Курс лекций по "Геологии России"

Прибалтийская синеклиза. Глубина залегания фундамента 5-6 км. Выполнена отложениями нижнего  палеозоя.

Припятско-Днепрово-Донецкий прогиб. Заложился на одноименном  авлакогене с середины девона, как  прогиб существовал до раннего триаса. В девоне сформировалась своеобразная эвапарито-вулканогенная формация.

Украинская синеклиза. Существовала только в мелу. Выполнена  формацией писчего мела мелового возраста.

Прикаспийская структура (впадина, синеклиза, перикратонный  прогиб). Отличают уникально большая мощность осадков, гигантское соленакопление, отсутствие гранито-гнейсового слоя коры. Изучена методом МОГТ (метод общей глубинной точки) и газопоисковым бурением. По геофизическим данным в центре структуры под осадочным слоем находятся толеитовые базальты.

На северо-западе фундамент  расположен на глубине до 3 км, но по системе флексур и разломов погружается  к центру структуры на глубину 15-25 км, где из разреза выпадает гранито-гнейсовый  слой. На севере выделяется уступ фундамента – Волгоградско-Оренбургский – высотой до 2-3 км. На востоке глубинный разлом отделяет синеклизу от Мугоджар и Урало-Эмбинских поднятий. На северо-востоке структуры известны своды Хобдинский (Северо-Прикаспийский), на востоке Аралсорский (Восточно-Прикаспийский), на юго-западе Астраханское сводовое поднятие. Все эти структуры выделяются под подсолевым комплексом, поэтому глубина кровли сводов 7-9 км, только Астраханского – 4км. На юго-западе выделяется Каракульский краевой прогиб с двумя конусами выноса с юго-запада.

Впадина выполнена толщей рифея и фанерозоя. В ней выделяются нижний и верхний подсолевые комплексы.

Нижний подсолевой комплекс представлен мощными отложениями  рифея–нижнего палеозоя (7км). Эта  карбонатно–доломитовые и терригенные  отложения.

Верхний подсолевой комплекс имеет мощость 10 км и включает интервал от среднего девона до артинского яруса нижней перми. Распространен по всей территории впадины. По западному и северному бортам впадины протягивается барьерный риф. Высота рифа до 1700 м, в стратиграфическом разрезе он продвинут к центру впадины на 50 км и сменяется глубоководными карбонатно-глинистыми отложениями.

Эвапоритовый комплекс имеет мощность 3 км. Возрастные границы  от ранней перми (кунгурское время) до поздней перми (казанское время). Соли образует купола диаметром до 100 км. На глубине 1-1,5 км они соединяются в протяженные гряды. По А.Л.Яншину соленакопление шло на больших глубинах в условиях некомпенсированного прогибания бассейна. За 10 млн. лет накопились мощные толщи соли, после чего бассейн заполнился обломочными осадками и превратился в эпиконтинентальную впадину. Прогибание продолжается до сих пор.

В подсолевом комплексе  выявляются нефтегазовые конденсатные месторождения, связанные с рифогенными  ловушками. Высокоамплитудные рифы обычно располагаются на крупных тектоноседиментационных структурах-мегавалах (длина их до 200 км, ширина до 60 км). Они располагаются в прибереговых частях впадины.

Надсолевой комплекс представлен мощными терригенными отложениями мезозоя и кайнозоя, которые прорываются куполами солей эвапоритового комплекса. В юрских и меловых отложениях вокруг конседиментационных куполов и диапиров имеются залежи углей. На Астраханском своде обнаружено газоконденсатное месторождение в карбонатных породах среднего карбона. В газе 58% углеводородов (высокое содержание конденсата !), 24% Н₂S и 18 % СО₂. В настоящее время на российской и кзахстанской частях структуры выявлены новые крупные месторождения газа.

Прикаспийская структура  представляет собой особый тип структур – перикратонные прогибы, формирующиеся на стыке разновозрастных складчатых поясов и древних платформ.

Основные этапы геологического развития Восточно-Европейской платформы.

Этап консолидации фундамента

На протяжении архея  и раннего протерозоя формировались  древнейшие блоки фундамента, сложенные саамским и лопийским комплексами пород архейского возраста и нижнепротерозойским карельским комплексом. Развитие континентальной коры в каждую из этих эпох, соответствующую комплексам, завершалось орогенезом (диастрофизмом) и гранитообразованием.

