苏联领土与太平洋、大西洋、北冰洋三大洋的水域相连;在地质构造方面,有巨大的低地和平原、褶皱带、高原、岛弧、深海沟等。所有的全球性构造单元在苏联境内均可找到,而且还有很多的发生在过去地质年代里的古板块运动和作用的痕迹。
由海洋研究所、地球化学研究所、苏联科学院西伯利亚分院、地质部等许多单位的科学家组成的小组立意查明,根据板块理论,苏联的领土是怎样形成的?这对矿产的预测和寻找具有很大的意义。现在,研究工作还没有结束,但已得出许多结论。
研究发现,苏联的地质史是一部海洋消失和大陆碰'撞的历史。苏联领土和整个欧亚一样,是一个拼贴而成的大陆,它是由彼此间独立的大陆块逐渐靠近、相互碰撞而拼接起来的。
是哪些主要的地质单元决定了苏联的领土结构呢?是两个巨大的陆台——东欧陆台和西伯利亚陆台。近15亿年期间,这两个稳定而牢固的地区没有遭受任何强烈的变形。每个陆台都有古老的基底,其上都有沉积盖层。古老的陆台,正是残留的古老的大陆。但是,在那个时候,古老基底上的沉积盖层是从哪里来的呢?巨厚的沉积层这一特点说明这里过去曾经是海洋。研究表明,陆台上的这些沉积物是在不深的浅水陆棚海中沉积下来的。
现在关于陆台是稳定的概念已很不可靠。研究表明,断面为几千公里的巨大陆块,在最近的600百万年期间沿着地球表面已移动了几万公里,而且现在每年仍以几厘米的速度继续运动着。
我们可从不同的文献中找到证据。地球物理学家早已学会测量岩石的剩余磁化强度。这种磁化强度是岩浆凝固时获得的。虽然后来岩石可能进入另外的磁场环境,但在岩石中仍保留着古磁化强度的烙印。古地磁学能够很好地判别岩石最初的磁化强度,可以知道岩浆凝固时磁矢量的方向。研究表明,在早古生代,450 ~ 500百万年前,大陆的两个组成部分——东欧大陆和西伯利亚大陆根本不像现在那样位于北半球的中、高纬度,而是位于赤道附近的某一地方或者位于南半球的热带地区。从古生代到现在,它们漂移了很长的距离。
地理学家也提供了许多证据。早在40年前,斯特拉霍夫编制的古地理图就已标出,在成煤期,赤道通过顿巴斯地区,斜穿过欧洲并向鲁尔盆地延伸。有许多标志,特别是在赤道地区形成的礁灰岩都清楚地证实了这一点。还有其他一些证据,如在赤道地区风化条件下形成的铝土矿,在干燥的气候条件下形成的岩盐层,都可在东欧和前乌拉尔地区找到。这说明这些地区过去都位于另一纬度。古气候资料也完全与古地磁资料相吻合。
最近还有一个确凿的证据证明了大陆漂移。它与板内火山活动有关。西伯利亚大陆有在“热点”上通过的痕迹。这也表明西伯利亚漂移了几千公里。
所有这些方法都有可能恢复大陆,特别足东欧和西伯利亚大陆活动的真实历史。从表面上看,这叫大陆现在是静止的、稳定的。实际上,各大陆在其历史上,已漂移了很长的距离。
当我们开始研究陆台,特别是开始研究陆台的基底时,要明白陆台基底本身是由一些陆块所组成的。这些陆块的断面从几百公里到几千公里。例妒,在波罗地盾中就可以找到至少5块这样的陆块。有意思的是,这些陆块本身由25亿 ~ 30亿年的岩石组晈,而陆块被宽度约几十公里的狭带所分隔,那里的岩石则年轻得多——仅1500 ~ 200万年。
在乌拉尔地盾,科学家们也揭示了一些独立的陆块,著名的克里沃罗日斯克含铁石英岩,恰恰就产在这些陆块的边缘,即产在这些独特的“缝合带”上。
