Африка. Физико-географический очерк. Геологическое строение

Геология.

Почти всю Африку, за исключением Атласской складчатой системы на крайнем северо-западе и Капской складчатой системы на юге, занимает древняя, докембрийская платформа. До относительно недавнего геологического времени эта Африканская (Африкано-Аравийская) платформа включала также Аравийский полуостров (до миоцена) и остров Мадагаскар (до раннего мела), отделённые ныне от основной части платформы рифтовыми зонами Суэцкого залива — Красного моря — Аденского залива на северо-востоке и Мозамбикского пролива на востоке.

Фундамент Африки, сложенный метаморфическими толщами и гранитами докембрия и выходящий на поверхность на многих её участках, имеет весьма разнообразный состав. Глубокометаморфизованные (амфиболитовая, реже гранулитовая фации) породы раннего докембрия слагают три главных мегаблока (кратона) — Западный, Центральный (Конго) и Южный (Калахари), разделённые и окаймлённые позднедокембрийскими складчатыми поясами — Мавритано-Сенегальским, Ливийско-Нигерийским, проходящим через Центральную Сахару (Ахаггар), Намибийско-Угандийским и Аравийско-Красноморско-Мозамбикским. Вне этих основных поясов, вдоль Атлантического побережья Экваториальной и Южной Африки, простираются складчатые системы Западный Конголид и Намакваленда-Капид; они сочленяются с Намибийско-Угандийским складчатым поясом и представляют его ответвления.

Раннедокембрийские мегаблоки (кратоны) сложены двумя главными типами образований — обширными полями гранитогнейсов и так называемыми зеленокаменными поясами —синклинорно построенными прогибами, выполненными мощными толщами вулканитов и осадков. Нижняя часть этих толщ образована преимущественно основными (толеитовыми) и ультраосновными (так называемыми коматиитовыми) лавами; в средней части вулканиты имеют уже известково-щелочной состав и изменяются от основных до кислых; наряду с ними присутствуют обломочные и глинистые осадки; в верхней части разреза зеленокаменных поясов залегают грубообломочные образования. Классические зеленокаменные пояса в Южной Африке известны в Свазиленде и Зимбабве. Большая часть гранитоидов моложе зеленокаменных поясов, но некоторая часть, по-видимому, древнее, в частности в Зимбабве. Здесь так называемая Великая Дайка основных — ультраосновных пород с возрастом около 2,5 млрд. лет пересекает и зеленокаменные пояса, и поля гранитоидов, свидетельствуя о том, что консолидация массива Зимбабве полностью закончилась к рубежу архея и протерозоя. Южнее, в Каапвальском массиве, куда входит Свазиленд, это произошло несколько раньше, поскольку обломочные образования с возрастом около 3 млрд. лет (так называемая система Понгола) несогласно перекрывают гранито-зеленокаменный фундамент. Зеленокаменные пояса, пересечённые и разделённые гранитами и гнейсами, известны и в пределах других раннедокембрийских мегаблоков (Заир, Сьерра-Леоне и др.). Консолидация большей части площади этих мегаблоков также завершилась к началу протерозоя, но отдельные зоны продолжали испытывать интенсивное погружение и в течение первой половины раннего протерозоя с накоплением толщ осадочных (глинисто-обломочных) и вулканогенных (от основных до кислых) пород, претерпевших затем, на уровне около 1,9 млрд. лет, интенсивные складчатые деформации, метаморфизм (амсриболитовая-зеленосланцевая фации) и внедрение гранитов. Наиболее крупная из раннепротерозойских систем — Эбурнейская — пересекает восточную часть Западно-Африканского кратона с севера на юг, протягиваясь от запада Антиатласа к Гвинейскому заливу. Другой такой пояс прослеживается в северо-западном — юго-восточном направлении в восточной половине Экваториальной Африки. Известны и другие складчатые системы того же возраста, но в целом они менее распространены, чем в архее. Помимо этих подвижных поясов, близких к геосинклинальному типу (протогеосинклинали), в позднем архее — раннем протерозое начали развиваться пояса другого типа, сложенные преимущественно древними, глубоко метаморфизованными породами, испытывавшими повторные деформации и метаморфизм под влиянием повышенного теплового потока. К таким поясам относится Мозамбикский в Восточной Африке, простирающийся на севере до Сомали, Эфиопии и южной части Аравийского полуострова, с ответвлениями вдоль рр. Лимпопо и Замбези и в Танзании; в позднем докембрии возникли другие пояса того же типа.

