Герцинская складчатость

Герцинская складчатость (также варисцийская, или варисская складчатость) — это эпоха горообразования и тектонической активности в палеозойской эре, охватывающая период от конца силура до начала перми (примерно 420–250 миллионов лет назад). Она представляет собой один из главных этапов формирования земной коры, в результате которого возникли обширные горные системы, сложенные преимущественно складчатыми и метаморфическими породами. Герцинская складчатость завершила цикл развития палеозойских геосинклиналей (подвижных поясов) и привела к образованию фундамента ряда современных континентов, включая значительную часть Европы, Северной Америки, Азии и Африки. Название происходит от латинского имени Герцинского леса (Hercynia silva), под которым в античности понимали горные массивы Центральной Европы.

История изучения

Термин «герцинская складчатость» ввёл в научный обиход немецкий геолог Леопольд фон Бух в начале XIX века. Первоначально он относился к складчатым структурам Гарца (Герцинские горы) и других массивов Центральной Европы. Позднее, в 1880-х годах, австрийский геолог Эдуард Зюсс обобщил данные по горообразованию в Европе, выделив герцинскую (варисцийскую) и альпийскую эпохи. В XX веке с развитием теории тектоники плит герцинскую складчатость стали рассматривать как результат столкновения литосферных плит — Лавруссии (древнего континента, включавшего Северную Америку и Восточную Европу) и Гондваны (южного суперконтинента), а также микроконтинентов между ними.

Геологическая обстановка и причины

Герцинская складчатость была вызвана закрытием океана Рея (или Прото-Тетиса) и коллизией (столкновением) континентальных блоков. В палеозое Земля имела иную конфигурацию материков: существовали два крупных суперконтинента — Лавруссия на севере и Гондвана на юге, разделённые океаническими бассейнами. В силуре-девоне началось сближение этих плит, сопровождавшееся субдукцией (погружением) океанической коры под континентальные окраины. Это привело к интенсивному вулканизму, метаморфизму и складкообразованию в зонах столкновения. К концу карбона — началу перми Лавруссия и Гондвана соединились, образовав единый суперконтинент Пангею, в центре которого возникли герцинские горные цепи.

Хронология и этапы

Герцинская складчатость не была единовременным событием, а протекала в несколько фаз, которые различаются по регионам. Основные этапы:

• Девонский этап (420–360 млн лет назад) — начальные коллизии в Западной Европе (например, в Армориканском массиве) и на востоке Северной Америки (Акадская орогения). В это время происходило накопление мощных толщ осадочных и вулканогенных пород в геосинклиналях.
• Каменноугольный этап (360–300 млн лет назад) — пик герцинской складчатости. Наиболее интенсивные деформации в Европе (Рудные горы, Гарц, Чешский массив) и на Урале. В этот период сформировались основные складчатые структуры и произошло внедрение крупных гранитных интрузий.
• Пермский этап (300–250 млн лет назад) — завершающие фазы, связанные с постколлизионным растяжением и образованием рифтовых зон (например, в Северном море). В поздней перми герцинские горы подверглись интенсивной денудации (разрушению), превратившись в пенеплен (почти равнину).

Географическое распространение

Герцинская складчатость затронула обширные территории, которые в современной структуре земной коры образуют герцинский (варисцийский) складчатый пояс. Основные области проявления:

• Европа: Центральная и Западная Европа — массивы Гарца, Рудных гор, Шварцвальда, Вогезы, Арденны, Чешский массив, Судеты, а также южная часть Британских островов (Корнуолл, Уэльс). В Восточной Европе герцинские структуры перекрыты чехлом Русской платформы, но выходят на поверхность в Донбассе и на Тимане.
• Северная Америка: Аппалачские горы (восточная часть США и Канады) — результат Акадской и Аллеганской орогений, которые являются аналогами герцинской складчатости. Также затронуты части Канадского щита.
• Азия: Уральские горы (Россия) — классический пример герцинской складчатости, сформировавшейся при столкновении Восточно-Европейской и Сибирской платформ. В Китае — Тянь-Шань, Куньлунь, Циньлин; в Казахстане — Казахский мелкосопочник; в Монголии — Алтай.
• Африка: Северо-западная часть (Атласские горы) и юг (Капские горы) — герцинские структуры, переработанные более поздними движениями.
• Австралия: Восточная часть (Тасманский пояс) — герцинские складчатые зоны, включая хребет Флиндерс.

Типы пород и структуры

Герцинская складчатость привела к формированию разнообразных геологических образований:

• Складчатые структуры: линейные складки (антиклинали и синклинали), часто осложнённые разломами и надвигами. Характерна значительная степень метаморфизма — породы превращены в сланцы, гнейсы, кварциты.
• Магматические породы: широко распространены гранитные батолиты (например, в Чешском массиве и на Урале), а также вулканические толщи (андезиты, базальты, риолиты). Внедрение гранитов происходило в каменноугольный период.
• Осадочные комплексы: мощные толщи песчаников, известняков, сланцев, угленосных отложений (например, каменноугольные бассейны Донбасса, Рура, Верхней Силезии). Угольные месторождения герцинского возраста являются одними из крупнейших в мире.

Полезные ископаемые

Герцинская складчатость сыграла ключевую роль в образовании многих месторождений полезных ископаемых. С ней связаны:

• Рудные месторождения: полиметаллические (свинец, цинк, медь) в Рудных горах, Гарце, на Урале; железные руды (Криворожский бассейн, Курская магнитная аномалия); олово и вольфрам (Чехия, Саксония); золото и уран (Казахстан, Чехия).
• Нерудные ископаемые: каменный уголь (Донбасс, Рур, Силезия, Аппалачи); калийные соли (Верхнекамское месторождение); строительные материалы (гранит, мрамор).
• Горючие сланцы и нефть: в некоторых герцинских бассейнах (например, в Припятской впадине) встречаются небольшие залежи.

Значение для геологии

Герцинская складчатость является важным объектом изучения для понимания процессов горообразования и эволюции континентов. Её структуры служат моделью для коллизионных орогенов — горных систем, возникающих при столкновении плит. Изучение герцинских пород помогло разработать теорию тектоники плит и реконструировать палеогеографию палеозоя. Кроме того, герцинские месторождения угля и руд имеют огромное экономическое значение, обеспечивая сырьём промышленность многих стран.

Современное состояние

В настоящее время герцинские горы в значительной степени разрушены и представляют собой средневысотные хребты или плато (например, Урал, Гарц, Аппалачи). Однако в некоторых регионах (Тянь-Шань, Алтай) они были повторно активизированы в кайнозойскую эру (альпийская складчатость) и достигают высоты более 4000 метров. Герцинские структуры часто перекрыты более молодыми осадочными чехлами (например, на Русской платформе), что делает их объектами глубинного бурения и геофизических исследований.

Источники

• Геологический словарь. — М.: Недра, 1978.
• Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов. — М.: Научный мир, 2001.
• Зоненшайн Л. П., Кузьмин М. И., Натапов Л. М. Тектоника литосферных плит территории СССР. — М.: Недра, 1990.
• Condie K. C. Plate Tectonics and Crustal Evolution. — Butterworth-Heinemann, 1997.
• Булах А. Г. Общая геология. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2005.