Киммерийско-альпийский структурный комплекс

Таблица 7. Формации киммерийско-альпийского структурного комплекса

Расчленение кристаллического фундамента территории Беларуси на структурно-формационные мегакомплексы, комплексы и формации дало возможность восстановить в общих чертах историю становления земной коры (Аксаментова, 1976, 1983, 1990, 2001, 2003). В истории становления кристаллического фундамента Беларуси выделяются протоокеанический (раннеархейский), переходный (позднеархейско-раннепротерозойский) и континетальный (раннепротерозойский) мегаэтапы. В течение этих этапов продолжительностью свыше 1, 5 млр лет с раннего архея до начала рифея была создана консолидированная кора и затем установился платформенный режим.

Пространственная совмещенность в пределах Осницко-Микашевичского пояса магматических формаций, свойственных разным тектоническим режимам – внутриплитным областям растяжения (метагаббро-диабазовая и габбро-долеритовая формации), тыловым частям активных континентальных окраин (диорит-гранодиорит-гранитная и латит-риолитовая формации), зонам сопряженной активизации (кварц-сиенит-гранитная формация) свидетельствуют о сложной геодинамической обстановке, которая существовала здесь на протяжении длительного времени (около 400 млн лет), и характеризовалась неоднократной сменой сжатия и растяжения земной коры. Проявившиеся в конце раннего протерозоя процессы континентального рифтогенеза свидетельствуют о высокой консолидации земной коры региона и установлении в его пределах платформенного режима.

Следует отметить, что согласно точке зрения Н.В.Аксаментовой (2002) Осницко-Микашевичский пояс является внутриконтинентальным вулканоплутоническим поясом, а по мнению ряда других исследователей (Богданова и др., 1993, 1994 и др.) это окраинноконтинентальный магматический пояс андского типа, возникший на краю архейского Сарматского протоконтинента на границе с палеоокеаном, разделявшим Фенноскандинавский, Сарматский и Волго-Уральский протоконтиненты.

В целом, в ходе раннедокембрийской истории геологического развития территории Беларуси, как и всей Восточно-Европейской платформы, к началу рифея в результате длительных взаимосвязанных процессов осадконакопления, магматизма, метаморфизма и тектогенеза была создана консолидированная земная кора континентального типа и полностью была сформирована внутренняя структура кристаллического фундамента.

Эволюция чехла территории Беларуси и соседних областей отражается несколькими вертикальными формационными рядами, соответствующими структурным комплексам: готскому, дальсландскому, нижнебайкальскому, верхебайкальскому, каледонскому, герцинскому, киммерийско-альпийскому. Каждому комплексу отвечает динамический вертикальный ряд формаций в составе трансгрессивной, инундационной, регрессивной и эмерсивной частей рядов. Однако не все комплексы являются полными, некоторые из них редуцированы. Направленная эволюция территории Беларуси на платформенном мегаэтапе отражается как изменениями формаций в самих рядах, так и различиями формационного состава самих рядов различных комплексов. Анализ этой эволюции был выполнен Р.Е.Айзбергом (Тектоника Белоруссии, 1983) и она описана ниже по его данным.

Доплитные комплексы чехла, к которым принадлежат доверхневендские образования, сложены фрагментами формационных рядов, где формации отделены крупными, длительными перерывами.

Готский комплекс образует спорадически развитый квазиплатформенный чехол. Он сложен в основании риолитовой, трахиандезитовой и щелочно-габбро-сиенитовой формациями, которые характерны для рифтов и зон тектоно-магматической активизации и включаются как в состав квазиплатформенного чехла, так и в состав фундамента.. Завершает комплекс терригенная песчаная формация, сложенная зрелыми, преимущественно кварцевыми породами переотложенной коры выветривания.

Для квазиплатформенного готского этапа характерно формирование спородически развитых относительно небольших грабенов, грабенообразных прогибов, синклиналей и впадин в условиях значительной интенсивности тектонических движений, в особенности по линиям разломов. В строении квазиплатформенного чехла участвуют не только платформенные, но и орогенные формации, выполняющие структуры платформенного класса.

Для формаций катаплатформенного чехла характерен преимущественно терригенный состав пород. Дальсландский комплекс резко редуцирован и образован красноцветной гравийно-песчаной базальной формацией трансгрессивной части ряда и терригенно-песчаной формацией, которую можно отнести как к трансгрессивной, так и к началу следующей инундационной части ряда. Более полным является вертикальный формационный ряд нижнебайкальского структурного комплекса. В его основании залегает красноцветная олигомиктовая формация трансгрессивной части ряда, вверх по разрезу ее сменяют терригенная красноцветная и терригенная карбонатная формации регрессивной и завершает вертикальный ряд покровно-ледниковая формация эмерсивной части ряда.

