Курс лекций по "Геологии России"

Байкальская складчатость в В.Саянах переработала архейский  и раннепротерозойский фундамент и деформировала толщу рифея в Присаянском прогибе.

С юго-запада байкалиды  Восточных Саян обрезаются продольным Главным Восточно-Саянским глубинным  разломом.

 

Байкальская (Забайкальская) складчатая область.

Байкалиды Забайкалья зажаты между Непско-Саянским сводом Сибирского кратона на западе и Алдано-Саянским щитом на востоке, в результате чего их структуры дугообразно облекают Баргузинский массив. Байкалиды от Алданского щита отделены Ничатским меридиональным глубинным разломом. В структуре Байкалид различают Баргузино-Витимский массив, севернее массива располагаются Муйское поднятие, Мамский и Бодайбинский синклинории, Патомский прогиб, Чуйский антиклинорий, Тонодское и Нечерское поднятия. С юга массив ограничен палеозойскими Уда-Витимской и Орхонско-Малханской складчатыми зонами.

Баргузино-Витимский  массив представляет собой гигантский батолитовый массив гранодиоритов, адамелитов, биотитовых и лейкократовых  гранитов возрастом 543-350 млн. лет (по Зюсу "древнее темя Азии"). Интрузия прорывает тонкий чехол отложений нижнего палеозоя (кембрий охарактеризован фауной, вверху разреза фауна ордовика). Породы архея-нижнего протерозоя встречаются только в виде ксенолитов, на о. Ольхон обнажена ольхонская серия амфиболитов, кремнистых сланцев, габброидов, гипербазитов.

С севера Баргузинский массив огибает Муйское поднятие, сложенное  витимской серией кристаллических  сланцев архея. От массива поднятие отделено Муйской шовной зоной, выполненной  метаморфическими вулканогенными образованиями. Это полоса узких пластин-блоков, испытавших дифференцированные движения, разделенных глубинными разломами. Часть этих разломов остается действующими в настоящее время. В  шовной зоне отмечаюся многочисленные небольшие протрузии гипербазитов и значительно более крупные тела щелочных пород. В бассейне реки Чары к одному из щелочных массивов приурочено месторождение чароита (к сожалению, уже выработанное).

С севера к Муйскому поднятию примыкает широкая полоса рифейских  отложений, в которой различают  крупные Мамский и Бодайбинский синклинории и севернее Патомский прогиб. Эти структуры выполнены соответственно мамской и патомской рифейскими сериями слабометаморфизованных терригенных и карбонатных пород. На рифее с несогласием залегает венд (юдомий). Эти серии имеют тектонический контакт, но, судя по характеру разреза и структурного плана, они представляют собой единую толщу. Западнее, в Прибайкальском прогибе обнаружены известняки с фауной кембрия.

В толще рифея выступают, образуя гигантскую дугу, крупный  Чуйский антиклинорий, небольшое Тонодское поднятие и более крупное Нечерское. Они сложены нижнепротерозойскими породами чуйской серии (по другим данным это нижний метаморфический комплекс архея). Мощность серии более 5км. Серия представлена амфиболитами, биотитовыми гнейсами, мусковитовыми и двуслюдяными сланцами с гранатом, мигматитами и гранито-гнейсами, прорванными гранитами с которыми связаны мусковитоносные пегматиты (Мамско-Чуйское месторождение мусковита). На запад и на восток мусковитовые пегматиты сменяются редкоземельными.

Западнее Чуйского антиклинория и вдоль западного берега Байкала  прослеживается узкий Акитканский  вулканический пояс, сложенный вулканитами  нижнего протерозоя.

В Забайкалье Баргузинский массив ограничен складчатой Уда-Витимской  зоной, в которой деформированы породы среднего кембрия. Южнее в Орхонско-Малханской зоне на деформированном кембрии лежит чехол пород средней-верхней юры.

В неогене регион претерпел  тектономагматическую активизацию, приобрел горный рельеф, в нём заложился  Байкалький рифт (озеро Байкал) и  несколько более мелких тафрогенов-грабенов (Баргузинский, Верхнее-Ангарский, Чарский  и др), выполненных неоген-четвертичными аллювиальными отложениями. Вся эта зона является поясом сейсмичности, протягивающегося до Памира. К северу от Байкала имеется небольшое асейсмичное окно, где землетрясений практически не бывает. Это окно представляет собой "точку-полюс", которая остается неподвижной, когда перемещаются две плиты Евроазиатская и Амурская. К юго-западу от этой точки они раздвигаются (заложился Байкальский рифт и другие грабены), к северо-востоку они сталкиваются, "окно" – нейтрально.

Байкальский рифт раскрылся 25-30 млн. лет назад. Этот процесс происходит со скоростью 1мм в год.