在缝合带,地层强烈揉皱和变形,因而不仅有褶皱,而且还有逆掩断层。在逆掩断层中,一种岩石逆冲到另一种岩石之上达好几十公里。缝合带证实,在陆块平移、拼接的同时,分隔它们的空间消失。在缝合带,我们找到了岩浆活动的痕迹和与其有关的矿产——含铁石英岩、镍矿及多金属矿。
在西伯利亚陆台,古地磁资料表明,两个大的陆块——阿尔丹地盾和现存的西伯利亚整个领域——在晚寒武纪(大约600百万年前),相互间是独立的,它们的拼贴和焊接是很晚的事情。
陆台,被沉积盖层所覆盖。它们是许多矿产的储存地。如磷块岩、铝土矿、岩盐,而最重要的是石油和天然气。沉积盆地往往是在古老的大陆边缘。苏联的白俄罗斯的西部,乌拉尔附近,里海沿岸盆地,就有这样的巨厚的沉积层。它们都是古老的被动大陆边缘。在那里,在过去的某个时期发生了我们今天在大西洋的边缘同样可以观察到的那些过程。由于板块的活动,从前的海洋消失,沉积物被保留了下来。地质学家正是在这些巨厚的沉积层中发现了石油和天然气的聚集。西伯利亚著名的巨大的暗色岩区,有大量的玄武岩,该区面积达一万平方公里。这是板内火山作用的见证。我们在西西伯利亚平原、通古斯卡地区见到过这种玄武岩。板内火山活动现象在东欧陆台——德聂佰 - 顿涅茨地区,在白俄罗斯亦可观察到。
重要的是板块内火山作用与矿产的关系。如科拉半岛的磷灰石、雅库特的金刚石、诺里尔斯克的铜镍矿床。现在,在东欧平原也在寻找这些矿产。
这样,用新的观点来看待古老的陆台,有可能提出与以前完全不同的陆台形成历史和陆台中各种矿产资源的分布。
苏联领土与世界其他地方不同,在于苏联的褶皱带位于大陆内部,如乌拉尔皱褶带、阿尔卑斯 - 喜马拉雅皱褶系。而在美洲,皱褶带都是位于大洋和大陆之间的边界,即在大陆的边缘。在澳大利亚、南极洲、东南亚,情况也是如此。长期以来一直认为:苏联的皱褶带位于大陆内部,所以不同于大陆边缘皱褶带,它具有某种与海洋无关的性质。实际上,正如研究表明的那样,每一巨大的褶皱带都出现在海洋盆地的地方。例如,在乌拉尔,可以很清楚地观察到一些老的构造,它们的发展与海洋有密切的联系。首先,这是由玄武岩组成的洋壳本身的残块,它们具有现代大洋玄武岩一样的结构。其次还恢复了“古老”的分裂——海底扩张,就像我们在现代海洋中见到的那样。甚至还测出在泥盆纪,洋底每年以小于5厘米的速度扩张。当然,这是唯一的测量结果,仅在一个地方测得的速度,因此不能把这个测量结果扩用到整个乌拉尔,更不能用于其他皱褶带。但是,这唯一的观察结果也说明,大洋底的形成过程,无论是在现代还是在古老的地质时代都是一样的。
还有另外一些证据。在乌拉尔、阿尔卑斯 - 喜马拉雅皱褶带、天山、哈萨克等地广泛分布有火山岩,其中有许多与玄武岩相同的包体。这些包体富含SiO2,且常为水饱和。这些岩石与组成现代岛弧(如环西太平洋岛弧)的岩石没有什么差别。这种火山杂岩的存在,即证明在过去某一时候,附近存在着大洋,岛弧残块的保留说明,这里也发生过我们现已熟悉的另一种作用——俯冲作用,大洋板块俯冲、消失在这些岛弧之下。在那里,大洋壳被熔化,引起火山喷发,形成火山岩。
在天山地区,还发现了古老的大洋盆地,现在它已不复存在,或者说,早在石炭纪就被隐盖了。那时,卡拉库微陆块和卡拉库莫塔里姆微陆块向土尔克斯坦微大陆的边缘碰撞并形成了复杂的天山构造。
关于阿尔泰 - 萨彦岭地区,研究表明这里也像其他山系一样,山脉总是出现在古老的大洋盆地和岛弧的地方。洋底往往保存得不好,因为它们到了俯冲带,就被改造和完全消失,留下了这个俯冲带的证据。
