Глава II Восточно-Европейская платформа и структуры ее обрамления

Во взаимоотношениях с окружающими платформу разновозрастными складчато-надвиговыми сооружениями можно выделить два основных типа. Так Урал, Карпаты отделены от платформы их передовыми прогибами наложенными на опущенные края платформы, а Скандинавские каледониды и байкальские складчатые сооружения Тимана по системе надвигов непосредственно перекрывают автохтонные комплексы платформы, причем шарьяжи могут достигать более 200 км. Однако традиционно и в том и в другом случае за границы платформы принято считать передовой фронт надвигов. На остальных участках своего периметра Восточно-Европейская платформа граничит с молодыми плитами - Среднеевропейской на западе, Скифско-Туранской на юге, причем и эти ограничения представлены разломами, частично субвертикальными, частично надвиговыми. Юго-восточный угол платформы занимает Прикаспийская впадина с корой субокеанического типа, традиционно включаемая в состав платформы. Границу на этом участке платформы обычно проводят вдоль погребенной Южно-Эмбенской зоны дислокаций. Впадина представляет собой реликтовый океанический бассейн, заполненный осадками мощностью до 20 км. и ее включение в состав Восточно-Европейской платформы, в таком случае, весьма условно. Западнее южная современная граница платформы приобретает более четкий характер - она проходит вдоль палеозойского надвига Донецко-Каспийской складчатой зоны, огибает Донецкий кряж и, заворачивая к западу, пересекает Азовское и Черное море состыкуется со сдвиговой зоной Тейсера-Торнквиста.

Докембрийский кристаллический фундамент обнажен главным образом по северо-западной периферии Восточно-Европейской платформы - Балтийский щит, а также на юге - в пределах Украинского щита. Кроме того к структурам кристаллического цоколя платформы относятся погруженные массивы - Воронежский и Волго-Уральский, большая часть которых перекрыта платформенными осадками мощностью до 1,5 км. Данные тектонические единицы имеют ярко выраженное крупноблоковое строение. Так в структуре Украинского щита различают пять, а Балтийского - шесть блоков, разделенных глубинными разломами или швами по которым они были спаяны. Каждый из блоков имеет индивидуальную внутреннюю структуру, а часто и вещественный состав, дисгармонирующий со смежными тектоническими единицами. На Балтийском щите обосабливаются: Мурманский, Кольский, Беломорский, Карельский, Свекофенский и Свеконорвежский блоки. Украинский щит также образован несколькими блоками: Волыно-Подольским, Одесско-Белоцерковским, Кировоградским, Приднепровским, Приазовским. Можно предполагать, что аналогичные блоки образуют структуру Воронежского и Волго-Уральского массивов.

Древнейшими (AR₁) образованиями фундамента являются гранулит-гнейсовые области, сложенные преимущественно породами гранулитовой фации метаморфизма. По-видимому среди них имеются протоконтинентальные массивы сформированные на исходной коре океанического типа, реликтами которых являются тоналиты, ультрабазиты и другие породы имеющие изотопный возраст от 3700 до 3100 млн. лет. К группе существенно гранулитовых блоков следует отнести Мурманский и Беломорский блоки Балтийского щита. Наиболее типичными из пород их слагающих являются высокоглиноземистые биотитовые гнейсы, т.е. метаморфизованные "зрелые" осадочные породы, и метаморфизованные вулканиты базитового состава, превращенные в том числе в амфиболиты и чарнокиты (гиперстеновые гнейсы). Полям развития описанных метаморфитов свойственны крупные гранитогнейсовые купола. Они имеют округлую, либо вытянуты в одном направлении форму диаметром десятки км. В ядрах куполов вскрываются плагиогранито-гнейсы и мигматиты.