Формации катаплатформенного чехла дальсландского и нижнебайкальского структурных комплексов накапливались в крупных отрицательных структурах – Волынской и Оршанской впадинах, которые были составными элементами Волынско-Оршанского палеопрогиба и были разделены малоамплитудной Рогачевско-Бобруйской седловиной. Палеопрогиб входил в состав Волынско-Среднерусского линеамента, простиравшегося, преимущественно, в северо-восточном направлении через всю Восточно-Европейскую платформу от Галицийской геосинклинали до Тиманской. Он отделял Белорусско-Балтийский щит от Сарматского. Волынско-Оршанский палеопрогиб развивался как межглыбовая депрессия в условиях преобладания малодифференцированных тектонических движений. Палеопрогиб выполнен преимущественно терригенными формациями катаплатформенного класса, специфический набор которых в фанерозое не повторялся. Волынско-Оршанский и подобные ему прогибы и грабены возникли в доплитный этап развития Восточно-Европейской платформы, а выполняющие их толщи образуют катаплатформенный чехол.

Плитные (верхневендско-фанерозойские) формации образуют как направленные завершенные, так и редуцированные ряды.

Верхнебайкальский комплекс неполный и представлен только трансгрессивной и инундационной частями. В его основании в трансгрессивной части ряда залегает маломощная базальная континентальная гравелито-песчаная формация, вверх по разрезу ее сменяют трапповая, вулканогенно-терригенная и туфогенно-осадочные формации, образующие горизонтальный ряд.. Завершает ряд морская сероцветная терригенная формация инундационной части ряда.

Формации верхнебайкальского структурного комплекса залегают в основании ортоплатформенного чехла Восточно-Европейской платформы и накапливались в условиях существенной перестройки ее структурного плана, с которой связано образование структур нового типа – плоских обширных впадин типа синеклиз (Московская) и зон перикратонных опусканий на юго-западе платформы. Три нижние формации накапливались в пределах Кобринско-Могилевского прогиба, а верхняя – в Кобринско-Полоцком прогибе, которые унаследовали положение и простирание Волынско-Оршанского палеопрогиба, но последовательно расширялись за счет вовлечение в прогибание прилегающих частей Белорусско-Балтийского щита.

Неполно развитый динамический ряд слагает и каледонский комплекс. В основании ряда здесь залегает сероцветная терригенно-кварцевая формация трансгресивной части ряда. Вышележащую инундационную часть ряда слагают терригенно-карбонатная глауконитовая, карбонатная и терригенно-карбонатная формации. Орогенные формации молассоидного типа в этом комплексе отсутствуют.

Формации каледонского этапа накапливались лишь на западе Беларуси в восточной части Балтийско-Преднестровской зоны перикратонных опусканий, большая часть территории Беларуси была приподнята и размывалась.

Наиболее полный динамический профиль формаций представлен герцинским комплексом. Здесь выделяются трансгрессивная, инундационная, регрессивная и эмерсивная части ветрикального ряда формаций, соответствующие трансгрессивной, инундационной, регрессивной и эмерсивной стадиям тектоно-седиментационного цикла (по С.Н.Бубнову). Формации накапливались в восточной части Беларуси: в эмско-среднефранскую стадию ранней синеклизы в пределах западной центриклинали Московской синеклизы, а в среднефранско-фаменскую рифтовую стадию и в пострифтовую стадию наложенной синеклизы в карбоне, перми и триасе – в основном в предлеах Припятского прогиба.

В начальную, регрессивную стадию герцинского тектоно-седиментационного цикла в эмский век раннедевонской эпохи, эйфельский век среднедевонской эпохи и в раннефранское время позднедевонской эпохи в мелководном шельфовом морском бассейне, трансгрессировавшем после длительного перерыва в осадконакоплении, накопились сульфатно-карбонатно-терригенная сероцветная и терригенная пестроцветная формации. Для них характерен преимущественно терригенный состав, относительно небольшие выдержанные по простиранию мощности, литологический и фациальный состав.

