Сложность и неоднородность строения рифтовой зоны Срединно-Атлантического хребта (наличие так называемых зон сухого спрединга, неспрединговых блоков, интрузий и протрузий габбро-ультрабазитового комплекса и т. д.) свидетельствуют о более сложной эволюции медленно-спрединговых хребтов, чем предполагалось ранее. Это отражается в широком возрастном спектре магматических пород второго и третьего океанических слоев, слагающих основание рифтовой зоны. На основе изотопно-геохронологических исследований и корреляции геолого-геофизических данных магматических комплексов Срединно-Атлантического хребта (САХ), хребта Гаккеля и Центрально-Арктических поднятий Северного Ледовитого океана (СЛО) и Исландии получены новые данные, подтверждающие ранее высказанные предположения о существовании древней протокоры на площадях перечисленных регионов. Протокора сложена магматическими базит-ультрабазитовыми породами докембрийско-фанерозойского возраста [Шулятин и др., 2017]. Материалом для исследований послужили все доступные авторам геолого-петрологические данные. Важнейшими из них являются радиологические определения U-Pb-возраста цирконов магматических пород, поднятых со дна Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Выявленные дискретные значения распределения возрастов цирконов и валовых проб пород отражают многоэтапность проявления магматизма, унаследованного от доокеанической и океанической эпох развития регионов.

Магматические породы, обнажающиеся в приосевой зоне САХ, принадлежат к двум комплексам. Первый - это вулканические породы, слагающие второй слой океанической коры и представленные толеитовыми базальтами. Они являются превалирующими породами и развиты в приосевой части рифта (днище и бортах рифтовой долины), а также на его флангах и перекрыты маломощным слоем осадков, которые в днище долины практически отсутствуют. Второй - это кристаллические плутонические породы габбро-ультрабазитового состава, относящиеся к третьему слою океанической коры. Они обнажаются в бортах рифтовой долины и вдоль эскарпов трансверсивных разломов. Протяженность непрерывных подводных обнажений этих пород составляет десятки и сотни километров. Видимая мощность измеряется сотнями и тысячами метров (до 2 км). Столь масштабных выходов мантийно-нижнекоровых образований на континентах не установлено.

Участки САХ с широким распространением плутонических пород габбро-ультрабазитового комплекса и с относительно слабым развитием базальтового магматизма получили название океанической коры Хессовского типа [Разницин, 2003] или областей «сухого» (с дефицитом базальтов) спрединга [Пейве, 2004]. Обычно они присущи срединно-океаническим хребтам, характеризующимся медленной скоростью спрединга (менее 3 см/год). На таких участках «классический» разрез океанической литосферы (снизу вверх - мантийные перидотиты, кумулятивный габбро-перидотитовый комплекс, изотропное габбро, дайковый комплекс, базальты и осадочные породы) отсутствует. Здесь развит так называемый хаотический тип разреза океанической коры. Большую его часть составляют незакономерно перемежающиеся друг с другом метаморфизованные и тектонизированные габбро-ультрабазитовые породы, разбитые многочисленными сбросами и иногда пологопадающими разрывами. Хаотический тип разреза коры широко развит на хорошо изученном отрезке САХ от 12° до 22° с.ш. Он вскрывается в бортах рифтовой долины, а также на склонах и вершинах трансверсивных хребтов, скважинах DSDP и ODP и обычно имеет относительно маломощную (десятки и первые сотни метров) базальтовую «покрышку», которая часто может и отсутствовать.

На представленной схеме распространения плутонических габбро-ультрабазитовых пород (рис. 1) нанесены почти все известные по публикациям и фондовым материалам выходы этих образований, встреченных на отрезке САХ между 0 и 40° с.ш. Большинство их выявлено по результатам драгирования и заимствовано из работы А.О. Мазаровича [2000], которым проанализированы данные более чем 500 геологических станций. Их дополняют результаты работ на САХ Полярной морской геологоразведочной экспедиции (ПМГРЭ) и материалы ряда зарубежных и отечественных публикаций [Melson, 1972; Barnes et al., 2009; Bonatti, 1990; Сколотнев и др., 2003]. Схема иллюстрирует региональное (а не локальное, как считалось ранее) распространение рассматриваемых образований в САХ, в том числе и на значительном удалении от оси хребта. Наиболее удаленные выходы располагаются вдоль трансформных разломов и разломов нетрансформной природы; кристаллические породы обнаружены и в скважинах глубоководного бурения. В некоторых из них, пробуренных в 100 км от оси хребта, габбро-ультрабазитовые породы вскрыты под чрезвычайно тонким (50 м, DSDP скв. 334) покровом базальтов. Подавляющее большинство выходов этих пород концентрируется вдоль срединного хребта от 0 до ~25° с.ш. На более северном отрезке они относительно редки. На схеме значками отражены преобладающие разновидности поднятых пород; там же, где они обнаружены примерно в равных количествах, каждый тип пород показан отдельным знаком. Обычно выходы этих пород приурочены к наиболее приподнятым участкам САХ, характеризующимся максимальной амплитудой вертикальных тектонических движений и специфическим, нередко нелинейным рельефом, иногда с образованием изометричных в плане сводообразных структур.

