Региональная геология введение

Глубина проникновения разломов чётко коррелируется с их протяжённостью и шириной влияния. По протяжённости они составляют тысячи километров, а некоторые из них, входящие, в так называемую, регматическую сетку – десятки тысяч километров. Ширина влияния (зона интенсивно деформированных и разбитых пород с повышенной степенью динамометаморфизма) глубинных разломов составляет десятки километров. Они сопровождаются обычно оперяющими разломами, проникающими на значительные расстояния в окружающие образования. Значительны также вертикальные и (или) горизонтальные перемещения по ним, достигающие иногда десятков, а по надвигам сотен километров. Некоторые исследователи предполагают, что по глубинным разломам происходили сдвиги и раздвиги с амплитудой горизонтальных перемещений в тысячи или даже десятки тысяч километров. Предполагают, что в глубинах литосферы или на границе литосферы и астеносферы существуют горизонтальные срывы, по которым отдельные блоки испытывают горизонтальные перемещения, часто с вращением.

Глубинные разломы являются долгоживущими, движения по ним обычно происходят в течение нескольких тектоно-магматических циклов. Как правило, глубинные разломы разделяют области и зоны с разным ходом тектонического развития: платформы и подвижные области, ограничивают срединные массивы, структурные зоны, на платформах структурно-фациальные зоны.

Таким образом, главными характеристиками глубинных разломов являются глубина проникновения (до мантии), протяженность тысячи или десятки тысяч километров, ширина влияние в десятки километров, длительность проявления (в течение нескольких тектоно-магматических циклов), расположение на границе участков с разным ходом тектонического развития.

Кольцевые структуры широко распространены в земной коре. К ним относятся структуры, близкие к изометричным. Они имеют разные размеры (от первых метров до тысяч километров в диаметре). В крупные кольцевые структуры вписываются более мелкие кольца, полукольца, овалы. Они могут быть как положительными, так и отрицательными.

Генезис их весьма разнообразен. Выделяют кольцевые структуры магматогенные: вулканические центры, вулкано-тектонические структуры, магматические тела, магматогенные поднятия, по форме близкие к изометричным. Метаморфогенные кольцевые структуры представлены гранито-гнейсовыми куполами. Кольцевые структуры могут быть связанными с солевым, глинистым и другим диапиризмом. Есть кольцевые структуры взрывного генезиса. Структуры, обусловленные ударами метеоритов, имеют также кольцевой характер. Крупные кольцевые структуры часто представляют собой сводовые поднятия и изометричные погружения, связанные, главным образом, с нарушением изостатического равновесия.

Происхождение многих крупных и гигантских кольцевых структур, не находящих выражения в поверхностной геологии, до сих пор остаётся не решённым однозначно. Большинство исследователей приходит к выводу об их глубинном происхождении. Одни связывают их с воздействием плюмов («горячих точек»), другие объясняют их существование отражением структур раннего развития Земли. Есть точка зрения, что это влияние масс огромных метеоритов, проникших при столкновении с Землёй в её глубины. Самой крупной кольцевой структурой Земли является акватория Тихого океана. Происхождение её также не находит однозначного толкования.

1. Главные структурные элементы платформ

2. Главные структурные элементы складчатых областей

3. Главные структурные элементы океанов

4. Главные структурные элементы переходной зоны от континента к океану

7. СПЕЦИФИКА ДОКЕМБРИЙСКОГО ПЕРИОДА ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

Земля развивается циклично и, главное, направленно-необратимо. Поэтому, чем глубже в историю Земли, тем больше отличаются существовавшие на поверхности и в глубинах планеты условия, а, следовательно, возникавшие геологические и рудные формации. В связи с этим принцип актуализма, хорошо работающий при изучении фанерозойских образования, далеко не всегда может быть применим для восстановления истории развития планеты в докембрии.

Выше рассмотренные изменения в докембрии параметров атмосферы, гидросферы и литосферы обусловили специфику геологических формаций и тектонических структур докембрия и их эволюцию. Среди суперкрустальных образований вначале преобладали вулканиты, но постепенно их роль уменьшалась, стали преобладать осадочные разности.

Среди терригенных отложений преобладали мелкообломочные разности. Первые конгломераты отмечены в архейских отложениях и в дальнейшем их роль возрастала. Состав терригенных пород вначале был преимущественно граувакковый. В дальнейшем появились аркозовые разности и затем кварцевые. Объём их во времени нарастал. В протерозое отмечается несколько уровней ледниковых отложений. Они внизу и вверху резко сменяются отложениями жаркого климата, который господствовал в докембрии. Ледниковые периоды были относительно кратковременными и проявлялись почти повсеместно. В связи с появлением свободного кислорода, в середине раннего протерозоя впервые появились красноцветные отложения. Роль их во времени также возрастала.

