Геологическая история русской платформы в позднем палеозое

В Центральном девонском поле непосредственно на породах фун­дамента залегают эйфельские песчано-глинисто-карбонатные отложе­ния с изменчивой мощностью (от 0 до 0,2 км). Выше располагаются маломощные глинисто-карбонатные отложения живетского яруса, сме­няющиеся франскими пестроцветными галечниками, песчаниками,

глинами (около 0,15 км). Верхняя часть франского и весь фаменский ярусы представлены карбонатной толщей известняков, реже мергелей с тонкими глинистыми прослоями (около 0,2 км). Общая мощность девона в Центральном поле достигает 0,5 км. Таким образом, в нижней и средней частях разреза преобладают песчано-глинистые, а в верх­ней — карбонатные отложения. К северу, в сторону Московской синеклизы. девонские отложения близки к таковым Центрального поля, но увеличиваются в мощности (до 0,9 км), значительную роль начи­нают играть лагунные образования: ангидриды, гипсы, соли и другие.

Восточное, в Волго-Уральской области, разрез средне-верхнедевонских отложений в целом отличается от вышеописанных более глу­боководными, чисто морскими фациями. В жйветском веке возродился Казанско-Сергиевский авлакоген, в связи с чем в нем проявлялся вул­канизм. Отложения живетского яруса, залегающие с размывом на ма­ломощных эйфельских отложениях, представлены в основном темными битуминозными глинистыми известняками (0,2 км). Залегающие выше франские отложения в низах слагаются песками, глинами и -песчани­ками. часто насыщенными нефтью. Затем они постепенно сменяются толщей глин, мергелей и известняков, иногда битуминозных, мощно­стью до 0,3 км. В среднем-позднем девоне в Волго-Уральской области сформировались узкие грабены — Камско-Кинельские прогибы. Имен­но в них в наиболее глубоких зонах накапливались так называемые доманиковые слои. По краям грабенов существовали-цепочки биогермов. Доманиковые слои (средняя часть франского яруса) представ­лены тонкослоистыми глинами, известняками и кремнистыми поро­дами, в них отмечено повышенное содержание битумов, образовавших­ся за счет огромных масс водорослей, скапливавшихся в застойных глубоководных понижениях морского дна. Доманиковые слои считают­ся одной из главных нефтепроизводящих свит Волго-Уральской об­ласти.

Фаменский ярус сложен доломитами, реже мергелями и извест­няками (до 0,4 км), накапливавшимися в условиях мелководья в ре­зультате нарастания регрессии, начавшейся еще в позднефранское вре­мя. Суммарная мощность девонских отложений на востоке Волго-Уральской области превышает 1,5 км.

На западе Русской плиты девон вскрыт скважинами около Львова и представлен всеми тремя отделами, общей мощностью более 1 км. Нижний девон слагается красно- и пестроцветными песчано-глинисты-ми отложениями с панцирными рыбами, в среднем девоне сменяющи­мися битуминозными доломитами с прослоями песчаников, а в верх­нем — известняками и доломитами. Таким образом, существовавший в раннем палеозое Волго-Камский щит в среднем девоне раздробился, а в позднем — испытал погружение.

Особый интерес представляют девонские отложения возрожден­ного Днепровско-Донецкого авлакогена, где они образуют мощную толщу в его центральной части, быстро выклинивающуюся к бортам. Средний девон (начиная с живетского яруса) и низы верхнего пред­ставлены соленосной толщей мощностью более 1 км . Кро­ме каменных солей в ней встречаются прослои ангидритов, гипсов, глин. В многочисленных соляных куполах на поверхность выносятся обломки известняков, содержащих фауну франского яруса. Фаменский ярус слагается очень пестрыми по составу и фациально изменчивыми отложениями: карбонатно-сульфатными глинами, мергелями, песчани­ками и т. д. На крайнем западе, в Припятском грабене в фаменском ярусе, присутствуют линзы и толщи калийных солей . В межсолевых отложениях девона обнаружены месторождения нефти. Суммарная мощность девонских отложений превышает 2 км.

