Воронежская антеклиза как структурный элемент Русской плиты Основные особенности формирования и залегания свк (структурно-вещественные комплексы)Русской плиты

Геологическая история Земли это, прежде всего, история ее геодинамических режимов. Как и все физические объекты Вселенной планеты проходят определенный жизненный цикл и, следовательно, можно говорить о некоторой направленности всех событий в ходе этой история. Направленность эта обусловлена снижением во времени энергетики процессов, за счет тенденции уменьшения первичной вещественной неоднородности и распада радиоактивных изотопов. Однако эволюцию планеты не следует понимать упрощенно как линейный однонаправленный процесс. Она скорее имеет пульсирующий характер. В ней достаточно отчетливо прослеживаются определенные ритмы в накоплении и сброса энергии. В этом смысле она похожа на деятельность гейзеров.

О геодинамических ритмах можно судить по геологическим структурам в литосфере и их вещественному наполнению как едином целом. Именно они аккумулируют сброшенную избыточную энергию планеты. В геологии бытует понятие структурно-вещественного комплекса как отпечатка определенного историко-геологического события. Каждое такое событие знаменуется образованием новой формы со своими индивидуальными, но ВТО же время и типологическими минералого-петрологическими особенностями вещественного наполнения.

Сама Русская платформа это структура второго порядка в континентальном сегменте земной коры, а Воронежская антеклиза структура четвертого порядка так как Русская платформа прежде разделяется на Русскую плиту с двухъярусным строением и щиты с одноярусным строением (Балтийский и Украинский). Нижний ярус плиты представляет собой кристаллический фундамент, а верхний - осадочный чехол. Дифференцированные вертикальные движения блоков фундамента проявляются и в осадочном чехле. Поэтому плита осложнена более мелкими положительными структурами: - антеклизами и отрицательными - синеклизами.

Геологическая история собственно Воронежской антеклизы запечатлена в ее верхнем ярусе - осадочном чехле, самые древние породы которого имеют девонский возраст. Но ее история, меж тем, не отделима от истории кристаллического фундамента как и в целом всей Русской платформы.

Напомню, что платформа это относительно малоактивная структура земной коры. Она характеризуется незначительными амплитудами смещений как вертикальных, так и горизонтальных, отсюда слабой сейсмичностью и магматизмом, который может проявляться лишь эпизодически в эпохи активизации, затрагивающие обычно всю планету, как это было, например, в верхнем девоне. Фундамент ее представляет собой мозаику из отдельных блоков, разделенных разломами. Некоторые из крупных блоков раздроблены на более мелкие, и вся эта, не достаточно жесткая и не совсем стабильная система, в виде структурного каркаса, является основой для всех геолого-геоморфологических неоднородностей и событий в осадочном чехле. Здесь над границами блоков в осадочном чехле образуются флексурные изгибы с пологими крыльями, имеют место и хрупкие деформации, которые проявляются в образовании линейных ослабленных и трещиноватых зон, по которым закладываются крупные водные артерии поверхностного стока.

В структурах кристаллического фундамента Русской плиты отражены два геодинамических этапа: карельский, который завершился складчатостью и горообразованием в конце раннего протерозоя это где то 1,9-1,8 млрд лет тому назад и позднепротерозойско-рифейский, когда (1650-650 млн лет) сформировался фундамент платформы современного облика, и с тех пор развитие этой территории сводилось к небольшому ( амплитуды первые сотни метров) поднятию и опусканию разных ее частей, затоплению морями и осушению в разных местах в разные эпохи, а соответственно и распределению морских и континентальных отложений.. Север и юг в целом прогибались слабо, а центр — сильно (Московская синеклиза). Центр и затапливался чаще и дольше, север — только в конце протерозоя и кембрии, юг — в середине палеозоя и конце мезозоя. Юг отличается прямым соотношением структур и рельефа: Воронежской антеклизе соответствует Среднерусская возвышенность. Антеклиза как геологическая структура хотя и древняя, но и в новейшую тектоническую эпоху поднятия возобновились в том же месте. Правда, старая ось антеклизы располагалась севернее максимального новейшего поднятия, но в целом новейшие движения наследуют древние. В срединной части платформы древние движения, создавшие московскую синеклизу, уже давно закончились, а новейшие (неоген-четвертичные) эту синеклизу затронули слабо. Поэтому в современном рельефе мы не видим здесь никакой впадины, хотя в кровле фундамента прогиб внушительный.

