Учебное пособие по курсу «Региональная геология» («Геология России») Часть Древние платформы казань 2009 Печатается по решению

Они выполняют Ульяновско-Саратовскую, Причерноморскую и большую часть Прикаспийской впадины и отсутствуют в Львовской впадине и Воронежской антеклизе.

Морские отложения палеоцена и эоцена Причерноморской и Прикаспийской впадин были сформированы в едином бассейне, связанном со Средиземноморским. В олигоцене - раннем миоцене на территории названных впадин существовало обширное изолированное внутриконтинентальное глубоководное озеро-море. Осадконакопление происходило в условиях сероводородного заражения придонных слоев воды.

Морские отложения палеогенового возраста накапливались также в полуизолированных, частично опресненных впадинах (Ульяновско-Саратовской, Украинской).

Континентальный седиментогенез наиболее широко проявлен в пределах Украинского щита. На большей его части на меловой каолиновой коре выветривания кристаллического фундамента залегает прерывистый покров отложений нижнего - среднего эоцена: кварцевые пески с прослоями каолиновых глин, углистых глин и бурых углей, содержащие остатки тропической и субтропической флоры.

В соответствии с этим выделяют два типа разрезов палеогена: южный и северный.

Южный тип разрезов палеогена характерен для областей, испытавших в этот период интенсивные опускания (Причерноморская и Прикаспийская впадины). Суммарная мощность палеогена - нижнего миоцена в пределах этих структур достигает в Причерноморской впадине 1-1,5 км (до 2 км).

Нижний и средний палеоген выражены мощной морской, относительно глубоководной толщей глинисто-мергелисто-известковистых отложений (250-500 м).

Олигоцен и нижний миоцен, залегающие на эоцене со следами перерыва, представлены мощной (до 500-1000 м) толщей темных глин, а также алевролитов и песчаников с конкрециями пирита, объединяемых в майкопскую серию. На северной границе Причерноморской впадины с южным краем Украинского поднятия (щита) нижняя часть майкопской серии замещается прибрежно-морскими отложениями, вмещающими Никопольскую группу месторождений осадочных оксидных марганцевых руд.

Северный тип разрезов характерен для областей слабого погружения (Ульяновско-Саратовская впадина). Общая мощность разреза палеогена- нижнего миоцена здесь не превышает 200-300 м.

Палеоцен и эоцен сложены (снизу вверх): кварц-глауконитовые пески и песчаники, алевролиты → опоки, диатомиты, иногда мергели, а также бурые угли → мелководные песчаники.

Олигоцен - нижний миоцен представлены глауконитовыми и кварцевыми песчаниками и алевролитами.

Полезные ископаемые палеогена немногочисленны. Это упоминавшиеся выше месторождения марганцевых руд (Pg₃). диатомиты Среднего Поволжья (Pg₂) и прибрежно-морские месторождения янтаря (Pg₂).

Неогеновые отложения присутствуют в основном в южной части Русской плиты. Они выполняют Причерноморскую и Прикаспийскую впадины, а также покрывают маломощным чехлом ряд участков Украинского щита и Воронежской антеклизы. Плиоценовые отложения ингрессивно заполняют древние долины Волго-Камской речной системы. Морской неоген представлен осадками замкнутых и полуизолированных водоемов (озер-морей), лишенных связи с мировым океаном.

В Причерноморской впадине низы миоцена представлены регрессивной верхней частью майкопской серии (светлоокрашенные глины и пески) мощностью в несколько десятков метров. Верхняя часть миоцена - плиоцена общей мощностью до 500 м сложена (снизу вверх): мергелями (с пресноводной фауной) → мелководными карбонатными и терригенными отложениями, залегающими на нижележащих несогласно → известняками-ракушняками → мелководными песчано-глинистыми отложениями и, в верхней части, → континентальными красноцветными осадками.

Прикаспийская впадина после регрессии в конце майкопского времени на протяжении большей части миоцена оставалась приподнятой. Лишь в ее южной части отмечены мощные морские песчано-глинисто-мергелистые осадки, замещаемые к северу маломощными континентальными.