В следующую, инундационную стадию цикла на востоке Беларуси накопились карбонатная морская сероцветная формация в среднефранское время, а в позднефранское и фаменское время – вышележащие туффито-глинисто-мергельная пестроцветная, сульфатно-карбонатная сероцветная, галогенная галитовая, терригенно-сульфатно-карбонатная сероцветная, галогенная галитовая и карбонатно-терригенная формации. Карбонатная морская сероцветная формация накопилась еще в стадию ранней синеклизы и для нее характерны малая и выдержанная мощность, литологический и фациальный состав. Вышележащие формации образовались в рифтовую стадию, развиты в основном в пределах Припятского рифта и резко отличаются от подстилающих формаций стадии синеклизы большой мощностью, измеряемой уже не десятками, а сотнями и первыми тысячами метров, резкими изменениями мощностей, литологии и фациального состава. Для рифтовой стадии характерно активное проявление ультраосновного и основного вулканизма и формирование трубок взрыва на Северном плече Припятского палеорифта в речицкое время в момент заложения палеорифта и двух вулканогенных толщ щелочно-ультраосновной щелочно-базальтоидной формации евлановско-ливенского и елецко-лебедянского возраста в пределах Брагинско-Лоевской седловины, на сопредельной северо-восточной части Припятского рифта и его Северного плеча.

В регрессивную стадию герцинского тектоно-седиментационного цикла в карбоне и ранней перми в результате периодических трансгрессий моря с востока из Днепровско-Донецкого прогиба в морских, лагунных и континентальных условиях накопились терригенные и карбонатно-терригенные, в том числе угленосные и соленосные, формации. Они образовались в стадию поздней синеклизы и отличаются от подстилающих рифтовых формаций составом, структурой и меньшими мощностями, поскольку накапливались в условиях последовательно уменьшавшейся амплитуды погружения и прекращения вулканизма. Регрессивная стадия цикла завершилась длительным перерывом осадконакопления в поздней перми. Верхнюю часть вертикального ряда формаций герцинского тектоно-седиментационного цикла слагает молассоидная формация нижнего и среднего триаса.

Динамический ряд формаций киммерийско-альпийского комплекса полный и обособлен как стабильный, сформированный в условиях слабого прогибания и компенсированного осадконакопления. Набор формаций представлен терригенными и карбонатными парагенезами пород: нижнюю, трансгрессивную и верхнюю, регрессивную и эмерсивную части ряда слагают терригенные формации, центральную, инундационную – терригенные, карбонатные и терригенно-карбонатные.

Таким образом, последовательные ряды формаций динамически направленных комплексов в большей или меньшей степени отражают идеальные тектоно-седиментационные стадии по С.Н.Бубнову. Все стадии выделяются лишь в верхнебайкальском, герцинском и киммерийско-алпийском тектоно-седиментационном циклах, остальным соответствуют редуцированные вертикальные формационные ряды, представленные, в основном, их трансгрессивными и инундационными частями. Верхние части этих рядов на территории Беларуси отсутствуют в связи с длительными перерывами в осадконакоплении. Трансгрессивные формации накапливались в условиях прогибания седиментационных бассейнов на фоне стабильного или замедленного воздымания сопредельных областей, а регрессивные формации – при обратном соотношении скоростей прогибания этих бассейнов и суши.

При сравнении формаций трансрессивных и регрессивных частей вертикальных формационных рядов выявлено, что суммарно большими мощностями обладают регрессивные формации.

На основании эмпирически выделенных эволюционных рядов формаций чехла территории Беларуси и соседних областей обособлен абстрактый формационный ряд. Для начальной, трансгрессивной стадии характерны терригенные формации: красноцветная гравийно-песчаная   в дальсландском, красноцветная терригенная олигомиктовая – в нижнебайкальском, континентальная гравелито-песчаная – в верхнебайкальском, сероцветная терригенно-кварцевая – в каледонском, сульфатно-карбонатная терригенная сероцветная и терригенная пестроцветная – в герцинском и сероцветная терригенная буроугольная в киммерийско-альпийском. Для инундационной стадии характерен более разнообразный набор формаций и примерно одинаковые соотношения между терригенными и карбонатными формациями. Отличительной особенностью герцинского ряда формаций является присутствие в инундационной части ряда мощных галогенных и щелочно-ультраосновных щелочно-базальтоидных формаций, что характерно для рифтового тектонического режима. Регрессивной стадии свойственны формации преимущественно терригенные, в том числе угленосные (терригенная каолинитово-угленосная и паралическая карбонатно-терригенная угленосная в карбоне, пестроцветная терригенная буроугольная верхнего олигоцена   миоцена) и соленосные (красноцветная галогенно-калиеносная песчано-ангидритово-глинистая формация нижней перми). В меньшей степени для этой стадии характерны карбонатно-терригенные формации (карбонатно-терригенная сероцветная и карбонатно-терригенная пестроцветная в карбоне). Для эмерсивной стадии типичны терригенные молассоидные (молассоидная пестроцветная формация нижнего-среднего триаса в герцинском комплексе) и покровно-ледниковые (покровно-ледниковая формация вильчанской серии нижнего венда в эмерсивной стадии нижнебайкальского комплекса и обломочно-терригенная ледниковая формация антропогена в эмерсивной стадии киммерийско-альпийского комплекса) формации.