На территории Кольского и Карельского блоков Балтийского щита, а также на большей части Украинского щита между аналогичными гранитогнейсовыми куполами "зажаты" зеленокаменные пояса. Состав зеленокаменных поясов довольно однотипен для большинства древних платформ. Нижние части, как правило, сложены толщами основных эффузивов спилит-диабазового состава, иногда значительно метаморфизованных. Подушечное строение свидетельствует об излиянии этих базитов в подводных условиях. Верхние части разреза часто представлены кислыми эффузивами - кератофирами, фельзитами, с прослоями кварцитовых песчаников и гравелитов. По петрохимическим характеристикам указанные метавулканиты в большинстве случаев отвечают базальтам СОХ и базальтовым коматиитам, однако иногда в составе зеленокаменных поясов широко проявлены метаморфизованные известково-щелочные вулканиты базальт-андезит-дацитового состава. Структурное положение зеленокаменных поясов однозначно свидетельствуют в пользу того, что они представляют собой не что иное как швы столкновения различных блоков древнейшей коры. Стратиграфические контакты с окружающими гранулит-гнейсовыми комплексами нигде не наблюдается, они либо затушованы при более позднем совместном метаморфизме, гранитизации и деформации обоих комплексов, либо тектонические. В последнем случае зеленокаменные пояса представляют собой либо узкие, сильно сжатые синклинали, ограниченные разломами, либо довольно изометричные остатки тектонических покровов, надвинутых на гранулит-гнейсовое основание, которые сохранились в межкупольных пространствах. Изотопно-геохронологическое датирование позволяет считать, что формирование гранит-зеленокаменных областей на территории Восточно-Европейской платформы произошло в интервале 3100 - 2600 млн. лет. На геодинамическую природу зеленокаменных поясов нет однозначной точки зрения. Их связывают с опусканием и переработкой первичной сиалической коры над поднимающимся мантийным диапиром, либо видят аналогию с современными рифтами, которые "взломали" протоконтинентальную гранулит-гнейсовую кору, либо сопоставляют с современной системой островных дуг и окраинных морей.

Абсолютно индивидуальные черты строения в композитной структуре Балтийского щита имеет Свекофеннский блок. Он является типичным представителем гнейсово-сланцевых областей. Наиболее существенными отличительными признаками являются: отсутствие архейского фундамента; широкое развитие сланцевых и гнейсово-сланцевых толщ раннепротерозойского возраста, а также крупных гранитоидных плутонов, внедрившихся в диапазоне 1850-1700 млн. лет назад. Существенная роль в сланцевых разрезах принадлежит метавулканитам как основного так и кислого состава. По своему строению комплексы слагающие Свекофеннский блок близки гравуакко-вулканическим сериям фанерозойских складчатых поясов, сформировавшихся в окраинных морях, разделенных островными дугами. Таким образом Свекофеннский блок можно трактовать как образовавшийся в результате аккреционной тектоники. Граниты, повсеместно распространенные на территории блока, являются индикатором коллизионных процессов, в результате которых свекофениды были обдуцированы и надвинуты на карельское основание с образованием протяженной (длиной почти 1500 км.) Западно-Карельской зоны надвигов, "срезающей" контуры Кольско-Карельского архей-протерозойского супертеррейна. К зоне этого надвига тяготеют выходы нижнепротерозойского (1.9 млрд.лет) офиолитового комплекса, свидетельствующего о заложении Свекофеннского пояса на коре океанического типа. На западной периферии Свекофеннского блока развит Готский (Трансскандинавский) вулканоплутонический пояс, сложенный магматитами мантийного происхождения. В составе пояса наиболее примечательны наземные кислые лавы, включающие риолиты, дациты, игнимбриты, а также лавы повышенной щелочности, перемежающиеся с агломератами и аркозами. Эффузивы ассоциируют с гранитными батолитами. Возраст лав и прорывающих их гранитов оценивается в 1750-1540 млн. лет. Состав и строение этого протерозойского вулкано-плутонического пояса весьма сходен с окраинно-континентальными поясами андийского типа. Учитывая эту аналогию, можно полагать, что Готский пояс в протерозое занимал окраинное положение и формировался над зоной субдукции.

Состав и строение самой западной тектонической единицы Балтийского щита - Свеконорвежского блока также резко индивидуально. По свое структуре, истории развития и времени окончательной кратонизации этот тектонический элемент близок к гренвильскому орогенному поясу Северной Америки и рассматривается как восточное его продолжение. Время формирования наиболее древних пород Свеконорвежской зоны отвечают интервалу 1.75-1.9 млрд.лет. Они подверглись существенной переработке в эпоху готской (на уровне 1.7-1.6 млрд.лет) и дальсладской - свеконовержской (1.2-0.9 млрд.лет) орогении. Внутренняя структура блока отличается значительной сложностью и фактически представляет собой коллаж кратонных, островодужных и т.п. террейнов. Наиболее широко развиты в различной степени метаморфизованные вулканогенно-осадочные и терригенные толщи раннего-среднего протерозоя.

В целом, выходы раннепротерозойских комплексов Балтийского и Украинского щитов, тяготеют к шовным зонам, разграничивающим архейские блоки и в отличии от последних имеют более разнообразный состав и строение.

