Относящийся к числу древних (дорифейских) платформ. Занимает значительную часть восточной и северной , от Скандинавских гор до и от Баренцева до Чёрного и Каспийского морей. Граница на северо-востоке и севере проходит вдоль Тиманского кряжа и по побережью Кольского полуострова, а на юго-западе — по линии, пересекающей Среднеевропейскую равнину близ Варшавы и идущей затем на северо-запад через Балтийское море и южную часть полуострова Ютландия.
В строении восточно-европейской платформы выделяются древний дорифейский (в основном карельский, более 1600 млн. лет) складчатый кристаллической и спокойно залегающий на нём осадочный (эпикарельский) . Фундамент восточно-европейской платформы слагают смятые в , сильно и , на больших пространствах превращенные в и . Выделяются площади, в пределах которых эти породы имеют очень древний возраст — старше 2500 млн. лет (массивы Кольский, Беломорский, Курский, Бугско-Подольский, Приднепровский и др.). Между ними расположены карельские складчатые системы, сложенные породами нижнепротерозойского возраста (2600-1600 млн. лет). В и им соответствуют свекофеннские складчатые системы; раннедокембрийские образования в пределах юго-западной Швеции, южной Норвегии, а также Дании и подверглись глубокой переработке в готскую (около 1350 млн. лет) и дальсландскую (1000 млн. лет) эпохи. Фундамент выступает только на северо-западе () и юго-западе () платформы. На остальной, большей по размерам площади, выделяемой под названием Русской плиты, фундамент покрыт чехлом осадочных отложений.
В западной и центральной части Русской плиты, лежащей между Балтийским и Украинским щитами, фундамент относительно приподнят и залегает неглубоко, местами выше уровня океана, образуя Белорусскую и . От Балтийского щита их отделяет Балтийская (протягивающаяся от Риги в юго-западном направлении), а от Украинского — система грабенообразных впадин Припятско-Днепровско-Донецкого , заканчивающаяся на востоке Донецким складчатым сооружением. К юго-западу от Белорусской антеклизы и к западу от Украинского щита, вдоль юго-западной границы платформы, простирается Вислянско-Днестровская зона окраинных (перикратонных) опусканий. Восточная часть Русской плиты характеризуется более глубоким залеганием фундамента и наличием мощного . Здесь выделяются две синеклизы — Московская, простирающаяся на северо-восток почти до Тимана, и ограниченная разломами Прикаспийская (на юго-востоке). Их разделяет сложно построенная погребённая Волго-Уральская антеклиза. Её фундамент расчленён на выступы (Токмовский, Татарский и др.), разделённые грабенами-авлакогенами (Казанско-Сергиевский, Верхнекамский). С востока Волго-Уральская антеклиза обрамлена окраинной глубокой Камско-Уфимской депрессией. Между Волго-Уральской и Воронежской антеклизами простирается глубокий Пачелмский рифейский авлакоген, сливающийся на севере с Московской синеклизой. В пределах последней на глубине обнаружена целая система рифейских грабенообразных впадин, имеющих северо-восточное и северо-западное простирание. Крупнейшие из них — Среднерусский и Московский авлакогены. Здесь фундамент Русской плиты погружён на глубину 3-5 км, а в Прикаспийской впадине фундамент имеет наиболее глубокое залегание (свыше 20 км).
В составе осадочного чехла восточно-европейской платформы участвуют отложения от верхнего (рифея) до . Самые древние породы чехла (нижний и средний рифей), представленные уплотнёнными и , присутствуют в окраинных депрессиях, а также на территории Финляндии, Швеции (иотний), в Карелии и других районах. В большинстве глубоких впадин и авлакогенов осадочные толщи начинаются средне- или верхнерифейскими отложениями (глины, песчаники, базальтовые лавы, ). Осадочные толщи чехла нарушены местами пологими изгибами, куполообразными (своды) и удлинёнными (валы) поднятиями, а также сбросами. В Припятско-Днепровско-Донецком авлакогене развиты девонская и пермская, а в Прикаспийской впадине — пермская соленосные толщи, которые нарушены многочисленными соляными куполами.
Восточно-Европейская платформа отличается довольно высокой степенью изученности, прежде всего осадочного чехла. Достаточно хорошо известен рельеф поверхности фундамента Русской плиты, а также рельеф поверхности Мохровичича в её пределах. В основном выявленной можно считать сложную систему палеорифтов-авлакогенов в фундаменте платформы. Однако все еще отсутствует достаточно обоснованная схема внутреннего строения фундамента Русской плиты. Объясняется это крайней недостаточностью радиометрических датировок, вынуждающей всецело опираться на петрографический облик пород и распределение магнитных и гравитационных аномалий.
Восточно-Европейская платформа (ВЕП) представляет собой кратон, т.е. платформу с древнейшим архей-раннепротерозойским фундаментом, консолидация которого произошла в раннем протерозое, около 1,6 млрд. лет назад. ВЕП является тектонотипом древних платформ.
В её строении выделяют:
1.фундамент архей-раннепротерозойский (Аzch – Pzt 1) ,
2.проточехол раннепротерозойский (Pzt 1 – 900-1650 млн. лет),
3. ранний этап развития (авлакогеновый) – рифей-середина венда,
4.платформенный чехол (венд-кайнозой) – плитный этап. В нем различают циклы: каледонский (венд – ранний палеозой), герцинский (средний и поздний палеозой), альпийский (мезозой-кайнозой).
Каждой стадии развития соответствует комплекс пород, сформи ровавшийся в соответствующие геотектонические этапы развития Восточно-Европейской платформы.
Границы платформы:
ВЕП имеет угловатые очертания, обусловленные рифтогенезом. В поперечнике она имеет около 3000 км. Граница её проходит:
на северо-западе в 200 км северо-западнее линии надвига каледонид, перекрывающих балтийский щит более чем на 200 км на юго-восток. На геологических картах видно, что примерно до такого расстояния прослеживаются в каледонской складчатости в тектонических окнах фундамент (породы архея-нижнего протерозоя);
на северо-востоке от фиорда Варангер до Полюдова камня ВЕП ограничивают байкалиды Варангер-фиорда, полуостровов Рыбачьего и Канина и поднятия Тимана. Они также надвинуты на ВЕП;
на востоке граница проходит по герцинскому Предуральскому краевому прогибу по переднему фронту надвигов Урала от Полюдова камня на юг по Уфимско-соликамскому прогибу до поднятия Кара-тау, от него по Бельскому прогибу на юг и далее через Урало-Эмбинские поднятия до полуострова Бузачи;
на юге граница идет по Донецко-Астраханскому разлому через дельту Волги и середину Цимлянского водохранилища; огибает герцинский складчатый Донбасс и по системе Волновахских разломов вновь идет на восток до окончания Сальского выступа Украинского кристаллического щита (УКЩ). Огибает его с юга и идет на запад через Ейский полуостров, Сивашский прогиб (гнилое море Сиваш и Перекопский перешеек), по Каркинитским разломам (по Черному морю);
на юго-западе на ВЕП надвинут альпийский Предкарпатский краевой прогиб, граница проходит примерно в 70 км к западу от линии надвига внутри аллохтона до каледонского Свентокшишского поднятия в герцинидах Польши;
на северо-запад от Свентокшишского поднятия граница идет по разлому к мысу Ставангер (на западе Скандинавии) – так называемая линия Торнквиста-Тейссйра.
Земная кора ВЕП континентального типа. В ней выделяются осадочный слой мощностью от 0 до 5км (в Прикаспийской структуре 20-25 км), гранито-гнейсовый слой – от 10 до 20 км (в Прикаспийской структуре отсутствует), гранулито-базитовый слой 20-35 км (в Днепрово-Донецком авлакогене он сокращается до 10-15км). В сверхглубокой Кольской скважине граница Конрада не обнаруживается, т. к. здесь она представляет собой разуплотненный слой тех же пород. Глубина залегания поверхности Мохоровичича от 27-30 до 60-65 км (на большей части площади ВЕП глубина залегания поверхности Мохо 35-50 км). Тепловой поток составляет в среднем 30-40 мВт/м 2 , на УКЩ и в Днепрово-Донецкой впадине до 50 мВт/м 2 .
Тектоническое районирование Восточно-Европейской платформы.
В пределах платформы выделяют щиты Балтийский и Украинский и Русскую плиту, закрытую осадочным чехлом палеозойских, мезозойских и кайнозойских осадков.
Тектоническое районирование фундамента ВЕП.
Балтийский щит, Украинский щит, поднятия-мегаблоки Волго-Уральской, Воронежской, Мазурско-Белорусской антеклиз. Фундамент рассекают авлакогены Средне-Русский, Кировско-Кажимский, Камско-Бельский (Калтасинский), Сергиевско-Абдулинский, Пачелмский, Московский, Припятско-Днепрово-Донецкий, Керецко-Лешуконский (у Мезенского прогиба), Кандалакшский, Ладожский, Клинцовский (Крестцовский). В.В.Ишутин установил в основании Восточно-Русской впадины наличие единой Баренцево-Каспийской меридиональной системы рифтов.
Тектоническое районирование Русской плиты (чехла ВЕП).
Антеклизы Белорусская, Воронежская, Волго-Уральская; выступы-своды Ветреного пояса (между Кандалакшским авлакогеном и Онежским озером), также Архангельский, Оренбургский, Ратновский; синеклизы Московская, Балтийская, Мезенская; прогибы на авлакогенах Крестцовско-Оршанский, Пачелмский, впадины Брестская, Львовская, Бузулукская, Литовско-Латвийская; впадины Прикаспийская, Днепровско-Донецкая, Балтийская моноклиналь; Днестровский перикратонный прогиб.
Своеобразной структурной формой являются ударные и взрывные кольцевые структуры. Общим для них является округлая впадина, выполненная толщей агломератов (иногда мощностью до 1км) и импактитов. Наиболее известные из них Каменская (позднемеловая), Пучеж-Катунская (раннеюрская, диаметром 100 км, у г.Горького), Винницкая (меловая, два кратера диаметром 4 км и 1 км), Калужская (пермская, диаметром 15км), на о Саарема (четвертичные, диаметром от 16 до 20 метров, окружены валами высотой 6-7м), самая древняя Карельская (возраст более 1 млрд лет, диаметр 20км).