Среди хемогенных осадков большое значение имели кварциты, связанные с осаждением кремнезёма, поступавшего в бассейны из вулканогенно-гидротермальных источников и в результате формирования кор выветривания. В последнем случае они ассоциировали с высокоглинозёмистыми разностями. В позднем докембрии появляются и органогенные кремнистые отложения. На определённой стадии остывания Земли появились и получили широкое распространение карбонатные отложения. Среди них преобладали доломиты. Роль известняков среди них со временем возрастала. Вначале они имели только хемогенный генезис. В архее впервые появились признаки их органогенного генезиса, в дальнейшем их объём нарастал. В катархее часто возникали графитсодержащие отложения, вплоть до образования месторождений графита. Уже в катархее появились первые признаки образования эвапоритов. Но, из-за глубокого метаморфизма, сохранились лишь их следы. Первые эвапориты известны с раннего протерозоя и их объём со временем нарастал.

Претерпели значительную эволюцию осадочные руды железа, тесно связанные с кремнистыми осадками (железистые кварциты). В катархее они имели малое значение, имели вулканогенно-гидротермальный генезис и были расположены среди базальтоидов. В архее масштабы их увеличились. Они также были связаны с вулканитами, но располагались на удалении от вулканогенных образований. Особенно интенсивно накапливались железистые кварциты в раннем протерозое, где они уже не имели связи с вулканитами. Они получили название «джеспилиты». Практически повсеместно в раннепротерозойских отложениях присутствуют железистые кварциты и образуют месторождения железа, часто уникальные по своим масштабам. В раннем докембрии осадочные руды железа формировались в восстановительных условиях и представлены в основном магнетитом, сидеритом и сульфидами. В рифее появляются гематитовые руды, которые часто перемежаются с сидеритовыми.

Вулканогенные образования основного и ультраосновного составов катархея в дальнейшем подверглись интенсивному метаморфизму и гранитизации, поэтому первичный состав их сохранился в редких случаях. Более сохранными оказались вулканиты архея, которые располагаются в пределах зелёнокаменных поясов. Внизу разреза этих структур устанавливается широкое развитие вулканитов ультраосновного состава, так называемых коматиитов. В дальнейшей истории такого масштабного проявления вулканитов ультраосновного состава не отмечается. Вулканиты раннего докембрия обычно низкощелочные с резким преобладанием натрия над калием. Со временем в них нарастала щёлочность, главным образом, за счет повышения содержаний калия. В конце раннего протерозоя появились субщелочные и щелочные разности вулканитов, объём их со временем нарастал.

В катархее в условиях маломощной пластичной коры, которая в его второй половине имела континентальный характер, разрывные дислокации практически отсутствовали. Пликативные дислокации выражены гранито-гнейсовыми овалами изометричной или амёбовидной формы с поперечниками в сотни километров, которые объединяют линейные и куполовидные, часто птигматитовые складки более высоких порядков. Центральные части овалов заняты массивами автохтонных гранитоидов.

В архее впервые появились линейные структуры – зелёнокаменные пояса, ограниченные разломами и выполненные осадочно-вулканогенным комплексом пород. Широкое распространение получили гранито-гнейсовые купола, которые располагаются кучно («стадами»). Отдельные участки, сложенные породами катархея, были относительно устойчивыми.

В раннем протерозое возникли первые протоплатформенные, относительно устойчивые блоки, в пределах которых возникли прогибы, выполненные преимущественно терригенными отложениями. Между блоками существовали пояса разной интенсивности тектоно-магматических процессов. В конце раннего протерозоя возникли первые платформы. Впервые отмечены глубоководные прогибы.

Начиная с рифея, литосфера разделилась на устойчивые блоки – платформы (по тектонике плит плиты с корой континентального типа) и глубоководные участки с корой океанического типа. С этого времени начали существовать геосинклинали или, согласно тектонике литосферных плит, начала действовать тектоника плит с зонами спрединга и субдукции.

Контрольные вопросы

1. Особенности осадконакопления в докембрии

2. Особенности магматизма в докембрии

3. Особенности метаморфизма в докембрии

4. Особенности тектонических структур в докембрии
ЛИТЕРАТУРА

Геологический словарь в двух томах. Издание второе, исправленное. М.: Недра, 1978

Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 10. Геологическое строение и минерагения СССР. Книга 1. Геологическое строение СССР. Л.: Недра,1989. – 352 с.

