Геологическое строение и тектоническая эволюция Аравийского полуострова: от докембрийского фундамента до современного рельефа

Основные геологические провинции. Аравийский полуостров разделен на две крупные геологические провинции: древний докембрийский Аравийский щит и перекрывающую его мощную фанерозойскую покровную толщу. Аравийский щит образует кристаллический фундамент западной и центральной частей полуострова, имея почти трапециевидную форму. Он ограничен Красным морем на западе, Аравийским морем и Аденским заливом на юге, а также Персидским и Оманским заливами на востоке. Географически щит расположен между 12°-30° северной широты и 34°-47° восточной долготы.

Изображение Аравии со спутника Landsat. Пустыня Руб'аль-Хали (Пустой квартал) образует обширный песчаный покров желтого цвета на юге. Аравийский щит виден как темный террейн на западе, а Семаильский офиолит — как темная область на юго-востоке. Плодородная Месопотамия (темно-зеленая зона между реками Тигр и Евфрат) отделяет Аравию от гор Загрос в Иране.

Происхождение и структура Аравийского щита. Этот щит представляет собой восточную часть некогда единого Арабо-Нубийского щита, стабилизировавшегося в позднем протерозое около 600 млн лет назад. После стабилизации территория испытала опускание и была покрыта мощными осадочными толщами, отложившимися вдоль окраины древнего океана Тетис. Позднее, в третичном периоде, рифтогенез Красного моря расколол единый щит на две части — Аравийскую и Нубийскую. Фундамент щита сложен породами среднего и позднего протерозоя, включающими стратотектонические образования, вулканогенно-осадочные толщи и разнообразные интрузивные комплексы.

Характеристика фанерозойского покрова. Фанерозойские покровные породы несогласно залегают на восточном крыле щита, формируя такие структуры, как горы Тувайк, и полого погружаясь к востоку. Хотя более молодые отложения покрывают в основном восточный фланг, они встречаются и на самом щите. К ним относятся ранние осадочные образования, такие как песчаники Сак, Сик и Ваджид, а также четвертичные лавовые потоки, например, Харрат-Рахат. Эти породы также обнажены в тектонических поднятиях, таких как горы Оман (Хаджар), имеющие исключительно хорошо изученную геологию.

Эволюция тектонических моделей щита. Тектоническое моделирование Аравийского щита началось в 1960-х годах с выделения трех основных позднепротерозойских орогенов. В 1970-х сформировались две конкурирующие концепции: мобилистская модель тектоники плит и немобилистская модель тектоники фундамента. Первая предполагает формирование щита в океанической обстановке через рост островных дуг в зонах субдукции. Вторая модель исходит из рифтогенного раскола более древнего кратона с последующим развитием дуговых систем во внутриокеанических бассейнах.

Упрощенная карта, отображающая основную геологию Аравийского полуострова.

Современная аккреционная модель. Исследования 1980-90-х годов привели к разработке третьей, аккреционной модели. Согласно ей, существовавший в раннем и среднем протерозое кратон (1.63–2.0 млрд лет) подвергся рифтогенезу и распаду. Его фрагменты в виде аллохтонных микроплит и террейнов были впоследствии объединены с более молодыми образованиями — офиолитовыми комплексами и преддуговыми толщами. Эти компоненты сформировали пять крупных и пять малых тектоностратиграфических террейнов, которые аккрецировали между 770 и 620 млн лет назад, сформировав новый неократон.

Трехцикловая тектоническая классификация. Современный синтез, включающий работы Питера Джонсона из Геологической службы США, интегрирует предыдущие модели в структуру трех тектонических циклов верхнего протерозоя. Ранний цикл (более 800 млн лет) охватывает породы, сформировавшиеся до орогенеза Акик-Тулуха. Средний цикл (700–800 млн лет) включает образования, связанные с орогенезом Яфих-Рагба. Поздний цикл (650–700 млн лет) определяется орогенезом Бишах-Римма. Эта циклическая структура описывает формирование щита через последовательные аккреционные события.

Главные тектонические элементы и полезные ископаемые. Важнейшими структурными элементами, помимо щита, являются Предкратонный прогиб и Платформенный чехол. В недрах Аравийского полуострова сосредоточены колоссальные запасы углеводородов, связанные преимущественно с осадочными бассейнами персидского залива. На самом Аравийском щите локализованы месторождения рудных полезных ископаемых: золота, меди, цинка и редких металлов. Их образование связано с магматической и гидротермальной активностью в течение протерозойских тектономагматических циклов.

Неотектонический этап и современный рельеф. Современная тектоническая активность полуострова обусловлена взаимодействием нескольких литосферных плит. Продолжающийся спрединг Красного моря приводит к расхождению Аравийской и Африканской плит. Одновременно на северо-востоке происходит коллизия Аравийской плиты с Евразийской, что выражается в росте гор Загрос. Эти процессы формируют современный рельеф: возвышенный разломный западный край, ступенчатые плато центральной части и обширные низменности на востоке. Активный рифтогенез также ответственен за широкое развитие третичных и четвертичных вулканических полей (харратов) на западе полуострова.

Климатическое влияние и осадконакопление. Современный аридный климат региона оказывает доминирующее влияние на экзогенные процессы и осадконакопление. Образование обширных песчаных массивов, таких как Руб'аль-Хали и Большой Нефуд, связано с длительным выветриванием и переотложением песчаного материала. Солевые корки (сабхи) и эвапоритовые отложения широко развиты в прибрежных зонах. Изучение палеоклиматов, записанных в осадочных толщах, позволяет реконструировать условия прошлого и прогнозировать изменения в контексте глобальных климатических трендов.

Заключение: значение региона для геологии. Аравийский полуостров представляет собой уникальную природную лабораторию для изучения процессов кратонизации, аккреции террейнов и формирования осадочных бассейнов. Его геологическая история, охватывающая более 800 миллионов лет, является ключом к пониманию эволюции северо-восточной части Гондваны и последующего формирования Альпийско-Гималайского складчатого пояса. Комплексное изучение региона продолжает вносить фундаментальный вклад в теории тектоники плит и металлогении.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Тимоти Куски

Источник: Энциклопедия наук о Земле и космосе

Данные публикации будут полезны студентам и аспирантам геологических специальностей, профессиональным геологам-тектонистам, специалистам в области геодинамики и региональной геологии, а также всем, кто интересуется фундаментальными процессами формирования и эволюции земной коры.