Фундамент Восточно-Европейской платформы
Возраст фундамента (время консолидации) раннепротерозойский. Наиболее изучены щиты, наименее склоны антеклиз и синеклизы.
В рельефе поверхности фундамента выделяются щиты, поднятия-мегаблоки (антеклизы) и палеорифты-авлакогены. Все эти элементы были названы выше.
Балтийский щит (в пределах России Карело-Кольский геоблок). Поверхность его расположена на высоте 0,5-1 км над уровнем моря. Расчленяется на геологические мегаблоки Северо-Кольский (Мурманский и Кольский), Беломорский, Карельский, Свекофенский. На западе прослежена зона высокотемпературного метаморфизма – Лапландско-Беломорский гнейсо-гранулитовый пояс. Установлено омоложение слагающих БЩ образований с востока на запад и последовательное надвигание молодых блоков на древние.
Восточная граница БЩ погружается под чехол и оконтуривается полосой блоковых смещений фундамента. На юге расположена Ладожско-Мезенская зона блоковых структур активизации. На севере тиманиды надвинуты на докембрий в виде чешуй верхнего протерозоя.
Северо-Кольский (Кольский и Мурманский) блок сложен плагио-микроклиновыми гнейсами (возраст>2,8 миллиарда лет) и разновозрастными гранитами с реликтами древнейших амфиболитов. Гнейсы собраны в изоклинальные складки, среди которых встречаются гнейсовые купола. Выше располагается кольская серия нижнепротерозойских двуслюдяных, биотитовых гнейсов, амфиболитов, железистых кварцитов. На них залегают менее метаморфизованные и слабо дислоцированные породы верхов нижнего протерозая.
Северо-Кольский блок с юга отделен от Беломорского Лапландско-Беломорским гнейсо-гранулитовым поясом, по которому первый надвинут на второй. Это полоса до 15 км шириной с крупными массивами габбро и бластомилонитами (в Финляндии эта зона надвигов с линзами и массивами ультросновных пород). Роль этого пояса в структуре Балтийского щита до сих пор не выяснена. Финские и норвежские геологи предложили модель, по которой его заложение происходило в результате рифтогенеза и формирование его структуры в условиях коллизии Центрально-Кольского и Карельского блоков. Эта схема вполне вероятна и подтверждается рядом фактов, но существование и последующее закрытие бассейна океанического типа на кратоне пока ничем не подтверждается.
Беломорский блок сложен древнейшими дислоцированными породами, объединенными в структурный этаж–беломориды. Выделяют нижний и верхний комплексы пород. Нижний комплекс – ранний (нижний) архей (2,85 миллиарда лет). Сложен породами фации гранулитового метаморфизма, чарнокитами, мигматитами, гиперстеновыми долеритами. Верхний комплекс – сложен плагиоклазовыми и плагиоклаз-микроклиновыми гранитами, метаморфическими породами амфиболитовой фации. Возраст – поздний (верхний) архей (2,7 миллиарда лет).
Карельский блок сложен в основном карелидами (Рztz 1). В основании лежит нижнеархейский лопийский комплекс – кристаллические образования со свекофенскими гранитоидами. На юге Карелии архейский фундамент отсутствует. Для карелид характерен петельчато-мозаичный структурный план (глубинный диапиризм на фоне многократных деформаций).
Украинский щит. С севера ограничен Припятско-Донецкой системой разломов (Волновахские и Припятские разломы), на юге системой разломов Белгородский, Каркинитский, Главный Азовский. По возрастному и петрографическому критерию выделяются мегаблоки Волыно-Подольский, Кировоградский, Приднепровский, Приазовский. Более молодые (омоложенные) блоки Кировоградский и Приазовский надвинуты на промежуточный Приднепровский.
Архейские толщи слагают массивы Подольский, Приднепровский, Приазовский. Возраст их 3,1-3,0 миллиарда лет – это мигматиты и граниты; более молодые (2,8-2,7 миллиарда лет) – пироксеновые сланцы и гнейсы с телами метабазитов, кварцевые диориты, граниты, аплито-пегматоидные граниты. В Приднепровском массиве распространены узкие сжатые слинлинории, в Волыно-Подольском и Приазовском преобладают гнейсовые купола.
Для Приазовского массива хорактерны щелочные интрузии возрастом 1,7 миллиарда лет, (сиениты, субщелочные граниты, сиенитовые пегматиты, калиевые микроклиновые граниты). В структуре массива выделяется Центрально-Приазовский синклинорий¸ сложенный субмеридиональной десятикилометровой мощности толщей центрально-приазовской серии – терригенными породами в амфиболитовой фации, сменяющиеся вверх по разрезу вулканогенными образованиями-метаамфиболитами.
Кировоградский массив сложен энсиалической раннепротерозойской толщей Курско-Криворожской складчатой системы (синклинории Саксаганский и Криворожский). В основании разреза залегает зеленокаменная толща, вверху сланцево-джеспилитовая толща с магнетитовыми и гематитовыми рудами. Саксаганский синклинорий узкий, наклонен на восток и обрезан глубинными разломами на западе.
Крупнейший Коростеньский интрузивный массив представляет собой лакколит, сложенный анортозитами (лабрадоритами), габбро-норитами, по периферии гранитами-рапакиви.
Основные глубинные поперечные разломы рассекающие УКШ: Криворожско-Кременчугский, Орехово-Павлоградский.
Русская плита
Площадь её 4 млн. км 2 . Границы определены полем распространения палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений. Тектоническое районирование приведено выше.
Воронежская антеклиза (ВА). Её границы. Разделяется на Сумский, Курско-Белгородский и Воронежский блоки. На востоке антеклиза осложнена Доно-Медведецким валом (авлакогеном). Фундамент расположен на отметке +100 м. Северное крыло пологое. Здесь фундамент постепенно погружается до глубины 1250 м, а на юге и юго-западе он уже на глубине > 4-5 км. Раннеархейские структуры имеют северо – северо-северозападное простирание, пронизаны массивами мигматитов плагиогранитового состава. В них раннепротерозойские троги, напоминающие прогибы криворожской серии нижнего протерозая. Внизу это сланцево-кварцитовая толща; выше рудные гематит-магнетитовые кварциты. Докембрий перекрыт известняками девона, минимальной мощностью в своде антеклизы 60-80м.
Белорусская антеклиза (БА). Границы. Западное крыло антеклизы срезается меридиональным разломом, фундамент здесь погружается до 8-10 км. На своде фундамент лежит на отметках +85, -250.Крылья антеклизы под чехлом сложены рифеем, в своде лежит средний палеозой, все перекрыто мезозойским чехлом. В верховых р. Неман на архее лежат четвертичные отложения. Архей представлен чарнокитовыми мигматитами, амфиболитами, габброидами и гранитами.
Волго-Уральская антеклиза (ВУА). Границы. Это поднятие, состоящее из массивов миндалеобразной кофигурации архейской консолидации с телами базитов и гранитов, залегающих на глубинах на поднятиях от 1 км до 2-3 км, во впадинах от 4-5 км до 9 км.
Тектоническое районирование антеклизы. Выделяются Татарско-Токмовский, Волго-Вятский и Жигулевско-Пугачевский мегаблоки. От Татарского свода на север простирается Коми-Пермяцкий свод. От Токмовского свода на север отходит Котельническое и Сысольское поднятие (Сыктывкарский свод). Коми-Пермяцкий и Сыктывкарский своды образуют Волго-Вятский мегаблок. На юге антеклизы расположена Жигулевско-Пугачевская зона поднятий.
Токмовский свод осложнен Окско-Цнинским и Сурско-Мокшинским валами. Фундамент рассечен Казанско-Сергиевской системой авлакогенов (Калтасинский, Кировский, Кажимский, Казанский, Сергиевский), на которую наложены Сергиевский, Кажимский прогибы. Камско-Бельский прогиб на Калтасинском авлакогене. Мелекесский (Бузулукский) прогиб на Абдулинском авлакогене отделяет от Татарского и Токмовского сводов Жигулевско-Пугачевскую зону поднятий.
В рифее-раннем палеозое антеклиза представляет собой поднятие в составе Сарматского щита. С середины девона с расколом щита Припятско-Днепровско-Донецким авлакогеном антеклиза погружается на 1,5-3км, в перми происходит поднятие в связи с герцинским орогенезом на Урале, накапливаются континентальные и лагунные отложения. Структура перестает существовать.
С юго-запада ВУА ограничена Пачелмским прогибом, отделяющим её, от Воронежской антеклизы. Прогиб заложился на Пачелмском авлакогене. Длина его 700км, ширина 60-100км, мощность отложений составляет 3-5км, в том числе 2км рифея. В раннем палеозое прогиб входил в состав Сарматского щита, с распадом щита в среднем девоне на его месте возник Рязано-Саратовский прогиб и с позднего девона он перестает существовать как структура.
Московская синеклиза. Как структура проявилялась с венда-раннего палеозоя до позднего палеозоя. Границы: Московская синеклиза отделена Великоустюгской седловиной от Мезенской синеклизы; на западе ограничена Крестцовским (Валдайским) авлакогеном.. На востоке – Волго-Уральская антеклиза. На севере Кандалакшский, Яренский (СВ простирания), Онежский, Пинежский, Нижнемезенский, Притиманский авлакогены. Складчатое сооружение Тимана надвинуто с северо-востока. Заложена на Среднерусской системе авлакогенов (Гжатском, Солигаличском, Сухонском).
Синеклиза прогибалась в рифее и в палеозое-мезозое. Мощность рифея 2,7 км (скважина к югу от Москвы на глубине 4783 м не вышла из отложений рифея), мощность нижнего палеозоя 0,5км, среднего и верхнего более 1км. Мезозой составляет всего 0,3 км.
В раннем кембрии в синеклизе накапливались глины, алевролиты. Далее до среднего девона территория вышла из режима осадконакопления. С середины девона до турне накапливались терригенно-карбонатные отложения, известны бурые угли (Подмосковный бассейн). В конце мела область окончательно вышла из режима осадконакопления.