 Строение блоков  однотипно. Рассмотрим пример  Приднепровского блока УКЩ:

1.На его площади  преобладают гранито-гнейсовые купола  высокометаморфизованных пород,  между которыми располагаются  зеленокаменные пояса. Купола  имеют диаметр 40-60 км, иногда они сгруппированы в оваловидные структуры длиной более 100 км. В ядрах куполов мигматизированные породы – тоналиты (семейство гранитоидов с содержанием кварца >20%, биотита и роговой обманки до 30%, полевой шпат представлен плагиоклазом). В куполах обычны гранулиты, имеющие гнейсовидную структуру (полевошпатовый состав, с кварцем или без, характерен гранат), чарнокиты (кварца 20-50%, калий-натровые полешпаты, темноцветы представлены гиперстеном, гранатом, диопсидом, биотитом), эндербиты (плагиоклазовые чарнокиты). Эти породы объединяются в серые гнейсы. Возраст серых гнейсов УКЩ – 3,7 миллиардов лет (катархей), на Балтийском щите – 3,1 миллиарда лет (архей). В серые граниты обычно включены метабазиты (спилиты – измененные базальты с вторичными альбитом, хлоритом, эпидотом) и ультрабазиты.

2. Межкупольные пространства  заняты зеленокаменными поясами.  Это причудливые полосы шириной  до 10-15 км и 30-100 км по простиранию.  Породы поясов деформированы  в изоклинальные складки. Низы  разреза сложены основными эффузивами спилит–диабазового состава, иногда сильнометаморфизованные. Содержат пачки железистых кварцитов, в Карелии описаны ультроосновные лавы. В верху разреза кислые эффузивы, кератофиры и фельзиты с прослоями кварцитовидных песчаников и гравелитов. Среди них наблюдаются межпластовые тела серпентинитов, перидотитов, габбро-норитов.

Низы разреза архея (беломориды) относятся к саамскому  комплексу, а верхи к лопийскому. Верхний саамий известен кроме Балтийского  щита в Жигулевско-Пугачевском своде, на УЩ в Волыно-Подольском и Приазовском блоках. Лопийский комплекс обнажен в Кольском и Карельском блоках, на УКЩ на Волыно-Подольском, Приднепровском и Приазовском блоках, в центральной части Воронежского массива. Комплексы разделены саамским диастрофизмом (3400 миллионов лет), разделившим ранне- и позднеархейские эпохи.

На границе архея  и протерозоя произошла ребольская фаза складчатости (2 600 – 2 900 миллионов  лет), подвергшая метаморфизму и деформациям  кольскую и беломорскую серии  пород, пронизанных гранитными и  тоналитовыми интрузиями. К концу архея были созданы блоки с континентальной корой Мурманский, Кольский, Беломорский, Карельский, Волыно-Подольский, Кировоградский, Приднепровский, Приазовский.

Раннепротерозойские серии (карельский комплекс–карелиды) известны везде, кроме Беломорского и Мурманского блоков. На УКЩ это криворожская серия, состоящая из трех свит: нижней–обломочной (песчаники, конгломераты, филлиты, графитовые сланцы, вулканиты-амфиболиты), средней–ритмичное чередование джеспилитов и кремнистых пород и верхней–терригенной.

В Карельском блоке нижний протерозой представлен сумийским  комплексом. Это метаморфические  вулканические породы и вверху обломочные. Сумий известен вдоль Восточно-Карельской шовной зоны.

В Кольском блоке серия  кейв выполняет кейвский синклинорий. Это высокоглиноземистые породы, источником, которых являлась кора выветривания.

Завершается ранний протерозой свекокарельской (свекофенской) складчатостью, консолидировавшей фундамент 1 800-1900 миллионов лет назад.

Протоплатформенный чехол.

После свекофенской складчатости формируется протоплатформенный чехол. Первый осадочный платформенный чехол в Карельском блоке слагают породы ятулийского комплекса. Аналоги известны в Приднепровском блоке. В Карелии в основании разреза – коры выветривания, выше залегают конгломераты, аркозы, кварциты и у Онежского озера морские карбонатные толщи (в их верхах встречены шунгиты). Чехол образует плоские широкие синклинали, часто покровно-надвигового строения. В ятулийскую эпоху происходит стабилизация континентальных массивов.

1,9-1,8 миллиардов лет  назад на всей территории платформы  происходит внедрение калиевых  гранитов. Позже (1,65-1,55 миллиардов  лет) внедрялись интрузии гранитов–рапакиви  (выборгский эпизод орогенеза), в  то же время появились первые  щелочные интрузии, а также щелочно-ультроосновные породы с карбонатитами Приазовского блока.

Раннерифейский этап – авлакогеновый. Длительность этапа  до 1 миллиарда лет. После внедрения  гранитов-рапакиви формируется нижнерифейский платформенный чехол. Это иотнийские песчаники Балтийского щита, овручские песчаники УКЩ, кварцитовидные песчаники ВУА. В разрезах характерны силлы диабазов.