Результаты наших исследований [Шулятин и др., 2012] и другие опубликованные данные [Разницин, 2003; Силантьев и др., 2008; Сколотнев и др., 2010; Melson, 1972] показывают, что среди кристаллических пород габбро-ультрабазитового комплекса развиты преимущественно тектонизированные и метаморфизованные разновидности. А.В. Пейве [1975], А.И. Трухалев и соавт. [1993], Ю.Е. Погребицкий и А.И. Трухалев [2002], анализируя тектонику САХ, пришли к заключению, что в его строении участвуют два комплекса пород: 1) нижний - метаморфический, сложенный древними (в основном раннефанерозойскими и докембрийскими) мантийно-нижнекоровыми породами, испытавшими неоднократные термально-тектонические преобразования, и 2) осадочно-вулканогенный, не дислоцированный и не метаморфизованный.

Как показали результаты геологического картирования, выполненного ПМГРЭ на разных участках САХ, устанавливается два вида контактов плутонических образований с породами вулканического комплекса. Эффузивные породы либо непосредственно перекрывают плутонические, либо имеют с ними тектонические контакты. Совместное залегание в бортах рифтовой долины и на склонах трансверсивных хребтов на одних и тех же батиметрических уровнях тектонизированных, метаморфизованных кристаллических пород и пород вулканического комплекса позволяет рассматривать выходы метаморфизованных магматитов как тектонические блоки, перемещенные из низов коры и верхней мантии в верхние структурные этажи океанической коры в виде протрузий. На поверхность последних иногда происходили излияния молодых базальтов.

Состав магматитов, как вулканических, так и плутонических, достаточно сходен в различных частях САХ, и они достаточно полно охарактеризованы в многочисленных публикациях.

Вулканические породы представлены типичными толеитовыми базальтами срединно-океанических хребтов (MORB). Обычно это свежие породы. Исключение составляют эффузивы, обнажающиеся вблизи гидротермальных полей или приразломных зон, где они подвергнуты значительным гидротермальным и динамометаморфическим изменениям. Преобладающий морфологический тип базальтов - пиллоу-лавы.

На некоторых участках исследованных ПМГРЭ площадей САХ, помимо преобладающих свежих базальтов, иногда отмечаются базальты с признаками зеленокаменных изменений (метабазальты и очень редко - метапикриты). Такие породы были обнаружены на склонах рифтовой долины в районе 13° с.ш., а также в других участках, где при грейферном и дражном опробовании нередко поднимались совместно с породами габбро-ультрабазитового комплекса [Shulyatin, Trukhalev, 2004]. О некоторых петрологических особенностях этих пород и результатах их радиологического датирования будет сказано ниже.

Плутонические магматиты представлены габбро-ультрабазитовым комплексом. Как правило, габброиды и ультрабазиты встречаются совместно при дражном опробовании. Но на отдельных станциях иногда драги были сепаратно заполнены габброидами или серпентинитами, как, например, в районе рудного узла Логачев.

Ультрабазиты обычно представлены серпентинизированными разновидностями и в малоизмененном виде встречаются крайне редко. И только по таким породам в зависимости от количественного содержания породообразующих минералов удается диагностировать различные разновидности ультрабазитов - перидотиты, гарцбургиты, лерцолиты, пироксениты, верлиты, дуниты. Из перечисленных доминируют три первые разновидности. В подавляющем большинстве эти породы полностью сложены серпентином, и правильнее эти породы называть метаультрабазитами.

Габброиды, так же как и ультрабазиты, обычно метаморфизованы, но степень изменений пород, как правило, значительно меньше, чем в ультрабазитах, тем не менее приставка «мета» к названию пород более полно отразила бы их настоящее состояние. Хотя нужно отметить, что среди них нередко встречаются совершенно свежие породы. При микроскопических исследованиях структур и вторичных изменений минералов устанавливается многостадийный характер метаморфизма и неоднократные термально-тектонические преобразования. Первично возникшие из расплава ассоциации породообразующих минералов подвергались дроблению, перекристаллизации с возникновением новых бластических структур и минеральных образований. Следует особо отметить и подчеркнуть, что, наряду с метаморфизованными габброидами, в отдельных местах встречаются и совершенно свежие разновидности со следами лишь очень слабых тектонических деформаций.

Выделяются следующие разновидности габброидов: габбро, габбронориты, оливиновые габбро, рудные габбро (феррогаббро). Из перечисленных вариететов габброидов наиболее распространенными являются габбро и габбронориты.

В последнее время все больше накапливается геологических и петролого-геохимических данных о разновозрастности габброидов, обнажающихся на САХ и трансверсивных хребтах [Шулятин и др., 2008; Сколотнев и др., 2010; Шарков, 2004].

Об относительных возрастных соотношениях между габброидами и ультрабазитами можно судить по наблюдениям в обломках образцов и глыб, поднятых при драгировании, где устанавливаются прямые контакты жил габбро с метаперидотитами.

Подытоживая вышеизложенное о плутонических породах САХ, хотелось бы еще раз подчеркнуть главную особенность плутонических магматитов - практически во всех породах габбро-ультрабазитового комплекса фиксируются в разной степени проявленные процессы регрессивного метаморфизма, происходившего в условиях от низкотемпературной гранулитовой до зеленосланцевой фации. Минеральные преобразования сопровождались пластичными и хрупкими (обычно более поздними) деформациями, в результате которых в породах развиты различные бластические структуры (в магматитах, метаморфизованных в условиях гранулитовой и амфиболитовой фаций), до милонитовых и порфирокластических (в породах, метаморфизованных в близповерхностных условиях зеленосланцевой фации). Порой породы представлены настоящими метаморфитами - своеобразными мафическими гнейсами и кристаллическими сланцами.