В начале плиоцена на юго-востоке Русской плиты в условиях жаркого засушливого климата происходит резкое падение уровня Каспийского бассейна (до 500 м ниже уровня океана), и площадь его сокращается в несколько раз (до размеров современной Южно-Каспийской впадины). Понижение базиса эрозии привело к глубокому врезанию рек Каспийского бассейна и выносу ими в Южно-Каспийскую впадину огромного количества обломочного (преимущественно песчаного) материала, образовавшего здесь мощную (первые километры) продуктивную (нефтеносную) толщу, с которой связаны основные нефтяные месторождения Азербайджана и Ирана. Время ее формирования названо веком продуктивной толщи.

Отметим здесь, что уровень русла палео-Волги этого времени находился на следующих отметках: -100-200 м (Татария), -300-400 м (Саратовское Заволжье), а дельта – в районе Апшеронского полуострова.

В конце века продуктивной толщи – начале акчагыльского века вследствие резкого глобального похолодания площадь Каспийского озера-моря стала расширяться. В связи с подъемом уровня базиса эрозии рек Каспийского бассейна эрозия в их долинах ослабевает и почти прекращается. В результате в долине палео-Волги происходит накопление аллювиальных, аллювиально-лимнических песчано-глинистых по составу отложений. Эта толща пресноводных отложений, выполняющая долину палео-Волги, получила название кинельской свиты. Мощность ее достигает 200-300 м.

Во второй половине акчагыльского века воды Каспийского бассейна заполнили территорию всей Прикаспийской синеклизы, Терско-Кумскую, Куринскую впадины и глубоко ингрессировали в долины палео-Волги (до Нижнего Новгорода), палео-Камы и палео-Белой.

В долине палео-Волги солоноватоводные отложения акчагыльского яруса (глины с конкрециями сидеритов и прослоями битуминозных сланцев) несогласно залегают на кинельских. Их мощность – 50-100 м.

В Прикаспийской впадине акчагыл представлен морской толщей (темно-серые глины с прослоями песков и ракушняков со своеобразной солоноватоводной фауной моллюсков) мощностью 200-500 м.

Квартер. На ВЕП пользуются развитием четвертичные отложения самой различной генетической принадлежности. Среди них выделяется комплекс морских отложений, сформированных в крупных водоемах, связанных с мировым океаном (Балтийское, Баренцево, Белое и Черное моря) и не связанных с ним (Каспийское озеро-море), континетальных (гляциальных и флювиогляциальных, эоловых, элювиальных, склоновых, озерных, аллювиальных и др.) толщ, образование которых обусловлено различными физико-географическими и климатическими обстановками, существовавшими на территории ВЕП в четвертичный период.

В течение четвертичного периода на ВЕП происходило чередование эпох похолодания и потепления, имевших глобальный характер. В эпохи наиболее резкого и интенсивного похолодания (примерные возрастные рамки: 480-380, 240-190, 125-110, 85-60 и 20-10 тыс. лет назад) северо-западная и срединная часть ВЕП подвергалась масштабным покровным оледенениям, распространявшимся с Балтийского щита и Полярного Урала. Эпохи глобального похолодания и оледенении сопровождались значительным (до отметки -100 м) понижением уровня мирового океана и морскими регрессиями. В межледниковые эпохи, напротив, происходило повышение уровня мирового океана и, как следствие,-увеличение площади морских бассейнов. Так, наиболее крупные в квартере трансгрессии Каспия связаны с эпохами потепления (апшеронская в эоплейстоцене, бакинская в раннем и хвалынская в позднем неоплейстоцене).

В целом в четвертичное время большая часть ВЕП, за исключением площадей, занятых морями, воздымалась. Амплитуды неоген-четвертичного поднятия составляли величины до 100-200 м и лишь участками (Приволжская, Бугульминская возвышенности и др.) достигали 250-300 м. Процессы горообразования (вероятно, связанные с областями проявления геодинамического режима эпиплатформенного орогенеза) с амплитудами блоковых воздыманий до 1000 м проявлены на весьма ограниченных площадях (Хибинские горы на Балтийском щите).