Кристаллический фундамент

В разных местах породы фундамента Русской плиты залегают на различной глуби­не на севере под покровом палеозойских отложений, в южных частях - мезо­кайнозойских. В связи с этим выделяют области неглубокого и области глубокого залегания фундамента.

В области неглубокого залегания фундамента его поверхность лежит на глубине 100-200 м, а у г. Павловска-на-Дону на небольшом участке породы фундамента обнажаются на относительной высоте - около 40 м и даже на поверхности. Осадочный покров здесь маломощный. Это выступы кристаллического фундамента - массивы (Воронежский, Белорусско-Литовский выступы и др.). Нижний этаж - (фундамент) представляет собой крис­таллический комплекс - многослойную систему древнейших суперкрустальных глубоко метаморфизованных образований, проплав­ленных и спаянных внедрениями магмы различного состава. Для Воронежской антеклизы он имеет собственное название как Воронежский кристаллический массив, который от кристаллических щитов Русской платформы (Балтийского и Украинского) отличается меньшими размерами и тем, что перекрыт осадочным чехлом, хотя и меньшей мощностью, чем в сопряженных отрицательных структурах, имеющих название синеклиз.

Но и в синеклизах поверхность фундамента осложнена раз­новременно возникшими более мелкими выступами и впадинами, погре­бенными под покровом. В центральных частях Русской плиты установлены Токмовский и Котельнический погребенные выступы, а в восточных - Татарский, Жигулевский и Башкирский; поверхности которых лежат на глубине 800--1500 м.

Балтийский щит отделен от Тиманского поднятия на востоке Двинско-Мезенской впадиной. Между тем же щитом и Воронежским массивом лежит огром­ная Московская синеклиза (впадина), где фундамент погружен на глу­бину 2000 м и более. Узкая и глубокая ложбина, соединяющая Москов­скую впадину с Прикаспийской (Пачелмский прогиб), отделяет Воронежский массив от Ток­мовского выступа.

В целом фундамент в западной части Русской плиты лежит более высоко, чем в восточной, глубина залегания на западе чаще всего 1000-1500 м. В центре и особенно на востоке фундамент погружен глубже; здесь даже выступы его опущены до 800-1500м; глубина же поверхности фундамента во впадинах достигает более 2500-3000 м

Резко различная гипсометрия поверхности фундамента свидетельст­вует о раздроблении его на глыбы и о самостоятельных разновременных движениях этих глыб.

На основании схемы структурных соотношений выступов докембрия и раннего палеозоя платформы, построенной по изопахитам (линиям равных мощностей), Л. Я. Харитонов делает заключение о струк­турной сопряженности и более или менее одинаковой направленности тектонических движений в Кольско-Карельской части Балтийского щита и Русской плиты в течение раннепалеозойского этапа их раз­вития, что свидетельствует о том, что это действительно единая структура.

Аналогичное можно сказать и о и Украинского щите Граниты и гранито-гнейсы у г. Павловска-на-Дону Воронежского массива аналогичны архейским породам Украинского щита. Также как и железистые кварциты Курской магнитной аномалии легко сопоставляются с саксаганскими породами Кривого Рога.

Осадочный чехол

Характер распространения возраста пород покрова дает основание предположить, что на грани­це палеозоя и. мезозоя плита на севере поднялась, а на юге опустилась по оси, лежащей где-то около 55 параллели. На границе мезозоя и кай­нозоя ось сместилась еще южнее, примерно до 53-52 параллели, и поднятия при этом захватили более обширные территории. Самая южная полоса оставалась в субаквальных условиях в течение всего палеогена и неогена. Такое простое движение несколько осложнилось в мезозое неглубоким субмеридиональ­ным прогибом от Донбасса и Поволжья к Подмосковью и Печорской впадине. На месте прогиба возник морской пролив, соединивший мезо­зойские полярный бассейн и океан Тетис.

Прерывистость в осадках свидетельствует, что в течение всех 500-600 млн лет. фанерозоя плита испытывала колебательные движения. При этом в один и тот же отрезок времени одни участки дифференцированно поднимались, другие погружались. Последнее могло быть только следствием дробления кристаллическо­го субстрата на блоки
2. Геологическое строение кристаллического фундамента ВКМ
Воронежский кристаллический массив (ВКМ), являющийся крупным (540х1000 км) сегментом кристаллического фундамента Восточно-Европейской (Русской) платформы, представляет собой сравнительно неглубоко погребенный (0-500 м) его выступ), конфигурация которого определяется граничны­ми структурами, заложившимися в рифее (Пачелмский и Днепровско-До­нецкий авлакогены) и в палеозое (Оршанская и Прикаспийская впадины).

