Восточно-европейская платформа и структуры ее обрамления. Восточно-европейская платформа
Восточно-Европейская платформа (ВЕП)
5.1. Общая характеристика
Географически занимает территории Среднерусской и Среднеевропейской равнин, охватывая обширную территорию от Урала на востоке и почти до побережья Атлантического океана на западе. На этой территории расположены бассейны рек Волга, Дон, Днепр, Днестр, Неман, Печора, Висла, Одер, Рейн, Эльба, Дунай, Даугава и др.
На территории России ВЕП занимает Среднерусскую возвышенность, характеризующуюся преимущественно равнинным рельефом, с абсолютными отметками до 500 м. Только на Кольском полуострове и в Карелии проявлен горный рельеф с абсолютными отметками до 1 200 м.
Границами ВЕП являются: на востоке – Уральская складчатая область, на юге – структуры Средиземноморского складчатого пояса, на севере и северо-западе – структуры Скандинавских каледонид.
5.2. Основные структурные элементы
Как и любая платформа, ВЕП имеет двухъярусное строение.
Нижний ярус – это архейско-раннепротерозойский фундамент, верхний ярус – рифейско-кайнозойский чехол.
Фундамент на ВЕП залегает на глубинах от 0 до (по геофизическим данным) 20 км.
Фундамент на поверхность выходит в двух регионах: 1) в Карелии и на Кольском полуострове, где он представлен Балтийским щитом , занимающим также территории Финляндии, Швеции и части Норвегии; 2) в центральной Украине, где он представлен Украинским щитом . Область залегания фундамента на глубинах до 500 м в районе г. Воронеж называетсяВоронежским кристаллическим массивом .
Область распространения платформенного чехла рифейско-кайнозойского возраста называется Русской плитой .
Основные структуры Восточно-Европейской платформы показаны на рис. 4.
Рис. 4. Основные структуры Восточно-Европейской платформы
1. Граница платформы. 2. Границы основных структур. 3. Южная граница Скифской плиты. 4. Докембрийские авлакогены. 5. Палеозойские авлакогены. Цифры в кружках обозначают названия структур, не подписанные на схеме: 1-9 – авлакогены (1 – Беломорский, 2 – Лешуконский, 3 – Вожже-Лачский, 4 – Среднерусский, 5 – Кажимский, 6 – Калтасинсикй, 7 – Серноводско-Абдулинский, 8 – Пачелмский, 9 – Печоро-Колвинский); 10 – Московский грабен; 11 – Ижма-Печорская впадина; 12 – Хорейверская впадина; 13 – Предкавказский краевой прогиб; 14-16 – седловины (14 – Латвийская, 15 – Жлобинская, 16 – Полесская).
Областям относительно глубокого (более 2 км) залегания фундамента отвечают пологие отрицательные структуры – синеклизы .
Московская ,занимающая центральную часть плиты; 2) Тимано-Печорская (Печорская) , расположенная на северо-востоке плиты, между структурами Урала и Тиманским кряжем; 3) Прикаспийская , расположенная на юго-востоке плиты, занимающая междуречье Волги и Эмбы, на склонах Волго-Уральской и Воронежской антеклиз.
Областям относительно приподнятого положения фундамента отвечают пологие положительные структуры – антеклизы .
Главнейшими из них являются: 1) Воронежская , расположенная над одноименным кристаллическим массивом; 2) Волго-Уральская , расположенная в восточной части плиты, ограниченная с востока структурами Урала, с севера Тиманским кряжем, с юга – Прикаспийской синеклизой, с юго-запада Воронежской антеклизой, с запада – Московской синеклизой.
В пределах синеклиз и антеклиз выделяются структуры более высоких порядков, такие как валы, своды, впадины и прогибы.
Тимано-Печорской, Прикаспийской синеклизам и Волго-Уральской антеклизе отвечают одноименные нефтегазоносные провинции.
Между Украинским щитом и Воронежским кристаллическим массивом (и одноименной антеклизой) расположен Днепровско-Донецкий (Припятско-Донецкий) авлакоген – это узкая структура грабенообразного погружения фундамента и увеличенной (до 10-12 км) мощности пород чехла, имеющая запад-северо-западное простирание.
5.3. Строение фундамента
Фундамент платформы образован архейскими и раннепротерозойскими комплексами глубокометаморфизованных пород. Их первичный состав не всегда расшифровываются однозначно. Возраст пород определяется по данным абсолютной геохронологии.
Балтийский щит . Занимает северо-западную часть платформы, и граничит со складчатыми структурами Скандинавских каледонид по разломам глубокого заложения, имеющим надвиговую природу. К югу и юго-востоку фундамент ступенчато погружается под рифейско-кайнозойский чехол Русской плиты.
Комплексы раннего архея (кольская серияAR 1 )в разных блоках Балтийского щита представлены разнообразными гнейсами, кристаллическими сланцами, железистыми (магнетитовыми) кварцитами, амфиболитами, мраморами, мигматитами. Среди гнейсов выделяются следующие разновидности: амфиболовые, биотитовые, высокоглиноземистые (с кианитом, андалузитом, силлиманитом). Вероятным протолитом амфиболитов и амфиболовых гнейсов являются породы типа базитов (базальтоиды и габброиды), высокоглиноземистых гнейсов – осадочные породы типа глинистых осадков, магнетитовых кварцитов – железисто-кремнистые отложения (типа яшмоидов), мраморов – карбонатные отложения (известняки, доломиты). Мощность образований AR 1 не менее 10-12 км.
Образования раннего архея (AR 1 ) формируют структуры типа гнейсовых куполов, в центральных частях которых располагаются крупные массивы олигоклазовых и микроклиновых гранитов, с которыми связаны пегматитовые поля.
Комплексы позднего архея (AR 2 ) слагают узкие синклинорные зоны в образованиях AR 1 . Они представлены высокоглиноземистыми гнейсами и сланцами, конгломератами, амфиболитами, карбонатными породами, магнетитсодержащими кварцитами. Мощность образований AR 2 не менее 5-6 км.
Образования раннего протерозоя (PR 1 ) мощностью не менее 10 кмвыполняют узкие грабен-синклинальные структуры, врезанные в архейский субстрат. Они представлены конгломератами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, метаморфизованными субщелочными базальтоидами, кварцито-песчаникми, гравелитами, местами доломитами, а также шунгитами (высокоуглеродистые метаморфизованные породы типа сланцев).
Образования PR 1 прорваны одновозрастными интрузиями габброноритов печенгского комплекса с медно-никелевым оруденением, щелочными ультраосновными породами с карбонатитами, содержащими апатит-магнетитовые руды с флогопитом, а также более молодыми (рифейскими) гранитами-рапакиви (Выборгский массив) и нефелиновыми сиенитами девонского возраста. Последние представлены расслоенными концентрически зональными массивами: Хибинским с месторождениями апатит-нефелиновых руд и Ловозерским с месторождениями тантало-ниобатов.
На Балтийском щите пробурена самая глубокая в мире Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) глубиной 12 261 м (проектная глубина скважины – 15 000 м). Скважина пробурена в северо-западной части Кольского полуострова, в 10 км южнее г. Заполярный (Мурманская область), вблизи российско-норвежской границы. Бурение скважины начато в 1970 г. и закончено в 1991 г.
Скважина бурилась по программе глубокого и сверхглубокого бурения, осуществляемого в СССР по решениям Правительства.
Целью бурения СГ-3 являлось изучение глубинного строения докембрийских структур Балтийского щита, типичных для фундаментов древних платформ и оценка их рудоносности.
Задачами проходки скважины являлось :
1. Изучение глубинного строения протерозойского никеленосного печенгского комплекса и архейского кристаллического основания Балтийского щита, выяснение особенностей проявления на больших глубинах геологических процессов, включая процессы рудообразования.
2. Выяснение геологической природы сейсмических границ в континентальной земной коре и получение новых данных о тепловом режиме недр, глубинных водных растворах и газах.
3. Получение максимально полной информации о вещественном составе горных пород и их физическом состоянии, вскрытие и изучение пограничной зоны между «гранитным» и «базальтовым» слоями земной коры.
4. Усовершенствование имеющихся и создание новых технологий и технических средств для бурения и комплексных геофизических исследований сверхглубоких скважин.
Скважина бурилась с полным отбором керна, выход которого составил 3 591,9 м (29,3%).
Основные результаты бурения следующие .
