Древние платформы лавразийской группы

4.1 Древние платформы лавразийской группы

К крупнейшим положительным структурным элементам платформы относятся Балтийский щит и Украинский массив, расположенные в пределах западной половины платформы (рис. 3). К западной половине приурочены наиболее приподнятые участки фундамента в пределах области распространения чехла - Русской плиты. Это Воронежская и Белорусско-Мазуровская антеклизы. В восточной части платформы фундамент значительно погружен (Московская, Мезенская синеклизы, Волго-Камская антеклиза, Прикаспийская синеклиза).

Фундамент платформы имеет отчетливо выраженное блоковое строение. Различные по величине блоки, сложенные нижнеархейскими метаморфическими комплексами, местами существенно омоложены процессами позднеархейской и раннепротерозойской тектоно-магматической активизации. Они разделены верхнеархейскими зеленокаменными поясами и . унаследующими их положение раннепротерозойскими синклинорными структурами, Многие из позднеархейско-раннепротерозойских синклинорных зон представляют собой палеорифтовые структуры (Печенега, Имандра-Варзуга и др.).

Рис. 3. Основные структурные элементы Восточно-Европейской платформы.

1 – выступы кристаллического фундамента; 2 – условные контуры крупных платформенных прогибов и поднятий; 3 – рифейские авлакогены;

4- позднепалеозойский краевой прогиб; 5 – складчатое обрамление платформы;

6 – эпипалеозойские плиты. Щиты: I – Балтийский, II – Украинский; антеклизы:

1 – Белорусско-Мазурская, 2 – Воронежская, 3 – Волго-Камская; синеклизы и впадины: 4 – Московская, 5 – Мезенская, 6 - Прикаспийская, 7 – Днепровско-Донецкая,

8 – Причерноморская, 9 – Балтийская

На сложно дислоцированных раннеархейских блоках местами развиты толщи метакварцитов, высокоглиноземистых сланцев, карбонатных пород, кислых и основных эффузивов, которые рассматриваются в качестве остатков протоплатформенных чехлов (ятулий, суйсарий, вепсий и др.), деформированных в конце раннего протерозоя. Кроме того в фундаменте выделяются широкие зоны (блоки) нижнепротерозойских тонкоритмичных метатерригенных толщ, включающих огромные поля гранитоидов возрастом 1850-1750 млн лет (Свекофенская зона). Обычно вдоль границ отдельных блоков наблюдается надвиги с выходами офиолитов; для раннедокембрийских комплексов также типичны кольцевые структуры разных порядков.

Возраст консолидации фундамента Восточно-Европейской платформы оценивается проявлением свекофенской складчатости (1,7-1,6 млн лет), однако в западных районах консолидированный фундамент испытывал тектоно-магматическую активизацию дальсландского и готского циклов, о чем свидетельствуют магматические комплексы кислого, основного и ультраосновного составов возраста 1350, 1000, 850 млн лет.

Платформенный чехол обычно делят на две части - нижнюю (доплитный комплекс) и верхнюю (плитный комплекс). Нижняя часть сложена рифейскими толщами, выполняющими систему авлакогенов, секущих фундамент платформы по ортогональной сети разломов. Структурные формы чехла сформировались в результате многократного преобразования первоначального структурного плана в ходе последовательных тектоно-седиментационных циклов, однако в целом подчинены неоднородному блоковому строению фундамента. На разных участках плиты разрез чехла неодинаков: на северо-западе, в Прибалтике, это нижний палеозой, на востоке – средний и верхний палеозой, на юге – мезозой и кайнозой. В разрезе чехла обособляется несколько комплексов: рифейский (вероятно два или три), вендско-кембрийский, ордовикско-нижнедевонский, среднедевонско-нижнепермский, верхнепермско-триасовый, юрско-раннемеловой, верхнемеловой - кайнозойский. Комплексы отделены от смежных поверхностями азимутальных несогласий и могут рассматриваться в ранге структурных этажей платформенного чехла. Во время накопления каждого комплекса на платформе существовал свой структурный план, свое размещение зон палеопрогибов и зон палеоподнятий. Каждый этаж характеризуется своими площадью распространения, закономерными изменениями состава и мощностей отложений. Каждый относительно более молодой структурный план на одних участках был новообразованным, на других - унаследовал палеопрогибы и палеоподнятия предшествующего этапа. Современный структурный план суммировал все ранее существовавшие за время накопления чехла.