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% Н 2 S и 18 % СО 2 . 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.
В Припятско-Донецком прогибе накапливались в среднем девоне галоидные толщи и вулканиты. Скважинами вскрыты жерла стратовулканов Верхний девон представлен карбонатами.
В Прикаспийской синеклизе в позднем девоне по северному и западному бортам протягивается до Приуралья барьерный риф. Он образует уступ высотой до 1700 км, точнее 3 уступа, т.к. наиболее молодые рифы продвинулись в сторону центра впадины до 50 км. За рифами отложились глубоководные маломощные карбонатно-глининые обложения. Это опровергает мнение о поднятии в позднем палеозое Прикаспийской структуры, тем более что на юго-западе среди карбонатных отложений обнаружены два конуса выноса со стороны Скифской плиты.
В каменноугольный период бассейнами осадконакопления являлись Лавовско-Волынский, Днепровско-Донецкий, Восточно-Русский (включая Прикаспийский) прогибы.
В Днепровско-Донецком бассейне в турнейскую и визейскую эпохи формировалась карбонатная толща, с конца визея и включая поздний карбон формировалась паралическая угленосная толща, в конце карбона – араукаритовая толща.
В Восточно-Русском седиментационном бассейне в карбоне сформировалась толща мощностью на западе 300-500 м, а на востоке 1000-1500 м. В турне-визейско-серпуховском цикле формировалась лимническая уленосная (буроугольная) толща, в башкирском веке – кора выветривания, пески, глины, в московском веке и в позднем карбоне пески и глины с брахиоподами и дельтовыми и прибрежными морскими известняками. К востоку к Уральскому бассейну отложения карбона становятся морскими, появляются рифовые постройки.
В ранней перми Восточно-Русский бассейн с Предуральским краевым прогибом представлял собой некомпенсированный прогиб. Существовали полуизолированные бассейны на юге и в центре, в которых накапливались красноцветы и эвапориты В начале поздней перми прогиб компенсируется осадками, а в конце пермского периода прогиб прекращает свое существование в связи с ростом Урала.
В этот же период формировался эвапоритовый комплекс в Прикаспийской впадине.
Герцинский орогенез, проявившийся в геосинклиналях обрамлявших платформу с юга и востока, вывел Восточно-Европейскую платформу из режима морского осадконакопления. Триасовые отложения на Русской плите выполняют лишь внутренние части герцинских впадин. Это регрессивный комплекс, представленный континентальными терригенными фациями, завершает герцинский геотектонический этап развития платформы, Отложения комплекса известены в Припятской, Польско-Литовской, Украинской впадинах, Преддонецком прогибе, Прикаспийской впадине, в центре и на северо-восточной окраинах Московской синеклизы. Это континентальная пестроцветная толща (в Прикаспийской синеклизе морская), сложенныя дельтовыми отложениями, поступавшими со стороны Урала. Выделение из пермских отложений триасовых и их корреляция произведена по рептилиям, рыбам, остракодам и растениям.
На рубеже триаса и юры седиментация прекращается и возобновляется в середине средней юры (доггера). Это рубеж герцинского и альпийского геотектонических этапов.
Юрский седиментационный цикл. Нижнеюрские континентальные песчано-глинистые отложения с бурыми углями сменяются известняками тоара и аалена, известняками-ракушечниками бата-байоса. На Воронежской антеклизе залегают континентальные глины, которые в байосе-бате распространяются на севере до Баренцева моря и на востоке в Прикаспийскую синеклизу.
Ранний мел представлен морской терригенной формацией, поздний в Украинской синеклизе морской карбонатной (фацией писчего мела).
Палеоген распространен на юге Русской плиты. К палеоцену относятся морские глинисто-карбонатные отложения, эоцен представлен фораминиферовой серией, олигоцен и нижний миоцен (низы неогена) представлен глинами «майкопской серии», залегающими с перерывом на палеогене.
В неогене на юге Русской плиты и частично на Украинском щите распространены осадки замкнутых и полузамкнутых внутренних - морей Паратетиса.
(область докембрийской складчатости)
В 1894 г. А. П. Карпинский впервые выделил Русскую плиту, понимая под ней часть территории Европы, характеризующуюся стабильностью тектонического режима в течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Несколько раньше Эдуард Зюсс в своей знаменитой книге «Лик Земли» также выделил Русскую плиту и Скандинавский щит. В советской геологической литературе плиты и щиты стали считать составными единицами более крупных структурных элементов земной коры - платформ. А. Д. Архангельский ввел в литературу понятие «Восточно-Европейская платформа» (ВЕП), указывая, что в ее составе могут быть выделены щиты и плита (Русская). Это наименование быстро вошло в геологический обиход и отражено на Международной тектонической карте Европы (1982).
Граница Русской платформы в некоторых местах очень четкая, но в других проводится приближенно.
Восточная граница платформы протягивается вдоль западного края герцинских складчатых сооружений, которыми сложены Урал и Пайхой. Складчатые сооружения Западного склона Урала надвинуты в сторону восточного края платформы (рис. 1.1). Между Уральской складчатой системой и платформой развит Предуральский кроевой прогиб. Граница проходит по его осевой линии до Мугоджаров.На юго–востоке, между южным Уралом и Каспийским морем, граница Русской платформы образует довольно крутую дугу, обращенную выпуклостью на юго–восток. Ее проводят по границе нижнего–среднего палеогена до устья Волги (г. Астрахань). От дельты Волги она проходит севернее г. Элиста до Волгоград–Пятигорского разлома, по нему поворачивает на юг, а южнее оз. Маныч-Гудило – вновь на запад; пересекая Азовское море, проходит поПерекопскому перешейку; затем, южнее г. Одесса до устья Дуная; далее, проходя примерно по оси Предкарпатского прогиба она уходит в Польшу.
Эпипозднепротерозойская Тимано–Печорская плита рассматривается в составе Русской платформы. Северная граница Русской платформы проходит по Баренцеву морю (севернее о. Колгуев и п-ова Канин), севернее полуострова Рыбачий, далее уходит в Норвегию.
Северо-западная граница платформы, начиная от Варангер–фиорда, скрыта под надвинутыми на Балтийский щит каледонидами северной Скандинавии. В районе г. Берген граница платформы уходит в Северное море. В начале ХХ века А. Торнквист наметил западную границу платформы по линии г. Берген - о. Бонхольм - Поморье - Куявский вал в Польше (Датско-Польский авлакоген), вдоль этой линии существует ряд кулисообразных разрывов с резко опущенным юго-западным крылом. С тех пор эта граница получила название «линии Торнквиста». Граница Восточно-Европейской платформы (линия Торнквиста) в районе о. Рюген поворачивает на запад, оставляя Ютландский полуостров в пределах платформы, и встречается где-то в Северном море с продолжением северной границы платформы, следующей вдоль фронта надвинутых каледонид и выходящей к Северному морю в Скандинавии.
Рисунок 1.1. Тектоническая схема Восточно-Европейской платформы (по А. А. Богданову): 1 - выступы на поверхность дорифейского фундамента (I - Балтийский и II - Украинский щиты); 2 - изогипсы поверхности фундамента (км), обрисовывающие главные структурные элементы Русской плиты (III - Воронежская и IV - Белорусская антеклизы; V - Татарский и VI - Токмовский своды Волго-Уральской антеклизы; VII - Балтийская, VIII - Московская и IX - Прикаспийская синеклизы; X - Днепровско-Донецкий прогиб; XI - Причерноморская впадина; XII - Днестровский прогиб); 3 - области развития соляной тектоники; 4 - эпибайкальская Тимано-Печорская плита, внешняя (а) и внутренняя (б) зоны; 5 - каледониды; 6 - герциниды; 7 - герцинские краевые прогибы; 8 - альпиды; 9 - альпийские краевые прогибы; 10 - авлакогены; II - надвиги, покровы и направление надвигания масс пород; 12 - современные границы платформы
От северной окраины Свентокшишских гор граница платформы прослеживается под Предкарпатским краевым прогибом, до Добруджи в устье Дуная, где она резко поворачивает к востоку и проходит южнее Одессы.
О строении фундамента Восточно-Европейской платформы до сих пор нет единой точки зрения.
Например, в соответствии с одной их теорий, земная кора в пределах Русской платформы в начале архея находилась в догеосинклинальной (нуклеарной) стадии развития. В архее появились первые «протогеосинклинали», на месте которых в результате саамской и беломорской эпох складчатости сформировались саамиды и беломориды, и в конце архея на месте платформы уже существовали отдельные участки древних складчатых сооружений, разделенные зонами прогибаний. Эти участки выделяются в пределах Балтийского и Украинского щитов, а также в области Воронежской антеклизы. Платформенный чехол не позволяет проследить эти структуры в других частях платформы.
В раннем протерозое геосинклинальные области Русской платформы образовались уже за счет раздробления саамид и беломорид. Накопившиеся в них толщи, впоследствии претерпевшие глубокий метаморфизм, были смяты в складки в результате карельской складчатости.
В настоящее время наиболее популярной схемой строения фундаментаВосточно–Европейской платформы (ВЕП) является схема С.В. Богдановой (1993 г.), которая выделила три крупных сегмента: Фенноскандинавский, Сарматский и Волго-Уральский, разделенные сутурными зонами (рис. 1.2). Волго-Уральский и Сарматский сегменты сложены в основном архейской корой, а Фенноскандинавский главным образом раннепротерозойской. Как показали палеомагнитные данные, Фенноскандия и Сарматия до времени 2,1…2,0 млрд. лет назад имели различное географическое положение и были разъединены бассейном с океанской корой. Земная кора Сарматии как единый континентальный блок окончательно сформировалась ко времени 2,3…2,8 млрд. лет назад путем слияния (3,65…2,8 млрд. лет назад) трех более древних доменов и одновременно возникших к этому этап более молодых. В месте стыка Фенноскандии и Сарматии произошла субдукция под Сарматский континент. Ко времени 1,85 млрд. лет назад сформировалась континентальная кора Фенноскандии и субдукция сменилась коллизией континентальных сегментов, окончательное соединение которых в общий блок произошло около 1,70 млрд. лет назад.