Образование Балтийского и Белого морей, а также Ладожского и Онежского озер связано с опусканием днищ этих водоемов с амплитудой до 200-500 м. Погружение нередко проявлялось в этой полосе в виде грабенообразных проседаний, концентрировавшихся в контурах рифейских авлакогенов (Кандалакшского, Ладожского, Центрально-Балтийского и др.). Отметим здесь, что суммарная амплитуда новейших (N-Q) опускании в северной части Каспийского моря составила до 5 км (четвертичных – до 1 км).

Балтийское море образовалось в конце позднего неоплейстоцена на месте доледниковой денудационной равнины у края ледникового щита примерно 13 тыс. лет назад и представляло собой в это время обширный приледниковый пресноводный озерный бассейн. Лишь в начале голоцена оно приобрело связь с Мировым океаном и после непродолжительного перерыва, в среднем голоцене, превратилось в солоноватоводное внутреннее море. Мощность континентальных (гляциальных, озерных и др,) и морских отложений на дне Балтийского моря достигает 50-100 м.

В Причерноморской и Прикаспийской впадинах распространены морские и, в меньшей степени, континентальные остатки, отлагавшиеся в пределах одноименных бассейнов. Их мелководные и прибрежные фации представлены песками я алевролитами с ракушечниками, а внутренние – глинами и глинистыми илами. В краевых частях этих бассейнов фиксируется чередование морских (фиксирующих эпохи межледниковий и потепления климата) и континентальных (отлагавшихся в периоды похолодания и ледниковых эпох).

Характер и тип континентального литогенеза на территории ВЕП в течение четвертичного периода определялся прежде всего климатическими условиями, господствовавшими в отдельные его отрезки в различных частях ВЕП, составом и особенностями залегания пород дочетвертичного субстрата, элементами и формами рельефа, в контурах которых эти отложения формировались.

В четвертичном разрезе северо-запада России отмечается до 3-4 разновозрастных ледниковых горизонтов, сложенных валунными суглинками, перемежающимися с синхронными им флювиогляциальными, лимногляциальными, и межледниковых горизонтов, представленных широким спектром континентальных отложений (аллювиальных, склоновых и др.)

В областях, примыкавших к ледниковым щитам (южные степные зоны Русской плиты), в ледниковые эпохи в условиях перигляциальной зоны накапливались эоловые по происхождению толщи лессов и лессовидных пород, перекрывавшие многометровым плащом все ранее сформированные геологические комплексы и формы рельефа (водоразделы, долины рек и др.).

В восточной внеледниковой области ВЕП формировались отложения разнообразного состава и происхождения:

- аллювиальные отложения, в основном песчано-глинистые по составу, в меньшей степени песчано-гравийно-галечниковые и глинисто-суглинистые (русловая, пойменная и старичная фации), слагающие террасы в долинах рек;

- элювиальные отложения (преимущественно глинистые, песчано-глинистые), образующие маломощный покров на водоразделах;

- делювиальные и солифлюкционно-делювиальные отложения (глинистые, песчано-глинистые, гравелито-песчано-глинистые и др.), формирующие шлейфы на пологих склонах речных долин и возвышенностей.

Относительно меньшим распространением среди четвертичных отложений ВЕП пользуются коллювиальные (Хибины), пролювиальные, карстовые (в областях развития карбонатных отложений каменноугольного и пермского возраста) и оползневые отложения и связанные с названными физико-геологическими процессами формы рельефа.

В Прикаспийской впадине нефтегазоносность связана с подсолевым (D-P₁³) и надсолевым (P₂-MZ) комплексами ее разреза. К первому уровню приурочен ряд месторождений в северной, западной и южной прибортовых частях впадины, ко второму - месторождения эмбинского бассейна, локализованные среди отложений юры - нижнего мела. Балтийская синеклиза вмещает месторождения нефти в кембрийских отложениях, а признаки нефтеносности в ее пределах установлены по всему разрезу нижнего палеозоя.