За пределами подвижных поясов геосинклинального и регенерированного типа архейские глыбы сохранили в раннем протерозое устойчивость; в отдельных плоских впадинах накапливался осадочный чехол из обломочных, нередко красноцветных пород с пачками карбонатов, в основном доломитов, и покровами и силлами базальтов. К таким впадинам относятся Трансваальская в Южной Африке, Франсвильская в Габоне и др. Трансваальская впадина вмещает Бушвелдский интрузивный комплекс, дифференцированный по составу от габбро и пироксенитов внизу до гранофиров вверху. С замыканием раннепротерозойских складчатых систем большая часть, практически, вероятно, вся площадь Африканской платформы, оказалась консолидированной и обладающей зрелой континентальной корой, сохраняя такое состояние в интервале возраста 1,9—1,7 млрд. лет. Однако тепловой поток оставался в общем высоким, о чём свидетельствуют широкие площадные излияния кислых лав, включая так называемые игнимбриты, а также интрузии гранитов типа рапакиви.

В начале позднего докембрия эта протоплатформа, вероятно распространявшаяся далеко за пределы современной Африки и Аравии, испытала дробление с заложением интракратонных геосинклинальных систем; некоторые из них после образования Атлантического океана оказались на периферии континента (Мавританиды, Западные Конголиды). Периферическое положение с самого начала занимала Красноморская геосинклинальная система, породы которой с широким участием вулканитов (от основных до кислых) и гранитов слагают фундамент Нубийско-Аравийского массива. Ливийско-Нигерийская (Сахарская) система отделила Западно-Африканский кратон от Центрально-Африканского, Намибийско-Угандийская — Центрально-Африканский от Южно-Африканского. На поверхности кратонов началось прогибание с образованием крупных синеклиз — Тауденни синеклиза на Западно-Африканском, Конго синеклиза — на Центрально-Африканском, заполнявшихся обломочными осадками, карбонатами со строматолитами, ледниковыми отложениями (тиллитами, тиллоидами) умеренной (сотни метров) мощности.

Позднедокембрийские складчатые пояса и системы сложены осадочными и обычно в подчинённом количестве вулканогенными, слабо метаморфизованными породами. В одних из этих систем развиты исключительно осадочные образования — кварциты, глинистые сланцы, доломиты, тиллиты и тиллоиды (Намибийско-Угандийский пояс, Западные Конголиды), в других основные-средние вулканиты и даже офиолиты (Мавританиды, Сахариды, Красноморская система). В Намибийско-Угандийском поясе активно проявились эпохи тектонических деформаций на рубежах около 1,3 и 1,0 млрд. лет назад, сопровождавшиеся гранитообразованием; геосинклинальные условия вслед за последней из этих эпох восстановились лишь на более ограниченной площади в юго-западной части пояса (Намибия, юг Заира, Замбия). Позднедокембрийские геосинклинальные системы в целом испытали заключительные деформации и внедрение гранитов в конце протерозоя — начале палеозоя. Таким образом, полная консолидация фундамента Африканской платформы завершилась в начале палеозоя. Заключительная эпоха тектонической активности затронула также сложенные нижнедокембрийскими породами мегаблоки, вызвав их тектоно-магматическую активизацию (так называемая панафриканская активизация) и переработку. В состав позднедокембрийских подвижных поясов входят не только породы соответствующего возраста, но и подвергшиеся глубокой переработке более древние, раннедокембрийские толщи; этими образованиями сложена практически нацело южная часть Мозамбикского пояса к югу от полуострова Сомали.

В раннем и среднем палеозое северная половина платформы была охвачена трансгрессией моря с отложением мелководного осадочного чехла карбонатно-терригенного (известняки, песчаники, аргиллиты) состава. Этот чехол особенно широко развит в Сахаре (Сахарская плита) и в восточной части Аравийского полуострова (Аравийское перикратонное погружение). В середине карбона, одновременно с диастрофизмом на севере, в Средиземноморском поясе, в частности в Магрибе (Атласиды), северная часть платформы подверглась деформациям изгиба большого радиуса широтного направления, параллельного складчатости Магриба. В это время Сахарско-Аравийская плита дифференцировалась на Северо-Сахарскую и Южно-Сахарскую (Сахельско-Суданскую) зоны погружений, Центрально-Сахарскую и Гвинейскую зоны поднятий. Северо-Сахарская зона погружений сопровождается с севера краевыми поднятиями Антиатласа и Джефары, а принадлежащие ей синеклизы Тиндуф и Западно-Сахарская разделены интракратонной герцинской складчатой зоной Угарта северо-западного направления. Разделом между Западно-Сахарской и Восточно-Сахарской синеклизами служит северный погребённый отрог Ахаггарского массива между Восточно-Сахарской и Восточно-Ливийской синеклизами — свод Джебель-Харудж, северный отрог массива Тибести. В Центрально-Сахарской полосе поднятий Регибатский массив отделён от Ахаггара прогибом Танезруфт, сливающимся на юге с синеклизой Тауденни; между Ахаггарским массивом и массивом Тибести вклинивается с севера синеклиза Мурзук, а между массивами Тибести и Ауэнат — синеклиза Куфра. На восточном продолжении Центрально-Сахарской зоны поднятий лежит наиболее крупное её звено — Нубийско-Аравийский массив.