Сутурные зоны в последствии были унаследованы основными рифейско-ранневендскими авлакогенами Волыно-Оршанско-Крестовецким, Среднерусским, Пачелмским.
Фундамент платформы сложен метаморфическими образованиями нижнего и верхнего архея и нижнего протерозоя, прорванными гранитоидными интрузиями. Отложения верхнего протерозоя, в составе которых выделены рифей и венд, относятся уже к платформенному чехлу. Следовательно, возраст платформы, устанавливаемый по стратиграфическому положению древнейшего чехла, может быть определен как эпираннепротерозойский.
Фундамент Тимано-Печорской плиты байкальский. Рифейские отложения здесь входят в состав фундамента, а не чехла (как на ВЕП). Геосинклинальные складчатые толщи этого возраста обнажаются на Тимане и полуострове Канин, где они представлены метаморфизованными породами (кварцево-серицитовыми и глинистыми сланцами), разнообразными алевролитами и песчаниками, доломитами и мраморированными известняками. Складчатые толщи прорваны мелкими интрузивами габбро, гранитов, сиенитов, в том числе и нефелиновых, с возрастом 700-500 млн. лет. В конце позднего протерозоя этот район причленился к эпираннепротерозойской Восточно-Европейской платформе.
Рисунок 1.2 Схема, показывающая некоторые особенности тектоники и геодинамики Восточно-Европейской платформы (по Р.Г. Гарецкому): 1 - выходы фундамента на поверхность земли (Балтийский и Украинский щиты); 2 - наиболее глубокие впадины (Прикаспийская) и синеклизы (Мезенская); 3-6 - окраинные аллохтонные структуры: 3 - байкалид (Тиман), 4 - каледонид, 5 - герцинид (Урал, фундамент Скифской плиты), 6 - альпид (Карпаты); 7 - главные тектонические оси платформы: а - субмеридиональная, б - субширотная; 8 - границы сегментов фундамента платформы (Фенноскандии, Волго-Уралии, Сарматии); 9 - Слободской тектоно-геодинамический узел; 10 - надвиги окраинных аллохтонных структур - граница платформы; 11 - линия Тейссейра-Торнквиста Трансевропейской сутурной зоны; 12 - разломы.
Древнейший чехол ВЕП обладает некоторыми особенностями, отличающими его от типичного платформенного чехла палеозойского возраста. В различных местах платформы возраст древнейшего чехла может быть разным. В истории формирования платформенного чехла выделяются две существенно различные стадии. Первая из них отвечает всему рифейскому времени и началу раннего венда и характеризуется образованием глубоких и узких грабенообразных впадин - авлакогенов, выполненных слабо метаморфизованными, а иногда и дислоцированными рифейскими и нижневендскими отложениями. Возникновение узких впадин предопределялось сбросами и структурным рисунком наиболее молодых складчатых зон фундамента. Такой процесс сопровождался довольно энергичным вулканизмом. Эта стадия развития платформы называется авлакогенная, а отложения, сформировавшиеся в это время, выделять в нижний этаж платформенного чехла. Большинство рифейских авлакогенов продолжало «жить» и в фанерозое, подвергаясь складчатым надвиговым и глыбовым деформациям, а местами проявлялся и вулканизм.
Вторая стадия началась во второй половине венда и сопровождалась существенной тектонической перестройкой, выразившейся в отмирании авлакогенов и формировании обширных пологих впадин - синеклиз, развивавшихся на протяжении всего фанерозоя. Отложения второй стадии (плитной) образуют верхний этаж платформенного чехла.
В пределах Восточно-Европейской платформы как структуры первого порядка выделяются Балтийский и Украинский щиты и Русская плита (рис. 1.3, 1.4). Балтийский щит с конца среднего протерозоя испытывал тенденцию к поднятию. Украинский щит в палеогене и неогене перекрывался маломощным платформенным чехлом. Рельеф фундамента Русской плиты чрезвычайно сильно расчленен, с размахом до 10 км, а местами и больше (рис. 1.3). В Прикаспийской впадине глубина залегания фундамента оценивается в 20 или даже 25 км. Расчлененный характер рельефу фундамента придают многочисленные грабены - авлакогены. К таким авлакогенам относятся, например, Волыно-Оршанский, Пачелмский, Днепрово-Донецкий и другие. Почти все авлакогены выражены в структуре отложений нижнего этажа платформенного чехла.
В современной структуре Русской плиты выделяются протягивающиеся в широтном направлении три крупные и сложнопостроенные антеклизы: Волго-Уральская, Воронежская и Белорусская (рис. 1.3, 1.4).
Наибольшей сложностью строения характеризуется Волго-Уральская антеклиза, состоящая из нескольких выступов фундамента (Токмовский, Татарский и Башкирский своды; Токмовский от Татарского свода отделяется Казанским прогибом, а Татарский от Башкирского – Бирским). Между Волго-Уральской и Воронежской антеклизами прослеживается Ульяновская впадина. Воронежская антеклиза обладает асимметричным профилем - с крутым юго-западным и очень пологим северо-восточным крыльями. От Волго-Уральской антеклизы она отделяется Пачелмским авлакогеном,
Рисунок 1.3. Схема рельефа фундамента Русской плиты (по А.А. Богданову, и В. Е. Хаину): 1 - выступы дорифейского фундамента на поверхность. Русская плита: 2 - глубина залегания фундамента 0-2 км; 3 - глубина залегания фундамента более 2 км; 4 - главные разрывные нарушения; 5 - эпибайкальские плиты; 6 - каледониды; 7 - герциниды; 8 - эпипалеозойские плиты; 9 - герцинский краевой прогиб; 10 - альпиды; 11 - альпийские краевые прогибы; 12 - надвиги и покровы. Цифры в кружках - основные структурные элементы. Щиты: 1 - Балтийский, 2 - Украинский. Антеклизы: 3 - Белорусская, 4 - Воронежская. Своды Волго-Уральской антеклизы: 5 - Татарский, 6 - Токмовский. Синеклизы: 7 - Московская, 8 - Польско-Литовская, 9 - Прикаспийская. Эпибайкальские плиты: 10 - Тимано-Печорская, 11 - Мизийская. 12 - Складчатое сооружение Урала, 13 - Предуральский прогиб. Эпипалеозойские плиты: 14 - Западно-Сибирская, 15 - Скифская. Альпиды: 16 - Восточные Карпаты, 17 - Горный Крым, 18 - Большой Кавказ. Краевые прогибы: 19 - Предкарпатский, 20 - Западно-Кубанский, 21 - Терско-Каспийский
Рисунок 1.4 Схема тектонического районирования Русской платформы: 1 граница Русской платформы, 2 – граница основных структур, 3 – южная граница Скифской плиты, 4 – докембрийские авлакогены, 5 – палеозойские авлакогены. Цифры в кружках: 1 – 9авлакогены (1 – Беломорский, 2 – Лешуконский, 3 – Воже-Лачский, 4 – Среднерусский, 5 – Кажимский, 6 – Колтасинский, 7 – Серноводско-Абдулинский, 8 – Пачелмский, 9 – Печоро-Колвинский); 10 – Московский грабен; 11, 12 – впадины (11 – Ижма-Печорская, 12 – Хорейверская); 13 Предкавказский передовой прогиб; 14 – 16 седловины (14 - Латвийская, 15 - Жлобинская, 16 - Полесская)
открывающимся в Прикаспийскую впадину и в Московскую синеклизу. Белорусская антеклиза, обладающая наименьшими размерами, соединяется с Балтийским щитом Латвийской, а с Воронежской антеклизой - Жлобинской седловинами.
Южнее полосы антеклиз располагается очень глубокая (до 20- 25 км) Прикаспийская синеклиза. Московская синеклиза представляет собой обширную блюдцеобразную впадину, с наклонами на крыльях около 2-3 м на 1 км. Тиманское поднятие отделяет Московскую синеклизу от Печорской. Балтийская синеклиза обрамляется с востока Латвийской седловиной, а с юга - Белорусской антеклизой и прослеживается в пределах акватории Балтийского моря.
Сложный Днепровско-Донецкий грабенообразный прогиб, разделяется Брагинско-Лоевской седловиной на Припятский и Днепровский прогибы. Днепровско-Донецкий прогиб с запада ограничен Украинским щитом. Западный склон Украинского щита, характеризовавшийся устойчивым прогибанием в палеозойское время, иногда выделяют как Приднестровский прогиб, на севере переходящий во Львовскую впадину. Последняя отделяется Ратновским выступом фундамента от Брестской впадины, ограниченной с севера Белорусской антеклизой.
ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА
История выделения
В 1894 г. А. П. Карпинский впервые выделил Русскую плиту, понимая под ней часть территории Европы, характеризующуюся стабильностью тектонического режима в течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Несколько раньше Эдуард Зюсс в своей знаменитой книге "Лик Земли" также выделил Русскую плиту и Скандинавский щит. В советской геологической литературе плиты и щиты стали считать составными единицами более крупных структурных элементов земной коры - платформ. В 20-х годах нашего века Г. Штилле для обозначения этой платформы употребил термин "Фенносарматия". Позднее А. Д. Архангельский ввел в литературу понятие "Восточно-Европейская платформа", указывая, что в ее составе могут быть выделены щиты и плита (Русская). Это наименование быстро вошло в геологический обиход, и отражено на последней Международной тектонической карте Европы (1982).
Когда в конце прошлого века А. П. Карпинский впервые обобщил все геологические данные по Европейской России, на ее территории не было ни одной скважины, достигшей фундамента, да и мелкие скважины насчитывались единицами. После 1917 г. и особенно после Великой Отечественной войны геологическое изучение платформы пошло вперед стремительными темпами, с использованием всех новейших методов геологии, геофизики, бурения. Достаточно сказать, что в настоящее время на территории европейской части СССР располагаются тысячи скважин, вскрывших фундамент платформы, а менее глубокие скважины насчитываются сотнями тысяч. Вся платформа охвачена гравиметрическими и магнитометрическими наблюдениями, а для многих районов имеются данные ГСЗ. В последнее время широко используются космические снимки. Поэтому в настоящее время мы располагаем огромным новым фактическим геологическим материалом, ежегодно пополняющимся.