Магматические породы Центрально-Арктического поднятия Северного Ледовитого океана не имеют широкого распространения. Этот регион изучен преимущественно геофизическими методами с очень редким драгированием донных образований на хребте Ломоносова и поднятии Менделеева. На этом поднятии и хребте магматиты, относимые к протокоре, перекрыты мощным плащом осадочных отложений фанерозой-мезозойского возраста. Они четко дешифрируются на сейсмических профилях, выполненных в Арктическом бассейне [Арктический…, 2017]. В Северном Ледовитом океане магматические породы, слагающие хребет Гаккеля (преимущественно базальты и редкие ультрабазиты), частично перекрыты в глубоких рифтовых впадинах мезозойскими осадками. Донным опробованием на поднятии Менделеева и хребте Ломоносова среди преобладающих осадочных пород были подняты также обломки базальтов, долеритов и габбро-долеритов (рис. 2).

Переходя к проблеме возраста магматических пород Срединно-Атлантического хребта и Северного Ледовитого океана, следует отметить два момента. Первое: здесь многое остается еще неясным и дискуссионным. Последнее в большей степени относится к датировке пород габбро-ультрабазитового комплекса. Второе: согласно одному из ключевых положений гипотезы тектоники плит, возраст пород, образующихся в спрединговых зонах осевых частей срединно-океанических хребтов, не должен превышать первых миллионов лет, а в океанических плитах – не более первых сотен миллионов лет. Однако, как показали многочисленные радиологические определения U-Pb-возраста цирконов и других минералов магматических пород Атлантического и Северного Ледовитого океанов, в них, наряду с молодыми мезозой-кайнозойскими, постоянно и повсеместно отмечаются древние датировки палеозой-докембрийского возраста. При датировках возраста магматитов мы в основном опирались на данные, полученные по САХ, как по наиболее исследованному региону.

Возраст эффузивных толеитовых базальтов, являющихся превалирующими породами на САХ, по геологическим данным определяется по соотношению их с перекрывающими осадками и местоположению их в рифтовой структуре и датируется голоцен–плейстоценом. Это находит свое подтверждение и в многочисленных радиологических определениях возраста пород. Вместе с тем, как показали результаты радиологических исследований метаморфизованных разновидностей базальтов и метапикритов из нашей коллекции, изредка локально встречающихся в бортах рифтовой долины (например, на 13° с.ш.), полученные значения их возраста варьируются от верхов фанерозоя до докембрия (см. ниже). Эти данные свидетельствуют о том, что частично излияния базальтов и эффузивных ультрабазитов происходили еще в доокеанический период развития региона.

Гипабиссальные породы, представленные долеритами и метадолеритами, являвшимися дайковым комплексом подводящих каналов для излияния на поверхность базальтов, по изотопно-геохронологическим определениям также варьируются в широких пределах. Среди них выявляются как «молодые» - плейстоценовые, так и «древние» - фанерозой-докембрийские датировки возраста [Шулятин и др., 2008].

Возраст, структурно-тектоническое положение и происхождение мантийно-нижнекоровых пород габбро-ультрабазитового комплекса до сих пор являются предметом широкого обсуждения и дискуссии в геологических публикациях. Проведенные нами исследования по изотопно-геохронологическим определениям возраста и синтез всех опубликованных данных позволили сделать ряд новых принципиальных выводов о многоэтапном формировании этих пород, а также коры в целом САХ и СЛО не только в период возникновения и существования океанов, но и задолго до их заложения.

Анализ данных по изотопно-геохронологическим определениям плутонических пород (опубликованных и оригинальных) свидетельствует о широком диапазоне возрастных датировок - от кайнозоя (даже плейстоцена) до протерозоя (даже докембрия) включительно. Эти данные, как выше упоминалось, находятся в противоречии с представлениями о развитии САХ с позиции тектоники плит и, соответственно, акреции океанической коры (все магматиты, включая плутонические, в осевой зоне рифта не должны быть древнее неогена).

В опубликованных работах и фондовых материалах к настоящему времени накоплен представительный материал по датированию плутонических пород САХ. Первоначально большинство радиологических датировок было выполнено U-Pb- и Pb-Pb-методом по цирконам из габброидов (проводившихся по объединенной многозерновой навеске), а также Sm-Nd- и Pb-Sr-методом по главным породообразующим минералам и породам в целом. В последнее время использовался U-Pb-метод локального изотопного датирования в отдельных кристаллах циркона или даже его частях (методы SIMS SHRIMP-1 и лазерной абляции). Наибольшее количество определений возраста выполнено в породах на отрезке САХ между 5° с.ш. и 45° с.ш. и прилегающих к гребневой зоне трансформных разломов.

Следует особо подчеркнуть, что выявленные ранее «древние» датировки, полученные при определениях по главным породообразующим минералам и валовым пробам пород в целом, в подавляющем большинстве случаев совпадают с определениями возраста SHRIMP методом по цирконам [Шулятин и др., 2012]. Большое значение приобрел метод локального U-Pb SHRIMP изотопного датирования цирконов, выделенных из габброидов, а также других пород САХ, позволивший выявить неизвестные ранее особенности пород и датировать время их преобразований [Сколотнев, 2010; Шулятин, 2012]. В первую очередь этот метод выявил наличие в породах полихронных цирконов, зачастую в одних и тех же образцах, в которых присутствуют «молодые» и «древние» цирконы. Так, возраст «молодых» цирконов, по оригинальным данным, не превышает 1 млн лет (наилучшая оценка - 850±31 тыс. лет). По данным [Сколотнев, 2010], самые молодые датировки были получены по цирконам из плагиогранитов (380±13 тыс. лет), драгированных в районе рудного узла Семенов. Вторая группа характеризуется широким диапазоном значений. Полихронный ряд возрастов варьируется от позднего палеогена до архея включительно (от 53 до 3200 млн лет). Проведенное изучение морфоструктурных и геохимических особенностей «молодых» и «древних» цирконов также показало наличие среди них генетически различных разновидностей [Беляцкий, 2007]. Таким образом, полихронность цирконов в сочетании с различиями их по морфоструктурным и генетическим особенностям являются фактами, позволяющими сделать вывод, что происхождение и перекристаллизация их обусловлены не только современными процессами магмогенерации, но и более древними событиями в эволюции литосферы [Шулятин, 2012].