Байкал крупнейшее пресное  озеро в мире. В нем хранится 20% всей пресной воды планеты. В него несут свои воды 356 рек и речек, а вытекает одна Ангара. Вопреки  распространенному среди ученых мнению, Байкал пополняется чистейшей водой не за их счет. Обсуждая экологические проблемы Байкала, упускают из вида историю его образования. Это рифт и зияющую его часть глубиной более 1600м заполняет вода озера Байкал, но на этом рифт не заканчивается. Рифт ограничен глубинными разломами, проникающими до верхней мантии. Вскрытие мантии приводит к тому, что из неё выделяюся флюидные растворы, в данном случае чистейшие ювенильные воды, которые пополняют Байкал. Глубоководные аппараты Мир, обнаружив на дне озера поступления нефти из глубин земли, показали, что разломы действующие, т.е. долгоживущие (Еще одна интересная проблема – нефть из гранодиоритов и кристаллических сланцев!). Сейсмичность пояса также подтверждает его тектоническую активность, т.е. процесс продолжается и будет продолжаться, судя по направлению движения плит, еще не менее 30млн. лет. Кстати, реки несут незначительно минера лизованную воду, собранную с поверхности земли, а Байкал содержит еще менее минерализованную, практически дистиллированную воду.

Севернее Байкала походит  Байкало-Амурская магистраль. Она пересекает Муйский хребет по Муйскому туннелю. Туннель строили более 20 лет, из-за инженерно-геологических ошибок (не были учтены глубинные шовные зоны, которые приняли за коровые разломы).

 

Проектное задание:

В результате байкальской  складчатости (конец рифея-начало кембрия) были сформированы Печеро-Баренцевоморская плита, Тиманская авлакогеосинклинальная зона, Саяно-Енисейская складчатая область, Байкальская (Байкало-Витимская) складчатая область. Обратить внимание на возраст фундамента этих областей. В отличие от ВЕП и СП к чехлу здесь относятся отложения, начиная с кембрия.

Печерскую плиту и  Тиман удобнее рассматривать  на геологической карте, Саяно-Енисейскую и Байкальскую области – на тектонических картах. По конспектам лекций и схемам (рис.51, рис.56) на картах выделить основные структуры регионов. Прочитать стр.106-121.

 

Тестовые задания: показать на геологической и тектонической картах основные структурные элементы, сформировавшиеся в раннепротерозойское, рифейское и более позднее время; прочитать по картам историю развития отдельных регионов (смотри ниже контрольные вопросы).

 

Контрольные вопросы для самостоятельной  подготовки к тестам:

1.Байкалиды. Общая  характеристика (время формирования, особенности строения).

2.Баренцевоморская плита.

3.Печерская плита –  фундамент, чехол.

4.Тиман. Полезные ископаемые.

5.Байкалиды Забайкалья.

6. Тектоника Восточных  Саян.

7.Особенности структуры  байкалид Енисейского кряжа.

 

 

Эпигерцинская складчатая область Урала

 

Геоморфологическое районирование  Урала. На Урале по характеру рельефа  с юга на север выделяются: Мугоджары, Южный Урал, Средний Урал (самые  низкие горы) до Челябинска, Северный Урал (сложно расчлененный горный рельеф) до г.Полюдов Камень, Полярный Урал (выположенные хребты) до г.Народная.

С запада на восток выделяются области: Приуралье, Уральские горы (система отдельных узких, невысоких  параллельных хребтов, слагающих Водораздельный гребень – Урал-тау), Зауралье (область  выходов докембрийских и палеозойских пород), на Северном Урале область Зауралья отсутствует. Максимальная ширина складчатой области на Южном Урале.

 

В тектоническом отношении  складчатая область Урала представляет собой ряд параллельных крупных  антиклинориев и синклинориев. Тектоническое районирование соответствует геоморфологическому. С запада на восток выделяются Внешняя (западная) зона и отделенная от  неё Главным Уральским разломом Внутренняя (восточная) зона. Во Внешней зоне различают в Предуралье систему Предуральских краевых и периклинальных прогибов и в складчатом западном Урале Уралтаусский мегантиклинорий (на полярном Урале – Харбейский). Во Внутренней зоне (восточнее Главного Уральского разлома) выделяется полоса зеленокаменных синклинориев (Магнитогорский и Тагильский, Войкаро-Щучьинский), восточнее располагается Урало-Тобольский массив (антиклинорий) и Аятский синклинорий.

Западный склон Урала  занимает внешняя типичная миогеосинклинальная  зона, на восточном склоне – внутренняя зона, эвгеосинклинальная. Эта особенность  обусловлена тем, что внешняя зона формировалась на восточной окраине Восточно-Европейской платформы, а внутренняя, где широко развиты океанические и островодужные палеозойские комплексы, в герцинском (варисском) океане.

Н.П.Херасков в отложениях Урала выделяет два осадочно-вулканогенных комплекса пород, отвечающих структурным зтажам: доуралиды (доордовикские отложения в ядрах антиклинориев) и уралиды (верхний структурный этаж ордовика-триаса).

Внешняя Зона Урала.

Система предуральских  краевых прогибов выполнена пермской молассой и состоит из впадин (с юга на север) Бельской, Уфимско –Соликамской, Северо-Уральской (Печерской), Воркутинской (Косью-Роговской), Каратаихской. Эти впадины разделены горстами-выступами рифейского фундамента. Бельская впадина отделена от Уфимско-Соликамской поднятием Кара-Тау, которая с севера ограничена поднятием Полюдова Камня. Воркутинская впадина с севера ограничена поднятием Чернышева, а Каратаихская – поднятием Чернова.