Границы платформы
Границы Восточно-Европейской платформы чрезвычайно резкие и четкие (рис. 2). Во многих местах она ограничена прямолинейными зонами надвигов и глубинных разломов, которые Н. С. Шатский называл краевыми швами или краевыми системами, отделяющими платформу от обрамляющих ее складчатых сооружений. Однако не во всех местах границы платформы могут быть проведены достаточно уверенно, особенно там, где ее краевые участки глубоко погружены и фундамент не вскрыт даже глубокими скважинами.
Восточная граница платформы, трассируется под позднепалеозойским Предуральским краевым прогибом, начиная от Полюдова Камня, через Уфимское плато к выступу Каратау вплоть до междуречья рек Урал и Сакмара. Герцинские складчатые сооружения Западного склона Урала надвинуты в сторону восточного края платформы. К северу от Полюдова Камня граница поворачивает к северо-западу, проходит вдоль юго-западного склона Тиманского кряжа, далее к южной части
Рис. 2. Тектоническая схема Восточно-Европейской платформы (по А. А. Богданову, с дополнениями):
1 - выступы на поверхность дорифейского фундамента (I - Балтийский и II - Украинский щиты); 2 - изогипсы поверхности фундамента (км), обрисовывающие главные структурные элементы Русской плиты (III - Воронежская и IV - Белорусская антеклизы; V - Татарский и VI - Токмовский своды Волго-Уральской антеклизы; VII - Балтийская, VIII - Московская и IX - Прикаспийская синеклизы; X - Днепровско-Донецкнй прогиб; XI - Причерноморская впадина; XII - Днестровский прогиб); 3 - области развития соляной тектоники; 4 - эпибайкальская Тимано-Печорская плита, внешняя (а ) и внутренняя (б ) зоны; 5 - каледониды; 6 - герциниды; 7 - герцинские краевые прогибы; 8 - альпиды; 9 10 - авлакогены; 11 - надвиги, покровы и направление надвигания масс пород; 12 - современные границы платформы
полуострова Канин (западнее Чешской губы) и далее к полуострову Рыбачий, острову Кильдин и Варангер-фиорду. На всем этом пространстве рифейские и вендские геосинклинальные толщи надвинуты на древнюю Восточно-Европейскую платформу (в каледонское время). В пользу такого проведения границы заставляют склоняться геофизические данные, свидетельствующие о продолжении структур рифейских толщ Северного и Полярного Урала, так называемых доуралид, в северо-западном направлении в сторону Болынеземельской тундры. Это хорошо подчеркивается полосовыми магнитными аномалиями, резко отличающимися от мозаичных аномалий магнитного поля Русской плиты. Магнитный минимум, характеризующий рифейские сланцевые
толщи Тимана, занимает и западную половину Печорской низменности, а восточная ее половина обладает уже другим, полосовым знакопеременным магнитным полем, сходным, по данным Р. А. Гафарова и А. К. Запольного, с аномальным полем зон развития вулканогенноосадочных рифейских толщ Северного и Полярного Урала 1 . Северо-восточнее Тимана фундамент Тимано-Печорской эпибайкальской плиты, представленный эффузивно-осадочными и метаморфическими породами рифея - венда (?), вскрыт рядом глубоких скважин.
Северо-западная граница платформы, начиная от Варангер-фиорда, скрыта под надвинутыми на Балтийский щит каледонидами северной Скандинавии (см. рис. 2). Амплитуда надвигания оценивается более чем в 100 км. В районе г. Берген граница платформы уходит в Северное море. В начале нашего века А. Торнквист наметил западную границу платформы по линии г. Берген - о. Бонхольм - Поморье - Куявский вал в Польше (Датско-Польский авлакоген), вдоль этой линии существует ряд кулисообразных разрывов с резко опущенным юго-западным крылом. С тех пор эта граница получила название "линии Торнквиста". Это "минимальная" граница платформы. Граница Восточно-Европейской платформы (линия Торнквиста) в районе о. Рюген поворачивает на запад, оставляя Ютландский полуостров в пределах платформы, и встречается где-то в Северном море с продолжением северной границы платформы, следующей вдоль фронта надвинутых каледонид и выходящей к Северному морю в Скандинавии.
От северной окраины Свентокшишских гор граница платформы прослеживается под Предкарпатским краевым прогибом, до Добруджи в устье Дуная, где она резко поворачивает к востоку и проходит южнее Одессы, через Сиваш и Азовское море, прерывается к востоку от Ейска в связи с заходом в тело платформы герцинского складчатого сооружения Донбасса и вновь появляется в Калмыцких степях. Надо отметить, что в том месте, где Карпаты на юге и на севере отворачивают к западу, платформа граничит с байкалидами (Рава - Русская зона). Несмотря на общую прямолинейность границ платформы в Причерноморье, она нарушена многочисленными поперечными разрывами.
Далее граница проходит южнее Астрахани и поворачивает к северо-востоку вдоль Южно-Эмбенской зоны разломов, которая трассирует узкий погребенный герцинский прогиб (авлакоген), сливающийся с Зилаирским синклинорием Урала. Этот Южно-Эмбенский герцинский авлакоген отсекает от платформы ее глубоко погруженный блок в пределах Устюрта, как предполагается по данным ГСЗ. От Актюбинского Приуралья граница платформы следует прямо к югу вдоль западного побережья Аральского моря вплоть до Барсакельмесского прогиба, где почти под прямым углом она поворачивает на запад, вдоль Мангышлакско-Гиссарского разлома. Существует также мнение, что в Северо-Устюртской глыбе фундамент имеет байкальский возраст, т. е. в юго-восточном углу платформы возникает почти такая же ситуация, как и в западном, что связано с неопределенностью возраста складчатого фундамента, погруженного на значительную глубину.
Таким образом, Восточно-Европейская платформа похожа на гигантский треугольник, стороны которого близки к прямолинейным. Характерной особенностью платформы является наличие по ее периферии глубоко опущенных впадин. С востока платформа ограничена
герцинидами Урала; с северо-востока - байкалидами Тимана; с северо-запада - каледонидами Скандинавии; с юга - преимущественно эпигерцинской Скифской плитой Альпийско-Средиземноморского пояса, и только в районе Восточных Карпат к платформе вплотную примыкают складчатые цепи альпид, наложенные на байкалиды и герциниды.
Соотношение фундамента и чехла
Фундамент платформы сложен метаморфическими образованиями нижнего и верхнего архея и нижнего протерозоя, прорванными гранитоидными интрузиями. Отложения верхнего протерозоя, в составе которых выделены рифей и венд, относятся уже к платформенному чехлу. Следовательно, возраст платформы, устанавливаемый по стратиграфическому положению древнейшего чехла, может быть определен как эпираннепротерозойский. По мнению Б, М. Келлера и В. С. Соколова, к наиболее древним отложениям чехла Восточно-Европейской платформы может принадлежать и верхняя часть нижнепротерозойских образований, представленных полого залегающими толщами песчаников, кварцитов и базальтов, слагающими простые прогибы. Последние часто осложнены сбросами и местами приобретают форму широких грабенов. Области с байкальским фундаментом не следует включать в состав древней платформы.
Древнейший чехол платформы обладает некоторыми особенностями, отличающими его от типичного платформенного чехла палеозойского возраста. В различных местах платформы возраст древнейшего чехла может быть разным. В истории формирования платформенного чехла выделяются две существенно различные стадии. Первая из них, по А. А. Богданову и Б. М. Келлеру, отвечает, по-видимому, всему рифейскому времени и началу раннего венда и характеризуется образованием глубоких и узких грабенообразных впадин - авлакогенов, по Н. С. Шатскому, выполненных слабо метаморфизованными, а иногда и дислоцированными рифейскими и нижневендскими отложениями. Возникновение узких впадин предопределялось сбросами и структурным рисунком наиболее молодых складчатых зон фундамента. Такой процесс сопровождался довольно энергичным вулканизмом. А. А. Богданов предложил именовать эту стадию развития платформы авлакогенной, а отложения, сформировавшиеся в это время, выделять в нижний этаж платформенного чехла. Надо заметить, что большинство рифейских авлакогенов продолжало "жить" и в фанерозое, подвергаясь складчатым кадвиговым и глыбовым деформациям, а местами проявлялся и вулканизм.
Вторая стадия началась во второй половине венда и сопровождалась существенной тектонической перестройкой, выразившейся в отмирании авлакогенов и формировании обширных пологих впадин - синеклиз, развивавшихся на протяжении всего фанерозоя. Отложения второй стадии, которую в целом можно назвать плитной, образуют верхний этаж платформенного чехла.
Рельеф фундамента и современная структура платформы
В пределах Восточно-Европейской платформы как структуры первого порядка выделяются Балтийский и Украинский щиты и Русская плита . Балтийский щит с конца среднего протерозоя испытывал тенденцию к поднятию. Украинский щит в палеогене и неогене перекрывался маломощным платформенным чехлом. Рельеф фундамента
Русской плиты чрезвычайно сильно расчленен, с размахом до 10 км, а местами и больше (рис. 3). В Прикаспийской впадине глубина залегания фундамента оценивается в 20 или даже 25 км! Расчлененный характер рельефу фундамента придают многочисленные грабены - авлакогены, днища которых нарушены диагональными или ромбовидными сбросами, по которым происходили подвижки отдельных блоков с формированием горстов и более мелких вторичных грабенов. К таким авлакогенам относятся на востоке платформы Серноводско-Абдулинский, Казанско-Сергиевский, Кировский; в центре Пачелмский, Доно-Медведицкий, Московский, Среднерусский, Оршанско-Кресцовский ; на севере Кандалакшский, Керецко-Лешуконский, Ладожский ; на западе Львовский, Брестский и другие. Почти все эти авлакогены выражены в структуре отложений нижнего этажа платформенного чехла.