На востоке Кольского блока вблизи шовной зоны нижнепротерозойские отложения выполняют Кейвский синклинорий и представлены одноименной серией, несогласно залегающей на архейских гнейсах. Кейвская серия выполнена осадками типичными для пассивной континентальной окраины: в основании содержатся конгломераты с обломками архейских пород, далее мощная толща высокоглинистых сланцев и парагнейсов, а в верхах - аркозовые песчаники, а также прослои доломитов, в том числе со страмоталитами. Возраст прорывающих серию гранитов равен 1900-2000 млн.лет.

Протерозой шовной зоны Кольского и Беломорского блоков (Печенгская и Имадра-Варзугская зоны) близок по строению и составу фанерозойским офиолитовым поясам. Подавляющую часть разреза составляют эффузивы основного, в меньшей степени среднего и ультраосновного составов. Многим лавам присуще подушечное строение. Среди лав встречаются горизонты конгломератов, аркозов и кварцитов, содержащих обломки архейских гнейсов и гранитов. Разрез насыщен телами гипербазитов, габбро, габброноритов и анортозитов. Вероятный возраст пород 1900 —1800 млн. лет, возраст метаморфизма — 1800—1700 млн. лет Весь описанный комплекс пород слагает серию тектонических пластин надвинутых на север - на Кольские гнейсы.

Раннепротерозойские комплексы Восточно-Карельской шовной зоны расположенной между Карельским и Беломорским блоками в геодинамическом плане связаны с субдукционными процессами. Эти образования описываются в составе сумийского комплекса. Возраст отложений составляет ~ 2400 млн. лет. В целом комплекс образован двумя типами отложений - вулканогенными (тунгутская серия), для которых характерен непрерывный ряд от базальтов через андезиты до риолитов, и обломочными (сариолийская серия). Сумий Карельского блока был подвержен складчатости, метаморфизму и прорван плагиогранитами с возрастом ~ 2000 млн. лет.

Во внутренних частях архейских блоков с рубежа ~ 2,3 млрд. лет (селецкая складчатость) отмечается появление существенно терригенных осадков протоплатформенного чехла. Разрез этого комплекса представлен тремя толщами: ятулий - кварцевые конгломераты, гравелиты, песчаники, переслаивающиес редкими покровами базальтов; суйсарий - глинистые сланцы, филлиты, доломиты с прослоями толеитовых базальтов; вепсий - конгломераты и песчаники с силлами габбро-диабазов.

На Украинском щите к раннему протерозою принадлежит, знаменитая криворожская серия, вмещающая богатые залежи джеспелитовых руд. Она локализуется, главным образом, вдоль Криворожской зоны на границе между Приднепровским и Кировоградским блоками, а также вдоль Орехово-Павлоградской зоны, ограничивающей Приднепровский и Приазовский блоки, образуя узкие приразломные синклинории. Полным аналогом криворожской серии является хорошо известная курская серия Воронежского массива. Абсолютный возраст этих отложений попадает в интервал 2500-1880 млн.лет. Разрез представлен тремя толщами снизу вверх: существенно обломочная (кварцито-песчаники, конгломераты, филлиты, графитовые сланцы); флишеподобная (ритмичное чередования джеспелитов и кремнистых сланцев); терригенная (конгломераты, гравелиты, кварциты). Общая мощность 7-8 км, все отложения прорваны гранитами с возрастом 2.1 - 1.8 млрд.лет

Фундамент Восточно-Европейской платформы разбит узкими, глубокими (до 3 км и более) грабенообразными прогибами (авлакогенами) - отмершими лучами древних рифтовых систем. В истории развития платформы намечаются три главные эпохи грабено-образования: рифейская, девонская и пермская (грабен Осло).

