Лекции по курсу "Геология России"

Восточная часть Русской плиты  характеризуется более глубоким залеганием фундамента и наличием мощного  осадочного чехла. Здесь выделяются две синеклизы – Московская, простирающаяся на северо-восток почти до Тимана, и ограниченная разломами Прикаспийская (на юго-востоке). Их разделяет сложно построенная Волго-Камская антеклиза. Её фундамент расчленён на выступы (Токмовский, Татарский и др.), разделённые грабенами-авлакогенами (Казанско-Сергиевский, Верхнекамский). С востока Волго-Камская антеклиза обрамлена окраинной глубокой Камско-Уфимской депрессией. Между Волго-Камской и Воронежской антеклизами располагается большой и глубокий Пачелмский авлакоген, сливающийся на севере с Московской синеклизой. В пределах последней на глубине обнаружена целая система грабенообразных впадин, имеющих северо-восточное и северо-западное простирание. Крупнейшие из них – Среднерусский и Московский авлакогены. Здесь фундамент Русской плиты погружён на глубину 3-4 км, а в Прикаспийской впадине фундамент имеет наиболее глубокое залегание (16-18 км).

В строении фундамента платформы участвуют  смятые в складки сильно метаморфизованные  осадочные и магматические породы, на больших пространствах превращённые в гнейсы и кристаллические сланцы. Выделяются площади, в пределах которых эти породы имеют очень древний архейский возраст, старше 2500 млн. лет (массивы Беломорский, Украинско-Воронежский, юго-западной  Швеции и др.). Между ними расположены карельские складчатые системы, сложенные породами нижне- и среднепротерозойского возраста (2600-1600 млн. лет). В Финляндии и Швеции им отвечают свекофеннские складчатые системы, а в западной Швеции и южной Норвегии несколько более молодая - дальсландская. В целом фундамент платформы, за исключением западной окраины (дальсландская и готская складчатые системы), образовался к началу позднего протерозоя (ранее 1600 млн. лет).

Формирование фундамента происходило  в течение всего архея, раннего  и среднего протерозоя (3500-1600 млн. лет). 1650 млн. лет или рифей – начало формирования авлакогенов.

Нижний рифей сложен песчано-алевролито-глинистыми образованиями (Камско-Бельский, Абдулинский авлакогены). Мощность его 3-5 км. Средний рифей, как и верхний, также представлен песчано-алевролито-глинистыми образования. Мощность среднего рифея от 0,5-1,5 км до 2-3 км (Солигалечский-Яренский), верхнего рифея – 0,5-3 км.

Нижний венд сложен песчано-алевролито-глинистыми образованиями и тиллитами (Пачелмский, Оршанский, Волынский).

Среднерусский авлакоген является самой крупной и сложной системой растяжения, сформированной в позднем рифее к концу доплитного этапа развития Восточно-Европейской платформы.

Днепрово-Донецкий авлакоген. Сложен девонско-юрскими отложениями.

Девонская система. Средний девон сложен маломощными песчаниками и аргиллитами прибрежного генезиса, верхний девон – вулканогенно-осадочной серией. Терригенные отложения прорваны в конце девона штоками и дайками щелочных пород. Мощность среднего и верхнего девона 500-700 м. По данным бурения верхний девон имеет мощность от 1-2 км на поперечных поднятиях и до 4-5 км в частных впадинах. В Припятской впадине девонские отложения представлены терригенно-сульфатно-карбонатными и соленосными осадками с прослоями горючих сланцев. Общая мощность верхнего девона в Припятской впадине составляет 2-4,5 км.

Каменноугольная система. Мощность карбона не превышает 0,5-1 км, в восточной части Днепрово-Донецкой областипри этом достигая 10-18 км. В Донбассе образуется три неравные по стратиграфическому объему и мощности части. Турнейский и нижневизейский ярусы сложены мелководной толщей (около 0,5 км), верхнвизейский до середины верхнего карбона – паралическая угленосная серия с частым переслаиванием сероцветных терригенных отложений. Верхняя часть верхнего карбона и гжельскоий ярус – безугольная пестроцветная терригенная толща (до 1 км).

Пермская система. Донецкий бассейн представлен чередованием терригенных, карбонатных и сульфатных пород, соленосной толщей. Общая мощность нижней перми на западной окраине Донбасса достигает 2-2,5 км, а в Днепрово-Донецкой и Припятской впадинах сокращается до первых сотен метров.

Триасовая система. Красноцветные песчано-конгломератовые толщи татарского яруса нижнего триаса несогласно залегают на пермских отложениях.

Юрская система. Батский ярус Донбасса сложен толщей туфов и туфобрекчий мощностю 0,3-0,5 км.

