям появления их в земной коре, был категорически не согласен с этой теорией. Согласно его представлениям, образование твердых планет связано с деятельностью звезд.
Он полагал, что основу планеты создали выбросы сгустков отработанных продуктов ядерного синтеза, идущего на Солнце. И только потом к этим горячим "каплям", в которых еще шли остаточные реакции, прилипла космическая пыль, которая частично растворилась в магме, а частично образовала кору планет.
Пока был жив Отто Юльевич, их спор носил открытый личный характер. По рассказам Александра Оттовича, он неоднократно присутствовал на публичных лекциях своего отца и вступал с ним в полемику. Его аргументами были как состав минералов нашей планеты, так и теория вероятности, согласно которой образование сразу девяти планет из одного протопланетного облака было слишком маловероятным. Для наглядности, он приводил пример кипящего на сковородке масла, капли которого постоянно вырываются с поверхности и разлетаются вокруг, а затем на них оседает пыль. Спор этот продолжался и позже, уже в душе Александра Оттовича, и как видно из третьей, самой большой части его последней статьи, огонь этого спора не утих до самого конца жизни".
Публикаторы также отметили, что "предлагаемая ниже статья написана Александром Оттовичем Шмидтом (1934-2010) в феврале 2010 года, в конце его жизни, когда его здоровье серьезно ухудшилось. Возможно, в связи с этим, в статье имеются неточности в ссылках. А.О. Шмидт изложил в этой статье свои взгляды, которые образуют цельную концепцию - как представляется, оспаривающую воззрения многих его коллег и полемически затрагивающую теорию его отца О.Ю. Шмидта. Обстоятельства не позволили ему самостоятельно вынести его соображения на обсуждение в компетентных кругах. Мы полагаем, что наблюдения и обобщения, сделанные им, принадлежат отечественной и мировой науке и заслуживают внимания специалистов".
А.О. Шмидт
От рождения планеты Земля – до рудных районов и месторождений (современные проблемы региональной металлогении с различных аспектов)
Аннотация
В статье излагается обозначенная выше авторская концепция, сложившаяся, в основном, из опыта «общения с геологической природой» реликтовых кратонизированных блоков ранне-архейской, архейской, протерозойской консолидированной земной коры, полученного в течение сорока пяти лет маршрутных и лабораторных исследований по вскрытым эрозией обнажениям и врезам рек в пределах Алданского щита (Олекмо-Чарское нагорье, ЦАЛД1, р. Дёс, Предстановая область), Украинского, Воронежского, Восточной части Балтийского щита, всего разреза керна СГ-З, а также фундамента Восточно-Европейской платформы с составлением Комплекта карт2 (в ходе исполнения предложенной автором темы в 1990-99 гг.), осуществленного во ВСЕГЕИ.
Введение
Изложенная в третьем разделе этой брошюры концепция развития Земли и эволюции её кристаллической коры складывалась из личного опыта наблюдений в маршрутах (с 1959 по 1988 годы): в общении с геологической природой древнейших кратонов ранней коры Земли на примерах маршрутных исследований с геологическим молотком, в ходе детальной документации структуры и вещественного состава коренных выходов консолидированной (кристаллической) коры ряда районов Алданского щита (разрезы по р. Чара, Олёкмо-Чарское нагорье, Эльконский горст, ЦАЛД – Центрально-Алданский золоторудный район, Дёс-Дорожный, Предстановая область – с 1960-го по 1966 годы).
Аналогичные исследования проведены автором с 1976 по 1988 годы в пределах Украинского щита с составлением «Карт структурно-формационных комплексов» его геологических образований в масштабе 1:500.000. Схем глубинного строения (по сейсмическим зондированиям Укргеофизики и АН Украины) с авторской интерпретацией грави-магнитных полей (по сводным картам различных масштабов), выявившей блоковую тектонику щита с мозаичным чередованием блоков литосферы-коры. [1,3].
Такое исследование было проведено с 1975-го по 1982-й годы по Карело-Кольскому региону Балтийского щита с составлением в 1984 году Комплекта Карт его структурно-формационных комплексов, Блокового строения, и Прогнозно-металлогенической в масштабе 1:1.500.000 (в едином авторстве3)
Обобщению всего этого материала также содействовала полученная возможность личной документации всего разреза керна первой сверхглубокой скважины (интервалы глубин 5.000–12.500 метров) в 1981–83 гг. и работа в качестве ответственного исполнителя темы «Геологическое развитие и металлогения Восточно-Европейской платформы» (ВЕП), с составлением комплекта карт масштаба 1:2.500.000 в течение 1990-2000 гг., в котором автор был основным исполнителем «Карты тектоники и мозаично-блокового строения»; «Карты структурно-формационных комплексов (состава формаций) фундамента ВЕП и соисполнителем Прогнозно-металлогенической карты.
