Курс лекций по "Геологии России"

 

Цель модуля 2 изучить  складчатые области, сформировавшиеся в байкальскую эпоху складчатости и причленившиеся к ВЕ и Сибирской платформам, а также Уральскую складчатую область, в становлении которой большую роль сыграл байкальский геотектонический этап.

 

Урало-Монгольский складчатый пояс огибает с юга, севера и с  востока Восточно-Европейскую платформу  и с запада и юга Сибирскую платформу. Состоит из складчатых поясов байкальской, салаирской, каледонской и в основном герцинской консолидации. Основные черты его строения и развития:

1.межматериковый характер  пояса. Содержит срединные массивы  байкальской и, возможно, добайкальской консолидации;

2.мощный геосинклинальный  вулканизм;

3.узкие офиолитовые  пояса;

4.седиментационные бассейны  плит с гигантскими запасами  углеводородов в чехле;

5.проявление позднекайнозойской  активизации, приведшей к образованию  на Урале и востоке пояса горного рельефа и заложение Байкальского рифта.

Общим в послепалеозойской  истории пояса является и то, что  горные сооружения герцинид были снивелированы  и на всей его территории установился  платформенный режим, который на большей части его территории в неогене был нарушен тектоно-магматической активизацией, создавшей современный горный рельеф.

 

Складчатая  область байкалид, смежных с ВЕП  и Сибирской платформой

Байкальские складчатые области образовались в результате байкальской складчатости в конце  рифея-начале кембрия. Аналогом байкальской складчатости, байкалид в Европе является кадомская (ассинтская), в Австралии и Сев. Америке – гренвильский комплекс, в Южной Америке – минасский комплекс, в Индии это мусгравиды.

Рифейские геосинклинальные системы располагались вокруг древних архей-раннепротерозойских платформ (ВЕП, Сибирскую), поэтому байкальские складчатые области окружают их и причленены к ним. С севера и северо-востока к Восточно-Европейской платформе примыкают Баренцевоморская и Тимано-Печерская плиты, с востока рифейские образования Урала. Сибирскую платформу с юга и запада окаймляет пояс байкалид. На западе это Норильское и Туруханское поднятия, байкалиды Енисейского кряжа, байкалиды Восточно-Саянской складчатой области (Восточного Саяна), Байкальская (Забайкальская) складчатая область. В эпипалеозойском Урало-Монгольском складчатом поясе ядра многих антиклинориев и срединные массивы сложены байкалидами, которые представляли собой обломки байкальских континентов, взломанных последующими складчатыми деформациями.

Баренцевоморская  плита

Располагается в акватории  Баренцева моря. Фундамент её обнажается на полуострове Рыбачий, на мысе Нордкап, на архипелагах Шпицберген и Земля  Франца-Иосифа. Байкальский складчатый комплекс слагает южную часть  плиты. Возраст фундамента северной части дна Баренцева моря остается спорным: он может быть раннедокембрийским, позднедокембрийским или даже каледонским, поскольку плитный чехол здесь начинается с нижнего карбона (Шпицберген, Земля Франца-Иосифа). Возраст метаморфического комплекса, обнаженного на Северо-Восточной Земле Шпицбергена и на о. Земля Александры архипелага Земля Франца Иосифа, не вполне выяснен. Предполагают, что он раннедокембрийский, но претерпел более позднюю переработку.

В Баренцевом море установлена  система глубоких прогибов, протягивающаяся на западе параллельно Кольскому полуострову, на востоке Новой Земле. Прогиб характеризуется огромной мощностью осадочного чехла (до 19км), неоднократным проявлением базальтового магматизма и отсутствием в верхах консолидированной коры слоя со скоростями типичными для верхней части континентальной коры. Это позволяет считать рифтогенное происхождение этих прогибов. Образование этой рифтовой системы относится к девонскому периоду, после завершения каледонской складчатости.

Рифтовая система продолжается на запад и юго-запад, включает девонские  грабены Шпицбергена, восточной  Гренландии, Скандинавии и Шотландии. Предполагается её обновление в перми. По данным сейсмостратиграфии в Баренцево-Карском  регионе в девоне-ранней перми существовал глубоководный бассейн с некомпенсированным осадко накоплением. Эта обстановка близка к существовавшей тогда же в Прикаспийской впадине. Как и там, этому периоду предшествовало накопление эвапоритов, с которыми связана солянокупольная тектоника Нордкапского прогиба.

Таким образом, Баренцевоморская плита представляет собой, подобно  Прикаспийской, эпирифтовую мегасинеклизу. Это громадный седиментационный бассейн с гигантскими запасами углеводородов. Открытое в Баренцевом море Штокманское месторождение газа является крупнейшим в мире.