Прогибы имеют асимметричное  строение. На западе, где краевой  прогиб наложен на Восточно-Европейскую платформу, молассы слабо дислоцированы, на востоке к Урал-Таусскому мегантиклинорию они собраны в складки. Бельскую и Уфимско-Соликамскую впадины выполняют мощные толщи пермских красноцветных моласс, относящиеся к эвапоритовой формации. В первой из них широко распространены куполовидные и диапировые структуры. В Северо-Уральской, Воркутинской и Каратаихской впадинах характер пермских моласс резко меняется. К северу от Полюдова Камня молассы представлены сероцветной угленосной формацией.

Между краевыми прогибами  и Главным надвигом расположена  складчатая область. В ней обнажаются складчатые сооружения байкалид (доуралид): антиклинории Башкирский, Урал-Тау, Центрально-Уральский, Харбейский. Синклинории Лемвинский, Мало-Печерский, Зилаирский выполнены комплексами отложений уралид. Среди них выделяют шельфовые (в Елецкой зоне на севере и в Бельской на юге) и глубоководные (в Лемвинском, Зилаирском синклинориях) комплексы. Эти комплексы сильно деформированы, часто образуют покровы, в свою очередь на них надвинуты аллохтоны. Аллохтоны образуют прерывистую цепочку покровов (Сакмарский, Бардымский, Мало-Печерский, Лемвинский) вдоль всей внешней зоны Урала, надвинутых на континентальную окраину. Аллохтонные пластины представлены породами офиолитового комплекса. Для них характерна большая пестрота фаций одновозрастных толщ. Лемвинский синклинорий представляет собой синформу, сложенную океаническим комплексом. Сакмарская зона представляет собой автохтон, сложенный кварцевыми, аркозовыми и глауконитовыми песчаниками, аргиллитами и базальтовыми вулканитами; аллохтон представлен гипербазитами и хаотической гигантской брекчией.

Во Внешней зоне в  конце позднего силура проявились каледонские  деформации, сформировавшие надвиги  и покровы, на Южном Урале внедрились гранитоиды, габброиды. Однако геосинклинальный режим сохранился.

На герцинском этапе  во Внешней зоне со среднего девона до раннего карбона продолжалось прогибание, сопровождавшееся в среднем  девоне накоплением конгломератов  и грубозернистых песчаников, в позднем девоне-раннем карбоне – флишоидной толщи. В визе сформировалась угленосная толща Кизеловского бассейна.

Структурный план доуралид севернее Полюдова Камня в ядрах  антиклинориев имеет северо-северозападное простирание, а южнее Полюдова Камня – меридиональное. Сложены они толщей глубоко метаморфизованных пород (гнейсами, кристаллическими сланцами, амфиболитами, кварцитами), выходящих в ядрах Башкирского, Урало-Тобольского, Харбейского антиклинориев. Рифей представлен циклической толщей карбонатных и обломочных пород. На них лежат вендские молассовые отложения (конгломераты, песчаники, алевролиты, аргиллиты). Фациальный анализ показал, что осадки накапливались в мелководном окраинно-континентальном бассейне, снос происходил с ВЕП. В разрезе дважды отмечаются трахибазальтовая (R₁) и базальт-трахилипаритовая формации. С последней связаны граниты-рапакиви. Внедрение магматических пород отвечает эпизодам растяжения фундамента Пи формирования пассивных окраин. Эти отложения могут быть отнесены к формации рифтогенных структур.

Во Внутренней зоне Урала  ядра Урало-Тобольского массива, Мугоджарского  антиклинория, Зауральских поднятий сложены гнейсово-мигматитовыми  комплексами, образующими гранитогнейсовые купола. Породы метаморфизм в высокотемпературной амфиболитовой фации.

В рифее на Урале, как  и на ВЕП, существовали рифтогенные  структуры, поэтому байкальская  складчатость проявилась неравномерно. Во внешней зоне байкальской и  салаирской фазами орогенеза были созданы  основные структуры – поднятия и геосинклинальные прогибы (миогесинклинальные толщи рифея и венда с древними метаморфическими образованиями в фундаменте, аналогичные фундаменту ВЕП). На востоке орогенез почти не проявился. Созданное горно-складчатое сооружение обусловило локальное распределение кембрия.

Внутренняя зона состоит  из серии параллельно вытянутых  структурных зон. От Внешней зоны отделена Главным Уральским разломом, представляющим собой надвиг, маркированный  серпентинитовым меланжем.

В этой зоне выделяются зеленокаменный пояс Урала, Урало-Тобольский массив (в него входят Восточно-Уральский и Мугоджарский антиклинории), Аятский (Восточно-Уральский) синклинорий, Зауральское поднятие, Октябрьско-Денисовская зона уралид, Валерьяновский вулкано-плутонический пояс (глубинный Валерьяновский разлом отделяет герциниды Урала от каледонид Казахстана).