Перечисленные исследования привели к обоснованию представлений о ведущей роли формирования (в раннем-позднем архее и палеопротерозое) наблюдаемых отчетливых реликтов мозаично-блоковой тектоники (строения фундаментов) всех древних платформ (и их щитов) Земли (11 платформ) в ранней эволюции планеты и ее земной коры.
Основные результаты названных исследований излагаются в нижеследующем разделе, после чего приводятся формулировки авторской концепции развития ранней Земли и ее коры, как это названо в заглавии данной работы.
Результаты исследований, явившиеся основанием концепции
Анализ и последующее обобщение огромного материала перечисленных маршрутных исследований и картографических построений по платформе ВЕП и ее щитам в совокупности с использованными литературными данными (публикации 1960-2010 гг.) выявили - возможно, впервые, - ряд новых фактов и выводов, объяснение которых привело к пересмотру основных (естественно, не всех) представлений о строении фундамента; тектоническом строении доплатформенной (консолдидированной ныне) коры Земли; об отсутствии в архейских кратонах в чем-либо сходных с геосинклиналями неогея областей или зон; и других явлений в составе и структуре геологических формаций архея, отчасти и протерозоя.
Основные из этих отчетливо устанавливаемых (при детальном комплексном исследовании) фактов, либо новых более конкретных данных об их проявлениях, сводятся к следующему.
1.Блоковое, точнее – иерархически «организованное» самой природой тектонических процессов на ранних этапах формирования коры континентов (возможно, глобально верхней коры планеты) мозаично-блоковое строение протокоры и пролитосферы, что при глобальном обзоре выявляет крупнейшие «геоблоки» (Л.И. Красный,1980), каждый из которых4 закономерно делится на блоки 1-го порядка (А.О. Шмидт, 1980, 2003, 2007), в свою очередь весьма отчетливо «распадающиеся» на блоки 2-3 порядков с различным по составу и возрасту набором геологических формаций даже в смежных из них. Пример пересекаемых «VIII-геотраверсом» ГСЗ-ОГТ блоков 2-го (реже 3-го, из называемых порядков, с запада на восток вдоль Украинского щита: Пержанский блок 1-го пор. (преобладают формации протерозоя, PR1); Винницкий блок 1-го пор. (формации раннеархейского СФК; Уманский блок 2-го пор. (плутон калиевых порфиробластовых гранитов протоактивизации); Звенигородский блок 2-3 порядка (позднеархейские гнейсо-мигматиты); Кировоградский блок 2-3 пор. (плутон калиевых гранитов Новоукраинского массива, обрамляемых зонами альбитизации, с возрастом 1,75 – 1,70 млрд. лет: протоактивизация); Ингульский блок 2-го пор., сложенный раннепротерозойским СФК плагиогнейсов; Днепровский блок I-го порядка с плагиогнейсовыми формациями лейкократовых весьма однородных плагиогранит-лигматитов и гнейсов раннего архея, активизированный интрузиями калиевых гранитов среднего протерозоя, 1,7-1,8 млрд. лет, реже до 2,1; Приазовский блок I порядка, испытавший в палеозое перестройку коры с развитием щелочных интрузивных формаций девона.
3. Все перечисленные блоки различных порядков разделены шовными зонами пластических и хрупко-пластических деформаций (бласто-милониты, милониты), непрерывно прослеженных от северных к южным границам щита с платформой (северная: частично по борту центрального грабена-рифта ДДВ5).
4. Ряд из этого перечня разнопорядковых блоков УКЩ прекрасно прослеживается (через авлакоген ДДВ) под чехлом плит платформы по данным глубокого бурения (состав формаций фундамента) и геофизическим полям, что создает впечатление о единой по времени и механизму формирования природе блоковой деятельности фундамента плит и щитов ВЕП в целом.
5. Этот вывод, в свою очередь, позволяет выдвинуть доказательные предположения о природе формирования и эволюции блоковой-геоблоковой мегаструктуры ранней коры Земли, что будет рассмотрено ниже.
6. Заслуживает внимания и обоснованный упомянутыми нашими наблюдениями и документацией коренных обнажений архея в удаленных на многие тысячи км друг от друга щитах вывод - о невозможности объяснения исключительно однообразной и выдержанной в каждом из многометровых скальных обнажений (в пределах щитов) ритмичности чередования лейкратовых плагиоплаз, кварц и меланократовых (биотит, либо амфибол, пироксен) полос в гнейсах архея – столь равномерно сменяющихся через 0,3 – 0,5 – 1 см. – ритмичностью отложения терригенных образований ранней поры» (Т.В. Билибина, 1976 [1]).