Формирование Днепровеко-Донецкого авлакогена сопровождалось вулканизмом. Так, в районе Черниговского выступа скважинами вскры­ты оливиновые и щелочные базальты, трахиты и их туфы, около 0,8 км мощностью. По-видимому, скважина “попала” в центр крупного вул­кана. Проявление щелочного базальтового вулканизма имело место и в Припятском грабене. Франский век — это время раздробления фундамента авлакогена. Вулканиты верхнего девона известны и по южным окраинам Донбасса, в бассейнах рек Кальмиус и Волноваха. Наряду с песчаниками, конгломератами, известняками и аргиллита

в этом районе развиты оливиновые и щелочные базальты, трахианде-зито-базальты, лимбургиты, авгититы и др. Выше появляются трахилипариты и их туфы. Мощность осадочного и вулканогенного девона превышает 0,5 км. Верхнедевонские покровы толеитовых базальтов обнаружены на юго-восточных склонах Воронежской антеклизы. В со­ляных куполах Днепровеко-Донецкого прогиба часто попадаются обломки щелочных базальтов, указывающие на широкое развитие в нем вулканизма. Скважины вскрыли верхнедевонские базальты и на Волго-Уральской антеклизе.

В позднем девоне на Кольском полуострове происходило внедре­ние кольцевых интрузий щелочных пород (Ловозерский, Хибинский и другие массивы). Следовательно, в течение среднего и позднего дево­на во многих районах платформы имел место магматизм, продукты которого подразделяются на типичные траппы, а также щелочно-ба-зальтовые и щелочно-ультраосновные, тяготеющие к зонам крупных разломов.Девонский период на .Восточно-Европейской платформе ознаменовался существенной 'перестройкой структурного плана, раз­дроблением восточной ее части и заложением ряда авлакогенов. Раннедевонская эпоха была временем почти повсеместных в живетском веке трансгрессия достигла максимума в раннефаменское время, после чего произошло сокращение морского бассейна, его обме­ление и создалась сложная картина распределения фаций с преобла­данием лагунных. Дифференцированные тектонические движения сопровождались щелочным, основным, щелочно-ультраосновным и трап-новым магматизмом. В начале позднего девона в Предуралье сфор­мировались узкие (1—5 км), но протяженные (100—200 км) грабены, свидетельствующие о раздроблении коры.

В каменноугольный период сохранился примерно тот же структур­ный план, который сложился к концу девонского времени. Области максимальных прогибаний находились в пределах Восточно-Русской впадины, тяготея к Уральской геосинклинали. Отложения карбона рас­пространены на плите весьма широко, отсутствуя лишь на Балтийском и Украинским щитах, в Прибалтике, на Воронежской и Белорусской антеклизах. Во многих местах, где эти отложения перекрыты более молодыми породами, они вскрыты скважинами. Среди крупнейших отрицательных структур каменноугольного периода можно назвать Днепровско-Донецкий прогиб; на западе платформы формировалась Польско-Литовская, а на востоке — Восточно-Русская впадина, кото­рая в отличие от девонского времени приобрела четко выраженную меридиональную ориентировку. Тиман испытывал относительное подня­тие. На юго-востоке платформы продолжала прогибаться Прикаспий­ская впадина. В связи с важным практическим значением каменно­угольных отложений их стратиграфия разработана очень подробно.