Основную часть СП занимает Средне-Сибирское плоскогорье. Южная часть его (Лено-Ангарское плато) приподнята до 1-1,2 км, средняя – относительно понижена (менее 500 м), северная – приподнята до 700-900 м. В крайней северной части плоскогорья находятся округлые в плане Анабарское (900 м) и Путоранское (до 1700 м) плато. К югу от восточного участка Средне-Сибирского плоскогорья (Приленское плато) находится сильно расчлененное Алданское нагорье с высотами в 1-1,5 км (до 2-2,5 км), ограниченное с юга и востока Становым и Джугджурским хребтами (1,9-2,4 км). Восточная и северо-восточная части Сибирской платформы входят в состав низменных равнин: Северо-Сибирской и Центрально-Якутской.

Тектоническая структура СП во многом сходна с ВЕП. Ее архейско-нижнепротерозойский фундамент выходит на поверхность в трех участках: на юго-восточной (Алдано-Становой щит), северной (Анабарский выступ, или щит) и северо-восточной (Оленекский выступ) ее окраинах (приложение 4).

Верхнепротерозойско-фанерозойский чехол СП образует огромную Лено-Енисейскую плиту.

В структуре СП выявлен ряд заложенных в рифее авлакогенов: Вилюйско-Патомская система и др.

Отличительными особенностями СП по сравнению с ВЕП являются:

- значительно большая роль магматитов трапповой (нижний триас Тунгусской синеклизы) и гранитоидных формаций (юрские интрузии на Алдано-Становом щите);

- большая интенсивность проявления складчатых деформаций в платформенном чехле (Ангаро-Ленская зона);

- интенсивное проявление процессов новейшего горообразования (Алдано-Становой щит, Средне-Сибирское плоскогорье).

В платформенном чехле СП выделяются, как правило, выраженные в рельефе фундамента синеклизы (глубина залегания фундамента в Тунгусской и Вилюйской синеклизах составляет от -4 до -6-8 км и, предположительно, до -10-12 км), антеклизы (с абсолютными отметками поверхности фундамента от -1-2 км в Мархинском, Айхальском и Моркокинском поднятиях до -3-4 км – во впадинах Анабарской антеклизы, -1-3 км – в Непско-Присаянской антиклинальной зоне и -2-3 км – в Байкитской антеклизе), перикратонные прогибы и впадины (от -2,5-4 км в Прибайкальском прогибе до -4-6 км в Алдано-Майской впадине) и Алданская моноклиза (зона пологого погружения на север кровли фундамента Алдано-Станового щита до глубин 1-2 км)(приложения 4, 5).

В структуре СП важную роль играют авлакогены (грабенообразные впадины), входящие в состав Патомско-Вилюйской зоны дислокаций, скрытые под отложениями Вилюйской синеклизы. Это Кемпендяйская впадина (глубина залегания фундамента -8-10 км), Мархинская впадина (-6-7 км), Лунгхинская впадина (-10-14 км), которые разделены горстообразными поднятиями: Сунтарским (-0,25-2 км) и др. На поверхность отложения авлакогенного комплекса выходят в пределах Уринского антиклинория (обращенного авлакогена), структура которого была сформирована к началу девона.

Четыре грабенообразные впадины (Котуйская, Верхнеанабарская, Уджинская, Хастахская) отмечены в основании платформенного чехла Анабарской антеклизы.

НИЖНЕДОКЕМБРИЙСКИЙ МЕГАКОМПЛЕКС
Нижнедокембрийские отложения выходят на дневную поверхность в пределах Алдано-Станового щита, Анабарского и Оленекского выступов.

Алдано-Становой щит
Алдано-Становой щит разделяется на два мегаблока: Алданский и Становой (приложение 6). Граница мегаблоков маркируется Северо-Становой шовной зоной запад-юго-западного простирания, представляющей собой серию разрывных нарушений, ограничивающих с юга юрские по возрасту впадины (Чульманскую, Токкинскую и др.).