1. В интервале 0 – 6 842 м вскрыты метаморфические образования PR 1 , состав которых примерно тот же, о котором речь шла выше. На глубинах 1 540-1 810 м вскрыты тела базитов с сульфидными медно-никелевыми рудами, что опровергло представление о выклинивании рудоносного печенгского комплекса и расширило перспективы Печенгского рудного поля.
2. В интервале 6 842 – 12 261 м вскрыты метаморфические образования AR, состав и строение которых примерно те же, о которых речь шла выше. На глубинах свыше 7 км в архейских гнейсах вскрыто несколько горизонтов магнетит-амфиболовых пород – аналогов железистых кварцитов Оленегорского и Костомукшского месторождений. На глубине около 8,7 км вскрыты габброиды с титаномагнетитовой минерализацией. В интервале 9,5 – 10,6 км в архейских образованиях установлен 800-метровый интервал с высокими (до 7,4 г/т) содержаниями золота, а также серебра, молибдена, висмута, мышьяка и некоторых других элементов, связанных с процессами гидрогенно-геохимического разуплотнения архейских пород.
3. Предполагаемая на глубинах около 7,5 км геофизическая граница (поверхность) Конрада (граница «гранитного» и «базальтового» слоев) не подтвердилась. Сейсмическая граница на этих глубинах отвечает зоне разуплотнения пород в архейских образованиях и вблизи границы архей-нижний протерозой.
4. На всем протяжении разреза скважины установлены притоки воды и газов, содержащих гелий, водород, азот, метан, тяжелые углеводороды. Исследования изотопного состава углерода показали, что в архейских толщах газы имеют мантийную природу, протерозойских – биогенную. Последнее может свидетельствовать о возможном зарождении биологических процессов, приведших в последствии к возникновению жизни на Земле, уже в раннем протерозое.
5. К числу принципиально новых относятся данные по изменениям температурного градиента. До глубины 3 000 м температурный градиент составляет 0,9-1 о /100 м. Глубже этот градиент возрос до 2-2,5 о /100 м. В итоге на глубине 12 км температура составила 220 о вместо ожидаемой 120-130 о.
В настоящее время Кольская скважина функционирует в режиме геолаборатории, являясь полигоном для испытания техники и технологии глубокого и сверхглубокого бурения и геофизического исследования скважин.
Украинский щит . Представляет собой крупный выступ фундамента, имеющий форму неправильного овала. С севера он ограничен разломами, по которым контактирует с Днепровско-Донецким авлагогеном, а в южном направлении погружается под отложения платформенного чехла.
В строении щита принимают участие метаморфические породы AR 1 , AR 2 и PR 1 .
Комплексы раннего архея (AR 1 )представлены плагиогнейсами, биотит-плагиоклазовыми, амфибол-плагиоклазовыми, высокоглиноземистыми (силлиманитовыми и корундовыми) гнейсами, кристаллическими сланцами, амфиболитами, мигматитами, кварцитами.
В строении комплексов позднего архея (AR 2 ) участвуют разнообразные гнейсы, амфиболиты, хлоритовые сланцы, железистые кварциты и роговики. Эти образования образуют узкие синклинорные зоны, врезанные в раннеархейский субстрат. Мощность образований AR не менее 5-7 км.
К образованиям раннего протерозоя (PR 1 )относится криворожская серия , вмещающая железорудные месторождения формации железистых кварцитов Криворожского бассейна.
Эта серия обладает трехчленным строением. В ее нижней части залегают аркозовые метапесчаники, кварциты, филлиты. Средняя часть серии сложена, в основном, переслаивающимися джеспилитами, куммингтонитовыми, серицитовыми, хлоритовыми сланцами. В этой части серии расположены основные промышленные железорудные залежи Криворожского бассейна; количество рудных пластов в разных частях бассейна колеблется от 2 до 7. Верхняя часть серии сложена кварцито-песчаниками с осадочно-метаморфизованными железными рудами, кварцево-углеродистыми, слюдистыми, биотит-кварцевыми и двуслюдяными сланцами, карбонатными породами, метапесчаниками. Общая мощность образований криворожской серии не менее 5-5,5 км.
Среди комплексов AR и PR расположены крупные массивы архейского и раннепротерозойского возраста: гранитов (Уманский, Криворожский и др.), сложные многофазные плутоны, состав которых меняется от габбро-анортозитов, лабрадоритов до гранитов-рапакиви (Коростеньский и др.), а также массивы нефелиновых сиенитов (Мариупольский) с тантало-ниобиеввой минерализацией.
Воронежский кристаллический массив . Расположен на глубинах до 500 м. Изучен в связи с геологоразведочными и эксплуатационными работами на железные руды Курской магнитной аномалии (КМА).
Архейские (AR )образования представлены здесь разнообразными гнейсами, амфиболитами, железистыми роговиками, кристаллическими сланцами.
Образования раннего протерозоя (PR 1 ) выделены как курская и оскольская серии . В составе курской серии представлены: в нижней части чередующиеся метапесчаники, кварциты, гравелиты, в верхней части – чередующиеся филлиты, двуслюдяные, биотитовые сланцы, горизонты железистых кварцитов, к которым приурочены месторождения КМА. Мощность образований курской серии не менее 1 км. Залегающая выше оскольская серия мощностью 3,5-4 км образована углеродистыми сланцами, метапесчаниками, метабазальтами.
Среди толщ AR и PR расположены массивы одновозрастных интрузивных пород, представленные гранитами, габброноритами с медно-никелевым оруденением, граносиенитами.
5.4. Строение чехла
В строении чехла Русской плиты выделены 5 структурно-стратиграфических комплексов (снизу вверх): рифейский, венд-кембрийский, раннепалеозойский (ордовикско-раннедевонский), средне-позднепалео-зойский (среднедевонско-пермский), мезозойско-кайнозойский (триас-кайнозойский).
Рифейский комплекс
Рифейские толщи распространены в центральных и окраинных частях платформы. Наиболее полные разрезы рифея расположены на западном Урале, о которых речь будет идти при рассмотрении этого региона. Рифей центральной части платформы представлен всеми тремя отделами.
Ранний рифей (RF 1 ). В его нижней части залегают красноцветные кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники с горизонтами базальтов траппового типа. Вверх по разрезу они сменяются темными аргиллитами с прослоями мергелей, доломитов и алевролитов. Еще выше залегает мощная толща доломитов с прослоями аргиллитов. Мощность около 3,5 км.
Средний рифей (RF 2 ). Представлен преимущественно сероцветными песчаниками с прослоями доломитов и базальтов траппового типа общей мощностью около 2,5 км. В стратифицированном разрезе залегают пластовые тела долеритов, габбродолеритов.
Поздний рифей (RF 3 ). В его основании залегают кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники, выше – красные аргиллиты и алевролиты с прослоями доломитов, еще выше – чередование аргиллитов, алевролитов, песчаников и доломитов; завершается разрез доломитами. Общая мощность около 2 км.
Позднепалеозойская история Восточно-Европейской платформы существенно отличается от раннепалеозойской перестройкой и усложнением структуры платформы в целом. Если в раннем палеозое опусканиями были охвачены только северо-западная и западная части платформы, то в позднем палеозое началось погружение центральных и восточных районов.
Девонский период. Отложения девона имеют на платформе весьма широкое распространение, представлены всеми тремя отделами, однако площадь их развития весьма неодинакова. Наиболее распространены отложения среднего и особенно верхнего девона. Разрезы девона различных районов платформы существенно отличаются друг от друга как по составу, так и по мощности. На востоке, между Волгой и Уралом, а также в центральной части широко развиты морские карбонатные породы (рис. 91). На западе и северо-западе преобладают континентальные красноцветные и лагунные отложения с небольшими по мощности морскими прослоями. На большей части платформы девонские отложения залегают трансгрессивно на различных горизонтах нижнего палеозоя или прямо на кристаллических породах фундамента. II только на западе они постепенно сменяют силурийские отложения (Польско-Литовская синеклиза).