Аналогичная ситуация нахождения в плутонических породах «древних» (докембрийских) и «молодых» (альпийских) радиологических датировок фиксируется в целом ряде габбро-ультрабазитов альпийского пояса в Пиренеях и Альпах, а также в южной Испании и на Урале [Блюман, 1998, 2009; Краснобаев, 2014]. Исследователи этих регионов считают, что «молодые» датировки отражают время перемещения глубинных пород в верхние горизонты коры, закрытия изотопных систем при охлаждении пород и взаимодействии с близповерхностными флюидами. Мнение этих исследователей совпадает с нашими представлениями о сложном многостадийном формировании современной океанической коры с участием вещества древней литосферы.

Построенная нами гистограмма радиологических датировок магматических пород САХ, по нашему мнению, наиболее убедительно и достоверно свидетельствует о сложной геологической истории формирования и неоднократных тектоно-магматических преобразованиях магматитов (рис. 3). На представленной гистограмме относительной вероятности возрастов было использовано 857 анализов, из которых более 600 приходится на измерения цирконов методами SHRIMP-II и лазерной абляции. Остальное количество определения возрастов производилось разными радиологическими методами по породообразующим и акцессорным минералам и породам в целом. Подавляющее большинство анализов выполнено во ВСЕГЕИ.

На гистограмме отчетливо фиксируется дискретное распределение возрастных датировок. Они группируются и приурочены к определенным возрастным интервалам. Причем, что, по нашему мнению, весьма значимо, эти временные интервалы практически совпадают как по большому количеству датировок SHRIMP методом по цирконам, так и по относительно меньшему количеству анализов (порядка 200), выполненных нами ранее по породообразующим минералам, валовым пробам пород и «классическим» U-Pb-методом по цирконам [Шулятин, 2012]. Выявленные временные интервалы (максимумы на гистограмме; см. рис. 3), очевидно, являются рубежами, на которых проявились шесть этапов тектоно-магматической активизации. Дискретные концентрации датировок следующие: 0–100 млн лет, 200–350 млн лет, 450–600 млн лет, 950–1100 млн лет, 1500–1900 млн лет, 2600–2800 млн лет.

Выявленные дискретные группы датировок совпадают с эпохами тектоно-магматической активизации на сопредельных с Атлантикой материках (см. рис. 3). Наиболее интенсивный пик на гистограмме соответствует позднеальпийской эпохе тектоногенеза (≤5 млн лет), во время которой формировалась осевая зона САХ - георифтогеналь, происходили излияния базальтов и протрузивное внедрение плутонических пород. Вторым по представительности на гистограмме является пик, соответствующий возрасту 1750–1900 млн лет.

Присутствие полихронных цирконов отмечается и другими исследователями САХ. Сосуществование и происхождение их часто трактуются с противоположных позиций, и полной ясности в этом вопросе нет [Pilot, 1998; Сколотнев, 2010; Бортников, 2008; Шарков, 2004]. Ранее нами были кратко изложены объяснения этому явлению и высказаны критические замечания в адрес авторов, обосновывающих сонахождение разновозрастных цирконов с позиции тектоники плит [Шулятин, 2012].

Следует еще раз подчеркнуть, что «древние» датировки были получены нами не только при анализе по цирконам, но и по породообразующим минералам и валовым пробам пород разными радиологическими методами. Дискретное сосредоточение и тех и других датировок в одних и тех же возрастных интервалах (см. рис. 3) свидетельствует о том, что эти «геохронометры» запечатали одни и те же процессы. Необходимо отметить еще одну важную особенность, выявленную при радиологических определениях возраста габброидов. Так, в отдельных драгированных образцах присутствовали цирконы только с древними датировками их возраста, и не выявлено ни одного зерна «молодых» цирконов. Это может свидетельствовать о том, что отдельные блоки мантийно-нижнекоровых пород габбро-ультрабазитового комплекса были тектонически выведены в верхние горизонты коры и не были затронуты интенсивными метаморфическими преобразованиями. Такие явления отмечаются исследователями ультрабазитовых комплексов Урала [Краснобаев, 2014].

Мы не отрицаем ксеногенного происхождения в породах части зерен циркона с «древними» датировками, встречающимися наряду с «молодыми» [Сколотнев, 2010]. Однако считаем, что захват их расплавом происходил в высоких горизонтах мантии, а возможно, и на нижних уровнях коры. В таких условиях происходило образование магматических камер с последующей кристаллизацией пород габброидного ряда. Возрастное становление последних или последующих метаморфических преобразований в них отразилось в радиологических датировках, полученных по породообразующим минералам, валовому составу пород, а также по циркону. Именно комагматами, комплементарными по возрасту таким габброидам и ультрабазитам, являются их древние эффузивные аналоги - метабазальты и метапикриты.