Рифейские толщи формировались в период высокого стояния фундамента платформы (доплитный комплекс) и присутствуют в грабенообразных прогибах — авлакогенах (Пачелмский, Оршанский, Среднерусский, Крестцовско-Валдайский и др.), достигая значительной мощности. Имеются они также вдоль западного и восточного краев платформы (в перикратонных прогибах). В разрезе рифея наиболее широко распространены обломочные толщи. Местами в среднем рифее присутствуют вулканиты. По краям платформы обломочные толщи чередуются с карбонатными.

Вендско-кембрийский комплекс отложений распространен в Московской, Мезенской синеклизах, а также по краям платформы. Это преимущественно глинистые и глинисто-песчаниковые толщи. В нижнем венде есть вулканиты (волынская серия).

Ордовикско-силурийский комплекс распространен на западе платформы (Прибалтика, западная часть Московской синеклизы, Приднестровский прогиб). Это карбонатные и терригенно-карбонатные толщи с горизонтами фосфоритов, горючих сланцев. Завершается разрез комплекса пестроцветным нижним девоном.

Средне-верхнедевонские, каменноугольные и нижнепермские отложения наиболее широко распространены на платформе. Они образуют сложный многопорядковый цикл. В разрезе, наряду с обломочными породами (живет, фран, визе), широко развиты известняки и доломиты. На уровне эйфельского, фаменского, сакмарского и кунгурского ярусов присутствуют ангидриты, гипсы, каменная соль.

Верхнепермско-триасовый комплекс в значительной степени выражен красноцветными терригенными толщами, содержащими в центральной части платформы в середине разреза толщу известняков (казанский ярус). Известняки в разрезе верхней перми пользуются широким распространением в Прибалтике (цехштейн).

Юрско-нижнмеловой комплекс на платформе выражен темными глинами, кварцевыми и кварцево-глауконитовыми песчаниками. В южных синеклизах в разрезе верхней юры имеются известняки. В составе верхнемеловых и палеогеновых отложений распространены глауконитовые песчаники, мергели, писчий мел. Морские верхнемеловые и кайнозойские отложения распространены преимущественно в южных районах платформы. На всей территории Восточно-Европейской.платформы широко распространены различные типы континентальных четвертичных отложений.

Платформенный чехол повсеместно характеризуется практически горизонтальным залеганием. Местами на крыльях валообразных структур вдоль разломов углы наклона слоев увеличиваются до первых десятков градусов (Жигулевский, Донно-Саратовский вал и др.). Многочисленные диапировые антиклинальные структуры имеются в Прикаспийской синеклизе и Припятско-Днепрово-Донецком прогибе благодаря распространению, соответственно, нижнепермсой и девонской соленосных толщ.

4.1.2.Сибирская платформа расположена на севере азиатской части материка в междуречье Енисея и Лены, занимая территории Средне-Сибирского плоскогорья, Вилюйской низменности, Алданского нагорья и Станового хребта. С востока она граничит с Верхояно-Чукотскими мезозоидами, с севера – с раннемезозойской складчатой системой Южного Таймыра, с юго-востока – с палеозойско-раннемезозойской Монголо-Охотской складчатой системой. На юге и западе платформа граничит с байкало-салаирскими складчатыми сооружениями Енисейского Кряжа, Восточных Саян, Байкальской горной области. В пределах последней они глубоко вдаются в тело Сибирской платформы. Раннедокембрийский фундамент платформы выходит на поверхность в ее юго-восточной (Алдано-Становой щит) и северо-восточной (Анабарский массив, Оленекское однятие) частях (см. рис.).

Западная и центральная части платформы заняты Среднесибирской (Лено-Енисейской) плитой, где фундамент перекрыт чехлом и залегает на глубине 1-1,5км на антеклизах и -6-8,0 км. в синеклизах. Наиболее опущенные участки поверхности фундамента приурочены к западной (Тунгусская синеклиза, Тасеевская впадина) и восточной (Вилюйская синеклиза) областям. На севере плиты выходам нижнего палеозоя соответствует крупная Анабарская антеклиза, включающая собственно Анабарское, Оленекское и Мунское поднятия, разобщенные субмеридиональной Суханской впадиной.