В начале девонского периода почти вся Восточно-Европейская платформа представляла собой обширный континент. Воздымание на-
Рис. 92. Схематическая литолого-палеогеографическая карта Восточно-Европейской платформы середины эйфельского века. По С. В. Тихомирову (1967 г.), с упрощением
1 - ^Сласть размыва; 2 - область накопления дельтовых осадков; 3-область накопления доломитовых осадков в морском бассейне с повышенной соленостью; 4 - гипс и ангидрит; 5 - галит и каменная соль; 6 - область накопления: карбонатных осадков в морском бассейне нормальной солености; 7-направление сноса обломочного материала; 8 - границы платформы;
- - границы областей с различными обстановками осадконакопления
Отложения среднего и верхнего девона имеют более широкое распространение. С конца раннего девона начался новый этап в развитии Восточно-Европейской платформы, продолжавшийся до конца перми. Главной особенностью этого этапа было постепенное погружение платформы и, как следствие, трансгрессия моря. Погружение отдельных частей платформы происходило неодновременно. В конце раннего и начале среднего девона в опускание были вовлечены западные окраины и частично центральные районы, т. е. те участки, которые испытывали погружение и в раннем палеозое (унаследованное развитие) - см, рис. 92.
Перестройка структурного плаца произошла в конце эйфельского века (средний девон), когда началось опускание восточной части платформы и постепенное расширение морской трансгрессии с востока. Северо-западная часть платформы была вовлечена в поднятие, она превратилась в обширную аллювиальную прибрежно-морскую равнину - область континентального осадконакопления. Лишь в середине фран- ского века, когда морская трансгрессия достигла максимального значения, и эта часть платформы была вновь залита морем.
Другая отличительная особенность начальных стадий рассматриваемого этапа заключалась в том, что в ряде мест платформы опускание сопровождалось раскалыванием фундамента и возникновением вдоль разломов узких, но значительных по протяженности грабенообразных прогибов - авлакогенов. Ярким примером является Днепровско-Донецкий авлакоген, где в девонском периоде имела место вулканическая деятельность. Путями проникновения магмы основного состава служили глубинные разломы. По сравнению с другими частями платформы авлакоген испытывал более интенсивное прогибание.
В конце девонского периода платформа испытала кратковременное поднятие, морской бассейн сократился; его воды имели повышенную соленость (рис. 93), о чем свидетельствуют прослои доломитов, гипсов и ангидритов в верхней части разреза.
Каменноугольный период. Каменноугольные отложения на Восточно-Европейской платформе распространены меньше, чем девонские, они почти всюду построены по единому плану, хотя в некоторых частях платформы значительно изменяются как по составу, так и по мощности; на девонских породах залегают со следами размыва.
После поднятия в конце девона Восточно-Европейская платформа с начала каменноугольного периода стала погружаться и ее территория
Рис. 93. Схематическая литолого-палеогеографическая карта Восточно-Европейской платформы конца фаменского века. По С. В. Тихомирову (1967 г.), с упрощением
Условные обозначения см. рис. 92
была покрыта мелководным морским бассейном. Западная окраина этого бассейна, наиболее близкая к берегу, часто подвергалась осушению и здесь накапливался сносившийся с Балтийского щита терригенный материал. Наиболее интенсивно погружалась восточная часть платформы, примыкавшая к Урало-Монгольскому гео- синклинальному поясу.
В моменты осушения создавались условия для накопления угленосных отложений (начало внзейского века). Угли, залегающие среди песков и глин, образуют один или несколько быстро выклинивающихся пластов мощностью до 8 м. Угли бурые, низкого качества, они содержат много влаги (до 35%) и минеральных примесей (45%). Угли разрабатываются в Подмосковном угольном бассейне и используются как энергетическое топли
во. На северо-запад угленосная толща фациально замещается глинами с бокситами (г. Тихвин), а на восток - нефтеносными песками и глинами морского происхождения. Мощность угленосных отложений до 60 м.
Погружение платформы во второй половине визейского века привело к расширению трансгрессии моря с востока и накоплению карбонатных осадков. Морской бассейн отличался большой мелководностыо. временами возникали острова, поросшие деревьями. Увеличение мощности карбонатной толщи на востоке платформы указывает на более активное погружение ее восточной части по сравнению с западной.
Отложения среднего и верхнего карбона образуют единую толщу известняков и доломитов. В верхней части разреза появляются прослои гипса и ангидрита, а в основании залегают пески (часто нефтеносные) и красноцветные глины. Почти всюду (кроме восточных районов) средний карбон залегает с размывом и начинается с московского яруса. Мощность изменяется от 400 м (на западе) до 750 м (на востоке).
К началу среднего карбона почти вся платформа была поднята и подвергалась денудации. С началом опусканий в среднем карбоне морская трансгрессия вновь распространилась с востока и достигла максимума в московский век. Как и прежде, наибольшее погружение испытывала восточная часть платформы.
Таким образом, формирование отложений карбона на Восточно-Европейско» платформе происходило на фоне общего опускания, которое прерывалось двумя фазами кратковременных поднятий (в конце тур- нейского и в конце серпуховского веков). Эти поднятия привели к появлению размывов в толще осадков карбона. Устойчивое воздымание платформы началось в конце каменноугольного периода и завершилось в перми.
Существенно иными чертами развития в каменноугольном периоде характеризовался Днепровско-Донецкий авлакоген. Разрез каменноугольных отложений в Донецком бассейне состоит из двух неравных частей.
Нижняя часть, отвечающая турнейскому и большей части втейско- го яруса, представлена известняками мощностью 300-600 м. Выше, вплоть до границы с пермью, следует колоссальная по мощности угленосная серия, состоящая из песчаников, алевролитов аргиллитов с прослоями известняков и углей. Пласты угля обычно залегают среди аргиллитов и многие из них прослеживаются на значительное расстояние. В Донбассе известно до 300 пластов угля, из них около 60 рабочей мощности. Угли высококачественные паралические. Общая мощность угленосной серии в юго-восточной части бассейна достигает 18 000 м; резкое ее уменьшение отмечается с юга на север, менее резкое с востока на запад. Перечисленные выше породы угленосной серии неоднократно повторяются в разрезе, образуя ритмы, отделенные друг от друга следами размыва (рис. 94).
В начале каменноугольного периода процессы осадконакопления в Днепровско-Донецком авлакогене были такими же, как на остальной территории платформы. В конце раннего карбона наступил коренной перелом - началось усиленное прогибание земной коры и формирование мощной угленосной серии.
Пермский период. Пермские отложения на Восточно-Европейской платформе занимают обширные площади. На подстилающих породах залегают согласно (за редким исключением).
Рис. 94. Разрез девонских и каменноугольных отложений Донецкого бассейна (а) и одного ритма угленосной серии (б)
1 - угленосная серия; 2 - соленосные отложе- имя; 3 - вулканиты (лавы, туфы); 4 - конгломераты: 5 - песчаники; 6"- аргиллиты и алевролиты; 7 - известняки; в - угольны;* пласт
Рис. 95. Схематическая литолого-палеогео- графическая карта Восточно-Европейской платформы (казанский век)
Внутриматериковая аллювиальная равнина: 1 - красноцветные песчано-глинистые отложения, Г- галечники, 3 - угленосные отложения; облети морского осадконакопления: 4 - карбонатное
осадки; 5 - доломитово-карбонатные осадки, гипсы, ангидриты, б - каменная соль; 7 - і.і-." правление слоеа обломочного материала; 6 - с:-- ша, где осадконакопление не происходило
Осадконакопление в начале ранней перми происходило в мелководном, унаследованном от каменноугольного периода морском бассейне, занимавшем восточную часть платформы и Предуральский краевой прогиб. Сначала этот бассейн имел сообщение с Бореальным океаном и, очевидно, палео-Тетисом, что обуславливало нормальный солевой и соответствующий температурный режимы. В нем накапливались преимущественно карбонатные осадки.
В результате нараставшего поднятия, синхронного складкообразовательным движениям в Уральской геосинклиналькой системе, морской бассейн начал сокращаться, потерял связь с океаном и к концу* ранней перми превратился в огромную солеродную лагуну.
Отложения верхней перми по составу заметно отличаются от нижнепермских. Соленосные отложения постепенно сменяются конти- 224
дентальными красноцветными песчано-глинистыми, часто загипсованными. Характерны косослоистые песчаники, являющиеся аллювиальными и частично дельтовыми. Местами песчаники нефтеносны. Наряду с ними встречаются и карбонатные породы с пресноводной фауной. Это осадки опресненных озер.
В начале позднепермской эпохи платформа представляла собой аккумулятивную равнину. Огромные массы обломочного материала сносились водными потоками с горных цепей палео-Урала.