Эти породы, представляющие очень важную геологическую находку, были обнаружены в рифтовой долине в районе 13° с.ш. САХ (район рудного узла Ашадзе). При драгировании на западном борту среди преобладающих магматитов метагаббро-ультрабазитового состава были подняты многочисленные обломки метавулканитов-метабазальтов, метапикритов, лавовые брекчии метапикритов и определен их возраст [Шулятин, 2008]. Из-за мелкозернистости метапикритов был определен только модельный Sm-Nd-возраст по породе в целом - 580 млн лет. Модельные Sm-Nd-возраста метабазальтов и метадолеритов, драгированных на близрасположенных геологических станциях в этом районе, варьируются от 560 до 890 млн лет. Эти значения возраста весьма необычны, но вместе с тем подтверждаются ранее полученными датировками для «древних» метабазальтов М. Озима [1976] и Л. Доссо [1999]. Последняя проводила изотопно-геохимические исследования базальтов осевой зоны САХ между 31 и 41° с.ш. Полученные ею многочисленные определения возраста базальтов Rb-Sr-, Sm-Nd- и U-Pb-методами варьируются в пределах 100–300 млн лет.

Приведенные данные, по нашему мнению, служат убедительным доказательством многостадийности вулкано-плутонической деятельности на САХ не только в кайнозойскую эру, но и значительно ранее. Это позволяет рассматривать метавулканиты, метагабброиды, ультрабазиты (метаморфизованные перидотиты и их дериваты) и ассоциирующие с ними метаультрабазальты с древними датировками как образования, слагавшие доокеанический кристаллический фундамент (протокору), преобразованный в процессе доокеанических и синокеанических активизаций.

Приведем несколько геологических фактов, подтверждающих наши представления и противоречивших аккреции океанической коры САХ с позиций гипотезы тектоники плит. Согласно этой гипотезе, все магматиты (включая плутонические), обнажающиеся в осевой зоне рифта, не должны быть древнее кайнозоя, а более ранние магматиты здесь должны отсутствовать.

1. При геологическом картировании в приосевой зоне САХ устанавливается, что на метаморфизованные породы габбро-ультрабазитового комплекса, как упоминалось, происходили излияния эффузивных базальтов или они имеют с ними тектонические контакты. Такие же соотношения этих магматитов фиксировались при наблюдениях с подводных аппаратов. И те и другие, обнажающиеся в бортах рифтовой долины и фланговых частях рифта, перекрываются осадками голоцен-плейстоценового возраста. Таким образом, можно констатировать два разновозрастных комплекса магматических пород: более древний, сложенный плутоническими мантийно-нижнекоровыми, метаморфизованными и дислоцированными образованиями, и верхний - осадочно-вулканогенный, не метаморфизованный.

2. На склоне долины трансформного разлома Вима при исследованиях с обитаемого батискафа «Наутилус» на глубине 3600 м была обнаружена горизонтально залегающая толща известняков, непосредственно перекрывающих метагабброиды (рис. 4). Возраст известняков по органическим остаткам - миоцен (нижние горизонты) - ранний плиоцен (Aumby, 1992). Аналогичные известняки были обнаружены также вблизи сочленения рифта САХ с трансформным разломом Вима на глубине 450–600 м. В этом районе был выполнен также профиль МОВ ОГТ, по результатам которого толща известняков была прослежена на 50-километровом отрезке, а мощность ее достигает 500 м. Подобные толщи известняков выявлены также в районе трансформных разломов Атлантис и Романш (рис. 5). В базальных слоях пелагических известняков разлома Романш обнаружена фауна нижнемелового возраста (около 140 млн лет).

Эти факты, несомненно, свидетельствуют о том, что в доплейстоцен-раннемеловое время была сформирована протокора, которая была поднята выше уровня океана, подверглась эрозии и затем опустилась до уровня неглубокого бассейна, где и происходило отложение известняков.

Анализируя фактический материал по САХ и по хребтам СЛО, мы находим все больше подтверждений тому, что при становлении этих гигантских морфоструктур преобладающими были субвертикальные тектонические движения, а не горизонтальные перемещения литосферных плит. Огромное количество аргументов, подтверждающих это представление, приводится в фундаментальных монографиях Б.А. Блюмана [2016] и А.М. Жирнова [2016]. Блюман, проанализировавший первичные материалы сотен скважин глубоководного бурения в Мировом океане, выявил наличие кор выветривания в субаэральных условиях на поверхности коренных пород ложа океанов. Кроме того, он пришел к заключению о том, что «рифтовые структуры срединно-океанических хребтов являются наиболее молодыми и автономными в пространстве и времени по отношению к ранее сформированным структурам» [Блюман, 2011] (по нашим представлениям - протокора).

Завершая описание некоторых геологических особенностей строения САХ, отметим еще один геологический факт в его структуре. Помимо многочисленных трансформных и нетрансформных разломов, секущих рифтовую зону, выделяются два или три демаркационных трансформных разлома. Характерной особенностью таких разломов является масштаб их проявления. Если трансформные разломы обычно «затухают» в субабиссальных котловинах, то демаркационные прослеживаются через весь океан на сопредельные континенты. Например, разлом Зеленого Мыса сечет САХ и трассируется через абиссальную котловину на Африканский континент, где фиксирует контакт неоднородностей тектонического плана, на которых закладывалась прилегающая часть Атлантического океана.