Геотектоника с основами геодинамики: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1995. – 480 с.

Петрографический кодекс. Магматические и метаморфические образования. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 1995. – 128 с.+3 вкл.

Постановление Правительства РФ от 30.7. 1994 г. № 876.

Салоп Л.И. Геологическое развитие Земли в докембрии. Л.: Недра, 1982. – 343 с.

Стратиграфический кодекс СССР. Временный свод правил и рекомендаций. Утверждён Межведомственным стратиграфическим комитетом СССР 10 мая 1976 г. Л.: ВСЕГЕИ, 1977. – 79 с.

Структура континентов и океанов (терминологический справочник). Под редакцией Ю.А. Косыгина, В.А. Кулындышева, В.А. Соловьёва. М.: Недра, 1979. – 511 с.

Федеральная целевая программа «Экология и природные ресурсы России на 2001-2010 гг. Утверждена Правительством РФ 7.12.2001 г. № 860.

Необходимость в рассмотрении геологического строения и истории развития Байкало-Витимской складчатой области обусловлена тем, что в существующих учебниках по региональной геологии эти вопросы рассматриваются с устаревших позиций, опровергнутых исследованиями иркутских геологов.

Байкало-Витимская складчатая область в географическом отношении занимает территорию Байкальской горной области. В её пределах выделяются Байкало-Патомское нагорье, состоящее из серии горных хребтов и массивов, Средне-Витимский и Баргузино-Витимский горные районы, Витимское плоскогорье, горы Западного и Восточного Прибайкалья. Горные хребты разделяют рифтогенные впадины: Байкальская, Баргузинская, Верхнеангарская, Муйско-Куандинская и ряд более мелких депрессий.

Границы области во многом условные. Западная и северная дугообразная границы проводятся обычно по границе выходов чехла Сибирской платформы. На отдельных участках Патомского нагорья породы чехла платформы постепенно сменяются породами, которые выполняют Бодайбинский прогиб в пределах складчатой области. На этих участках граница области становится неопределённой.

На востоке граница с Алданcкого щита также нечёткая. Блоки Алданского щита наблюдаются в пределах рассматриваемой области, а складчатые сооружения и поля магматических пород Становой области прослеживаются и в пределы Байкало-Витимской области. Поэтому здесь выделяется единая Селенгино-Становая зона неоднократной тектоно-магматической активизации. Иногда в качестве восточной границы области выделяют Нечерский разлом, но он в геологической ситуации не устанавливается.

На юге граница Байкало-Витимской области более чёткая. Она проходит по Монголо-Охотской шовной зоне, по которой эта область граничит с Монголо-Охотской областью палеозойской складчатости. Далее к западу в бассейне приустьевой части долины реки Селенги проводится условная граница с Енисее-Восточно-Саянской складчатой областью, которая во многом развивалась однотипно с рассматриваемой областью.

Существуют и альтернативная точка зрения на западную и северную границы. Согласно её границу складчатой области проводят по системе разломов, отделяющих блоки раннедокембрийских образований, как выступы фундамента Сибирской платформы, вместе с наложенными на их внутренние части прогибами. На западе это Приморский разлом, к северу он сменяется Нюрундуканским и далее по дуге – Сюльбанским.

Взгляды на тектоническую природу Байкало-Витимской складчатой области весьма противоречивы. Споры по этому вопросу начались на ранней стадии её изучения и не утихают до сих пор.

Один из первых исследователей геологии юга Восточной Сибири В.А. Обручев высказал мнение, что главные тектоно-магматические события в области завершились в раннем докембрии, образно назвав этот регион «древним теменем Азии». В более позднее время эту точку зрения пытался доказать в своей монографии «Нижний протерозой Байкальской горной области» В.С. Федоровский (1985 г.).

М.М. Тетяев в 1916 г. пришёл к выводу, что Байкальская горная область является зоной каледонид. В последствии эту точку зрения разделила В.Г. Беличенко, издав в 1977 году монографию «Каледониды Байкальской горной области».

В 1932 г. Н.С. Шатский выделил рассматриваемую область как тектонотип байкалид. В дальнейшем существование здесь байкалид отстаивали Л.И. Салоп в монографии «Геология Байкальской горной области» (1967 г.) и А.Н. Булгатов в монографии «Тектонотип байкалид» (1983 г.).

С появлением концепции тектоники литосферных плит ряд исследователей эту область стали рассматривать как реликт океана и его окраин (К.А. Клитин, Э.Г. Конников, И.В. Гордиенко и др.) или как коллаж террейнов (А.Н. Булгатов).