Неполноразвитые формационные ряды (готский, дальсландский, верхнебайкальский, каледонский) характеризуются отсутствием прежде всего формаций регрессивной и эмерсивной стадий в связи с длительными перерывами в осадконакоплении на границах этих тектоно-седиментационных циклов на территории Беларуси. Для них свойственно минимальное число формаций и отсутствие орогенных формаций, типичных для заключительных стадий крупных тектонических этапов.

Эволюция формаций чехла древних платформ хорошо выявляется при сравнительном анализе доплитных и плитных формационных рядов Русской плиты и других древних платформ. Доплитные платформенные формации повсеместно выражены преимущественно парагенезами красноцветных и пестроцветных терригенных и вулканогенно-терригенных пород, а плитные – полной гаммой осадочных пород и соответственно большим разнообразием типов формаций. Различие доплитных и плитных формаций связано, очевидно, с направленной эволюцией тектоничского развития и седиментогенеза. Она обусловлена двумя основными факторами: 1) большей дифференциацией геологических (тектоно-седиментационных и климатических) процессов на плитных этапах по сравнению с доплитными; 2) существенным качественным и количественным изменением биогенного седиментогенеза на рубеже плитных и доплитных этапов в конце протерозоя и начале фанерозоя. Это привело к качественным и количественным различиям доплитных и плитных формаций и изменениям типа и числа формаций в вертикальных рядах.

В распределении формаций, образованных парагенезом однотипных или весьма близких по составу пород, выявляется следующая закономерность Терригенные формации, выделяемые во всех комплексах, суммарно преобладают над всеми другими формациями. Они практически полностью слагают доплитные структурные комплексы, существенно преобладают в верхнебайкальском и киммерийско-альпийском плитных комплексах и образуют почти целиком каменноугольные и пермско-среднетриасовые формации. В составе терригенных, карбонатно-терригеных и сульфатно-карбонатно-терригенных парагенетических ассоциаций обособлены каолинитово-угленосная, буроугольные, сланценосная, фосфоритовые формации, контролирующие полезные ископаемые.

Рапределение красноцветных и пестроцветных формаций среди терригенных или преимущественно терригенных парагенезов пород чехла территории Беларуси характеризуется определенной закономерностью. Почти все доплтные катаплатформенные терригенные формации сложены красноцветными образованиями с гематитовыми прослоями, тогда как в нижней части ортоплатформенного чехла развиты преимущественно серо-зеленоцветные породы, образующие большую часть двух нижних комплексов. В наиболее полном герцинском комплексе красноцветные и пестроцветные формации преобладают в верхней регрессивной и эмерсивной частях ряда, в киммерийско-альпийском комплексе пестроцветная формация расположена в регрессивной части ряда. В доплитных комплексах красноцветные формации накапливались в условиях гумидного климата, в ортоплатформенных формациях пестроцветные формации накаплавались как в условиях гумидного климата и содержат прослои углей, так и в условиях аридного климата и обогащены гипсами, ангидритами, каменной солью и карбонатами.

Карбонатные формации появились в разрезе платформенного чехла в основном в палеозое. Единственная карбонатно-терригенная формация в нижнебайкальском структрном комплексе имеет ограниченное распространение и небольшую мощность. В ортоплатформенных формационных рядах карбонатные или карбонатно-терригенные формации присутствуют повсеместно за исключеннием верхнебайкальского комплекса. Количественное и качественное различие карбонатных формаий доплитных и плитных комплексов связано с закономерным нарастанием во времени биогенной седиментации и эволюцией органического мира. В рифее в карбонатных породах распространены синезеленые водоросли, в фанерозое – разнообразная скелетная фауна.

Большинство формаций в осадочном чехле Беларуси эвритектонические и формировались в разнообразных тектонических условиях. Наибольшую ценность для палеотектонических реконструкций представляют стенотектонические формации, которые являются индикаторами тектонического режима района. К числу таких формаций относятся галогенные, угленосные, вулканогенные, молассоидные и др. Каждая из этих тектонических формаций определяет стадию развития тектонического элемента, с которым она связана.

Представления о стадийности и эволюции формаций фундамента и чехла территории Беларуси являются теоретической основой тектонического и палеотектонического анализа и минерагенических исследований с составлением формационно-минерагенических карт.