История проблемы арктического шельфа России.

 

Тимано-Печорская  эпибайкальская плита

Строение чехла Тимано-Печорской  плиты довольно полно охарактеризовано нефтепоисковым бурением и сейсмикой, но возраст и внутренняя структура фундамента остаются спорными. В.Е.Хаин считает фундамент плиты байкальским с выделением внешней (миогеосинклинальной) и внутренней (звгеосинклинальной) зон. О байкальском возрасте фундамента могут свидетельствовать выходы байкальского складчатого комплекса в соседних восточных областях (Пай-Хое, о.Вайгач и о Южный Новой Земли).

В Тимано-Печорской складчатой области выделяются Тиманское поднятие и Печорская плита.

Тиманское поднятие протягивается  от Полюдова Камня на юго-востоке  через полуостров Канин Нос к полуострову Рыбачий и Варангеру. Фундамент имеет байкальский возраст (возможно салаирский?). Его отличает простая линейная структура. 10-15км толща рифея сложена кварцитами, кварц-серицитовыми сланцами, мраморизованными известняками, доломитами. Верхи толщи возможно относятся к венду. Складчатость произошла в венде. В синклинальных структурах есть отложения кембрия, дислоцированные вместе с вендом. До девона Тиман представлял собой поднятие. В среднем девоне началось погружение. Здесь накапливаются континентальные косослоистые песчаники, алевролиты, глины с растительными остатками. С кварцевыми песчаниками связаны титановые россыпи. Верхний девон сложен пестроцветными песчано-глинистыми породами с базальтовыми вулканитами. По рифею и вулканитам развита кора выветривания (бокситы Тихвинского месторождения). Верхний девон, карбон, пермь сложены терригенно-карбонатной толщей. В верхах верхнего девона отмечен доманиковый горизонт (доманиковая фация-битуминозные известняки по р.Доманик).

В триасе происходят тектонические подвижки и надвигание Тимана на Восточно-Европейскую платформу. Поднятия выводят Тиман из режима осадконакопления. Современная структура Тиммана – плакантиклинорий, осложненный линейными и брахискладками, горст-антиклиналями.

Складчатое сооружение Тимана рассматривается либо как рифейский авлакоген, в дальнейшем развивавшийся как авлако-геосинклиналь (Богданов, Шатский, Е.Е.Милановский), либо как миогеосинклиналь Печоро-Баренцевоморской геосинклинали (В.Е.Хаин).

Фундамент Печерской  плиты вскрыт скважинами. Вскрыты граниты и кварц-серицитовые сланцы венд-кембрийского возраста (складчатость позже, чем на Тиммане!). Структура фундамента сложная. Здесь перемежаются блоки добайкальского фундамента и зоны байкалид (салаирид?). В фундаменте выделяется ряд авлакогенов северо-западного простирания. С юры произошла инверсия – авлакогены в современной структуре превратились в валы.

Осадочный чехол имеет  мощность 2-8км, во впадинах до 10км. Различают  с юго-запада на северо-восток:

Ижма-Печорская зона шириной 200км. Тектонические ступени к СВ, амплитудой 2-4км.

Печоро-Кожвинский авлакоген  – грабен по фундаменту глубиной 5-9 км (нижний палеозой-девон мощность max), по верхним горизонтам чехла (верхний палеозой-мезозой min мощность) это вал амплитудой 1-2км.

Денисовская зона – фундамент  на глубин5-8км.

Колвинский авлакоген  – на авлакогене мощность чехла 5-8км, на валу-0,5-1км.

Хорейверская зона –  глубина залегания фундамента 4-5км.

Вандеей-Адгьвинская  зона – валы и узкие прогибы.

ГрядаЧернышова –  отделяет Воркутинскую впадину от Печорской.

Гряда Чернова – отделяет Каратаихский прогиб от Воркутинского.

В чехле Печорской  плиты отсутствуют кембрийские  отложения, только в части примыкающей  к внутренним зонам Предуральского краевого прогиба кембрий вместе с вендом смят в складки (салаирская складчастость?). Отмечены только кембрийские интрузии ультраосновных и щелочных пород и кимберлитовые трубки. Ордовик представлен толщей терригенных отложений, силур морскими глинисто-карбонатными отложениями. С завершением каледонского геотектонического этапа плита испытала поднятие.

Осадконакопление возобновилось  в конце позднего девона, когда  сформировалась глинисто-карбонатная  толща. В середине девона формируется  Печорская впадина (синеклиза), заполняющаяся  терригенными осадками. Тиман в это время слабо погружался. Перед верхним девоном проявился трапповый магматизм. В разрезе верхнего девона отмечен доманиковый горизонт (известняи с битуминозными сланцами), с которым связаны месторождения нефти Печоры. Нефть тяжелая, еще в ХVIII веке добывалась ведрами из скважин-дудок (узких шурфов).