Северному склону Алдано-Станового щита соответствует Алданская антеклиза включающая Толбинское поднятие и Якутский свод. Поле выходов нижнего палеозоя в южной части платформы соответствует Ангарской антеклизе с приподнятым Непским сводом и системой обрамляющих впадин.

В строении фундамента выделяются крупные блоки, сложенные нижнеархейскими сериями высоко метаморфизованных гнейсов, кристаллических сланцев и мраморов, образующих системы гнейсовых куполов и овалов, осложненных мелкой складчатостью нескольких порядков (алданский комплекс и др.). На западе Алданского щита и под чехлом плиты установлены узкие сложно построенные синклинорные структуры (троговый комплекс), образованные железисто-кремнистыми и метавулканогенными толщами зеленокаменных поясов верхнего архея (?), метаморфизованными в амфиболитовой фации.

На Алданском щите известны впадины с нижнепротерозойскими терригенными и карбонатно-терригенными (Удоканская), а также терригенно-вулканогенными (Улканская) толщами, представляющими собой остатки протоплатформенного чехла, прорванного гранитоидами возраста 1,8- 1,9 млд лет. Вероятно, подобную тектоническую природу имеют нижнепротерозойские толщи, вскрытые в своде Оленекского поднятия.

В целом на щитах и в пределах плиты в строении фундамента платформы преобладающее значение имеют нижнеархейские комплексы; верхнеархейские и нижнепротерозойские распространены ограниченно. В пределах Станового блока Алдано-Станового щита архейские комплексы претерпели глубокую тектоно-магматическую переработку в раннем протерозое. Это привело к резкому изменению ориентировки складчатых структур, ретроградному метаморфизму пород до амфиболитовый фации. Становой блок на протяжении всей истории характеризовался особым типом магматической активности, в результате чего в его пределах происходили многократные интрузии гранитоидов (девон, юра, ранний мел).

В разрезе платформенного чехла выделяется два комплекса: доплитный (раннерифейский) и плитный (среднерифейский - фанерозойский). Доплитный комплекс ограниченно распространен по окраинам кратона и в рифтовых структурах. (Уринский, Уджинский авлакогены и др.). Плитный комплекс развит в разрезе чехла в большинстве структур. В его строении выделяются несколько этажей, соответствующих этапам погружения и преобразования структурного плана плиты – средне-верхнерифейский, вендско-кембрийский, ордовикско-силурийский-раннедевонский, среднедевонско-нижнекаменноугольный, среднекаменноугольно-нижнепермский, верхнепермско-триасовый, юрско-меловой, кайнозойский.

В средне-позднерифейское время западные и восточные районы платформы испытали прогибание с накоплением чередования пачек песчаников и водорослевых доломитов. Вендско-кембрийские отложения, по-видимому, были распространены повсеместно. Венд на большей части площади представлен известняками и доломитами с пачкой песчаников в основании. Нижний-средний кембрий в юго-западных районах соленосный, в восточных – известково-кремнистый с горючими сланцами. Ордовикско-силурийские прогибы занимали западную часть платформы. В разрезе ордовика широко распространены терригенные и карбонатные породы, нередко с желваковыми фосфоритами. Силур преимущественно известняково-доломитовый. Девонско-раннекаменноугольный этап выразился в формировании прогиба, на месте северной части современной Тунгусской синеклизы с накоплением преимущественно карбонатных отложений; в Канско-Рыбинской впадине накапливались главным образом терригенные пестроцветные отложения, а в авлакогенах в пределах площади современной Вилюйской синеклизы – осадочно-вулканогенные и соленосные толщи. Образование авлакогенов сопровождалось магматизмом основного и ультраосновного - щелочного состава. В позднем палеозое-триасе сформировалась Тунгусская синеклиза; На ее территории накопились терригенные угленосные толщи (средний карбон-нижняя пермь) а в поздней перми-триасе ее прогибание сопровождалось мощнейшими процессами траппового магматизма.