ВКМ простирается в направлении с юга-востока на северо-запад, отделяясь небольшим прогибом от Бело­русского выступа. Наиболее поднятая часть Воронежского выступа ле­жит на глубинах от 0 до -300м. Юго-западный и юго-восточный склоны антеклизы крутые, северо-западный и северо-восточный - пологие. Вдоль северо-восточного склона проходит глубокий Рязано-Саратовский, или Пачелмский, прогиб, отделяющий антеклизу от Токмовского выступа.

В соответствии с современными геолого-геофизическими данными фундамент ВКМ включает два латерально неоднородных и в раз­ной мере эродированных мегаблока: «тяжелый» (Хоперский или Воронеж­ский - ВМ) и «легкий» (Курский, КМА или Курская гранит-зе­ленокаменная область - КГ30), разделенных круп­ной (100х635 км), субмеридиально ориентированной Лосев­ской шовной зоной со специфическими осадочно-метаморфическими и вул­кано-плутоническими формациями.

Мегаблок КМА (500х550 км) достаточно автономен и по своим петрофи­зическим характеристикам относится в целом к категории «легких» и «высокомаг­нитных» структур со значительной мощностью земной коры. Мегаблок КМА неодноро­ден по геологическому строению и представляет сложную композицию раннеархейских, позднеар­хейских и раннепротерозойских структур. Он включа­ет ряд макроблоков 2-го ранга: Брянский (наиболее глубоко эродирован­ный [25, 219]) и Красногорско-Рославльский, Курско-Бесединский и Ливенско-Еф­ремовский. Характерной особенностью мегаблока КМА является диффе­ренцированный метаморфизм (от зеленосланцевой до гранулитовой фации и широкое развитие рифтогенных структур 3-го ранга (Михайловская, Тим-Ястребовская, Белгородская и др.), отличающихся специфическим набором формаций и наследующих струк­турный план позднеархейских зеленокаменных поясов с четко выраженными положительными аномалиями силы тяжести и высокоинтенсивными поло­совидными положительными магнитными аномалиями.

Хоперский мегаблок (375х475 км) относится к категории «тяжелых» структур. По сравнению с мегаблоком КМА он является более плотным, менее магнитным и включает Камышинский, Варваринский и Калач-Эр­тильский макроблоки 2-го ранга в пределах которого со­средоточены известные платиноидно-медно-никелевые месторождения. В геофизических полях Хоперский мегаблок вы­деляется региональным проявлением двух структурно-вещественных комп­лексов: а) архейского (в контурах Камышинского и Варваринского мак­роблоков), имеющих более высокий (гранулитовая фация?) и однород­ный метаморфизм и ограниченное развитие высокомагнитных образований (типа Тамбовско-Чернышевского зеленокаменного пояса); б) раннепротерозойского (в пределах Калач-Эртильского макроблока), сложенного интенсив­но складчатыми ритмично-слоистыми флишоидными образованиями воронцовской серии, метаморфизованными от зелено­сланцевой до эпидот-амфиболитовой фации.

Каждая из выделенных структур характеризуется присущими только им вещественными комплексами - СВК * (табл. 2.1) с разнотип­ными магматическими и рудными формациями, отражаю­щими последовательную смену геодинамических эндогенных режимов.

Как единая геологическая структура фундамент ВКМ характеризуется специфическими особенностями гравитационного и магнитного полей. На общем фоне фиксируются значительные по площади (десятки км в поперечнике) изометричной формы гравитационные максимумы, совпа­дающие с низкими фоновыми значениями магнитного поля. Такие участ­ки отождествляются с полями развития серых гнейсов - ре­ликтов раннеархейских кольцевых и купольно-кольцевых структур нуклеар­ного этапа развития региона (Россошанский, Сумской и др.). Эти струк­туры, в свою очередь, окаймляются в разной мере эродированными позд­неархейскими зеленокаменными поясами (Белгородско-Михайловский, Орловско- Тимской и др. фиксирующимися в виде резко вытяну­тых положительных магнитных аномалий. Ниже в табл см. СВК фундамента ВКМ