Следовательно, нет основания и для выделения в составе ранне- и позднеархейских метаморфических образований терригенных или терригенно-карбонатных формаций [2,3,4]. Это вполне правомерно лишь при выделении вулканогенно-терригенных и терригенных формаций, начиная с палеопротерозойских рифтогенных и зеленокаменных поясов (частью они развивались уже с позднего архея), в которых наблюдаются и конгломераты, и кварцито-песчаники в чередованиях со сланцами и вулканитами различных фаций метаморфизм (амфиболитовая, зеленокаменная и др.).
Ритмичность полосчатости раннеархейских толщ нами [2] и К.П. Бутусовым [8] рассматривается с позиций волновой природы пульсаций ранней земной коры, на их микроструктурном уровне.
Полнее анализ всех перечисленных закономерностей и их природы рассматриваем в следующем разделе.
Концепции формирования и эволюции Земли, внеэволюционных перестроек земной коры6
Без неоднородностей нет жизни, нет развития
В.В.Белоусов
В последние десятилетия ХХ столетия и в начале нынешнего появились новые данные современной астрономии о пульсационной эволюции звезд с характерными для всех звезд средней величины, в том числе нашего Солнца, взрывными выбросами плазмы через каждые 200 (плюс-минус 15) миллионов лет.
Отдельные авторы связывают с этим явлением возбуждение рифтогенных и геосинклинально-оротогенных процессов на Земле в поздние два миллиарда лет ее истории, имея в виду тот же интервал чередования возникновений (формирований) ЗКП7, авлактогенов и горных сооружений в протерозойские, рифей-палеозойские, мезо-кайнозойские эпохи [8,9]
Вполне вероятно, что такие выбросы солнечной материи давали главный материал для ее аккумуляции и образования планет в поле тяготения звезды Солнце, имеющих первоначально различный возраст своего происхождения. Захват имеющихся на момент такой аккумуляции Землей (обоснованный возраст ее О.Ю. Шмидтом [10] примем 4,1/2 миллиарда лет) газово-пылевых компонент холодной материи в пространстве Галактики мог иметь подчиненное значение.
В недрах (еще весьма горячей!) протопланеты продолжались ядерные реакции H-He, и шел нуклеосинтез других элементов, а ее внешние “сферы” испытывали интенсивное охлаждение, что должно было генерировать механизмы микропульсаций (чередование Р-Т условий8) в формирующейся первичной “оболочке” (протокоре Земли). Это ко времени консолидации первичной кристаллической коры привело к сохранению реликтовой полосчатости коры блоков ранне-архейского формирования, а затем и к формированию ее микроблоковой структуры (реликты современных высокопорядковых блоков фундамента древнейших одиннадцати платформ с возрастом 3,5-3,0 млрд. лет, согласно современным десяткам тысяч геохронологических датировок их геологических формаций).
С этого временного рубежа, подчиняясь законами термодинамики структурированных систем, пульсация блоков 2-3 порядка (уже выраженная началом становления различных по составу структурно-вещественных комплексов (СФК) в пределах сменных блоков) сменяется по мере консолидации разделяющих блоки разломов (точнее, структурных швов), пульсацией объединивших несколько из них (до 10 на примерах щитов ВЕП) блоков 1-го (первого) порядка9.
Разграничивающие их структурные швы достигают уже сотен и первых тысяч км протяженности и представлены зеленокаменными поясами (ЗКП) позднего архея, либо шовными рифтогенными протогеосинклинальными зонами (типа Криворожско-Кременчугской) палеопротозоя.
Консолидированные в продолжение всего палеопротозоя (2,6-1,9 млрд. лет) системы блоков первого порядка объединяются к рубежу метопротерозоя (1,9-1,8 млрд. лет до нас) в геоблоки (Л.И.Краснат, 1980). В пределах ВЕП их четыре, разделяемые межгеоблоковыми поясами: Волынско-Двинским и Саратовско-Ладожско-Ботаническим, каждый из которых трассируется цепью плутонов высококалиевых гранитов с возрастом среднего протерозоя (PR2: 1,9-1,7 млрд. лет). Это самые молодые формации в фундаменте платформы ВЕП.
Все вышеприведенное подтверждает концепцию формирования главных структурных элементов ранней коры Земли от ее сравнительно мелких блоковых форм – последовательно к наиболее крупным формам деятельности: геоблокам, а позже – континентам.