Мы достаточно подробно осветили фактурный материал, поскольку эти данные в публикациях обычно игнорируются или приводятся в искаженном виде, что, по нашему мнению, приводит к неправильному толкованию генетических особенностей геологического развития САХ и прилегающих территорий Атлантики в целом. Подчеркнем главные из них: 1) геологическими и радиологическими данными подтверждено высказанное ранее наше мнение о наличии на САХ и прилегающих территориях протокоры домелового возраста; 2) выявлено дискретное распределение радиологических датировок магматических пород, группирующихся в определенные временные интервалы, совпадающие с эпохами тектоно-магматической активизации на континентах, и свидетельствующих о многократных этапах проявления тектоно-магматической активизации на САХ; 3) превалирование субвертикальных тектонических движений как в осевой зоне рифта, так и на его флангах.

Переходя к характеристике некоторых особенностей доокеанического геологического развития Центрально-Арктических поднятий и хребта Гаккеля в СЛО, следует отметить, что, несмотря на малую геологическую изученность этого региона, интересующие нас вопросы освещены достаточно полно и убедительно подтверждены имеющимися данными. В частности, наличие дофанерозойского фундамента безоговорочно подтверждается многочисленными сейсмическими исследованиями и геологическими данными. Эти материалы достаточно полно сконцентрированы в монографической публикации «Арктический бассейн» [2017] и других опубликованных работах [Грамберг, 2002; Виноградов, 2004]. По геолого-геофизическим данным, акустический фундамент перекрыт мощной толщей (до 7 км) осадочных и частично вулканогенных образований. В отличие от САХ, на Центрально-Арктическом поднятии и, в частности, на хребте Ломоносова акустический фундамент сложен раннепалеозойскими (байкало-каледонскими) складчатыми комплексами, мощность которых составляет порядка 6–7 км. Мощность же перекрывающего осадочного комплекса, разделенного несколькими несогласиями, на самом хребте достигает 2–3 км. Собственно протокорой (нижняя кора по [Арктический..., 2017]), являющейся фундаментом для выше залегающих отложений, по нашим представлениям, сложенной магматогенными породами, сходными с древними магматитами САХ, являются образования, мощность которых, по сейсмическим данным, на самом хребте достигают 8 км, а на склонах - 4-6 км. В коренном залегании они были обнаружены только на хребте Гаккеля и представлены перидотитами, возраст которых по результатам радиологических исследований датирован 2,2 млрд лет [Michael, 2003]. Осадочный чехол океанического периода развития СЛО представлен нелитифицированными терригенными осадками, накапливавшимися с миоцена до голоцена. Мощность этих осадков не превышает нескольких сотен метров. На хребте Ломоносова, по данным бурения, мощность их около 200 м, а возраст нижних горизонтов датируется средним миоценом (время - начало погружения хребта [Арктический…, 2017]).

Хребет Гаккеля, имеющий структурную связь с глобальной системой срединно-океанических хребтов и САХ, в первую очередь является арктическим продолжением последнего и самым молодым сегментом этой системы. Спрединговая модель его формирования, как и САХ, является наиболее распространенной. Вместе с тем выявилось много геологических особенностей хребта, отличающих его от всех других и не укладывающихся в трактовку простой модели спрединга. Это: чрезвычайно тонкая земная кора в рифтовой зоне, самые низкие скорости спрединга, аномальные глубины днища рифтовой долины, заполненные толщей осадков. Мощность последних достигает 2,7 км и более, как в самой долине, так и на флангах рифта [Арктический…, 2017].

Переходя к результатам изотопно-геохронологических исследований пород Центрально-Арктического поднятия и хребта Гаккеля следует сразу же сказать, что здесь выполнено значительно меньшее количество анализов, чем в Атлантическом океане. Главных причин этому две: 1) малое количество геологических станций донного опробования; 2) при дражном и грейферном опробовании коренные породы встречаются довольно редко, поскольку перекрыты плащом нелитифицированных осадков. Вместе с тем при драгировании на крутых склонах хребтов и бурении с подводного аппарата (на поднятии Менделеева) были подняты обломки магматических и осадочных пород, из которых извлекался и анализировался циркон. Магматические породы представлены базальтами, долеритами, габбро-диабазами и перидотитами (последние обнаружены только на хребте Гаккеля [Michael, 2003]).

Выполненные изотопно-геохронологические изучения цирконов из магматических и частично осадочных пород СЛО четко показали дискретное распределение возрастных датировок, группирующихся в определенные временные интервалы (см. рис. 5) и, очевидно, отражающие, так же как и на САХ, многоэтапность проявления тектоно-магматической активизации. Дискретные концентрации датировок совпадают с таковыми по САХ (см. рис. 3). В обоих гистограммах наиболее четко выделяются два возрастных пика: 50–150 млн лет и 1700–2000 млн лет, с явным преобладанием первого кластера. Менее четко выражен, но также хорошо обозначен кластер датировок 300–600 млн лет. «Молодые» и «древние» цирконы СЛО, так же как и на САХ, были типизированы по морфометрическим свойствам, и выявлены отличия по облику, габитусу, размерам, наличию включений и особенностям внутреннего строения, а также по изотопно-геохимическим характеристикам. Аналогичные исследования были проведены по цирконам из образцов магматитов, отобранных из коренных обнажений рифта в Исландии [Kremenetsky, 2016]. Построенная гистограмма по исследованию U-Pb-возраста цирконов также выявила их дискретные концентрации, аналогичные САХ и СЛО (см. рис. 3, рис. 6). Таким образом, можно считать установленной многоэтапность проявления тектоно-магматической активизации в САХ и СЛО в доокеанический и синокеанический периоды их геологического развития, протекавшие примерно в одинаковые временные периоды.