В середине позднепермской эпохи (казанский век) произошло погружение северной и восточной частей платформы, которое вызвало кратковременную, но обширную трансгрессию из арктического бассейна. Вновь возник огромный меридионально вытянутый морской залив с неустойчивым солевым режимом и довольно разнообразными условиями осадконакопления (рис. 95): в северной его части формировались карбонатные осадки, а в южной - галогенные. На северо-западе также произошли погружения, сюда проникли воды «цехштейнового» моря, занимавшего в это время значительные пространства Западной Европы.
В конце пермского периода вся Восточно-Европейская платформа вновь превратилась в сушу и представляла собой огромную аккумулятивную равнину. На востоке ее ограничивали горы палео-Урала, за счет разрушения которых формировались весьма разнообразные, быстро сменяющие друг друга красноцветные песчано-глинистые осадки (пролювиальные, речные, эоловые и озерные).
Позднепалеозойский этап развития Восточно-Европейской платформы закончился общим поднятием в конце пермского периода, достигшим максимального значения в триасе. Окончание этого этапа совпало с завершением герцинских складкообразовательных движений в Урало-Тяньшанской геосинклинальной области.
ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА
История выделения
В 1894 г. А. П. Карпинский впервые выделил Русскую плиту, понимая под ней часть территории Европы, характеризующуюся стабильностью тектонического режима в течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Несколько раньше Эдуард Зюсс в своей знаменитой книге "Лик Земли" также выделил Русскую плиту и Скандинавский щит. В советской геологической литературе плиты и щиты стали считать составными единицами более крупных структурных элементов земной коры - платформ. В 20-х годах нашего века Г. Штилле для обозначения этой платформы употребил термин "Фенносарматия". Позднее А. Д. Архангельский ввел в литературу понятие "Восточно-Европейская платформа", указывая, что в ее составе могут быть выделены щиты и плита (Русская). Это наименование быстро вошло в геологический обиход, и отражено на последней Международной тектонической карте Европы (1982).
Когда в конце прошлого века А. П. Карпинский впервые обобщил все геологические данные по Европейской России, на ее территории не было ни одной скважины, достигшей фундамента, да и мелкие скважины насчитывались единицами. После 1917 г. и особенно после Великой Отечественной войны геологическое изучение платформы пошло вперед стремительными темпами, с использованием всех новейших методов геологии, геофизики, бурения. Достаточно сказать, что в настоящее время на территории европейской части СССР располагаются тысячи скважин, вскрывших фундамент платформы, а менее глубокие скважины насчитываются сотнями тысяч. Вся платформа охвачена гравиметрическими и магнитометрическими наблюдениями, а для многих районов имеются данные ГСЗ. В последнее время широко используются космические снимки. Поэтому в настоящее время мы располагаем огромным новым фактическим геологическим материалом, ежегодно пополняющимся.
Границы платформы
Границы Восточно-Европейской платформы чрезвычайно резкие и четкие (рис. 2). Во многих местах она ограничена прямолинейными зонами надвигов и глубинных разломов, которые Н. С. Шатский называл краевыми швами или краевыми системами, отделяющими платформу от обрамляющих ее складчатых сооружений. Однако не во всех местах границы платформы могут быть проведены достаточно уверенно, особенно там, где ее краевые участки глубоко погружены и фундамент не вскрыт даже глубокими скважинами.
Восточная граница платформы, трассируется под позднепалеозойским Предуральским краевым прогибом, начиная от Полюдова Камня, через Уфимское плато к выступу Каратау вплоть до междуречья рек Урал и Сакмара. Герцинские складчатые сооружения Западного склона Урала надвинуты в сторону восточного края платформы. К северу от Полюдова Камня граница поворачивает к северо-западу, проходит вдоль юго-западного склона Тиманского кряжа, далее к южной части
Рис. 2. Тектоническая схема Восточно-Европейской платформы (по А. А. Богданову, с дополнениями):
1 - выступы на поверхность дорифейского фундамента (I - Балтийский и II - Украинский щиты); 2 - изогипсы поверхности фундамента (км), обрисовывающие главные структурные элементы Русской плиты (III - Воронежская и IV - Белорусская антеклизы; V - Татарский и VI - Токмовский своды Волго-Уральской антеклизы; VII - Балтийская, VIII - Московская и IX - Прикаспийская синеклизы; X - Днепровско-Донецкнй прогиб; XI - Причерноморская впадина; XII - Днестровский прогиб); 3 - области развития соляной тектоники; 4 - эпибайкальская Тимано-Печорская плита, внешняя (а ) и внутренняя (б ) зоны; 5 - каледониды; 6 - герциниды; 7 - герцинские краевые прогибы; 8 - альпиды; 9 10 - авлакогены; 11 - надвиги, покровы и направление надвигания масс пород; 12 - современные границы платформы
полуострова Канин (западнее Чешской губы) и далее к полуострову Рыбачий, острову Кильдин и Варангер-фиорду. На всем этом пространстве рифейские и вендские геосинклинальные толщи надвинуты на древнюю Восточно-Европейскую платформу (в каледонское время). В пользу такого проведения границы заставляют склоняться геофизические данные, свидетельствующие о продолжении структур рифейских толщ Северного и Полярного Урала, так называемых доуралид, в северо-западном направлении в сторону Болынеземельской тундры. Это хорошо подчеркивается полосовыми магнитными аномалиями, резко отличающимися от мозаичных аномалий магнитного поля Русской плиты. Магнитный минимум, характеризующий рифейские сланцевые
толщи Тимана, занимает и западную половину Печорской низменности, а восточная ее половина обладает уже другим, полосовым знакопеременным магнитным полем, сходным, по данным Р. А. Гафарова и А. К. Запольного, с аномальным полем зон развития вулканогенноосадочных рифейских толщ Северного и Полярного Урала 1 . Северо-восточнее Тимана фундамент Тимано-Печорской эпибайкальской плиты, представленный эффузивно-осадочными и метаморфическими породами рифея - венда (?), вскрыт рядом глубоких скважин.
Северо-западная граница платформы, начиная от Варангер-фиорда, скрыта под надвинутыми на Балтийский щит каледонидами северной Скандинавии (см. рис. 2). Амплитуда надвигания оценивается более чем в 100 км. В районе г. Берген граница платформы уходит в Северное море. В начале нашего века А. Торнквист наметил западную границу платформы по линии г. Берген - о. Бонхольм - Поморье - Куявский вал в Польше (Датско-Польский авлакоген), вдоль этой линии существует ряд кулисообразных разрывов с резко опущенным юго-западным крылом. С тех пор эта граница получила название "линии Торнквиста". Это "минимальная" граница платформы. Граница Восточно-Европейской платформы (линия Торнквиста) в районе о. Рюген поворачивает на запад, оставляя Ютландский полуостров в пределах платформы, и встречается где-то в Северном море с продолжением северной границы платформы, следующей вдоль фронта надвинутых каледонид и выходящей к Северному морю в Скандинавии.
От северной окраины Свентокшишских гор граница платформы прослеживается под Предкарпатским краевым прогибом, до Добруджи в устье Дуная, где она резко поворачивает к востоку и проходит южнее Одессы, через Сиваш и Азовское море, прерывается к востоку от Ейска в связи с заходом в тело платформы герцинского складчатого сооружения Донбасса и вновь появляется в Калмыцких степях. Надо отметить, что в том месте, где Карпаты на юге и на севере отворачивают к западу, платформа граничит с байкалидами (Рава - Русская зона). Несмотря на общую прямолинейность границ платформы в Причерноморье, она нарушена многочисленными поперечными разрывами.
Далее граница проходит южнее Астрахани и поворачивает к северо-востоку вдоль Южно-Эмбенской зоны разломов, которая трассирует узкий погребенный герцинский прогиб (авлакоген), сливающийся с Зилаирским синклинорием Урала. Этот Южно-Эмбенский герцинский авлакоген отсекает от платформы ее глубоко погруженный блок в пределах Устюрта, как предполагается по данным ГСЗ. От Актюбинского Приуралья граница платформы следует прямо к югу вдоль западного побережья Аральского моря вплоть до Барсакельмесского прогиба, где почти под прямым углом она поворачивает на запад, вдоль Мангышлакско-Гиссарского разлома. Существует также мнение, что в Северо-Устюртской глыбе фундамент имеет байкальский возраст, т. е. в юго-восточном углу платформы возникает почти такая же ситуация, как и в западном, что связано с неопределенностью возраста складчатого фундамента, погруженного на значительную глубину.