В позднем девоне происходит погружение Днепрово-Донецкого авлакогена, образование Донбасса на востоке на дорифейском метаморфическом фундаменте Украинского щита. На рубеже девона и карбона прекращается грабенообразование и в течение карбона происходит общее погружение, амплитуда которого постепенно возрастала к востоку от 0,5-1 км в Припятском сегменте до 3-5 км в Днепровском и до 10-18 км в Донецком сегменте. В каменноугольный период Донецкий бассейн представлял собой глубоко вдававшийся с востока между поднятиями Украинского щита и Воронежской антеклизы залив, периодически осушавшийся и вновь затоплявшийся морскими водами. Основной этап рифтогенеза был между поздним франом (370 млн. лет) и концом девона (360 млн. лет).

9. ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ  ПЛАТФОРМА (ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ В  ПЛИТНУЮ СТАДИЮ, ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ  ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА, ФОРМАЦИОННЫЕ  КОМПЛЕКСЫ)

Строение осадочного чехла. В истории геологического развития платформы и в формировании осадочного чехла выделяется несколько этапов, которые характеризуются сменой структурного плана и набора формаций в комплексах отложений. Выделяются три комплекса: вендско-нижнедевонский, среднедевонско-верхнетриасовый, нижнеюрско-кайнозойский. Время формирования этих комплексов отвечает этапам каледонской, герцинской и альпийской складчатости.

В составе осадочного чехла участвуют  отложения от верхнего протерозоя (рифея) до антропогена. Самые древние породы чехла (нижний и средний рифей), представленные уплотнёнными глинами и песчанистыми кварцитами, присутствуют в Бугско-Подольской и Камско-Уфимской депрессиях, а также в Финляндии (иотний), Швеции и Норвегии (спарагмит) и других районах. В большинстве глубоких впадин и авлакогенов осадочные толщи начинаются средне- или верхнерифейскими отложениями (глины, песчаники, диабазовые лавы, туфы), в Днепровско-Донецком авлакогене – среднедевонскими породами (глины, песчаники, лавы, каменная соль), в Прикаспийской синеклизе возраст нижних частей осадочного чехла неизвестен. Осадочные толщи чехла нарушены местами пологими изгибами, куполообразными (своды) и удлинёнными (валы) поднятиями, а также сбросами.

В первую половину раннего венда структурный план соответствовал позднерифейскому времени, отложения накапливались в пределах авлакогенов. Затем условия осадконакопления и структурные поля стали изменяться. Узкие прогибы расширились, на северо-западе платформы возникает субширотный Балтийский прогиб – Балтийская палеосинеклиза. Он занимал территорию Московской синеклизы, Мовийской седловины, Балтийскую и Львовскую впадины, Припятский прогиб. Обширный прогиб образовался западнее Украинского щита – Днестровский прогиб. Погружение испытывали и восточные районы платформы, а также центральная часть Прикаспийской впадины. Приподнятыми оставались Балтийский щит и Украинско-Воронежский массив. В позднем венде начинают формироваться огромные прогибы – синеклизы.

Мелководное море существовало только на западе платформы преимущественно  во время раннего кембрия и занимало территорию Балтийского палеопрогиба и распространялось в сторону Литвы, Калининграда и Балтийского моря. Похожая ситуация наблюдалась и в течение ордовика и силура.

В среднедевонскую эпоху начинает формироваться новый структурный план, сохранившийся в общих чертах почти до конца палеозоя и характеризовавший герцинский этап развития платформы, в течение которого преобладали погружения, особенно в восточной ее половине, а тектонические движения отличались значительной дифференцированностью. Балтийский щит испытывал восходящие движения, а на юге платформы в среднем девоне образовался или регенерировался Днепровско-Донецкий авлакоген, расчленивший юго-западную часть Украинско-Воронежского массива на южную половину (Украинский щит) и северную (Воронежскую антеклизу). Максимальные погружения испытывали Прикаспийская синеклиза, Днепровско-Донецкий, Припятский и Днестровский прогибы. Северо-восточная часть Сарматского щита, в очертаниях современной Волго-Камской антеклизы вместе с Московской синеклизой, также была охвачена опусканием.

В каменноугольный период сохранился примерно тот же структурный план, который сложился к концу девонского времени. Области максимальных прогибаний находились в пределах Восточно-Русской впадины, тяготея к Уральской геосинклинали. На западе платформы формировалась Польско-Литовская, а на востоке — Восточно-Русская впадина, которая в отличие от девонского времени приобрела четко выраженную меридиональную ориентировку.

В пермский период структурный план платформы в целом наследует таковой каменноугольного периода. Во второй половине пермского периода на платформе происходят поднятия, индуцированные орогеническими движениями в замыкающейся Уральской геосинклинали. Область накопления осадков приобретает еще более четкую меридиональную ориентировку, явно тяготея к Уралу. По восточной границе платформы с растущими горными сооружениями Урала в пермское время закладывается Предуральский краевой прогиб, в процессе своего развития как бы «накатывавшийся» на платформу. Начало поздней перми ознаменовалось регрессией моря. Поднятия в конце перми вновь сменились опусканиями.