Весь вышеизложенный материал по анализу результатов радиологического датирования магматических пород САХ и СЛО и некоторых геологических особенностей их строения позволяет сделать вывод об общности и различиях в геологической истории их развития. В формировании современной структуры САХ участвуют реликтовые образования доокеанической литосферы и верхней мантии. Они и вносят породное и особенно возрастное разнообразие в гетерогенный магматический комплекс, слагающий геоблоки среди «молодых» базальтов осевой зоны САХ.

Радиологические датировки, полученные по цирконам и другим породообразующим минералам из кристаллических пород габбро-ультрабазитового комплекса, не позволяют считать их комплементарными молодым базальтам приосевой части САХ. Это подтверждается и обнаружением «древних» метапикритов метабазальтов и метадолеритов с доюрскими датировками возраста. Эти данные служат одним из доказательств существования древнего доокеанического фундамента (протокоры), испытавшего преобразования в процессе доокеанических и синокеанических тектоно-магматических активизаций.

Дальнейший период развития САХ и Атлантики в целом после становления нижнепалеозойской-докембрийской протокоры субконтинентального типа не оставил четких геологических маркеров своего развития. Вместе с тем обнаружение мощных толщ пелагических известняков, упомянутых выше, на больших площадях, датируемых позднеплиоцен-раннемеловым временем, а также субаэральных кор выветривания на породах протокоры [Блюман, 2011] свидетельствует о том, что значительные площади Атлантики и ее протокоры представляли собой сушу, а местами - мелководные бассейны. Устойчивое же опускание протокоры началось в мезозой-кайнозойское время (образование океана) и продолжается в антропогене. Следует также подчеркнуть, что во все этапы тектоно-магматической активизации преобладающими были субвертикальные тектонические движения.

В отличие от Атлантики, наличие древней протокоры в СЛО и Центрально-Арктическом поднятии, в частности, четко устанавливается профильными сейсмическими исследованиями (нижняя кора по [Арктический…, 2017]). Перекрывают ее образования верхней коры и вышезалегающая толща метаосадочных пород. Выше залегают осадки океанического периода накопления (мел-кайнозойские). Как показали результаты бурения на хребте Ломоносова, океаническое осадконакопление началось в миоцене.

Таким образом, можно считать доказанным, что заложение ложа СЛО и в Центрально-Арктических поднятиях (в частности) происходило на погруженных блоках континентального бассейна, протокорой которого являлись образования нижнепалеозойско-докембрийского возраста. В целом же различия САХ и Атлантического океана от СЛО и хребтов Центрально-Арктического поднятия, в частности, заключаются не только в разном времени заложения океанов, что впервые обосновал И.С. Грамберг [2012], но и в фундаменте их основания. Не вызывает сомнения, что основанием для Центрально-Арктического поднятия, да и большей части площади СЛО, являлась литосфера континентального типа, а для САХ и большей части Атлантики - субконтинентальная.

Выявленные дискретные концентрации радиологических датировок магматических пород САХ с прилегающими территориями и СЛО, распадающиеся на несколько групп и в целом весьма близкие по времени проявления, отражают многоэтапность тектоно-магматических активизаций. Совпадение их с тектоно-магматическими эпохами континентов, очевидно, свидетельствует о согласованном геодинамическом развитии площадей материков и разделяющих их океанов.

Список литературы

Арктический бассейн. Геология и морфология / отв. ред. В.Д. Каминский, А.Л. Пискарев, В.А. Поселов. CПб.: ВНИИОкеангеология, 2017. 291 с.

Беляцкий Б.В., Шулятин О.Г. Изотопно-геохимические особенности цирконов габброидов САХ // Тезисы совещания «Russian Ridge». СПб.: ВНИИОкеангеология, 2007. С. 39–40.

Блюман Б.А. Земная кора континентов и океанов. СПб.: ВСЕГЕИ, 1998. 150 с.

Блюман Б.А. Земная кора океанов. СПб.: ВСЕГЕИ, 2011. 344 с.

Блюман Б.А. Актуальные вопросы геологии океанов и геологии континентов. СПб.: ВСЕГЕИ, 2013. 399 с.

Бортников Н.С., Шарков Е.Д. и др. Находки молодых и древних цирконов в габброидах впадины Маркова, САХ, 5°30,6'–5°32,4' с.ш. (результаты SHRIMP II U-Pb-датирования): значение для понимания глубинной геодинамики современных океанов // Докл. РАН. 2008. Т. 421. № 2. С. 240–248.

Виноградов В.А. и др. Возраст и структура осадочного чехла Восточно-Арктического шельфа России. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2004. Вып. 5. С. 202–212.

Грамберг И.С. Сравнительная геология и минерагения океанов и их континентальных окраин с позиций стадийного развития океанов. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. С. 17–34.

Жирнов А.М. Северный трехлучевой неподвижный мегаконтинент Земли: открытие века. Владивосток: Дальнаука, 2016. 183 с.

Краснобаев А.А., Анфилогов В.Н. Цирконы и проблема происхождения дунитов // ДАН. 2014. Т. 456. № 3. С. 310–313.

Мазарович А.О. Геологическое строение Центральной Атлантики: разломы, вулканические сооружения и деформации океанического дна. М.: Научный мир, 2000. 176 с.

Пейве А.В. Тектоника Срединно-Атлантического хребта // Геотектоника. 1975. № 5. С. 3–17.

Пейве А.А. «Сухой» спрединг океанической коры, тектоно-геодинамические аспекты // Геотектоника. 2004. № 6. С. 3–18.

Погребицкий Ю.Е., Трухалев А.И. Происхождение глубинных базит-гипербазитовых пород - ключевая проблема геологии Срединно-Атлантического хребта // Российская Арктика: геологическая история, минералогия, геоэкология. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. С. 49–62.