В позднем палеозое и в течение мезозоя, до середины мела, многие из перечисленных впадин продолжали прогибаться, однако служили ареной накопления континентальных красноцветных осадков (промежуточная континентальная толща франц. геологов), на востоке (Египет, Судан) это — толща так называемых нубийских песчаников. Море временами проникало во впадины Сахарской плиты лишь с севера, со стороны Тетиса; в Восточно-Сахарской синеклизе известны мощные эвапориты триасового возраста. В конце раннего мела в вершине современного Гвинейского залива образовался грабен (авлакоген) Бенуэ северо-восточного простирания, отделивший Бенино-Нигерийский докембрийский массив от Камерунского, относящегося к Центрально-Африканскому раннедокембрийскому мегаблоку. В течение позднего мела грабен Бенуэ был заполнен морскими осадками, а в конце мела испытал инверсию и складчатость. В низовьях Нигера с грабеном Бенуэ под прямым углом сочленяется Нижненигерийский грабен северо-западного простирания; после некоторого перерыва он продолжается в том же направлении грабеном Гао в Мали, разделявшим Ахаггарский и Леоно-Либерийский массивы. В позднем мелу Северо-Сахарская зона погружений подверглась широкой морской трансгрессии, которая охватила также узкую полосу вдоль северного побережья и шельфа Гвинейского залива. В туроне и раннем сеноне море проникло в прогиб Танезруфт, грабены Гао и Нижненигерийский, возможно, образовав пролив между Тетисом и новообразованным Атлантическим океаном. Обширная позднемеловая трансгрессия с накоплением мела и мергелей перекрыла нубийские песчаники в Северо-Восточной Африке.

Существенно иначе развивалась в палеозое и мезозое южная половина материка. В течение большей части палеозоя (до позднего карбона) она оставалась почти целиком областью поднятия и размыва и лишь на крайнем юге, в Капской зоне, известны морские или паралические отложения ордовика — силура, девона — нижнего карбона. В позднем карбоне — начале перми на фоне усилившихся поднятий, сопровождавшихся покровным оледенением, произошло раскалывание платформы с образованием системы грабенов и прогибов (самый крупный прогиб — Карру синеклиза на крайнем юге платформы). Эти впадины последовательно заполнялись ледниковыми отложениями верхов карбона, угленосными — нижними перми, красноцветными верхними перми — триаса, составляющими так называемый комплекс Карру. В конце триаса — начале юры произошло мощное проявление базальтового (траппового) вулканизма. В поздней юре — раннем мелу грабенообразование и трапповый магматизм местами возобновились; в частности, в Намибии возникла цепочка субвулканических кольцевых плутонов северо-восточного направления. К этому времени относится формирование в Экваториальной Африке крупной Конго синеклизы (в современных контурах), продолжавшей прогибаться и заполняться континентальными отложениями в кайнозое. По её бортам на западе и севере известны также платформенные отложения рифея, указывающие на то, что первоначально эта синеклиза, как и синеклиза Тауденни Западной Африки, наметилась ещё в позднем докембрии.