В современной структуре Русской плиты выделяются протягивающиеся в широтном направлении три крупные и сложнопостроенные антеклизы: Волго-Уральская, Воронежская и Белорусская (см. рис. 3). Все они представляют собой участки фундамента, приподнятые в виде сложных обширных сводов, нарушенных сбросами, по которым их отдельные части испытали разные по амплитуде перемещения. Мощность палеозойских и мезозойских отложений чехла в пределах антеклиз обычно составляет первые сотни метров. Наибольшей сложностью строения характеризуется Волго-Уральская антеклиза, состоящая из нескольких выступов фундамента (Токмовский и Татарский своды ), разделенных впадинами (например, Мелекесской), выполненными средне- и верхнепалеозойскими отложениями. Антеклизы осложнены валами (Вятским, Жигулевским, Камским, Окско-Цнинским ) и флексурами (Бугурусланской, Туймазинской и др.). От Прикаспийской впадины Волго-Уральская антеклиза отделяется полосой флексур, получивших название "зоны Перикаспийских дислокаций". Воронежская антеклиза обладает асимметричным профилем - с крутым юго-западным и очень пологим северо-восточным крыльями. От Волго-Уральской антеклизы она отделяется Пачелмским авлакогеном , открывающимся в Прикаспийскую впадину и в Московскую синеклизу. В районе Павловска и Богучар фундамент антеклизы обнажается на поверхности, а на юго-востоке она осложнена Доно-Медведицким валом. Белорусская антеклиза , обладающая наименьшими размерами, соединяется с Балтийским щитом Латвийской , а с Воронежской антеклизой - Бобруйской седловинами.
Московская синеклиза представляет собой обширную блюдцеобразную впадину, с наклонами на крыльях около 2-3 м на 1 км. Польско-Литовская синеклиза обрамляется с востока Латвийской седловиной, а с юга - Белорусской антеклизой и прослеживается в пределах акватории Балтийского моря. Местами она осложнена локальными поднятиями и впадинами.
Южнее полосы антеклиз располагается очень глубокая (до 20- 22 км) Прикаспийская впадина , на севере и северо-западе четко ограниченная зонами флексур; сложный Днепровско-Донецкий грабенообразный прогиб , разделяющийся Черниговским выступом на Припятский и Днепровский прогибы . Днепровско-Донецкий прогиб с юга ограничен Украинским щитом, южнее которого находится Причерноморская впадина, выполненная отложениями позднего мезозоя и кайнозоя.
Рис
3. Схема рельефа фундамента Русской
плиты (с использованием материала В. Е.
Хаина):
1 - выступы дорифейского фундамента на поверхность. Русская плита: 2 - глубина залегания фундамента 0-2 км; 3 - глубина залегания фундамента более 2 км; 4 - главные разрывные нарушения; 5 - эпибайкальские плиты; 6 - каледониды; 7 - герциниды; 8 - эпипалеозойские плиты; 9 - герцинский краевой прогиб; 10 - альпиды; 11 - альпийские краевые прогибы; 12 - надвиги и покровы. Цифры в кружках - основные структурные элементы. Щиты: 1 - Балтийский, 2 - Украинский. Антеклизы: 3 - Белорусская, 4 - Воронежская. Своды Волга-Уральской антеклизы: 5 - Татарский, 6 - Токмовский. Синеклизы: 7 - Московская, 8 - Польско-Литовская, 9 - Прикаспийская. Эпибайкальские плиты : 10 - Тимано-Печорская, 11 - Мизийская. 12 - Складчатое сооружение Урала, 13 - Предуральский прогиб. Эпипалеозойские плиты: 14 - Западно-Сибирская, 15 - Скифская. Альпиды : 16 - Восточные Карпаты, 17 - Горный Крым, 18 - Большой Кавказ. Краевые прогибы : 19 - Предкарпатский, 20 - Западно-Кубанский, 21 - Терско-Каспийский
Западный склон Украинского щита, характеризовавшийся устойчивым прогибанием в палеозойское время, иногда выделяют как Приднестровский прогиб , на севере переходящий во Львовскую впадину. Последняя отделяется Ратненским выступом фундамента от Брестской впадины , ограниченной с севера Белорусской антеклизой.
Строение фундамента платформы
Архейские и частично нижнепротерозойские отложения, слагающие фундамент Восточно-Европейской платформы, представляют собой толщи первичноосадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород, метаморфизованных в различной степени. Архейские образования характеризуются очень энергичной и специфической складчатостью, связанной с пластическим течением материала при высоких давлениях и температурах. Часто наблюдаются такие структуры, как гнейсовые купола, впервые выделенные П. Эскола в северном Приладожье. Фундамент платформы обнажается только на Балтийском и Украинском щитах, а на остальном пространстве, особенно в пределах крупных антеклиз, он вскрыт скважинами и хорошо изучен геофизически. Для расчленения пород фундамента важны данные определения абсолютного возраста.
В пределах Восточно-Европейской платформы известны древнейшие породы с возрастом до 3,5 млрд. лет и более, образующие крупные блоки в фундаменте, которые обрамлены более молодыми складчатыми зонами позднеархейского и раннепротерозойского возраста.
Выходы фундамента на поверхность . Поверхность Балтийского щита резко расчленена (до 0,4 км), но обнаженность из-за покрова четвертичных ледниковых отложений все же слабая. Изучение докембрия Балтийского щита связано с именами А. А. Полканова, Н. Г. Судовикова, Б. М. Куплетского, К. О. Кратца, С. А. Соколова, М. А. Гиляровой, шведского геолога Н. X. Магнуссона, финских - В. Рамсея, П. Эскола, А. Симонена, М. Хярме и многих других. В последнее время опубликованы работы А. П. Светова, К. О. Кратца, К. И. Хейсканена. Украинский щит перекрыт кайнозойскими отложениями и обнажен гораздо хуже Балтийского. Докембрий Украинского щита изучался Н. П. Семененко, Г. И. Каляевым, Н. П. Щербаком, М. Г. Распоповой и другими. В настоящее время произведен существенный пересмотр данных о геологическом строении Балтийского и Украинского щитов и закрытых территорий Русской плиты.
Архейские образования . На Балтийском щите в Карелии и на Кольском полуострове выходят на поверхность древнейшие отложения, представленные гнейсами и гранулитами с возрастом (явно радиометрически омоложенным) 2,8-3,14 млрд. лет. По-видимому, эти толщи слагают фундамент так называемых беломорид , образующих в Карелии и на юге Кольского полустрова зону северо-западного простирания, а на севере полуострова - Мурманский массив. Беломориды в составе керетской, хетоламбинской и лоухской свит в Карелии и тундровой и лебяжинской на Кольском полуострове представлены различными гнейсами, в том числе и глиноземистыми (лоухская свита), амфиболитами, пироксеновыми и амфиболовыми кристаллическими сланцами, диопсидовыми кальцифирами, коматиитами, друзитами и другими первичноосадочными и вулканогенными породами основного и ультраосновного состава с многочисленными интрузиями разной формы. Высокометаморфизованные толщи образуют гнейсовые купола, впервые описанные П. Эскола около Сортовалы, с пологим, почти горизонтальным залеганием отложений в сводовой части и сложной складчатостью по краям. Возникновение таких структурных форм возможно лишь на больших глубинах в условиях высоких температур и давлений, когда вещество приобретает способность к пластическим деформациям и течению. Может быть, гнейсовые купола "всплывают" подобно соляным диапирам. Значения абсолютного возраста для беломорид не опускаются древнее 2,4-2,7 млрд. лет. Однако эти данные, несомненно, дают слишком молодой возраст пород.
На нижнеархейских отложениях беломорид в Карелии залегает толща позднеархейского возраста (лопий ), представленная ультраосновными (коматиитами со структурой спинифекс), основными и реже средними и кислыми вулканическими породами, вмещающими массивы гипербазитов и плагиогранитов. Взаимоотношение этих протогеосинклинальных отложений мощностью более 4 км с комплексом основания не совсем ясно. Предполагавшиеся конгломераты в основании лопия скорее всего являются бластомилонитами. Формирование этих типично зеленокаменных отложений закончилось ребольской складчатостью на рубеже 2,6-2,7 млрд. лет.
Аналогом лопия на Кольском полуострове являются парагнейсы и высокоглиноземистые сланцы кейвской серии , а также различно метаморфизованные породы тундровой серии (на юго-востоке), хотя не исключено, что последние являются продуктами диафтореза более древних отложений.
На Украинском щите широко распространены древнейшие архейские комплексы пород, слагающие четыре крупных блока, отделенные разломами от нижнепротерозойских сланцево-железорудных толщ, слагающих узкие приразломные синклинорные зоны. Волыно-Подольский, Белоцерковский, Кировоградский, Днепровский и Приазовский блоки (с запада на восток) сложены разнообразными архейскими толщами, причем Белоцерковский и Днепровский блоки - это амфиболиты, метабазиты, джеспилиты конкско-верховецкой, белозерской серии, т. е. породы первичноосновного состава, метаморфизованные в условиях амфиболитовой, иногда гранулитовой фации и напоминающие отложения лопия Балтийского щита. Остальные блоки сложены в основном верхнеархейскими гранито-гнейсами, гранитами, мигматитами, гнейсами, анатектитами - в целом кислыми породами, кое-где с реликтами древнего основания.
На Воронежской антеклизе древнейшими породами, аналогами беломорид и днеприд, являются гнейсы и гранито-гнейсы обоянской серии . На них залегают метабазиты Михайловской серии , по-видимому, одновозрастной лопию и метабазитам приднепровской серии (табл. 2).
Нижнепротерозойские образования относительно слабо развиты в фундаменте платформы, в том числе и на щитах, и резко отличаются от древнейших архейских толщ, слагая линейные складчатые зоны либо изометричные прогибы. На Балтийском щите выше архейских комплексов с явным несогласием залегают толщи сумия и сариолия . Сумийские отложения ближе к орогенным формациям и представлены терригенными породами и метабазитами, тесно связанными с расположенными выше сариолийскими конгломератами, которые частично могут замещать толщи сумия. В последнее время выше лопия и ниже сумия К. И. Хейсканеным выделяется толща суомия , сложенная кварцитами, карбонатами, кремнистыми и амфиболовыми сланцами и апо-базальтовыми амфиболитами, занимающая стратиграфический интервал 2,6-2,7 - 2,0-2,1 млрд. лет, соответствующая сортавальской серии северного Приладожья и "морскому ятулию" Финляндии. По-видимому, сюда же относятся флишоидные отложения ладожской серии , залегающие выше сортавальской .