Таким образом, Восточно-Европейская платформа похожа на гигантский треугольник, стороны которого близки к прямолинейным. Характерной особенностью платформы является наличие по ее периферии глубоко опущенных впадин. С востока платформа ограничена
герцинидами Урала; с северо-востока - байкалидами Тимана; с северо-запада - каледонидами Скандинавии; с юга - преимущественно эпигерцинской Скифской плитой Альпийско-Средиземноморского пояса, и только в районе Восточных Карпат к платформе вплотную примыкают складчатые цепи альпид, наложенные на байкалиды и герциниды.
Соотношение фундамента и чехла
Фундамент платформы сложен метаморфическими образованиями нижнего и верхнего архея и нижнего протерозоя, прорванными гранитоидными интрузиями. Отложения верхнего протерозоя, в составе которых выделены рифей и венд, относятся уже к платформенному чехлу. Следовательно, возраст платформы, устанавливаемый по стратиграфическому положению древнейшего чехла, может быть определен как эпираннепротерозойский. По мнению Б, М. Келлера и В. С. Соколова, к наиболее древним отложениям чехла Восточно-Европейской платформы может принадлежать и верхняя часть нижнепротерозойских образований, представленных полого залегающими толщами песчаников, кварцитов и базальтов, слагающими простые прогибы. Последние часто осложнены сбросами и местами приобретают форму широких грабенов. Области с байкальским фундаментом не следует включать в состав древней платформы.
Древнейший чехол платформы обладает некоторыми особенностями, отличающими его от типичного платформенного чехла палеозойского возраста. В различных местах платформы возраст древнейшего чехла может быть разным. В истории формирования платформенного чехла выделяются две существенно различные стадии. Первая из них, по А. А. Богданову и Б. М. Келлеру, отвечает, по-видимому, всему рифейскому времени и началу раннего венда и характеризуется образованием глубоких и узких грабенообразных впадин - авлакогенов, по Н. С. Шатскому, выполненных слабо метаморфизованными, а иногда и дислоцированными рифейскими и нижневендскими отложениями. Возникновение узких впадин предопределялось сбросами и структурным рисунком наиболее молодых складчатых зон фундамента. Такой процесс сопровождался довольно энергичным вулканизмом. А. А. Богданов предложил именовать эту стадию развития платформы авлакогенной, а отложения, сформировавшиеся в это время, выделять в нижний этаж платформенного чехла. Надо заметить, что большинство рифейских авлакогенов продолжало "жить" и в фанерозое, подвергаясь складчатым кадвиговым и глыбовым деформациям, а местами проявлялся и вулканизм.
Вторая стадия началась во второй половине венда и сопровождалась существенной тектонической перестройкой, выразившейся в отмирании авлакогенов и формировании обширных пологих впадин - синеклиз, развивавшихся на протяжении всего фанерозоя. Отложения второй стадии, которую в целом можно назвать плитной, образуют верхний этаж платформенного чехла.
Рельеф фундамента и современная структура платформы
В пределах Восточно-Европейской платформы как структуры первого порядка выделяются Балтийский и Украинский щиты и Русская плита . Балтийский щит с конца среднего протерозоя испытывал тенденцию к поднятию. Украинский щит в палеогене и неогене перекрывался маломощным платформенным чехлом. Рельеф фундамента
Русской плиты чрезвычайно сильно расчленен, с размахом до 10 км, а местами и больше (рис. 3). В Прикаспийской впадине глубина залегания фундамента оценивается в 20 или даже 25 км! Расчлененный характер рельефу фундамента придают многочисленные грабены - авлакогены, днища которых нарушены диагональными или ромбовидными сбросами, по которым происходили подвижки отдельных блоков с формированием горстов и более мелких вторичных грабенов. К таким авлакогенам относятся на востоке платформы Серноводско-Абдулинский, Казанско-Сергиевский, Кировский; в центре Пачелмский, Доно-Медведицкий, Московский, Среднерусский, Оршанско-Кресцовский ; на севере Кандалакшский, Керецко-Лешуконский, Ладожский ; на западе Львовский, Брестский и другие. Почти все эти авлакогены выражены в структуре отложений нижнего этажа платформенного чехла.
В современной структуре Русской плиты выделяются протягивающиеся в широтном направлении три крупные и сложнопостроенные антеклизы: Волго-Уральская, Воронежская и Белорусская (см. рис. 3). Все они представляют собой участки фундамента, приподнятые в виде сложных обширных сводов, нарушенных сбросами, по которым их отдельные части испытали разные по амплитуде перемещения. Мощность палеозойских и мезозойских отложений чехла в пределах антеклиз обычно составляет первые сотни метров. Наибольшей сложностью строения характеризуется Волго-Уральская антеклиза, состоящая из нескольких выступов фундамента (Токмовский и Татарский своды ), разделенных впадинами (например, Мелекесской), выполненными средне- и верхнепалеозойскими отложениями. Антеклизы осложнены валами (Вятским, Жигулевским, Камским, Окско-Цнинским ) и флексурами (Бугурусланской, Туймазинской и др.). От Прикаспийской впадины Волго-Уральская антеклиза отделяется полосой флексур, получивших название "зоны Перикаспийских дислокаций". Воронежская антеклиза обладает асимметричным профилем - с крутым юго-западным и очень пологим северо-восточным крыльями. От Волго-Уральской антеклизы она отделяется Пачелмским авлакогеном , открывающимся в Прикаспийскую впадину и в Московскую синеклизу. В районе Павловска и Богучар фундамент антеклизы обнажается на поверхности, а на юго-востоке она осложнена Доно-Медведицким валом. Белорусская антеклиза , обладающая наименьшими размерами, соединяется с Балтийским щитом Латвийской , а с Воронежской антеклизой - Бобруйской седловинами.
Московская синеклиза представляет собой обширную блюдцеобразную впадину, с наклонами на крыльях около 2-3 м на 1 км. Польско-Литовская синеклиза обрамляется с востока Латвийской седловиной, а с юга - Белорусской антеклизой и прослеживается в пределах акватории Балтийского моря. Местами она осложнена локальными поднятиями и впадинами.
Южнее полосы антеклиз располагается очень глубокая (до 20- 22 км) Прикаспийская впадина , на севере и северо-западе четко ограниченная зонами флексур; сложный Днепровско-Донецкий грабенообразный прогиб , разделяющийся Черниговским выступом на Припятский и Днепровский прогибы . Днепровско-Донецкий прогиб с юга ограничен Украинским щитом, южнее которого находится Причерноморская впадина, выполненная отложениями позднего мезозоя и кайнозоя.
Рис
3. Схема рельефа фундамента Русской
плиты (с использованием материала В. Е.
Хаина):
1 - выступы дорифейского фундамента на поверхность. Русская плита: 2 - глубина залегания фундамента 0-2 км; 3 - глубина залегания фундамента более 2 км; 4 - главные разрывные нарушения; 5 - эпибайкальские плиты; 6 - каледониды; 7 - герциниды; 8 - эпипалеозойские плиты; 9 - герцинский краевой прогиб; 10 - альпиды; 11 - альпийские краевые прогибы; 12 - надвиги и покровы. Цифры в кружках - основные структурные элементы. Щиты: 1 - Балтийский, 2 - Украинский. Антеклизы: 3 - Белорусская, 4 - Воронежская. Своды Волга-Уральской антеклизы: 5 - Татарский, 6 - Токмовский. Синеклизы: 7 - Московская, 8 - Польско-Литовская, 9 - Прикаспийская. Эпибайкальские плиты : 10 - Тимано-Печорская, 11 - Мизийская. 12 - Складчатое сооружение Урала, 13 - Предуральский прогиб. Эпипалеозойские плиты: 14 - Западно-Сибирская, 15 - Скифская. Альпиды : 16 - Восточные Карпаты, 17 - Горный Крым, 18 - Большой Кавказ. Краевые прогибы : 19 - Предкарпатский, 20 - Западно-Кубанский, 21 - Терско-Каспийский
Западный склон Украинского щита, характеризовавшийся устойчивым прогибанием в палеозойское время, иногда выделяют как Приднестровский прогиб , на севере переходящий во Львовскую впадину. Последняя отделяется Ратненским выступом фундамента от Брестской впадины , ограниченной с севера Белорусской антеклизой.