В начале триаса Восточно-Русская впадина распалась на несколько изолированных впадин. Начала оформляться Волго-Камская антеклиза. Для юрских и меловых отложений характерна сероцветность, указывающая на гумидность климата. В палеогене климат был очень теплый и влажный (субтропический), в конце палеогена и начале неогена было похолодание. На протяжении неогена климат на Русской равнине постепенно становился более прохладным. В миоцене широко распространились широколиственные леса. Поздний плиоцен характеризуется таежными ландшафтами.

В четвертичное время на Восточно-Европейской равнине было пять ледниковых эпох. Основной областью формирования центра оледенения являлась территория Балтийского щита. На месте доледниковой денудационной равнины у южного края тающего ледникового щита образовалось Балтийского море (13-10 тыс. лет назад).

В неоген-четвертичное время происходили общие слабые поднятия. В чехле Русской плиты над некоторыми авлакогенами возникли плакантиклинали и цепочки брахиморфных поднятий, а также флексуры и разломы (Сухонский, Вятский, Окско-Цнинский валы, Доно-Медведицкий вал, надвиги на северном борту Донецкой складчатой зоны и Жигулевский вал).

10. ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА (ВЕНДСКО-НИЖНЕДЕВОНСКИЙ КОМПЛЕКС)

Вендские отложения представлены конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Встречаются мергели известняки и доломиты. Распространены отложения в Приднестровье, на востоке Балтийской синеклизы, в Приуралье. Мощность вендских отложений первые сотни метров, в восточных районах платформы достигает 500 и более метров.

Отложения кембрийской  системы тесно связаны с вендом и представлены нижним отделом. В пределах Балтийского палеопрогиба развиты отложения нижнего кембрия, которые распространены далеко на запад и отделяют две структуры друг от друга – Балтийский щит и Белорусское поднятие. Возможно присутствие среднего и верхнего кембрия в осевой части Балтийского палеопрогиба. Мощность кембрия в Балтийском палеопрогибе по данным бурения 100-250 метров. Обнажения кембрия имеются в отложениях Финского залива. Бурением скважин кембрийские отложения прослеживаются до Котласа и до Баренцева моря. Затем граница их распространения поворачивает к югу и западу, проходя севернее Мянека. Другая область – район Приднестровского прогиба. Нижнекембрийские отложения повсеместно представлены морскими фациями мелкого эпиконтинентального моря – это песчаники и алевролиты, синие глины.

Ордовикская система. Трансгрессивно залегает на западе Балтийской синеклизы, на юго-западной и юго-восточной окраинах Русской плиты. Балтийская синеклиза сложена раннеордовикскими песчаниками и глинами с прослоями фосфоритов, средне- и позднеордовикскими мелководными известняками и доломитами. Мощность ордовика на западе синеклизы 200, на востоке – 500 м. В Приднестровье в ордовике образовались маломощные терригенно-карбонатные отложения.

Силурийская система. Развита там же, где и ордовик. Представлена мелководно-морскими карбонатными отложениями – известняками, доломитами, мергелями мощностью 200-300 м в Эстонии и до 1000 м в Литве и Калининградской области. В Приднестровье также представлен карбонатный разрез силура мощностью 500 м (пржидольский ярус). У юго-западной границы платформы мощность силура сильно возрастает, и карбонатные отложения сменяются граптолитовыми сланцами. С верхним силуром тесно связаны отложения нижней части нижнего девона, распространенные на западе и юго-западе Русской плиты и представленные регрессивной красноцветной алеврито-глинисто-карбонатной лагунно-озерной толщей.

На протяжении всего каледонского цикла проявлялся магматизм и внедрялись щелочно-ультраосновные и карбонатитовые интрузии (Швеция и Южная Норвегия, Кольский п-ов).

11. ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА (СРЕДНЕДЕВОНСКО-ВЕРХНЕТРИАСОВЫЙ КОМПЛЕКС)

Девонские отложения распространены на Русской плите очень широко, обнажаясь на поверхности в Прибалтике и Белоруссии (Главное девонской поле), на северных склонах Воронежской антеклизы (Центральное девонское поле), вдоль юго-восточной окраины Балтийского щита, в Приднестровье и вдоль южных окраин Донбасса. В остальных местах девон вскрыт тысячами скважин и под покровом более молодых отложений выполняет Днепровско-Донецкий прогиб, Московскую синеклизу, впадины западных районов плиты, повсеместно развит в пределах Волго-Уральской антеклизы и в Прикаспийской впадине. Девон чрезвычайно разнообразен в фациальном отношении, а максимальные мощности отложений превышают 2 км. В восточных районах преобладают фации открытого моря, а в западных — лагунные и лагунно-континентальные. Девонские отложения представлены песчаниками и глинами, известняками, мергелями и доломитами, ангидритами, гипсами и солями.