Как показывает анализ фактического материала, Байкало-Витимская складчатая область сформировалась в краевой части фундамента Сибирской платформы в результате неоднократной тектоно-магматической активизиции. Реликты фундамента платформы представлены многочисленными блоками, сложенными раннедокембрийскими образованиями. Основной структурный рисунок области сформировался в позднем протерозое, в байкальский тектоно-магматический цикл. В это время на краевую часть фундамента платформы наложились прогибы, выполненные мощными толщами осадочных отложений с вулканитами, а в центральной части области возник рифтогенный Байкало-Муйский прогиб. В дальнейшем тектоно-магматическая активизация области происходила в раннем и позднем палеозое, на её юге – также в мезозое и, наконец, в кайнозое, когда сформировалась и продолжает развиваться Байкальская рифтогенная система.

Главные особенности строения области обусловлены её развитием, как активизированного края фундамента Сибирской платформы. В её пределах большую площадь занимают выходы раннедокембрийских образований, представляющих собой реликты этого фундамента. Характер структур также во многом определяется близостью устойчивой Сибирской платформы. В позднем протерозое интенсивность тектоно-магматических процессов возрастала по мере удаления от платформы. На границе с нею расположен дугообразный почти полностью амагматичный перикратонный прогиб, за которым располагается дугообразная система блоков раннедокембрийских образований. На внутренних склонах этих блоков сохранилась также дугообразная система прогибов, в пределах которых неоднократно проявлялись вулкано-плутонические процессы. Затем расположен дугообразный рифтогенный прогиб с интенсивной магматической деятельностью. Южнее рифейские образования наблюдаются фрагментарно, но по ним устанавливается, что и здесь активно проявился магматизм.

В раннем палеозое также тектоно-магматическая активность возрастала с севера на юг. В позднем палеозое и мезозое она, главным образом, проявилась на юге области.

8.3. ГЛАВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Структурный рисунок области определяется дугообразным структурным направлением в северной её половине (так называемой Байкало-Патомской дуги) и северо-восточным – на юге (рис).

На границе с Сибирской платформой расположен Байкало-Патомский перикратонный прогиб, выполненный мощной ритмично построенной толщей осадков позднего протерозоя и раннего палеозоя. На западе области из-под него обнажается Северо-Байкальский вулкано-плутонический пояс, сформировавшийся во второй половине раннего протерозоя.

Далее к центру области располагается дугообразная система блоков (глыб) раннедокембрийских пород. На западе области располагается Байкальская глыба. Далее к северу по дуге выходят Чуйская, Тонодская, Нечерская, Северо- и Южно-Муйская, Амалатская глыбы. В южной половине области наблюдаются ещё серия относительно небольших выходов раннедокембрийских образований. Вместе с Амалатской глыбой они составляют часть выделенного Е.Н. Алтуховым Баргузинского микроконтинента, по-видимому, крупного блока фундамента платформы. В настоящее время большая часть Баргузинского мегаблока занята Ангаро-Витимским полихронным батолитом, формировавшимся преимущественно в результате неоднократной гранитизации раннедокембрийского субстрата.

На внутренней стороне этих блоков располагается дугообразная система прогибов рифейского времени (с запада на восток по дуге): Олокитский, Мамский, Бодайбинский, Делюн-Уранский. Первоначально они, вероятно, представляли собой единый островной бассейн осадконакопления, занимавший всю или почти всю область и соединявшийся с Байкало-Патомским перикратонным прогибом. В дальнейшем в результате тектонических движений они были разобщены и в настоящее время выступают как самостоятельные структуры. Выполнены они мощными ритмичными осадочными коррелируемыми между собой рифейскими толщами с вулканитами.

Осевую часть Байкало-Патомской дуги занимает Байкало-Муйский рифтогенный прогиб позднерифейско-вендского времени. Он состоит из двух ветвей, Байкальской и Муйской, разделённых гранитоидами Ангаро-Витимского батолита. В строении прогиба преобладают вулканогенные и интрузивные образования, поэтому его иногда выделяют как вулкано-плутонический пояс.

К югу от Байкало-Муйского прогиба располагается рифейский Котеро-Уакитский прогиб, выполненный осадочной толщей, внизу разреза с вулканитами. Он состоит из двух частей: Котерской и Уакитской, разделённых гранитоидами Ангаро-Витимского батолита.

Центральная часть области занята Удино-Витимским венд-раннепалеозойским прогибом, наложенным на докембрийские образования.

Юг области занят юго-западной частью Селенгино-Становой зоны неоднократной тектоно-магматической активизации. Она прослеживается к северо-востоку почти до Охотского моря и продолжается на юго-запад на территорию Монголии.