Строение фундамента платформы
Архейские и частично нижнепротерозойские отложения, слагающие фундамент Восточно-Европейской платформы, представляют собой толщи первичноосадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород, метаморфизованных в различной степени. Архейские образования характеризуются очень энергичной и специфической складчатостью, связанной с пластическим течением материала при высоких давлениях и температурах. Часто наблюдаются такие структуры, как гнейсовые купола, впервые выделенные П. Эскола в северном Приладожье. Фундамент платформы обнажается только на Балтийском и Украинском щитах, а на остальном пространстве, особенно в пределах крупных антеклиз, он вскрыт скважинами и хорошо изучен геофизически. Для расчленения пород фундамента важны данные определения абсолютного возраста.
В пределах Восточно-Европейской платформы известны древнейшие породы с возрастом до 3,5 млрд. лет и более, образующие крупные блоки в фундаменте, которые обрамлены более молодыми складчатыми зонами позднеархейского и раннепротерозойского возраста.
Выходы фундамента на поверхность . Поверхность Балтийского щита резко расчленена (до 0,4 км), но обнаженность из-за покрова четвертичных ледниковых отложений все же слабая. Изучение докембрия Балтийского щита связано с именами А. А. Полканова, Н. Г. Судовикова, Б. М. Куплетского, К. О. Кратца, С. А. Соколова, М. А. Гиляровой, шведского геолога Н. X. Магнуссона, финских - В. Рамсея, П. Эскола, А. Симонена, М. Хярме и многих других. В последнее время опубликованы работы А. П. Светова, К. О. Кратца, К. И. Хейсканена. Украинский щит перекрыт кайнозойскими отложениями и обнажен гораздо хуже Балтийского. Докембрий Украинского щита изучался Н. П. Семененко, Г. И. Каляевым, Н. П. Щербаком, М. Г. Распоповой и другими. В настоящее время произведен существенный пересмотр данных о геологическом строении Балтийского и Украинского щитов и закрытых территорий Русской плиты.
Архейские образования . На Балтийском щите в Карелии и на Кольском полуострове выходят на поверхность древнейшие отложения, представленные гнейсами и гранулитами с возрастом (явно радиометрически омоложенным) 2,8-3,14 млрд. лет. По-видимому, эти толщи слагают фундамент так называемых беломорид , образующих в Карелии и на юге Кольского полустрова зону северо-западного простирания, а на севере полуострова - Мурманский массив. Беломориды в составе керетской, хетоламбинской и лоухской свит в Карелии и тундровой и лебяжинской на Кольском полуострове представлены различными гнейсами, в том числе и глиноземистыми (лоухская свита), амфиболитами, пироксеновыми и амфиболовыми кристаллическими сланцами, диопсидовыми кальцифирами, коматиитами, друзитами и другими первичноосадочными и вулканогенными породами основного и ультраосновного состава с многочисленными интрузиями разной формы. Высокометаморфизованные толщи образуют гнейсовые купола, впервые описанные П. Эскола около Сортовалы, с пологим, почти горизонтальным залеганием отложений в сводовой части и сложной складчатостью по краям. Возникновение таких структурных форм возможно лишь на больших глубинах в условиях высоких температур и давлений, когда вещество приобретает способность к пластическим деформациям и течению. Может быть, гнейсовые купола "всплывают" подобно соляным диапирам. Значения абсолютного возраста для беломорид не опускаются древнее 2,4-2,7 млрд. лет. Однако эти данные, несомненно, дают слишком молодой возраст пород.
На нижнеархейских отложениях беломорид в Карелии залегает толща позднеархейского возраста (лопий ), представленная ультраосновными (коматиитами со структурой спинифекс), основными и реже средними и кислыми вулканическими породами, вмещающими массивы гипербазитов и плагиогранитов. Взаимоотношение этих протогеосинклинальных отложений мощностью более 4 км с комплексом основания не совсем ясно. Предполагавшиеся конгломераты в основании лопия скорее всего являются бластомилонитами. Формирование этих типично зеленокаменных отложений закончилось ребольской складчатостью на рубеже 2,6-2,7 млрд. лет.
Аналогом лопия на Кольском полуострове являются парагнейсы и высокоглиноземистые сланцы кейвской серии , а также различно метаморфизованные породы тундровой серии (на юго-востоке), хотя не исключено, что последние являются продуктами диафтореза более древних отложений.
На Украинском щите широко распространены древнейшие архейские комплексы пород, слагающие четыре крупных блока, отделенные разломами от нижнепротерозойских сланцево-железорудных толщ, слагающих узкие приразломные синклинорные зоны. Волыно-Подольский, Белоцерковский, Кировоградский, Днепровский и Приазовский блоки (с запада на восток) сложены разнообразными архейскими толщами, причем Белоцерковский и Днепровский блоки - это амфиболиты, метабазиты, джеспилиты конкско-верховецкой, белозерской серии, т. е. породы первичноосновного состава, метаморфизованные в условиях амфиболитовой, иногда гранулитовой фации и напоминающие отложения лопия Балтийского щита. Остальные блоки сложены в основном верхнеархейскими гранито-гнейсами, гранитами, мигматитами, гнейсами, анатектитами - в целом кислыми породами, кое-где с реликтами древнего основания.
На Воронежской антеклизе древнейшими породами, аналогами беломорид и днеприд, являются гнейсы и гранито-гнейсы обоянской серии . На них залегают метабазиты Михайловской серии , по-видимому, одновозрастной лопию и метабазитам приднепровской серии (табл. 2).
Нижнепротерозойские образования относительно слабо развиты в фундаменте платформы, в том числе и на щитах, и резко отличаются от древнейших архейских толщ, слагая линейные складчатые зоны либо изометричные прогибы. На Балтийском щите выше архейских комплексов с явным несогласием залегают толщи сумия и сариолия . Сумийские отложения ближе к орогенным формациям и представлены терригенными породами и метабазитами, тесно связанными с расположенными выше сариолийскими конгломератами, которые частично могут замещать толщи сумия. В последнее время выше лопия и ниже сумия К. И. Хейсканеным выделяется толща суомия , сложенная кварцитами, карбонатами, кремнистыми и амфиболовыми сланцами и апо-базальтовыми амфиболитами, занимающая стратиграфический интервал 2,6-2,7 - 2,0-2,1 млрд. лет, соответствующая сортавальской серии северного Приладожья и "морскому ятулию" Финляндии. По-видимому, сюда же относятся флишоидные отложения ладожской серии , залегающие выше сортавальской .
Сумийско-сариолийский комплекс - это существенно вулканогенная толща с конгломератами в верхней части, мощность ее до 2,5 км. Преобладающие первично базальтовые, андезито-базальтовые и реже более кислые вулканиты приурочены к грабенам, осложнявшим, по данным А. П. Светова, крупное сводовое поднятие. Конгломераты сариолия тесно связаны со структурами сумия, причем последние в северной Карелии прорываются К-Na-гранитами.
После слабых фаз селецкой складчатости , происходившей на рубеже 2,3 млрд. лет, район современного Балтийского щита вступает в
Таблица 2
Схема расчленения образований фундамента Восточно-Европейской платформы
новый этап своего развития, уже напоминающий платформенный. Накоплению сравнительно маломощных толщ ятулия, суйсария и вепсия предшествовало формирование коры выветривания. Ятулий представлен кварцевыми конгломератами, гравелитами, песчаниками, кварцитами со следами ряби и трещин усыхания. Осадочные континентальные породы переслаиваются с покровами базальтов. Отложения суйсария слагаются в низах глинистыми сланцами, филлитами, шунгитами, доломитами; в средней части - покровами оливиновых и толеитовых базальтов, пикритов, а в верхах - снова преобладают песчаники и туфосланцы. Еще выше располагаются конгломераты и полимиктовые песчаники вепсия с силлами габбро-диабазов (1,1 -1,8 млрд. лет). Общая мощность всех этих отложений составляет 1-1,2 км, и все они, залегающие почти горизонтально, прорываются гранитами рапакиви (1,67 млрд. лет).
Рис.