Для юрско-мелового этапа характерно высокое стояние большей части площади платформы, прогибались только краевые зоны, примыкающие к Верхояно-Чукотской бласти и Таймыру. Юрские впадины формировались также на Алданском щите и на юге платформы вблизи активизированных горных поднятий обрамления Сибирской платформы. (Токинская, Чульманская, Иркутская, Канская и др.). Господствуют обломочные и глинистые толщи. В северных районах морские, на юге – континентальные, угленосные.

Рис. 4. Основные структурные элементы Сибирской платформы.

1 – выступы кристаллического фундамента; 2 – условные контуры крупных платформенных прогибов и поднятий; 3 – область триасового траппового магматизма; 4 – авлакогены; 5 – краевой прогиб Верхояно-Чукотских мезозоид; 6-7 – обрамление платформы: 6 – байкалиды и салаириды; 7 – герциниды и мезозоиды;

8 – эпипалеозойская Западно-Сибирская плита, 9 – граница платформы. Структуры платформы: I - Алдано-Становой щит, II - Анабарский массив, III - Восточно-Сибирская (Лено-Енисейская) плита. Цифры в кружках: 1 – Тунгусская синеклиза. 2 – Вилюйская синеклиза
Сибирская платформа на протяжении платформенного этапа развития испытала многократные процессы тектоно-магматической активизации, выразившиеся в проявлении траппового магматизма в рифее, венде, девоне-раннем карбоне, поздней перми-триасе, юре, мелу. Трапповому магматизму сопутствовал ультраосновной - щелочной магматизм, а также кислый повышенной щелочности на Алдано-Становом щите. Особенно мощным был трапповый магматизм в раннем и среднем триасе. Неоген-четвертичная активизация Сибирской платформы обуславливает тип рельефа - плоскогорья, нагорья, горные системы с глубоко врезанными речными долинами. Для чехольного комплекса С.п. обычны многочисленные разрывные нарушения, флексуры и узкие приразломные антиклинали, с углами наклона слоев до 60-70⁰.

4.1.3 Северо-Американская платформа занимает центральную и северо-восточную части Северо-Американского континента, а также западные и внутренние р-ны о-ва Гренландия. С запада платформа ограничена мезозойскими складчатыми сооружениями Северо-Американских Кордильер, с севера - палеозойскими и мезозойскими структурами Иннуитской складчатой системы, с юго-востока - палеозойскими структурами Аппалачей и их продолжением под чехлом мезозойско-кайнозойских отложений под впадиной Мексиканского залива, с северо-востока - каледонидами Вост. Гренландии (рис.5).

Наиболее приподнята северо-восточная часть платформы – Канадско-Гренландский щит, с выходами на поверхность кристаллического фундамента. Впадина Баффинова моря разделяет его на западную (Канадскую) и восточную (Гренландскую) части. В центральной части Канадского щита расположена палеозойская синеклиза Гудзонова залива. Большая часть Гренландского щита перекрыта ледовым панцирем.

Фундамент платформы сложен архейскими и нижнепротерозойскими комплексами, существенно переработанными на юго-востоке в позднепротерозойское время (Гренвильский пояс). Чехол образован палеозойскими – кайнозойскими толщами. Поверхность фундамента ступенчато погружается под фанерозойский чехол плит, образующих систему перикратонных прогибов, опоясывающих с С., З., и Ю. Канадско-Гренландский щит. Это Арктическая плита на севере., плита Великих Равнин на западе. и плита Мидконтинента на юге.

В строении Канадского щита выделяется несколько архейских блоков, сложенных полями гнейсов, слюдяных сланцев, кварцитов и мраморов, разобщенных относительно узкими зонами метавулканктов основного - среднего состава (зеленокаменные пояса). Время деформаций и гранитизаии этих комплексов соответствует кеноранской складчатости (2,7-2,6 млрд лет).