Сумийско-сариолийский комплекс - это существенно вулканогенная толща с конгломератами в верхней части, мощность ее до 2,5 км. Преобладающие первично базальтовые, андезито-базальтовые и реже более кислые вулканиты приурочены к грабенам, осложнявшим, по данным А. П. Светова, крупное сводовое поднятие. Конгломераты сариолия тесно связаны со структурами сумия, причем последние в северной Карелии прорываются К-Na-гранитами.
После слабых фаз селецкой складчатости , происходившей на рубеже 2,3 млрд. лет, район современного Балтийского щита вступает в
Таблица 2
Схема расчленения образований фундамента Восточно-Европейской платформы
новый этап своего развития, уже напоминающий платформенный. Накоплению сравнительно маломощных толщ ятулия, суйсария и вепсия предшествовало формирование коры выветривания. Ятулий представлен кварцевыми конгломератами, гравелитами, песчаниками, кварцитами со следами ряби и трещин усыхания. Осадочные континентальные породы переслаиваются с покровами базальтов. Отложения суйсария слагаются в низах глинистыми сланцами, филлитами, шунгитами, доломитами; в средней части - покровами оливиновых и толеитовых базальтов, пикритов, а в верхах - снова преобладают песчаники и туфосланцы. Еще выше располагаются конгломераты и полимиктовые песчаники вепсия с силлами габбро-диабазов (1,1 -1,8 млрд. лет). Общая мощность всех этих отложений составляет 1-1,2 км, и все они, залегающие почти горизонтально, прорываются гранитами рапакиви (1,67 млрд. лет).
Рис.
4. Принципиальная схема соотношений
главных комплексов докембрийских
(дорифейских) образований на Балтийском
щите (в Карелии):
1 - протоплатформенный комплекс (ятулий, суйсарий, велсий) PR 1 2 ; 2 - протоорогенный комплекс (сумий, сариолий) PR 1 1 ; 3 - протогеосинклинальный комплекс (лопий, суомий?) AR 1 2 ; 4 - комплекс основания (беломориды и более древние) AR 1 1
Таким образом, в Карелии устанавливается довольно определенная последовательность дорифейских комплексов пород (рис. 4). Комплекс основания представлен серыми гнейсами и ультраметаморфическими толщами беломорид (нижний архей). Выше располагается зеленокаменный протогеосинклинальный лопийский комплекс (верхний архей), который с несогласием перекрывается проторогенной толщей сумия - сариолия и протоплатформенными отложениями ятулия, суйсария и вепсия. Намечается картина, близкая к фанерозойским геосинклиналям, но очень сильно растянутая во времени.
Нижнепротерозойские образования на Кольском полуострове представлены имандра-варзугской и печенгской зеленокаменными метабазитовыми сериями с корой выветривания в основании, слагающими узкие (5-15 км) приразломные прогибы, заключенные между архейскими блоками на севере и на юге, хотя не исключено, что северный Мурманский блок является мощной (1 км) аллохтонной пластиной, надвинутой с севера на более молодые образования. Отложения были дислоцированы в конце раннего протерозоя.
На Украинском щите нижний протерозой - это знаменитая криворожская серия , образующая узкие, наложенные на архейские комплексы приразломные синклинории, шириной в 10-50 км. Криворожская серия подразделяется на нижнюю терригенную толщу
Рис.
5. Геологический профиль рудной полосы
Яковлевского месторождения, Воронежская
антеклиза (по С. И. Чайкину):
1 - аллиты и переотложенные руды; 2 - мартитовые и железнослюдковые руды; 3 - гидрогематит-мартитовые руды; 4 - железнослюдково-мартитовые кварциты; 5 - гидрогематит-мартитовые железистые кварциты с прослоями сланцев; 6 - конгломераты: 7 - филлиты подрудной сланцевой свиты; 8 - надрудные филлиты; 9 - филлиты тонкополосчатые; 10 - разломы
(кварцито-песчаники, конгломераты, филлиты, графитовые сланцы); среднюю - железорудную, состоящую из ритмично чередующихся джеспилитов и сланцев, напоминающих флиш; верхнюю - в основном терригенную (конгломераты, гравелиты, кварциты). Общая мощность серии до 7-8 км, ее отложения прорываются гранитами с возрастом 2,1-1,8 млрд. лет.
Аналогом описанных образований на Воронежской антеклизе являются отложения также трехчленной курской серии с железорудной толщей в средней части, образующей узкие синклинорные зоны, ориентированные в меридиональном направлении и хорошо прослеживающиеся в магнитном аномальном поле (рис. 5). На востоке Воронежской антеклизы залегают более молодые терригенные и метабазитовые отложения воронцовской и лосевской серий , в составе которых есть обломки джеспилитов и большое количество стратиформных интрузий гипербазитов (мамоновский комплекс), с медноникелево-сульфидным оруденением.
Восточно-Европейская эпикарельская платформа располагается в пределах Восточной, Северной и Центральной Европы. Ее площадь равна 5,5 млн км 2 . Рельеф Восточно-Европейской платформы почти целиком представлен одноименной равниной. Только на Кольском полуострове имеются горы с высотами до 1 км. Равнину эродируют реки, относящиеся к бассейнам Балтийского, Белого, Черного и Каспийского морей. Наиболее легко современная граница платформы прослеживается на востоке с герцинидами Урала, на западе с альпидами Карпат и на севере с каледонидами Норвегии. Также однозначно установлена граница платформы с байкалидами Тиманского поднятия. В других участках современная граница между добайкальскими и более поздними складчатыми системами перекрыта осадочными породами чехла и проведена достаточно условно.
Фундамент платформы. В двух местах платформы значительно эродированный кристаллический фундамент поднят до уровня дневной поверхности, образуя обширный Балтийский и небольшой Украинский щиты. На остальной территории платформы, называемой Русской плитой, фундамент перекрыт осадочным чехлом. Фундамент Восточно-Европейской платформы сложен складчатыми сооружениями архейского и раннепротерозойского возраста: беломоридами и карелидами. Они образуют блоки, достаточно четко различающиеся формой и расположением. Беломориды имеют многоугольную форму и содержат овальные образования (нуклеарные ядра).
. Осадочные породы, перекрывающие кристаллический фундамент Восточно-Европейской платформы, имеют возраст от рифея до четвертичного. При этом весь разрез чехла крупными стратиграфическими перерывами делится на несколько этажей, которые имеют разное распространение. Рассмотрим строение чехла поэтажно. Самый нижний первый этаж чехла сложен рифейскими и нижневендскими отложениями. Мощность их в среднем составляет 0,5-3 км. Эти отложения неметаморфизованы и имеют нарушенное залегание только в авлакогенах. Они сложены песчано-алеврито-глинистыми осадками кварцевого или аркозового состава. В небольшом количестве присутствуют также ледниковые и вулканогенные образования. Второй этаж чехла сложен непрерывным разрезом от верхнего венда до нижнего девона включительно. Нижние горизонты второго этажа (венд и кембрий) представлены тонкообломочными осадками мелководных и прибрежных фаций. Это аргиллиты, глины, песчаники с некоторым количеством туфов и туффитов в венде. Выше по разрезу сложен карбонатами - доломитами, глинистыми известняками, мергелями. Обилие и разнообразие органических остатков в карбонатных осадках ордовика и силура. Нижний девон -это регрессивный комплекс, в котором мелководно-морские осадки сменяются пресноводными дельтово-континентальными. Общая мощность отложений второго этажа чехла колеблется от 200 м до 2 км. Третий этаж сложен отложениями девонско-триасового возраста.
Разрез начинается с верхов нижнего девона, который представлен континентальными, лагунными и морскими мелководными терригенными породами. Верхний девон представлен карбонатными отложениями. Также широко развиты соли, встречаются покровы базальтов трапповой формации. Каменноугольный разрез начинается карбонатной толщей, выше лежит угленосная толща, затем залегают красноцветные глинисто-алевритовые породы. Пермские отложения – это в основном лагунные и континентальные образования. Нижние горизонты перми представлены карбонатными породами, выше они сменяются сульфатными и хлоридными осадками, а в верхней части главенствуют терригенные отложения.
Завершает разрез третьего этажа чехла триасовая система. Эти отложения представляют собой регрессивный комплекс континентальных терригенных пород. Среди них отмечаются песчаники, алевролиты, глины с прослоями каолинита, бурых железняков и сидеритовых конкреций.
Последний четвертый этаж чехла сложен юрско-кайнозойскими отложениями. Юрские представлены сероцветными мелководно-морскими и континентальными угленосными отложениями.
Для палеогена Русской плиты характерны два типа разрезов. В самой южной части плиты (Причерноморская и Прикаспийская области) разрез сложен мощными умеренно глубоководными глинисто-известковистыми отложениями. Более северный разрез представлен менее мощными мелководными и континентальными отложениями: кварц-глауконитовыми песчаниками, глинами, кремнистыми осадками и бурыми углями. Неогеновые отложения Русской плиты характеризуются большой изменчивостью. Это известняки-ракушечники, глауконитовые пески, песчаники, доломиты, бурые угли, красноцветные глины. Четвертичные отложения покрывают большую часть поверхности Восточно-Европейской платформы чехлом мощностью от долей метра до нескольких сотен метров. Сложен моренными отложениями, косослоистыми грубозернистыми песками и отложениями ледниковых, также распространены лессы.
Балтийский щит, Украинский щит, Южно-Балтийская моноклиналь, Причерноморская моноклиналь, Тимано-Печорская зона поднятий, Белорусская антеклиза, Волго-Уральская антеклиза, Воронежская антеклиза, Предуральский передовой прогиб, Прикарпатский прогиб, Рязано-Саратовский прогиб, Печорская синеклиза, Балтийская синеклиза, Украинская синеклиза, Прикаспийская синеклиза, Московская синеклиза.