4. Принципиальная схема соотношений
главных комплексов докембрийских
(дорифейских) образований на Балтийском
щите (в Карелии):
1 - протоплатформенный комплекс (ятулий, суйсарий, велсий) PR 1 2 ; 2 - протоорогенный комплекс (сумий, сариолий) PR 1 1 ; 3 - протогеосинклинальный комплекс (лопий, суомий?) AR 1 2 ; 4 - комплекс основания (беломориды и более древние) AR 1 1
Таким образом, в Карелии устанавливается довольно определенная последовательность дорифейских комплексов пород (рис. 4). Комплекс основания представлен серыми гнейсами и ультраметаморфическими толщами беломорид (нижний архей). Выше располагается зеленокаменный протогеосинклинальный лопийский комплекс (верхний архей), который с несогласием перекрывается проторогенной толщей сумия - сариолия и протоплатформенными отложениями ятулия, суйсария и вепсия. Намечается картина, близкая к фанерозойским геосинклиналям, но очень сильно растянутая во времени.
Нижнепротерозойские образования на Кольском полуострове представлены имандра-варзугской и печенгской зеленокаменными метабазитовыми сериями с корой выветривания в основании, слагающими узкие (5-15 км) приразломные прогибы, заключенные между архейскими блоками на севере и на юге, хотя не исключено, что северный Мурманский блок является мощной (1 км) аллохтонной пластиной, надвинутой с севера на более молодые образования. Отложения были дислоцированы в конце раннего протерозоя.
На Украинском щите нижний протерозой - это знаменитая криворожская серия , образующая узкие, наложенные на архейские комплексы приразломные синклинории, шириной в 10-50 км. Криворожская серия подразделяется на нижнюю терригенную толщу
Рис.
5. Геологический профиль рудной полосы
Яковлевского месторождения, Воронежская
антеклиза (по С. И. Чайкину):
1 - аллиты и переотложенные руды; 2 - мартитовые и железнослюдковые руды; 3 - гидрогематит-мартитовые руды; 4 - железнослюдково-мартитовые кварциты; 5 - гидрогематит-мартитовые железистые кварциты с прослоями сланцев; 6 - конгломераты: 7 - филлиты подрудной сланцевой свиты; 8 - надрудные филлиты; 9 - филлиты тонкополосчатые; 10 - разломы
(кварцито-песчаники, конгломераты, филлиты, графитовые сланцы); среднюю - железорудную, состоящую из ритмично чередующихся джеспилитов и сланцев, напоминающих флиш; верхнюю - в основном терригенную (конгломераты, гравелиты, кварциты). Общая мощность серии до 7-8 км, ее отложения прорываются гранитами с возрастом 2,1-1,8 млрд. лет.
Аналогом описанных образований на Воронежской антеклизе являются отложения также трехчленной курской серии с железорудной толщей в средней части, образующей узкие синклинорные зоны, ориентированные в меридиональном направлении и хорошо прослеживающиеся в магнитном аномальном поле (рис. 5). На востоке Воронежской антеклизы залегают более молодые терригенные и метабазитовые отложения воронцовской и лосевской серий , в составе которых есть обломки джеспилитов и большое количество стратиформных интрузий гипербазитов (мамоновский комплекс), с медноникелево-сульфидным оруденением.
Восточно-Европейская платформа (Русская платформа ) - один из крупнейших относительно устойчивых участков континентальной земной коры , относящийся к числу древних (дорифейских) платформ . Занимает территорию Восточной Европы между каледонскими складчатыми сооружениями Норвегии на северо-западе, герцинскими складками Урала на востоке и альпийскими складчатыми хребтами Карпат, Крыма и Кавказа на юге. Занимает значительную часть восточной и северной Европы, от Скандинавских гор до Урала и от Баренцева до Чёрного и Каспийского морей. Граница платформы на северо-востоке и севере проходит вдоль Тиманского кряжа и по побережью Кольского полуострова, а на юго-западе - по линии, пересекающей Среднеевропейскую равнину близ Варшавы и идущей затем на северо-запад через Балтийское море и южную часть полуострова Ютландия. Морфологически Восточно-Европейская платформа представляет собой равнину , расчленённую долинами крупных рек (Восточно-Европейская равнина).
В строении восточно-европейской платформы выделяются древний дорифейский (в основном карельский, более 1600 млн. лет) складчатый кристаллический фундамент и спокойно залегающий на нём осадочный (эпикарельский) чехол. Фундамент восточно-европейской платформы слагают смятые в складки, сильно метаморфизованные осадочные и магматические породы, на больших пространствах превращенные в гнейсы и кристаллические сланцы. Выделяются площади, в пределах которых эти породы имеют очень древний архейский возраст - старше 2500 млн. лет (массивы Кольский, Беломорский, Курский, Бугско-Подольский, Приднепровский и др.). Между ними расположены карельские складчатые системы, сложенные породами нижнепротерозойского возраста (2600-1600 млн. лет). В Финляндии и Швеции им соответствуют свекофеннские складчатые системы; раннедокембрийские образования в пределах юго-западной Швеции, южной Норвегии, а также Дании и Польши подверглись глубокой переработке в готскую (около 1350 млн. лет) и дальсландскую (1000 млн. лет) эпохи. Фундамент выступает только на северо-западе (Балтийский щит) и юго-западе (Украинский кристаллический щит) платформы. На остальной, большей по размерам площади, выделяемой под названием Русской плиты, фундамент покрыт чехлом осадочных отложений.
В западной и центральной части Русской плиты, лежащей между Балтийским и Украинским щитами, фундамент относительно приподнят и залегает неглубоко, местами выше уровня океана, образуя Белорусскую антеклизу и Воронежскую антеклизу . От Балтийского щита их отделяет Балтийская синеклиза (протягивающаяся от Риги в юго-западном направлении), а от Украинского - система грабенообразных впадин Припятско-Днепровско-Донецкого авлакогена, заканчивающаяся на востоке Донецким складчатым сооружением. К юго-западу от Белорусской антеклизы и к западу от Украинского щита, вдоль юго-западной границы платформы, простирается Вислянско-Днестровская зона окраинных (перикратонных) опусканий. Восточная часть Русской плиты характеризуется более глубоким залеганием фундамента и наличием мощного осадочного чехла . Здесь выделяются две синеклизы - Московская, простирающаяся на северо-восток почти до Тимана, и ограниченная разломами Прикаспийская (на юго-востоке). Их разделяет сложно построенная погребённая Волго-Уральская антеклиза. Её фундамент расчленён на выступы (Токмовский, Татарский и др.), разделённые грабенами-авлакогенами (Казанско-Сергиевский, Верхнекамский). С востока Волго-Уральская антеклиза обрамлена окраинной глубокой Камско-Уфимской депрессией . Между Волго-Уральской и Воронежской антеклизами простирается глубокий Пачелмский рифейский авлакоген , сливающийся на севере с Московской синеклизой. В пределах последней на глубине обнаружена целая система рифейских грабенообразных впадин, имеющих северо-восточное и северо-западное простирание. Крупнейшие из них - Среднерусский и Московский авлакогены . Здесь фундамент Русской плиты погружён на глубину 3-5 км., а в Прикаспийской впадине фундамент имеет наиболее глубокое залегание (свыше 20 км.).
В составе осадочного чехла восточно-европейской платформы участвуют отложения от верхнего протерозоя (рифея) до антропогена . Самые древние породы чехла (нижний и средний рифей), представленные уплотнёнными глинами и кварцитами , присутствуют в окраинных депрессиях, а также на территории Финляндии, Швеции (иотний), в Карелии и других районах. В большинстве глубоких впадин и авлакогенов осадочные толщи начинаются средне- или верхнерифейскими отложениями (глины, песчаники, базальтовые лавы, туфы). Осадочные толщи чехла нарушены местами пологими изгибами, куполообразными (своды) и удлинёнными (валы) поднятиями, а также сбросами . В Припятско-Днепровско-Донецком авлакогене развиты девонская и пермская, а в Прикаспийской впадине - пермская соленосные толщи, которые нарушены многочисленными соляными куполами .
С породами фундамента связаны железные руды (Криворожский железорудный бассейн , Курская магнитная аномалия , Костомукша в Карелии; "Кируна" в Швеции и др.), руды
Большая часть европейской территории России, а также некоторых стран ближнего зарубежья располагается на континентальном участке земной коры, который носит название Восточно-Европейская платформа. Форма рельефа тут преимущественно равнинная, хотя имеются и исключения, о которых мы поговорим ниже. Эта платформа является одним из древнейших на земле геологических образований. Давайте подробно рассмотрим, что представляет собой рельеф Восточно-Европейской платформы, какие полезные ископаемые в ней залегают, а также как проходил процесс её образования.
Территориальное расположение
Прежде всего, выясним, где конкретно располагается эта геологическая формация.