Наибольшим распространением в карбоне пользуются карбонатные осадки, а в подчиненном количестве находятся песчано-глинистые, Распределение фаций в каменноугольных отложениях характеризуется большой сложностью ввиду быстро менявшейся палеогеографической обстановки и прихотливости очертаний береговых линий водоемов. Классическим разрезом карбона считаются разрезы южных окраин Московской синеклизы, где выделяются все три отдела и все ярусы, кроме башкирского. Карбон начинается здесь турнейским ярусом, за­легающим местами с незначительным перерывом на верхнем девоне. Нижняя часть турне представлена известняками с прослоями глин (30 м), а верхняя — глинами и песками (10—12 м). В результате под­нятий, охвативших платформу в раннем визе, отложения визейского яруса налегают с размывом на нижележащих толщах, причем вели­чина этого перерыва увеличивается в западном направлении, но раз­мыв был различный в разных местах, достигая первых десятков метров. Нижняя часть и низы средней части визейского яруса слагаются пере­слаивающимися континентальными речными, озерными и болотными отложениями: глинами, песками, песчаниками, реже известняками, мер­гелями резко меняющейся мощности, от первых десятков метров до 0,4 км. С этими отложениями связаны прослои каменного и бурого углей (мощность угленосного горизонта 5—10 м), образующими место­рождения Подмосковного бассейна (лимническая угленосная форма­ция). В пределах Волго-Уральской области с нижневизейскими песча­ными толщами связаны месторождения нефти. На севере плиты” у Тихвина, к этим же отложениям приурочены бокситы и огнеупорные глины. Местами встречаются залежи озерных железных руд. Форми­рование угленосных пород происходило в условиях обширных низмен­ных равнин, в дельтах медленно текущих по ней рек. Именно в визей-ском веке впервые началось интенсивное углеобразование. Широкое развитие терригенных пород в ранневизейское время обусловлено под­нятиями по северо-западной и западной периферии Русской плиты.

В среднем и позднем визе и в начале серпуховского века огром­ные пространства плиты были заняты мелководным морем, в котором отлагались известняки и доломитизированные известняки, достигаю­щие 0,25 км мощности в восточных районах. В конце серпуховского века вновь происходит поднятие и отложение башкирского яруса в цен­тре и на юге Московской синеклизы отсутствуют, но они присутствуют восточнее, где представлены на западе маломощной пачкой глин, пес­ков и песчаников прибрежно-морского и континентального происхож­дения. На восток они замещаются известняками (0,25 км). В поздне-башкирское время поднятия охватывают центральную часть плиты и низы московского яруса представлены маломощными (до 70 м) песча­никами, глинами, местами сульфатными, красноцветными, отложив­шимися в лагунных, дельтовых и континентальных условиях (верейский горизонт). Остальная часть московского яруса слагается в низах мергелями, известняками и доломитами с прослоями глин и песков, а выше — чистыми известняками. Мощностть среднего карбона увели­чивается от 0,1 км на западе до 0,4—0,5 км на востоке. Верхний кар­бон сложен известняками (0,1—0,4 км), в которых примесь терригенного материала нарастает к западу.

Таким образом, каменноугольные отложения центральных районов Русской плиты характеризуются преимущественно карбонатными поро­дами, лишь в нижнем визе и в низах московского яруса встречаются песчано-глинистые толщи, фиксирующие собой размывы. Максималь­ные мощности карбона достигают в Московской синеклизе 0,4 км, а на востоке и юго-востоке плиты превышают 1,5 км.

Разрез карбона на западе плиты, в Львовско-Волынском угленос­ном бассейне, отличается от вышеописанного тем, что в нижнем визе распространены известняки, а угли появляются в верхнем визе и в баш­кирском ярусе среднего карбона, причем угленосная толща достигает 0.4 км, а суммарная мощность карбона — 1 км.

Каменноугольные отложения Донбасса, складчатое сооружение которого вдается в тело платформы и, по существу, не принадлежит ей, резко отличаются от таких же по возрасту отложений, как Днепров­ского прогиба, так и других районов Русской плиты. Несомненно, что Донбасс тесно связан с геосинклинальными структурами северной ча­сти Скифской плиты. По простиранию он переходит в Днепровско-Донецкий авлакоген, но внутриплатформенной структурой не является. Для того чтобы яснее представить себе отличия Донбасса и его тек­тоническую позицию, мы рассмотрим его здесь, в разделе о платфор­ме," хотя, строго говоря, это следовало бы сделать в главе о палеозой­ской Скифской плите.

