Курс лекций по "Геологии России"

Зеленокаменный пояс Урала состоит из зеленокаменных синклинориев Западно-Мугоджарского, Магнитогорского, Тагильского, Щучьинского (Войкаро-Щучьинского). Синклинории  представляют собой синформы и состоят из серии тектонических покровов, наслоенных один на другой.

Зеленокаменные синклинории  выполнены мощной толщей (до 10км) отложений  силура-нижнего девона. Толща на 90% состоит из вулканогенных пород  диабаз-спилит-кератофировой и спилит-кератофировой формаций. Синклинории ограничены глубинными разломами с массивами гипербазитов и породами габбро-пироксен-диабазовой формации. Породы массивов в разной мере серпентинизированы. Западный пояс протягивается на расстояние до 1000км от Мугоджар до Полярного Урала. Это Западный платиноносный пояс Урала. Восточный пояс имеет длину около 500км. Возраст массивов до среднего девона (в эйфеле уже встречаются их обломки).

Пейве первый предположил, что зеленокаменные синклинории  представляют собой офиолитовые  аллохтонные комплексы. В Вайкарском и Кемперсайском массивах наблюдаются типичные разрезы океанической коры – гарцбургиты в основании, затем габброиды, выше толеитовые базальты, все это перекрыто кремнисто-глинистыми толщами.

В этой зоне каледонские  деформации проявились слабо. В среднем девоне произошло извержение базальтов, накапливались основные вулканиты, но к позднему девону они сменились граувакками и глинистыми породами (материалом размыва вулканов). В синклинориях продолжались прогибания, в Урало-Тобольской зоне поднятия.

В турнейское время в  Восточной зоне активные поднятия, с ними связаны паралические угленосные формации (Полтаво-Брединский район, мощность угленосной толщи до 1000м). Нижний карбон представлен песчано-глинистой толщей с углями, известняками, основными и кислыми вулканическими породами.

В конце раннего карбона  Уральская геосинклиналь частично вступила в орогенный этап, заложился  Валерьяновский вулканогенно-плутонический  пояс. Вначале горообразование произошло  в Восточной зоне, затем орогенез охватил Западную зону. Если в позднем карбоне на востоке в грабенах образовывались континентальные красноцветные грубообломочные породы, то на западе еще накапливались флишевые осадки.

Одновременно формируется  Предуральский краевой прогиб. Он "накатывается" на восточный край Русской плиты. На флексурном перегибе в передней части краевого прогиба образуются рифовые барьерные массивы. Барьерный риф в карбоне и перми мигрирует в западном направлении. Мощность рифовых известняков карбона около 500м, пермских – до 1500м. С рифовыми известняками как коллекторами в Приуралье связаны месторождения нефти.

Морские отложения к  востоку сменяются лагунными  и красноцветными континентальными. В кунгурское время в осевой части  Бельского и Уфимско-Соликамского прогибов формируется мощная (до 1000м) соленосная формация (основные минералы сильвинит, галит, карналлит). По периферии прогибов – глинисто-мергелисто-ангидритовая толща.

В Воркутинской впадине  эвапоритовая формация отсутствует. Климат здесь гумидный, что обусловило формирование в кунгурское время угленосной толщи мощностью до 1800м. В Каратаихской впадине мощность уленосной толщи достигает 3000м.

В мезозое Урал представлял  собой выровненную платформу. Угленосные отложения триаса и юры выполняют  в Аятском синклинории узкие тафрогенные прогибы, представлявшие собой в рельефе речные долины (Челябинский угленосный бассейн).

На орогенном этапе  на Урале проявился интенсивный  гранитоидный магматизм. Наиболее энергично  он проявился в Урало-Тобольском массиве в раннем карбоне. Максимум магматизм достигает в ранней перми. Интрузии очень крупные, залегают в антиклинальных структурах согласно с метаморфическими породами. Это многофазные образования, по геофизическим данным интрузии на глубине около 7км не имеют "корней", как бы "растворяются" в гранитно-метаморфическом слое.

С движениями в раннем карбоне связывают ультроосновные и габброидные интрузии в Аятском  синклинории, где они приурочены к разломам.

Аномальные магнитные  поля востока Русской плиты прослежены геофизиками до Главного Уральского разлома, что позволяет предположить под Уралом глубоко погруженный фундамент платформы, т.е. палеозойские сооружения Урала надвинуты на платформу.

Классическим представлением о развитии Урала считались два  главных этапа геосинклинально-орогенной эволюции – байкальский и герцинский ("доуралиды" и "уралиды" Н.П.Хераскова). В конце 80-х годов С.Н.Иванов и др. обосновали представление о том, что Урал в позднем докембрии и кембрии не был ни геосинклиналью, ни орогеном, а развивался как внутриконтинентальная рифтовая система. Эту проблему следует рассматривать отдельно для Полярного и Приполярного Урала и остальной его части.