В контурах Алданского мегаблока выделяются (с запада на восток) Чаро-Олекминский (с наложенной на его тело Кодаро-Удоканской впадиной), Иенгрский, Тимптоно-Учурский и Батомгский блоки.

В пределах Станового мегаблока выделяются Зверевско-Сутамский и собственно Становой блоки.

Иенгрский, Тимптоно-Учурский и Зверевско-Сутамский блоки сложены в основном нижнеархейскими, Чаро-Олекминский, Батомгский и собственно Становой – верхнеархейскими отложениями. Нижнепротерозойские комплексы наиболее широко представлены в пределах Чаро-Олекминского блока, где ими выполнен Кодаро-Удоканский прогиб, и слагают верхние горизонты трогового комплекса.

Иенгрская серия сложена мономинеральными кварцитами (с реликтами первичной слоистости), переслаивающимися с высокоглиноземистыми (силлиманит-, кордиерит-биотитовыми) гнейсами и сланцами, пироксен-амфиболовыми сланцами и амфиболитами. Первичный состав метаморфитов – кварцевые песчаники, алевролиты и пелиты, в меньшей степени – основные вулканиты. Видимая мощность – 4-6 км.

Тимптонская серия, залегающая несогласно на иенгрской, представлена гиперстеновыми, биотит-гиперстеновыми и двупироксеновыми гнейсами, амфиболитами, известковистыми диопсидсодержащими кристаллическими сланцами, кальцифирами и мраморами. Нижняя (метакарбонатная) часть разреза называется федоровской свитой. Первичный состав метаморфитов – вулканиты основного состава и карбонатные породы. Мощность – 5-8 км. Реконструированные условия метаморфизма пород тимптонской серии: Т=800-900°С, Р=7-9 Кбар.

Джелтулинская серия сложена гранат-биотитовыми, биотитовыми и диопсидовыми гнейсами, гранулитами с прослоями мраморов, кальцифиров и графитсодержащих гнейсов. Первичный состав метаморфитов – терригенные (песчано-глинистые) породы при подчиненной роли карбонатных пород. Условия метаморфизма пород серии: Т=700-800°С, Р=5-7 Кбар. Мощность отложений 3-5 км.

Породы, слагающие алданский комплекс, образуют сложные складчатые структуры (гнейсовые овалы) размером в поперечнике от первых десятков до 350 км. В центральных частях этих куполовидных структур вскрываются интрузивные тела аляскитовых гранитов, окруженные полями развития мигматитов.

В поперечном сечении эти структуры представляют собой концентрически-зональные складчатые комплексы. Осевые поверхности и зеркала входящих в их состав складок (часто изоклинальных) падают в направлении от центра овалов. Время проявления процессов гранитизации в пределах описываемых структур датируется 3-3,2 млрд. лет.

Параллелизация отложений сутамского комплекса с сериями алданского комплекса дискуссионна в связи с тем, что все их контакты происходят по разрывным нарушениям.

Структурная зональность в Становом блоке имеет субширотное простирание: именно в этом направлении ориентированы основные складчатые структуры, сланцеватость и разрывные нарушения.

Большая часть прогибов расположена в Чаро-Олекминском блоке (здесь они имеют северо-северо-западное простирание), незначитель-ная – в Северо-Становой шовной зоне (субширотное –запад-юго-западное простирание). Мощность выполняющих прогибы отложений составляет 2-7 км.

Нижняя часть разреза трогов сложена метатерригенно-вулканическими отложениями (аповулканические зеленые сланцы, амфиболиты, слюдисто-кварц-полевошпатовые сланцы, апотерриген-ные кварциты, хлорит-, серицит-кварцевые и глиноземистые сланцы). Средняя-верхняя части разреза представлены железисто-кремнистыми отложениями: джеспилитами и железистыми кварцитами. Мощность пачек последних достигает первых десятков метров.