Архейские блоки (протократоны) разделены субширотными раннепротерозойскими зонами, в строении которых наряду с высоко метаморфизованными архейскими породами участвуют деформированные нижнепротерозойские толщи. Последние в одних случаях рассматриваются как переработанный протоплатформенный чехол (провинция Черчилл), в других – миогео- и эвгеосинклинальные образования, образующие зеленокаменные пояса.. Плутонизм, деформации и метаморфизм в этих зонах связывают с гудзонской складчатостью (1,8-1,7 млрд лет). В ряде районов на деформированном раннепротерозойском фундаменте залегают недеформированные осадочные и вулканические толщи верхней части нижнего протерозоя, слагающие протоплатформенные чехлы. Последние известны во впадинах Атабаска, Телон (центр щита), Амунсена и Борден (крайний север).

Среди пород фундамента широко распространены гранитоиды и анортозиты возраста 1,35-1,45 млрд лет, в связи с чем большое внимание часто уделяется возрастное рубежу около 1,3 млрд лет (эльсонская эпоха тектогенеза).

Юго-восточную часть Канадского щита занимает Гренвильский пояс, в пределах которого толщи протерозоя смяты в очень сложные складки нескольких поколений. Среди протерозоя встречаются участки, образованные гранулитами, чарнокитами, мигматитами, вероятно, архейского возраста. Западная граница Гренвильского пояса - так называемый "Гренвильский фронт" представляет собой узкую зону, характеризующуюся резким скачком метаморфических преобразований в породах нижнего протерозоя, катаклазом, наложением новообразованных складок. Метаморфические комплексы Гренвильского пояса прорваны крупными массивами анортозитов, габброидов, сиенитов. Возраст складчатости и метаморфизма оценивается в 1,0-1,1 млрд лет (гренвильская эпоха). В центральной части Канадского щита для начала гренвильской эпохи была типична обстановка рифтообразования. Наиболее крупным рифейским рифтом (авлакогеном) является Центральный Северо-Американский рифт, прослеженный от западной оконечности оз. Верхнее в юго-западном направлении на протяжении 1500 км. Рифт выполнен неметаморфизованными обломочными красноцветными континентальными отложениями и мощными вулканитами; отложения прорваны телами габброидов. Дайки диабазов возраста около 1,1 млрд лет широко распространены на Канадском щите.

Разрез плитного комплекса на Северо-Американской платформе обычно начинается с отложений среднего или верхнего кембрия. В разрезе можно выделить следующие комплексы: кембрий-ордовик-силур, девон–нижний карбон, средний карбон-пермь, триас-юра-мел, кайнозой, соответствующие крупным тектоно-седиментационным циклам. Поверхности перерывов в нижней части ордовикских, а такие в основании юрских, меловых, палеогеновых; и неогеновых образований осложняют строение комплексов.

В породах нижнего и среднего палеозоя преобладают карбонатные и терригенно-карбонатные формации. Отложения верхнего палеозоя на востоке угленосные, на западе – терригенно-карбонатные и эвапоритовые (пермь). Для мезозоя и кайнозоя характерны терригенные формации, на юге, в обрамлении Мексиканского залива появляются карбонатные.

В пределах чехла на плите Мидконтинента выделяется ряд синеклиз (Мичиганская, Иллиноис, Форест-Сити, Салин) и разделяющие их сводообразные поднятия - антеклизы (Цинциннатская, Озаркcкая, Немаха), сложенные палеозойскими отложениями. Глубина залегания фундамента в пределах антеклиз. не превышает 1км, в синеклизах - более 2 км. Наиболее прогнут западный угол п

Рис. 5. Схема основных структурных элементов Северной Америки.

Северо-Американская платформа: 1 – блоки архейского фундамента; 2 – блоки раннепротерозойского фундамента; 3 – раннедокембрийские блоки, испытавшие активизацию в позднем протерозое; 4 – чехол эпипротерозойских плит;

5 – позднепалеозойский краевой прогиб; 6-8 – складчатые структуры Северо-Атлантического пояса: 6 – каледонские, 7 – герцинские, 8 – мезозойско-кайнозойские прогибы; 9-11 – складчатые структуры Тихоокеанского и Арктического поясов:

9 – палеозойские и мезозойские, 10– зоны неоген-четвертичного вулканизма и кайнозойских моласс, 11 – области мезозойско-кайнозойской активизации на платформе. Блоки на Канадском