В конце раннего рифея  происходило растяжение молодого фундамента и закладка сети палеорифтов-авлакогенов. На протяжении всего среднего рифея они разбивают фундамент на серию блоков, соответствующих щитам и массивам. Происходит перестройка структурного плана платформы. Гигантские грабены рассекли ВЕП на возвышенные западную и восточную части. Выделились Балтийский щит и Сарматская зона поднятий или Сарматский щит (включающий современные БМ, УКЩ, ВА, Пачелмский прогиб, ВУА).

Грабены выполнены мощными  красноцветами и вулканогенными толщами среднего рифея В основании толщи до 400 м лавовых покровов базальтов, диабазов, туфов, силлов долеритов. В районе Кандалакши известны ультро-основные интрузии с трубками взрывов.

Верхний рифей представлен  более мелкозернистыми песчано-глинистыми породами. На востоке платформы в  них прослежены горизонты конгломератов, аркозов, эффузивов, карбонатов лагун  и мелководных заливов. Рифей отличался жарким сухим климатом.

Плитный этап

В венде начинает формироваться  плитный чехол. Отложения венда  «выплескиваются» из рифтов на водораздельные пространства. Самая древняя вильчанская  серия отложений развита в  Белоруссии, на Волыни, на Балтийском щите, в Пачелмском и Ладожском авлакогенах. Она представлена красноцветными отложениями, в которых встречены тиллиты и ленточные глины лапландского горизонта. Это свидетельствует о том, что климат стал холоднее, чем в рифее,

Волынская серия среднего венда на юго-западе платформы представлена базальтовыми лавами и пирокластитами. В это время происходит становление структур плиты. Закладывается впадина, включающая Московскую синеклизу.

Валдайская серия верхнего венда распространена повсеместно. Это аргиллиты, конгломераты, песчаники, заполняющие впадины и прогибы. Формируются синеклизы (Московская, Прикаспийская, Рязано-Саратовский прогиб).

Нижнепалеозойский этап развития.

После байкальской складчатости формировался Тиман и структуры  Западного Урала, что привело  общему поднятию платформы. Отложения  нижнего палеозоя выполняют Прикаспийскую  структуру, оконтуривают юго-запад  и запад УКЩ и БА, известны также  на севере вдоль Тимана. Стратонипами нижнего палеозоя являются его отложения вокруг БЩ_, в Балтийско-Баренцовоморском прогибе, в так называемом «Палеобалтийско-Баренцевомоском палеопроливе». Нижний кембрий представлен пестроцветами, перекрытыми горизонтом синих глин. К среднему кембрию относится эофитоновый (водорослевый) фукоидный горизонт с гиероглифами, знаками ряби, косой слоистостью). Верхний кембрий нигде на платформе не известен. Русская плита в кембрии представляет собой низкую холмистую равнину.

В ордовике «пролив» превращается в залив, формируется Палеобалтийская синеклиза. Она выполнена карбонтным комплексом с трилобитами. На Волыни он замещен граптолитовыми сланцами мощностью 1-2 км (верх разреза уже силурийский).

Карбонатные отложения  силура известны там же.

Средне-верхнепалеозойский структурный этаж или герцинский (варисский) этап развития платформы.

Нижний девон во Львовской  впадине, в Латвии и Калининградской  области представлен пестроцветной  толщей. В Московской синеклизе это  базальный песчано-глинистый горизонт. На всей остальной территории осадконакопление началось со среднего девона, в т.ч. в Прикаспийской структуре и на Урале.

Структурная перестройка  на Восточно-Европейской платформе  началась со среднего девона (начало герцинского  геотектонического этапа), когда регенерировался Припятско-Днепрово-Донецкий авлакоген. Он расколол Сарматский щит на УКЩ и Воронежскую антеклизу, отделилась Волго-Уральская антеклиза в результате заложения Русско-Балтийского прогиба (впадина Рига-Москва-Рязань-Почелмский прогиб), заполненного эйфельскими пестроцветами с панцирными рыбами.

В конце эйфельского  века погружается Волго-Уральская  антеклиза, на месте Русско-Балтийского  прогиба формируется Восточно-Русский  бассейн (впадина). Волго-Уральская  антеклиза проявляется в виде архипелага островов.

В живетский век формируются  отложения Главного Девонского поля (Прибалтика) и Центрального девонского поля (Воронежская антеклиза). Везде  мелководные морские осадки. Перед  франским веком произошло кратковременное  поднятие с континентальным осадконакоплением. На Западе это косослоистые красноцветы с остатками рыб (толща похожа на OLD Red Англии). В центре платформы (Московская синеклиза) – морские осадки, на них континентальные красноцветы и известняки мелководья. Восточнее появляются морские терригенные и далее на восток карбонатные отложения. Здесь во фране выделяется фация битуминозных глинистых отложений (черные сланцы доманиковой фации). Прослежены биогермы и органогенно-детритусовые сооружения – барьерные рифы. Рифы в течении раннего и среднего карбона мигрируют на запад.