Восточно-Европейская древняя платформа, или, как её ещё называют, Русская платформа, находится на территории географических областей Восточной и Северной Европы. Она занимает большую часть европейской части России, а также территории следующих соседних государств: Украина, Беларусь, Латвия, Литва, Эстония, Молдова, Финляндия, Швеция, частично Польша, Румыния, Казахстан и Норвегия.
На северо-западе Восточно-Европейская древняя платформа простирается до образований каледонской складчатости на территории Норвегии, на востоке её ограничивают Уральские горы, на севере - Северный Ледовитый океан, а на юге Черное и Каспийское моря, а также предгорья Карпат, Крыма и Кавказа (Скифская плита).
Общая площадь платформы составляет около 5500 тыс. кв. км.
История формирования
Тектонические формы рельефа Восточно-Европейской платформы относятся к древнейшим в мире геологическим образованиям. Это обусловлено тем, что платформа возникла ещё в докембрийские времена.
До образования единого мирового территория Русской платформы представляла собой отдельный континент - Балтика. После распада Пангеи платформа вошла в состав Лавразии, а после разделения последней - в состав Евразии, где находится и поныне.
На протяжении всего этого времени формация покрывалась осадочными породами, которые таким образом формировали рельеф Восточно-Европейской платформы.
Состав платформы
Как и у всех древних платформ, основанием Восточно-Европейской служит кристаллический фундамент. Сверху него на протяжении миллионов лет создавался слой осадочных пород. Впрочем, в некоторых местах фундамент выходит на поверхность, образуя кристаллические щиты.
На указанной территории таких щита два (на юге - Украинский щит, на северо-западе - Балтийский щит), что изображено на тектонической карте платформы.
Восточно-Европейская равнина
Какую же поверхность имеет Восточно-Европейская платформа? Форма рельефа здесь преимущественно холмисто-равнинная. Она характеризуется чередованием невысоких возвышенностей (200-300 м) и низменностей. При этом средняя равнины, которая называется Восточно-Европейской, составляет 170 м.
Восточно-Европейская (или Русская) равнина является крупнейшим объектом равнинного типа в Европе и одним из самых больших в мире. Её площадь занимает большую часть территории Русской платформы и составляет около 4000 тыс. кв. км. Она простирается от Балтийского моря и Финляндии включительно на западе до Уральских гор на востоке на 2500 км, и от морей Северного Ледовитого океана на севере (Баренцево и Белое) до Черного, Каспийского и Азовского морей на юге на 2700 км. В то же время она является частью ещё более масштабного объекта, который принято называть Великая европейская равнина, тянущегося от побережья Атлантического океана и Пиренейских гор на территории Франции до Уральских гор. Как было сказано выше, средняя высота Русской равнины составляет 170 метров, но наивысшая её точка достигает 479 м над уровнем моря. Она расположена в Российской Федерации на Бугульминско-Белебеевской возвышенности, что в предгорьях Уральских гор.
Кроме того, на территории Украинского щита, который также расположен на Русской равнине, имеются приподнятости, являющиеся формой выхода кристаллических пород основы платформы наружу. К ним относится, например, Приазовская возвышенность, наивысшая точка которой (Бельмак-Могила) составляет 324 метра над уровнем моря.
Основой Русской равнины является Восточно-Европейская платформа, которой очень древние. Этим и обусловлен равнинный характер местности.
Другие объекты рельефа
Но Русская равнина является не единственным географическим объектом, который содержит в себе Восточно-Европейская платформа. Форма рельефа тут принимает и другие виды. Особенно это характерно на границах платформы.
Например, на крайнем северо-западе платформы на территории Норвегии, Швеции и Финляндии расположен Балтийский кристаллический щит. Тут, на юге Швеции, расположена Среднешведская низменность. Её протяженность с севера на юг и с запада на восток соответственно равна 200 км и 500 км. Высота над уровнем моря тут не превышает 200 м.
А вот на севере Швеции и Финляндии расположено плоскогорье Норланд. Максимальная его высота равна 800 метров над уровнем моря.
Возвышенностью характеризируется и небольшой участок Норвегии, который включает в себя Восточно-Европейская платформа. Форма рельефа тут приобретает гористый характер. Да это и неудивительно, так как возвышенность постепенно на западе переходит в самые настоящие горы, носящие название Скандинавских. Но эти горы уже являются производными не имеющей отношения непосредственно к описываемой в данном обзоре платформе, что изображено на тектонической карте.
Реки
Теперь взглянем на основные водоемы, которые расположены на территории изучаемой нами платформы. Ведь они тоже являются рельефообразующими факторами.
Крупнейшей рекой Восточно-Европейской платформы и Европы в целом является Волга. Её длина составляет 3530 км, а площадь бассейна 1,36 млн. кв. км. Эта река течет с севера на юг, при этом на окружающих землях образуя соответствующие пойменные формы рельефа России. Впадает Волга в Каспийское море.
Другой крупной рекой Русской платформы является Днепр. Её длина составляет 2287 км. Она, как и Волга, течет с севера на юг, но, в отличие от своей более длинной сестры, впадает не в Каспийское море, а в Черное. Река протекает по территории сразу трех государств: России, Беларуси и Украины. При этом около половины её длины приходится как раз на Украину.
К другим крупным и широко известным рекам Русской платформы следует отнести Дон (1870 км), Днестр (1352 км), Южный Буг (806 км), Неву (74 км), Северский Донец (1053 км), притоки Волги Оку (1499 км) и Каму (2030 км).
Кроме того, в самой юго-западной части платформы впадает в Черное море река Дунай. Длина этой великой реки составляет 2960 км, но практически полностью она протекает за границами изучаемой нами платформы, и лишь устье Дуная находится на её территории.
Озёра
Имеются на территории Русской платформы и озера. Самые большие из них располагаются на Это крупнейшее в Европе пресноводное озеро Ладога (площадь 17,9 тыс. кв. км) и Онежское озеро (9,7 тыс. кв. км).
Кроме того, на юге Русской платформы расположено Каспийское море, которое, по сути, является соленым озером. Это самый крупный в мире водоём, не имеющий выхода в мировой океан. Его площадь составляет 371,0 тыс. кв. км.
Полезные ископаемые
Теперь давайте изучим полезные ископаемые Восточно-Европейской платформы. Недра этой территории очень богаты на дары. Так, на востоке Украины и юго-западе России располагается один из крупнейших в мире угольных бассейнов - Донбасс.
На территории Украины расположены также Криворожский железорудный и Никопольский марганцевый бассейны. Данные месторождения связаны с выходом на поверхность Украинского щита. Ещё большие запасы железа имеются на территории Курской магнитной аномалии в России. Правда, там щит не вышел наружу, но очень близко подобрался к поверхности.
В районе Прикаспийской впадины, а также в Татарстане имеются довольно большие залежи нефти. Они есть также и на территории южного нефтегазоносного региона в Украине.
На территории Кольского полуострова налажена добыча апатитов в промышленных масштабах.
Собственно, это основные полезные ископаемые Восточно-Европейской платформы.
Почвы Русской платформы
Плодородными ли являются почвы Восточно-Европейской платформы? Да, именно в данном регионе одни из самых плодородных почв в мире. Особенно ценные виды почв расположены на юге и в центре Украины, а также в черноземном регионе России. Называются они чернозёмы. Это самые плодородные почвы в мире.
Плодородие лесных почв, в частности серых, которые располагаются севернее черноземов, значительно ниже.
Общая характеристика платформы
Формы отличаются довольно большим разнообразием. Среди них особое место занимают равнины. Как раз Восточно-Европейская платформа формирует крупнейший в Европе равнинный комплекс. Лишь на его периферии можно встретить относительно высокие нагорья. Это связано с древностью данной платформы, на которой уже давно не идут горообразующие процессы, а выветривание сгладило возвышенности, существовавшие тут миллионы лет назад.
Природа одарила регион огромными запасами полезных ископаемых. Особенно следует выделить месторождения каменного угля и железной руды, по объемам которых Русская платформа является одним из мировых лидеров. Также имеются запасы нефти и некоторых других полезных ископаемых.
Вот такой представляется общая характеристика Восточно-Европейской платформы, её рельефа, полезных ископаемых, хранящихся в недрах, а также географических особенностей данной местности. Безусловно, это благодатный край, который предоставляет его жителям все необходимые ресурсы, что при правильном использовании будет являться залогом процветания.
Загрузка...