Такая эволюция структурирования земной коры (а блоки 1-го порядка с их пограничными зонами глубокого заложения выделяют почти всюду, где выполнены сверхглубинные зондирования и литосферные блоки Земли) неоднократно нарушалась в кратковременные эпохи “перестройки” коры в ходе протоактивизации и активизации [3,7], которую нельзя назвать автономной ни во времени, ни в пространстве10. Все выявленные области и конкретные структуры протоактивизации (PR2) и активизации (R1; D-С; Мz) занимают унаследованно площади отдельных ранее обособленных блоков литосферы 1-го – 2-го порядков [2,3,4,5,7], реже 3-го порядка и размещаются в большинстве в литосферных зонах глобальной межблоковой делимости коры континентальных платформ (примеры Волынско-Двинской и др. зон) относительно наиболее позднего формирования. Это и рифейские комплексы пластин-плутонов рапакиви-гранитов, и палеозойские, мезозойские, вулкано-плутонические комплексы щелочных гранитоидов и сиенитов, реже вулканитов Алданского, Балтийского, Украинского щитов (массив Ильинцы) и другие.
Упомянутые среднепротерозойские плутоны протоактивизации образуют прерывистую цепь интрузивов гранитовой калиевой формации, прослеженную [4,5] нашими построениями в пределах Волынско-Двинской зоны с ее южным отчетливым ответвлением в пределы Кировоградского блока 2-го порядка в центре Украинского щита, в котором его ураноносные (Новоукраинский массив калиевых гранитов) и рудовмещающие формации (зоны биотит-рибекитовых с альбатитов с уранинитом) формируют урановорудный район с промышленно значимыми месторождениями [9].
Таким образом, размещение рудных месторождений и, тем более, рудных районов в пространстве, также и во времени, предопределено структурной эволюцией ранней земной коры, последующим ее развитием и формированием на всех его этапах определенных геологических формаций и СФКомплексов активизации (перестройки) коры, являющихся рудопродуцирующими (“рудоносными”, по общей терминологии) или рудовмещающими, а также собственно рудными.
Эти условия строго выполняются самой природой, свои для каждого вида минерального сырья, что отмечено ранее в наших публикациях [7,9 и др.] на примерах локализации рудных районов древних платформ мира.
В современных исследованиях проблем региональной металлогении и прогнозирования месторождений далеко не достаточно внимания уделяется тектоническому районированию континентов или их значительных площадей на основе анализа геоблоковой-блоковой делимости литосферы и земной коры.
Тектоническое районирование проводят, в основном, лишь «по возрасту завершенной складчатости» или «по возрасту формирования геологических формаций», как бы не замечая локализации различных из них – в разных блоках коры высоких порядков.
Материал данной статьи и упоминавшиеся публикации [2, 6, 7, 9] достаточно демонстрируют перспективность первоочередного учета при региональном металлогеническом анализе иерархически организованной блоковой делимости (и формирования соответствующей блоковой тектоники) консолидированной континентальной коры платформ. Последняя зачастую определяет и соответствующее чередование разрезов чехла платформ. В целом, все это определяет закономерности локализации и специфику рудных районов и их месторождений.
Литература
- Геология и металлогения щитов древних платформ. /Ред. Т.В. Билибина, А.В. Сидоренко. Л.: “Недра”, 1976. 339 с.
- Шмидт А.О., Боровков Н.В. Блоковая пульсационно-волновая эволюция коры Земли как основной фактор локализации рудных районов и узлов в фундаментах древних платформ // Наука и технология в России. №1, 2007, с. 27-28.
- Шмидт А.О. Общие закономерности строения, состава и металлогенической специализации геоблоков древних платформ // Региональная геология и металлогения. 2003, вып.17, с.117-126.
- Геологическое развитие и минерагения Восточно-Европейской платформы // Тез. докл. “Современные экономические возможности Украины и России”. Киев, 2005. с. 41-47.
- Шмидт А.О. Закономерности размещения и критерии прогнозирования ураново-рудных районов в древних платформах и щитах // Тез. докл. “Современные экономические…” Киев, 2005. С.292-293.
- Бескин С.М.,Ларин В.Н., Марин Ю.Б. Редкометальные гранитовые формации. Ленинград, ЛО “Недра”, 1979. 280 с.
- Страхов В.Н., Шмидт А.О. Геоблоки фундамента древних платформ континентов, их внутренняя делимость и металлогения рудных районов (по геолого-геофизическим данным) // ДАН, т. 413, №1, 2007, с. 5-17.
- Бутусов К.П. Волновая модель Земли. СПб, Л.О. “Наука”, 2008.
- Позиции урановорудных районов древних платформ в иерархической мозаично-блоковой структуре кристаллического фундамента. // Известия РАН, сер. геол. (в печати).
- Шмидт О.Ю. Происхождение Земли и планет М.: “Наука”, 1962. 150 с.
Примечания