Разницин Ю.Н. Роль тектонической расслоенности литосферы в образовании связанных с ультрабазитами гидротермальных полей и метановых факелов в Атлантическом океане // Геотектоника. 2003. № 6. С. 3–17.

Силантьев С.А. и др. Магматическая и метаморфическая эволюция океанической коры западного фланга гребневой зоны САХ на 15°44' с.ш.; результаты изучения керна скважин 1275B и 1275D (209-й рейс «Джоидес Резолюшн») // Петрология. 2008. Т. 16. № 4. С. 376–400.

Сколотнев С.Г. и др. Молодые и древние цирконы из пород океанической литосферы Центральной Атлантики, геотектонические условия // Геотектоника. 2010. № 6. С. 24–29.

Трухалев А.И. и др. Древние породы в Срединно-Атлантическом хребте // Отечественная геология. 1993. № 11. С. 81–89.

Шарков Е.В. и др. Мезозойский циркон из габброноритов осевой зоны САХ, 6° с.ш. (район впадины Маркова) // Докл. РАН. 2004. Т. 396. № 5. С. 675–679.

Шулятин О.Г. и др. Структурно-тектоническая позиция и возраст плутонических пород базит-ультрабазитовых комплексов САХ // 60 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2008. С. 392–408.

Шулятин О.Г. и др. Возраст и этапность формирования магматических пород Срединно-Атлантического хребта по геологическим и радиологическим данным // Региональная геология и металлогения. 2012. Вып. 50. С. 28–36.

Шулятин О.Г., Кременецкий А.А., Трухалев А.И. О геологической предыстории Срединно-Атлантического хребта и области Центрально-Арктических поднятий Северного Ледовитого океана по изотопно-геохронологическим и геологическим данным // Тезисы совещания «Russian Ridge». СПб.: ВНИИОкеангеология, 2017. С. 84–86.

Aumby M.P. et al. Paleontological evidence for early exposure of deep oceanic crust on the Vema Fracture Zone southern wall (Atlantic Ocean, 10°45'N) // Marine Geology. 1992. Vol. 107. N 5–1/2. P. 1–7.

Barnes J.D. et al. Stable isotope (d18O, dD, d37Cl) evidence for multiple fluide histories in Mid-Atlantic abyssal peridotites (ODP Leg2009) // Litos. 2009. Vol. 110. P. 83–94.

Bonatti E. Subcontinental mantle exposed in the Atlantic Ocean on St. Peter-Paul islands // Nature. 1990. N 345. P. 800–802.

Dosso L. et al. Additional evidence of existence of ancient rocks in Mid-Atlantic Ridge (31–41°N) // Earth Planet Science Letters. 1999. Vol. 170. P. 59–73.

Kremenetsky A. et al. The Sources of magnetic rocks matter of the Arctic Ocean and Central Atlantic Ocean from isotopic geochemical data // 35 International Geological Congress, 2016, Cape Town, South Africa.

Melson W.G. St. Pauls rocks, Equatorial Atlantic: petrogenesis, radiometric ages, and implications on sea floor spreading // Mem. Geol. Soc. Am. 1972. Vol. 132. P. 241–272.

Michael P.J. et al. Magmatic and amagmatic seafloor generation at the ultraslow spreading Gakkel Ridge, Arctic Ocean // Nature. 2003. Vol. 423 (26). P. 956–961.

Ozima M. et al. Additional evidence of the existence of ancient rocks in the Mid-Atlantic Ridge and the age of the opening Atlantic // Tectonophisics. 1976. Vol. 31. N 1/2. P. 59–71.

Pilot J. et al. Paleozoic and Protherozoic zircons from Mid-Atlantic Ridge // Nature. 1998. Vol. 393. P. 676–679.

Shulyatin O.G., Trukhalev A.I. Predicted mineragenic potential of basit-ultrabasitic rocks of the MAR. SPb.: VNIIOkeangeologia, 2004. Minerals of the ocean - integrated strategies-2. P. 21–23.

Фондовая литература

Смирнов О.Е. (отв. исполнитель). «Оценка перспектив нефтегазоносности российского континентального шельфа за пределами 200 миль в рамках подготавливаемого Представления РФ в отношении внешней границы континентального шельфа (ВГКШ) в Арктическом бассейне». Государственный контракт от 04.09.2014 г. № 40/07/82-2. 275 л. текста, 147 рис., табл. 12, граф. прилож. 8/13 л., библ. 93. ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга». Фонды ВНИИОкеангеология, 2015.

Глумов И.Ф. (отв. исполнитель). Отчет по объекту «Проведение комплексных геофизических работ МОВ ОГТ на исследовательском судне с проводкой атомным ледоколом для определения мощности осадков, сейсмогеологического разреза осадочного комплекса и проведение внешней границы континентального шельфа Российской Федерации (ВГКШ) по критерию однопроцентной мощности в Арктике» в 7 книгах и 1 папке. ОАО «ГНИНГИ». СПб., 2012.

Ссылка на статью:

Шулятин О.Г., Трухалев А.И., Беляцкий Б.В., Кременецкий А.А. Доокеаническая предыстория Срединно-Атлантического хребта и области центрально-арктических поднятий Северного Ледовитого океана по изотопногеохронологическим и геологическим данным // 70 лет в Арктике, Антарктике и Мировом океане. Сборник научных трудов (под ред. В.Д. Каминского, Г.П. Аветисова, В.Л. Иванова). СПб.: ВНИИОкеангеология, 2018. C. 455-466.