Африканская платформа обрамлена со всех сторон зонами периферических (перикратонных, периокеанических) опусканий; их формирование в близком к современному виде завершилось в позднем мелу, но начало его было разновременным. Наиболее древний возраст имеет северная зона периферических опусканий, охватывающая Средиземноморское побережье и шельф, а также северо-восточную часть Аравийского полуострова; она связана в своём развитии с Тетисом и заложена в кембрии. Значительно более молодой возраст имеют периферические опускания, связанные с Атлантическим и Индийским океанами. Северный отрезок Периатлантической зоны — Мавритано-Сенегальский — развивался с поздней юры; более молодой возраст (с начала мела) имеет южный отрезок этой зоны, к югу от р. Кунене. Промежуточная часть зоны начала погружаться в апте-альбе, причём на ранней стадии (в апте) здесь образовалась мощная толща эвапоритов. Восточная, тяготеющая к Индийскому океану и Мозамбикскому проливу, периферическая зона платформы была заложена в виде рифта ещё в конце карбона — начале перми, что обеспечило кратковременное проникновение пермских и триасовых трансгрессий в область восточного побережья Африки и западного побережья Мадагаскара с образованием эвапоритов в низах юры. Начиная со средней юры, морские условия стали более устойчивыми, восходящий разрез периферической зоны включает, особенно на севере, в Сомали, очень мощную толщу меловых и кайнозойских отложений. Образование смежных Сомалийской и Мозамбикской котловин Индийского океана относится к началу мела. Оно привело к отделению Мадагаскара, почти до конца мела сохранявшего ещё связь с Сейшельскими островами и полуостровом Индостан. С конца эоцена — начала олигоцена Африкано-Аравийская платформа начала испытывать всё более интенсивное общее поднятие, особенно в своей восточной части, что сопровождалось в миоцене образованием Восточно-Африканской рифтовой системы (включая рифты Красного моря и Аденского залива) и возобновлением вулканической деятельности. Последняя началась ещё в эоцене и выразилась вначале образованием базальтовых покровов Эфиопии и южной части Аравийского полуострова. Базальтовые излияния сменились в миоцене излияниями щелочных лав; к плиоцену относится возникновение крупных стратовулканов: Кения, Килиманджаро, Элгон и др. В меньшем масштабе рифтообразование проявилось на севере платформы (территория Ливии), куда протягивается южное окончание Западно-Европейской рифтовой системы; наиболее крупным здесь является грабен Сирта, заложенный в позднем мелу. Тектоно-магматическую активизацию испытали в неогене и некоторые другие участки платформы — массивы Камерун, Ахаггар, Тибести, Джебель-Харудж, где также проявился вулканизм. Области относительных погружений и накопления континентальных осадков в кайнозое — синеклизы Чад, Конго, Окаванго, Калахари — образовали меридиональную полосу опусканий, проходящую через центральные районы Экваториальной и Южной Африки.

Африканская платформа в целом на протяжении всего фанерозоя отличалась высокой магматической активностью, следствием которой являются меридионально простирающиеся цепочки кольцевых ультраосновных щелочных интрузий, а также карбонатитов и кимберлитов, в основном позднепалеозойского, мезозойского и кайнозойского возрастов; особенно известны они на юге Алжира (юго-восточный отрог Ахаггара — Аир), в Леоно-Либерийском массиве, на плато Джое в Нигерии, в Египте, Судане, Кении, Танзании.

Крайнюю северо-западную часть Африки, в пределах стран Магриба, занимает герцинско-альпийская складчатая система Атласа западно-юго-западного — восточно-северо-восточного простирания. От платформы она отделяется зоной Главного Атласского разлома, протягивающейся от Агадира к Бизерте. Большая, южная часть Атласской системы сложена герцинским (кембрии — нижний карбон) складчатым и прорванным гранитами комплексом с отдельными впадинами, выполненными верхнепалеозойской континентальной молассой. В пределах Марокканской и Оранской Месет этот комплекс либо выступает на поверхность, либо перекрыт маломощным чехлом триасовых лагунных, юрско-эоценовых морских, и олигоцен-четвертичных континентальных отложений, слагающих так называемые Высокие плато Алжира. В южном обрамлении области протягивается горная складчатая зона Высокого Атласа, образовавшаяся на месте глубокого прогиба, выполненного значительно более мощной толщей эвапоритов и карбонатов триаса — эоцена и умеренно деформированная в конце эоцена. Аналогичная зона северо-восточного простирания — Средний Атлас — разделяет Марокканскую и Оранскую Месеты. Вдоль побережья Средиземного моря простирается молодая, альпийская складчатая система Эр-Рифа и Тель-Атласа, сложенная карбонатными и флишевыми толщами мезозоя и палеогена, образующими многочисленные тектонические покровы, перемещённые к югу; имеются отдельные выступы домезозойского метаморфического основания (Кабильские массивы в Тель-Атласе). Эр-Риср и Тель-Атлас сопровождаются с юга передовыми прогибами, выполненными миоценовой молассой, на которую они надвинуты. На крайнем северо-западе складчатая зона Эр-Рифа поворачивает к северу, образуя южный фланг Гибралтарской дуги, северный фланг которой составляют Андалусские горы (Кордильера-Бетика) на Пиренейском полуострове.

А. Е. Хаин.

Тектоника.