在地中海造山带再造古海洋时还运用了一个完全独立的运动学资料。大家已知道,欧洲和非洲大陆从北美洲分裂,便扩张成大西洋。这个运动历史已反映在磁异常和转换断层的图上,欧洲和非洲从北类洲分裂而相互靠近,其速度与它们朝大西洋方向同大陆分裂的速度一样。研究表明,在侏罗纪,约1亿5千万年前,在高加索地区,古海洋的宽度约2500公里,这正是已消失了的古特提斯海。
苏联东北部(从白令海到鄂霍次克海)发展历史的研究,发现了使人惊奇的事件。这里广泛地出露中生代和新生代(从150百万年到30百万年,甚至更年轻)的岛弧型火山岩,其间散布着与火山岩完全不同的残块——某种浅海相灰岩和某种性质不明的古老结晶岩,并找到含有热带动物化石群的岩石。这些化石与该区的发展情况完全不相符。这说明这个地区形成时发生了激烈的事件。这里还发现具有现代夏威夷岛岩石性质的大洋火山杂岩体,这意味着它们是形成于海洋某地,随后由于某种原因被带到了大陆。
海洋研究所研究生科诺诺夫对亚洲东部边缘进行了专门的研究。研究结果表明,在最近的130百万年间,太平洋板块每年以7 ~ 17厘米的速度向欧亚大陆边缘碰撞。板块运动轨迹表明,在130百万年期间,某些大洋块从太平洋的中心移动了1万公里到了目前的位置,而且该移动是从南半球向北半球进行。甚至可以提出一个非常大胆的推测,某些板块是从南极大陆上分裂出来的。在这里,我们也看到了一种与地中海地区完全不同的皱褶带的形成方式。在地中海地区,是两个大陆的移动;而在这里,是一些碎块始终随着板块一起运动,最后拼贴到欧亚大陆上,亚洲的东北边缘以一定的量逐渐增大。也许,在古时代,其他大陆就像是积木一样拼凑起来的。
了解苏联领土的形成历史,我们可以获得很大的益处。例如,我们知道岩浆活动(地震活动也是如此)主要出现在板块的边缘,而大量的矿产与岩浆岩有关。位于板块边界的金属矿产是很多的,如斑岩铜矿、多金属矿、稀有金属矿都与俯冲带有密切关系。如果我们能找到现已覆盖了的过去的俯冲带(可以根据火山杂岩——它们是俯冲带的标志),就可以知道、应该在这里开展矿产资源的普查工作。而且在洋壳向大陆运动的过程中,岩浆岩是不一样的。因为在这个带的不同地方俯冲作用是有区别的,这也就是说,矿产的成分也将不同。很好地了解某一时期板块相互作用的过程,就可预测矿产的类型最有利的找矿位置。
沿着亚洲东部边缘,白垩纪火山岩和花岗岩延伸几千公里。东亚的这种岩浆岩带就产生在从前的俯冲带上,是太平洋板块向欧亚板块俯冲的结果。众多的矿产与该带岩浆岩有关:金、钼、多金属、锡、钨、稀有元素(钽、铌、锆等)。这些矿产的分布很有规律:金、钼最靠近古俯冲带,而离这个带最远的是稀有金属。地质工作者运用这种规律性可以有效地预测矿产的分布。
目前,要寻找与石油、天然气有关的沉积盆地,如果不是清楚地了解这些盆地是怎样形成的,以后又受到什么样的作用,同样是不可能找到的。现在在所谓的仰冲带寻找石油不是偶然的。在美索不达米亚、在古巴、北美的东部都已找到石油。苏联对俯冲带的勘探几乎尚未进行,但这些带预示有很大的储量。从这一观点出发,应该注意到有可能扩大乌拉尔西坡“访二巴库”的资源。苏联科学院巴什基尔分院地质研究所所长卡马列特季诺夫早就指出那里存在巨大的造覆盖层,而在覆盖层下埋藏着很厚的前乌拉尔含气层。
[Збрцка ,1988年]