щите: I - оз. Верхнего, II - Черчилл, III - оз. Невольничьего, IY - оз. Медвежьего, Y - Нейн, YI – Гренвильский. Синеклизы:

В южной части плиты Мидконтинента обосабливается палеозойское складчатое сооружение Вичита, являющееся поперечным инверсионным прогибом герцинской системы Аппалачей. 0тносителъно маломощный разрез пород нижнего и среднего палеозоя перекрыт дислоцированными толщами верхнего палеозоя (более 9 км). К югу от поднятия Вичита расположена глубокая впадина – синеклиза Западного Техаса с соленосной пермью. Юго-западная часть платформы в неоген-четвертичное время была охвачена сводовыми поднятиями (плато Колорадо) с образованием многочисленных рифтовых структур.

Западным продолжением Северо-Китайской платформы служит Таримский массив, отделяющий структуры Урало-Монгольского пояса от восточного продолжения структур Средиземноморского пояса (рис. 6). Раннедокембрийский фундамент Северо-Китайской платформы образует три крупных поднятия – Шаньдун-Корейский щит на востоке, антеклизу Шанси в центре и краевое поднятие Внутренней Монголии на северо-западе. Фундамент на щите имеет трехчленное строение - мигматизированные и гранитизированные гнейсы, амфиболиты, мраморы гранулитовой и амфиболитовой фаций метаморфизма архея; менее метаморфизованные гнейсы и кристаллические сланцы, джеспилиты, мраморы нижней части нижнего протерозоя (более 2 млрд лет) и наконец, метаморфизованные в зеленосланцевой фации карбонатно-терригенные толщи верхов нижнего протерозоя. Нижнепротерозойский комплекс (более 2 млрд лет) слагает протогеосинклинальную систему Мачхален.

Рис. 6. Схема структурных элементов Китайско-Корейской и Южно-Китайской платформ.

1-2 - выступы фундамента: 1 - раннедокембрийского, 2 - позднедокембрийского;

3 - палеозойские и мезозойские чехлы; 4 - кайнозойские впадины; 5 - авлакогены;

6 - мезозойско-кайнозойские вулканиты окраинного пояса; 7 - складчатое обрамление. Китайско-Корейская платформа - выступы фундамента: I - Сино-Корейский щит,

На севере Северо-Китайской платформы через Внутримонгольскую гряду протягивается широтный рифейский авлакоген Яньшань, выполненный дислоцированной толщей синия (рифея) мощностью до 10 км. Здесь развиты складчатые структуры блокового типа. Известны рифейские авлакогены и в более южных частях платформы.

Между поднятием Шанси и Шаньдунь-Корейским щитом расположена глубокая (более 7 км) Северо-Китайская синеклиза. Над рифейскими отложениями в синеклизе и на склонах антеклизы Шанси развиты карбонатный венд-ордовикский, угленосный каменноугольно-нижнепермский, терригенный красноцветный верхнепермский-триасовый комплексы; характерны также мощные кайнозойские континентальные толщи.

В чехле Ордосской синеклизы, выраженной в современном рельефе приподнятым плато, помимо палеозойских отложений развиты мощные (до 5 км) континентальные образования мезозоя. Синеклиза резко асимметрична, с более крутым западным крылом.

Чехол Южно-Китайской платформы в нижней части представлен терригенным комплексом верхнего рифея - венда, карбонатными отложениями кембрия, ордовика и силура, терригенно-карбонатным комплексом девона - нижнего карбона, карбонатными образованиями среднего карбона - нижней перми, угленосным комплексом верхней перми, а также траппами перми - триаса. Мезозойские отложения развиты в Сычуанской синеклизе, где они представлены мощными континентальными сериями пород.

В мезозое Китайские платформы испытали процессы тектоно-магматической активизации с формированием линейных складчато-блоковых структур, внедрением многочисленных гранитных интрузий, Особенно интенсивно эти процессы проявились на Южно-Китайской платформе (меловые яньшаньские движения). По восточному краю платформы сформировался окраинный вулканно-плутонический пояс, прослеживаемый на всем протяжении восточного побережья Азиатского материка.

В кайнозое в пределах платформ происходило формирование протяженной рифтовой системы субмеридионального направления. Активно протекали процессы трахибазальтового магматизма.