Полная самостоятельность  доордовикского развития северной части  Урала однозначно доказывается общим  структурным несогласием и скачком метаморфизма между байкальским и палеозойским комплексами. Байкальский комплекс простирается в северо-западном направлении, сливаясь с фундаментом Печорской плиты, уходит на юго-восток, в основание Западно-Сибирской плиты, что подтверждается простиранием геофизических аномалий. Вполне очевидно, что палеозойская геосинклиналь этого сегмента Урала резко наложена на байкальский комплекс и её заложению предшествовали достаточно интенсивная складчатость, метаморфизм и внедрение гранитоидов.

На Среднем и Южном Урале структура "доуралид" и "уралид" обладает большей конформностью, но и здесь в основании ордовика отмечено угловое несогласие и скачек метаморфизма. Все исследователи сходятся во мнении о рифтогенной природе рифейских осадочных толщ, слагающих Башкирский и Уралтаусский антиклинории, и встречающихся в западной зоне магматитов. Вопрос заключался в том, что это за рифт? Типа внутриконтинентального Восточно-Африканского, заложенного на восточной окраине ВЕП, или пассивная окраина Европейского континента. Установление в Урал-Тау в рифейских отложениях грубообломочных турбидитов, которые раньше ассоциировались с осадками области сноса, подтверждает, что на востоке располагалась область с океанической корой.

Споры идут о том сколько  было таких бассейнов и где они располагались. Закрытие этих бассейнов привело к тому, что Урал, видимо, пережил в позднем докембрии-кембрии геосинклинально-орогенный этап.

Современное понимание  палеозойской истории развития Урала  основывается на принятии факта покровно-надвигового строения внутреннего крыла Предуральского краевого прогиба и западной зоны Урала (Башкирский антиклинорий, частично Урал-Таусский), зелено каменных синклинориев. Урало-Тобольский массив рассматривается либо как микроконтинент, отделенный от ВЕП в ордовике Магнитогорским бассейном с корой океанического типа, либо как краевой выступ Восточно-Европейского континента, всплывший в виде гранито-гнйсовых куполов из-под офиолитов и островодужных серий Магнитогорского синклинория. Последний вариант подкрепляется сейсмическими данными о продолжении фундамента Русской плиты не только под западным, но и восточным склоном Урала, и существованием офиолитовых оторочек вокруг гранито-гнейсовых куполов.

Модели послекембрийского  развития Урала зависят от признания  его полной или частичной аллохтонии. Из признания частичного покровного строения исходят Л.П.Зоненшайн и др. и С.Н.Иванов. Модель, исходящая из общей аллохтонии Урала, предложена Т.Т. Казанцевой и М.А. Камалет диновым. Из этих моделей можно сделать вывод о допущении почти полной аллохтонности Урала и расположении Уральского палеобассейна к востоку от Урало-Тобольского микроконтинента. Западнее могли находится лишь глубоководные впадины с корой переходного типа (Залаирско-Сакмарская, Тагильская, Магнитогорская), в которых теперь совмещены аллохтонные маломощьные кремнисто-глинистые осадки с диабазами с собственно офиолитовыми аллохтонами. ( В.Е.Хаин, 198?).

 

Проектные задания:

(По особенностям тектонического  строения и истории геологического  развития на Урале выделяются области Западного и Восточного Урала. В них хорошо проявляется зональное расположение структур, поэтому тектоническое районирование Урала можно изучать на любой карте. Зоны и структуры везде прослеживаются отчетливо. Граница между Западным и Восточным Уралом проходит по Главному уральскому надвигу. В истории Урала различать байкальский (комплекс доуралид) и герцинский (комплекс уралид) этапы).

Западный Урал. Выделить на картах с помощью схемы (рис.71) Предуральский краевой прогиб (впадины  Бельская, Уфимско-Соликамская, Печорская, Косью-Роговская или Воркутинская, Коротаихская); синклинории (Залаирский и Лемвинский); антиклинории (Уралтау, Башкирский, Среднеуральский, Харбейский). Обратить внимание на роль климата в формировании осадочных формаций в Предуральском краевом прогибе и на роль байкальской складчатости в формировании антиклинориев

Главный Уральский надвиг.

Восточный Урал. Положение  глубинных разломов и офиолитовых  поясов. Выделить зону зеленокаменных синклинориев (Магнитогорский, Тагильский, Войкарский, Щучьинский); Урало-Тобольский массив, Аятский синклинорий. Рассмотреть строение синклинориев и характер слагающих их пород (океаническая кора?); особенности строения и формирования Тобольского массива (континентальный блок?).