Сибирская платформа
Сибирская платформа расположена в Центральной и Восточной Сибири. Поверхность Сибирской платформы в отличие от Восточно-Европейской почти целиком представляет собой денудационную возвышенность с высотами от 0,5 до 2,5 км. Поверхность платформы эродирована реками, относящимися к бассейнам Карского моря и моря Лаптевых. Восточная современная граница платформы прослеживается от устья Лены до Охотского моря сначала по Предверхоянскому краевому прогибому и затем по Нельканскому краевому шву. Этими структурами платформа отделяется от киммерид Верхояно-Чукотской области. Северная и западная границы перекрыты чехлом осадков Западно-Сибирской плиты, поэтому проведены условно по уступу рельефа в правобережье Енисея и Хатанги. Наиболее сложна южная граница платформы, так как она осложнена мезозойской тектоникой и разновозрастными гранитными интрузиями. Граница проходит от Удской губы вдоль южного склона Станового хребта до истоков Олекмы по Северо-Тукурингрскому разлому, который отделяет платформы от герцинид Монголо-Охотского пояса. Затем от Витима граница резко поворачивает на север, доходя практически до Лены, и опять на юг к юго-западному краю Байкала, огибая тем самым байкалиды Байкало-Патомского нагорья. Затем граница продолжается в северо-западном направлении до устья Подкаменной Тунгуски, оставляя с запада байкалиды Восточных Саян и Енисейского кряжа.
Фундамент платформы . Фундамент Сибирской платформы сложен глубокометаморфизо-ванными архейскими и нижнепротерозойскими породами. Фундамент прерван многочисленными интрузиями палеозойского и мезозойского возраста. Представлен кварцитами, гнейсами и амфиболитами, на которых с несогласием залегают мраморы и графитовые. Также присутствуют вулканогенно-осадочные образования мощностью 2-5 км, железисто-кремнистые формации, терригенные образования мощностью до 10 км, содержащие горизонт медистых песчаников.
Строение платформенного чехла . Типичный чехол начал формироваться на Сибирской платформе раньше, чем на Восточно-Европейской - уже в начале позднего протерозоя. В разрезе чехла также выделяются несколько этажей, разделенных крупными стратиграфическими перерывами.
Нижний первый этаж чехла Сибирской платформы сложен рифейскими отложениями. Они залегают на нижнепротерозойских с региональным перерывом и угловым несогласием, приурочены как к авлакогенам, представлены терригенными песчано-гравийными отложениями. Выше по разрезу обломочные породы сменяются карбонатными. Второй этаж чехла сложен непрерывным разрезом от вендских до силурийских отложений. Основание разреза сложено терригенными породами, которые сменяются доломитами и известняками. Третий этаж чехла накапливался с конца среднего девона по триаса. Девонская часть разреза представлена морскими терригенно-карбонатными и континентальными красноцветными отложениями, а также вулканитами основного и щелочного состава. Также присутствуют соленосные толщи. Каменноугольная и пермская системы представлены терригенно-карбонатными морскими отложениями. На них залегают отложения среднего карбона и перми. Верхняя часть пермской системы состоит из терригенно-туфогенных образований.
Триасовая система представлена вулканогенными образованиями трапповой формации и связанными с ними многочисленными интрузиями основного состава. Это покровы базальтов мощностью от нескольких до ста метров с прослоями туфов, туффитов и осадочных пород. Четвертый этаж чехла представлен юрско-меловыми отложениями. Юрские отложения залегают трансгрессивно на породах с различного возраста. Большей частью это сероцветные терригенные морские отложения, сменяющиеся в южном направлении континен-
тальными. Последние угленосны. Меловые отложения залегают согласно на юрских и представлены преимущественно континентальными угленосными толщами. Интрузивный магматизм мезозойского возраста широко распространен на юге платформы.Завершают разрез чехла Сибирской платформы кайнозойские отложения пятого этажа. Палеоген и неоген на подстилающих толщах залегают с размывом и представлены ограниченными по площади маломощными континентальными осадками. Они представлены кварцевыми и аркозовыми песками, косослоистыми песчаниками и глинами. Мощность отложений достигает нескольких сотен метров.
Четвертичные отложения распространены повсеместно и представлены самыми разнообразными генетическими типами континентальных пород.
Основные структурные элементы. Туруханская и Усть-Майская зоны поднятий, Алданский щит, Анабарская, Непско-Ботуобинская, Байкитская антеклизы, Тунгусская, Вилюйская, Хатангская синеклизы, Байкало-Патомский, Предверхоянский прогибы, Енисейская, Байкальская, Восточно-Саянская складчатые зоны.
31.Позднепалеозойский (герцинский) этап геологической истории Земли.
Поздний палеозой включает Д-ий, С-ый и Р-ий периоды, общей продолжительностью ок. 170 млн. лет
Органический мир и стратиграфия. Среди морских беспозвоночных ведущая роль принадлежала брахиоподам, головоногим моллюскам (гониатитам), кораллам и простейшим. Встречаются морские лилии и морские ежи. К концу появляются цератиты. Из кораллов наиболее широко распространены четырехлучевые, как колониальные, так и одиночные формы, из простейших - фораминиферы. Наземные беспозвоночные позднего палеозоя представлены многочисленными насекомыми. В девоне они еще бескрылые: скорпионы, пауки, тараканы. В каменноугольном периоде появляются гигантские стрекозы. Появление и развитие насекомых тесно связано с развитием наземной растительности. Исключительно активное накопление растительной биомассы способствовало с однойстороны образованию мощных залежей торфа, который в дальнейшем превратился в уголь, а с другой - увеличение содержания кислорода в атмосфере. Последнее, в свою очередь, привело к интенсификации процессов окисления, в связи с чем многие пермские отложения имеют бурую окраску. В С-завоевание суши растениями и появление первых земноводных. В середине девона на смену панцирным рыбам пришли костные рыбы. В Р появились первые пресмыкающиеся.
Состав и строение отложений. Основные структуры . Верхнепалеозойские отложения широко распространены как в пределах платформ и каледонских горно-складчатых сооружений, так и в пределах геосинклинальных поясов. Для позднепалеозойской седиментации характерна большая доля континентальных отложений. Мощность верхнепалеозойских отложений на древних платформах в среднем составляет 2-4 км. Для эпох максимальных трансгрессий характерны карбонатные осадки (доломиты, известняки, рифтовые постройки), во время регрессий карбонаты сменялись терригенными осадками и эвапоритами. Общей чертой каменноугольных отложений является наличие в них большого количества углей и широкое их распространение. Поэтому каменноугольный период можно назвать "первой эпохой угленакопления" в истории Земли. В отличие от раннего палеозоя, в позднем на древних платформах более активно проявлялись тектонические движения, которые привели к формированию новых структур. Одной из таких структур являются авлакогены. На Сибирской платформе повышенная тектоническая активность проявилась в виде траппового вулканизма, который начался в конце каменноугольного периода, а максимума достиг в конце перми - начале триаса. Горообразование сопровождалось большим количеством гранитоидных интрузий. На месте прогибов и разделяющих их поднятий возникают сложные горно-складчатые сооружения - герциниды.
История геологического развития . В результате герцинского тектонического этапа на рубеже палеозоя и мезозоя произошла существенная перестройка в распределении континентов и океанов. Широкое распространение герцинид в пределах Урало-Монгольской и Средиземноморской областей свидетельствует о закрытии Палеоазиатского океана и западной части океана Тетис. В связи с этим эпикаледонские континенты вновь оказались сгруженными в единую континентальную глыбу - Пангею II, состоящую из двух частей. На юге это Гондвана, оставшаяся практически без изменений. На севере - новый материк Лавразия, объединяющий Северо-Атлантический материк, Сибирскую и Китайскую платформы.
Палеогеография и климат. Полезные ископаемые . В связи с эпохами трансгрессий и регрессий климат позднего палеозоя довольно резко менялся. Наличие эвапоритов и красноцветов в отложениях раннего девона и перми указывает на существование в эти периоды жаркого и сухого климата. В позднем девоне и карбоне, наоборот, климат был влажным и мягким, о чем свидетельствует бурное развитие растительности. В каменноугольный период особенно ярко проявилась климатическая зональность позднего палеозоя, которая четко фиксируется по породам и ископаемым остаткам животных и, особенно, растений. Среди осадочных полезных ископаемых главную роль играют горючие - нефть, газ и каменный уголь. Нефтяные и газовые месторождения приурочены к морским толщам девона, карбона и перми. Около половины всех запасов угля на Земле имеет позднепалеозойский возраст. Осадочные толщи верхнего палеозоя содержат железо (сидеритовые руды), фосфориты, медистые песчаники, бокситы, каменные и калийные соли, гипс и др. К интрузиям основного состава приурочены месторождения титаномагнетита, хромита, никеля, кобальта, асбеста. С вулканической деятельностью связаны колчеданно-полиметаллические месторождения. К интрузиям кислого состава приурочены месторождения редких и цветных металлов: свинца, цинка, олова, ртути и т. д.
45.Условия накопления органического вещества и его преобразование в диагенезе.
Органическое вещество в земной коре – захороняемые остатки живых организмов в процессе осадконакопления.
Главный источник нефтяных УВ - это органические соединения, присутствующие в рассеянном состоянии в осадочных породах субаквального, в основном морского, происхождения. Но прежде чем эти соединения образуют скопления нефти и газа, они должны пройти сложный путь геохимических изменений вместе с вмещающими их осадками, которые из отложившихся на морском дне высокообводненных илов превращаются в литифицированные осадочные породы.
В геохимической истории превращения 0В осадочных пород можно выделить два основных этапа: биохимическое преобразование ОВ, начинающееся при седиментогенезе и заканчивающееся на стадии диагенеза, и термокаталитическое преобразование 0В (стадия катагенеза), происходящее при погружении осадочных пород на глубину. Для каждой из этих стадий характерны свои действующие факторы и источники энергии.