Толща карбона представлена глинисто-карбонатными породами общей  мощностью до 1км. Пермские отложения  в отличие от южных регионов представлены сероцветными угленосными толщами:

ассельский ярус – известняки,

сакмарский и артинский  ярусы – терригенно-карбонатные  породы,

кунгурский и уфимский ярусы – воркутинская серия паралических угленосных отложений (мощностью 0,5-2,5км),

татарский и казанский  ярусы – печорская лимническая  угленосная серия (мощность до 6км, угольные пласты мощностью до 20-30км).

Мезозой образует маломощный пласт. В триасе это пестроцветная  песчано-глинистая толща с бурыми углями. К юре относятся континентальные  кварцевые пески, мергели и глауконитовые  пески. Завершается платформенный чехол маломощными мел-палеогеновыми морскими отложениями.

 

Байкалиды, примыкающие  к древней Сибирской платформе.

С запада к кратону  примыкает узкая полоса байкалид Турухано-Норильской зоны дислокаций. Туруханское и Норильское поднятия представляют собой антиклинальные структуры. Они сложены двумя осадочными комплексами средне- и позднерифейским и венд-палеозой-триасовым. Первый деформирован байкальской складчатостью и сложен кварцитовидными песчаниками, песчано-глинистыми сланцами, мергелями, доломитами, рифовыми известняками общей мощностью 3-4км. С несогласием на рифейском комплексе залегает осадочный чехол конгломератов, гравелитов, песчаников, доломитов и известняков мощностью 500-700м.

Енисейская  свекофенско-байкальская складчатая область образует Енисейский кряж. Выделяются Приенисейский и Центральный антиклинории, в ядрах которых обнажены нижнепротерозойские гнейсовые купола и валы, прорванные гранитами. Выше залегает менее метаморфизованная сланцево-карбонатная толща верхов нижнего протерозоя-рифея. Большепитский и Ангаро-Питский синклинории выполнены породами верхнего рифея и венда (юдомия). Это флишоидные и молассовые отложения и фиксируют орогенный этап байкальского геотектонического цикла. На западе в приразломных зонах отмечены гипербазитовые тела и вулканиты (эвгеосинклинальная зона?).

Антиклинорные структуры  узкие, вытянутые, синклинорные – широкие, т.е. складчатость гребневидного типа. В целом Енисейская складчатая область  представляет собой зону байкальского краевого прогиба.

 

Восточно-Саянская свекофено-байкальская складчатая область.

Горный массив Восточные  Саяны протягивается от Енисейского  кряжа до южной оконечности Байкала. В нем выделяются структуры: Шарыжалгойский массив (на юго-востоке В. Саян), Бирюсинский  массив (занимает центральную часть В. Саян), Ангаро-Канское поднятие (на крайнем северо-западе В. Саян), Присаянский прогиб (примыкает с с-в к Бирюсинскому массиву), мезозойские впадины Каннская и Рыбинская (на с-з) и Иркутский прогиб (примыкает с с-в к Шарыжалгойскому массиву).

Шарыжалгойский массив состоит состоит из ряда блоков глубоко метаморфизованных и гранитизированных пород нижнего архея. Развиты гнейсовые куполовидные и брахимофные структуры.

Бирюсинский массив представляет собой горст, сложенный блоками  глубокометаморфизованных пород архея и нижнего протерозоя. В массиве куполовидные и брахиморфные структуры сочетаются с линейными. Поднятие массивов сопровождалось дифференцированными движениями слагающих их блоков, что привело к сочетанию на поверхности рельефа разновозрастных пород. Разделены блоки Урикско-Ийским грабеном, выполненным вулканогенно-осадочными породами нижнего протерозоя. Ангаро-Канское поднятие представлено архейскими породами.

Присаянский прогиб –  единственная структура, сложенная  комплексом пород рифея и венда (юдомия) и деформированная байкальской складчатостью в линейные складки. Это толща терригенно-карбонатных пестроцветных пород молассового типа мощностью до 4 км. Она несогласно залегает на нижнепротерозойском фундаменте.

Мезозойские впадины  хорошо выделяются на геологической карте голубым ("юрским") цветом. Иркутский прогиб является наложенным, выполненным юрской угленосной лимнической толщей (Черемховский или Иркутский угленосный бассейн). Каннская и Рыбинская впадины унаследованные с девонского времени. Глинистые отложения девона с отпечатками рыб формировались в пресноводном бассейне-впадине. На них залегает юрская угленосная лимническая толща (Канско-Ачинский угленосный бассейн).