При изучении этого модуля использовать конспекты лекций, прочитать стр. 162-172.

Тестовые задания: на практических занятиях по геологической и тектонической картам показать структуры и их особенности, перечисленные ниже в контрольных вопросах. По картам прочитаь историю формирования структур Урала.

 

Контрольные вопросы  для самостоятельной подготовки к тестам:

1. Тектоническое районирование  Уральской складчатой системы.

2. Геологическое строение  Западного Урала.

3. Геологическое строение  Восточного Урала.

4. Зеленокаменные синклинории, их место в развитии Урала.

5. Предуральские прогибы.

6. Признаки покровного  строения Урала.

7. Урало-Тобольский массив. Место в структуре Урала.

8. Глубинные разломы  Урала.

9. Полезные ископаемые  Урала.

 

 

Пайхойско-Новоземельская складчатая область.

Сглаженные горы Пай-Хоя  идут под прямым углом к Уралу, переходят на о.Вйгач и далее  на архипелаг Новая Земля. Расположена  складчатая область между плитами  Карской и Баренцевоморской. В  ней различают Пайхойский аллохтон, с юго-запада ограниченный Каратаихским, а с северо-востока Карским (Югорским) прогибами, складчатыми зонами Вайгач-Южно-Новоземельской, Западно-Новоземельской, Центрально (Восточно)-Новоземельской. На севере Новой Земли (за разломом по заливу Иностранцева) выделяется платформенный чехол на байкальском фундаменте, деформированный в раннекиммерийскую эпоху.

На Карскую впадину  наложена Югорская астроблема.

Пайхойско-Новоземельская складчатая область сложена комплексом пород, сходных с комплексом внешней  зоны Урала.

Пайхойский аллохтон сложен глубоководным палеозойским комплексом, надвинутымна шельфовые карбонатные отложения. Деформации и перемещения на Пай-Хое происходили в раннем триасе.

Выступы комплексов доуралид повидимому являются частями Печерского аккреционного массива. На западе Новой Земли они образуют фундамент шельфовых карбонатных толщ. Осадочный чехол начинается на Вайгаче с раннего ордовика, на западе Новой Земли со среднего кембрия. Снос осадочного материала происходил с Баренцевоморской и Карской плит.

В девоне перед эйфелем на Новой Земле произошли существенные деформации, сопровождавшиеся внедрением гранитных интрузий в перми, позднем триасе, ранней юре. Все породы Новой Земли вновь деформированы в середине триаса.

Е.Е.Милановский считает  Пай-Хой и Новую Землю авлако геосинклинальной структурой. В отличие от герцинского Урала складчатость в Пайхойской складчатой области раннекиммерийская ( середина триаса).

 

 

 

 

Модуль 3. Эпипалеозойские  плиты Скифская и Западно-Сибирская

 

Урало-Монгольский эпипалеозойский  складчатый пояс включает в себя складчатые области и эпипалеозойские плиты. Целью модуля 3 является изучение эпипалеозойских плит Скифской и Западно-Сибирской, которые относятся в отличие от кратонов к молодым, гигантским седиментвционным бассейнам, содержащим богатейшие месторождения газа и нефти.

 

Скифская эпипалеозойская  плита.

 

Примыкает с юга к  Восточно-Европейской платформе. С  юга Скифская плита ограничена складчатыми  сооружениями Кавказа и Крыма. На востоке эпипалеозойская платформа  протягивается до Тянь-Шаня и Памира, её среднеазиатская часть называется Туранской плитой. Условная географическая граница между Скифской и Туранской плитой проходит по середине Каспийского моря.

 

Фундамент плиты.

Добруджинский (Добруджа) массив – байкальской консолидации, с востока ограничен Одесским разломом.

Равнинный Крым – байкальские  поднятие Симферопольское, Тарханкутское, Новоселовское; грабены Сивашский, Донузловско- Войковский, Калиновский.

Предкавказье. Азовский выступ УКЩ, Донбасско-Промысловская  герцинская складчатая зона, грабены (тафрогены) – Манычский, Промысловский, Расшеватский, Северо-Ставропольский, Ейско-Березанский. Фундамент сложен с углефицированными сланцами и песчано-алевритовыми сланцами. На некоторых участках отмечены тела гранитов и лавы каменноугольно-пермского возраста.

 

Переходный комплекс.

Представлен толщами  перми-нижней юры. Выполняет тафрогены  в Предкавказье. Это толща красноцветов: конгломератов, песчаников, аргиллитов, известняков от перми до нижнего  триаса (мощностью 3км). В Ейско-Березанском  грабене – это триас-юрские аргиллиты, алевролиты, песчаники с кислыми и средними эффузивами (толща мощностью 4-5 км).