Рифейские авлакогены наиболее многочисленны. Они образуют почти прямоугольную сеть северо-восточного и северо-западного направления и разбивают фундамент платформы на серию блоков, примерно отвечающих щитам и погруженным массивам. Самой протяженной (не менее 2000 км) является система грабенов северо-восточной ориентировки, простирающаяся от западного окончания Украинского щита до стыка Тимана с Уралом и состоит из двух самостоятельных авлакогенов: Оршано-Волыно-Крестцовского на западе и Средне-Русского на востоке. От места их сочленения на юго-восток отходит Пачелмский палеорифт, а на северо-запад менее четко выраженный — Ладожский. К Средне-Русскому авлакогену почти под прямым углом с севера подходят Кандалакшский и Мезенский грабены. На самом востоке платформы, на Волго-Уральском своде находится Калтасинский авлакоген. В составе комплексов выполняющих грабены преобладают среднерифейские красноцветные грубообломочные толщи, образовавшиеся за счет размыва близлежащих поднятий. Нередко в основании разреза появляются мощные (до 400 м.) лавовые покровы базальтов, пачки туфов, вулканических брекчий, а также силлы долеритов. Из магматических комплексов характерными являются бимодальные щелочно-ультраосновные серии с карбонатитами. Выше по разрезу рифейские вулканогенно-терригенные образования сменяются мелководно-морскими осадками вендского возраста, толщи которых переходят из грабенов на смежные блоки фундамента, что указывает на вовлечение в прогибание обширных участков платформы, формирование осадочных бассейнов и как следствие начало накопления платформенного чехла.

Со второй эпохой континентального рифтинга связано возникновение Припятско-Днепровско-Донецкого авлакогена, а также серии грабенов по восточной окраине платформы. Заложение Днепрово-Донецкого рифта, разделяющего Украинский и Воронежский массивы, произошло в конце среднего - позднем девоне и сопровождалось интенсивным магматизмом: излияниями щелочных базальтов, внедрением щелочно-ультраосновных интрузий. Для верхнего девона характерными являются эвапориты, маркирующие погружение палеорифта и соединение его с морским бассейном. В карбоне этот район был местом накопления мощных толщ параллических углей (Донбасс), а в конце перми его восточная часть в результате сближения Украинского, и Воронежского щитов подверглась интенсивным деформациям. Терригенное осадконакопление в пределах авлакогена продолжалось в течение всего позднего палеозоя и в мезозое.

Большая часть платформы за исключением щитов покрыта фанерозойским осадочным чехлом . Его формирование происходило в три этапа, напрямую связанных с растяжением фундамента и развитием окружавших ее океанов.

Венд-нижнепалеозойский комплекс слагает: полосу, пересекающую но диагонали Восточно-Европейскую платформу и отделяющую Балтийский щит от южных кристаллических массивов (Московская синеклиза); полосу, следующую вдоль линии Тейсейра—Торнквиста (Балтийская синеклиза) и полосу, протягивающуюся вдоль Тимана (Мезенская синеклиза). Осадочные бассейны этого времени сформировались либо над рифейскими авлакогенами, либо вдоль пассивных окраин Восточно-Европейского континента. Состав венд-нижнепалеозойского платфоменного комплекса представлен мелководными песчано-глинистыми, а в верхах (ордовик—силур) — карбонатными осадками с эвапоритами. Немаловажным является широкое развитие тиллитов характерное для раннего венда, что указывает на покровное оледенение.

Средне-верхнепалеозойский комплекс местами наследует более ранние впадины, как в Московской синеклизе, но главный объем чехла сконцентрирован на восточной и юго-восточной окраинах платформы и в районе Днепрово-Донецкого авлакогена. На юге и юго-востоке платформы комплекс большей частью начинается со среднего девона. С начальными периодами его образования связано формирование структур растяжения - девонских грабенов. Наиболее полный разрез (с середины ордовика до нижнего карбона) характерен для восточной окраины платформы, где он вовлечен в покровно-надвиговые дислокации западного склона Урала. По своему составу он может быть уверенно сопоставлен с отложениями пассивных континентальных окраин. Наиболее примечательными для рассматриваемого комплекса являются карбонатные осадки, в том числе рифовые фации, многочисленные в раннем и позднем девоне, карбоне и ранней перми. Для позднего девона характерно распространение глинистых фаций, насыщенных органическим углеродом. Их накопление связано с застойными водами. В перми, в связи с ростом Урала и надвиганием шарьяжей на платформу, происходило постепенное осушение осадочного бассейна и формирование соленосных толщ. Итогом этого процесса стало формирование Предуральского краевого прогиба, заполненного мощной красноцветной молассой — продуктом разрушения Уральских гор.

Мезокайнозойский комплекс развит только по южной периферии платформы: в Прикаспийской впадине, в Припятско-Днепровском прогибе и Причерноморской впадине. За пределы этой полосы море проникало лишь узкими языками в поздней юре и раннем мелу, формируя маломощные толщи осадков. В составе комплекса преобладают терригенные толщи, лишь в период максимальной трансгрессии в позднем мелу шло накопление писчего мела. Мощность комплекса невелика, лишь изредка превышает 500 м.