Исключительный интерес представляют собой каменноугольные отложения Донбасса, обладающие огромной (более 20 км) мощностью и полнотой разреза. Отложения нижнего карбона в составе турнейского яруса и нижнего визе, с резким размывом залегающие на докембрийских и девонских отложениях, представлены доломитами и известня­ками мощностью не более 0,5 км. Но начиная с верхнего визе картина резко меняется и на смену известнякам приходит колоссальная толща паралической угленосной формации верхнего визе — нижней части верхнего карбона. Эта продуктивная толща сложена чередующимися прослоями песчаников, алевролитов, аргиллитов, известняков и углей, причем на долю известняков приходится не более 1%, а на долю углей — 1,1—1,8%. Весь остальной объем толщи представлен алевро­литами, аргиллитами (до 85%) и в меньшей степени — песчаниками (до 45%). Несмотря на то что пласты известняков не превышают 1—

3 м мощности, они выдерживаются на большом расстоянии и являются прекрасными маркирующими горизонтами. Отложения верхнего визе и намюра достигают 3 км мощности, среднего карбона — 6 и верхне­го — 3 км. Со второй половины верхнего карбона угленосность быстро падает, появляются красноцветы и разрез венчается континентальными песчано-глинистыми пестроцветными отложениями верхов верхнего карбона — араукариевой свитой с окаменевшими стволами арау­карий.

Таким образом, низы нижнего карбона представлены морскими фациями, верх нижнего, средний и верхний — морскими, лагунными и континентальными. Суммарная мощность карбона превышает 10— 12 км, а восточное г. Шахты достигает 20 км. Для каменноугольных отложений характерна ритмичность, являющаяся следствием пульси­рующих тектонических движений, во время которых поднятия чередо­вались с опусканиями. К западу угленосность быстро сокращается, так же как и общая мощность карбона, не превышающая на западе Днепровско-Донецкого прогиба 0,3—0,5 км, но в центральных частях дости­гающая 12,5 км. До башкирского века включительно в этих районах преобладают морские условия осадконакопления, а начиная с москов­ского века — континентальные. Угленосные толщи Донбасса являются классическим примером паралической формации, образовавшейся в быстро меняющейся палеогеографической обстановке, когда неглу­бокое море уступало место лагуне или даже прибрежной зоне. И такое чередование условий происходило сотни раз. Периоды углеобразования характеризовались влажным и жарким климатом, а в остальное время он был более сухим, но также жарким.

Для каменноугольного периода необходимо подчеркнуть ясно выраженную меридиональную ориентировку главных прогибов. Восточные области Русской плиты погружались гораздо интенсивнее западных и центральных, и там господствовали условия открытого, хотя и неглубокого морского бассейна. Волны поднятий, имевших ме­сто в позднем турне — раннем визе, позднем визе, в раннебашкирское и раннемосковское время лишь кратковременно прерывали -устойчивое погружение плиты. Позднекаменноугольная эпоха характеризовалась медленными поднятиями, в результате которых море мелело и в жар­ком сухом климате накапливались доломиты, гипсы и ангидриты. Но наибольшим своеобразием отличалось ранневизейское время, во время которого существовали довольно расчлененный рельеф, крайне слож­ная фациальная обстановка и гумидный климат, способствовавшие накоплению углей и бокситов на севере.

В пермский период структурный план платформы в целом насле­дует таковой каменноугольного периода. Особенно тесная литологическая связь существует между верхним карбоном, ассельским и сакмарским ярусами нижней перми. Во второй половине пермского перио­да на платформе происходят поднятия, индуцированные орогеническими движениями в замыкающейся Уральской геосинклинали. Область накопления осадков приобретает еще более четкую меридиональную ориентировку, явно тяготея к Уралу. По восточной границе платфор­мы с растущими горными сооружениями Урала в пермское время закладывается Предуральский краевой прогиб, в процессе своего раз­вития как бы “накатывавшийся” на платформу. Как и в каменноуголь­ное время максимальная мощность пермских отложений наблюдается на востоке. Пермские морские отложения характеризуются довольно бедной фауной, что обусловлено повышенной или пониженной солено­стью бассейнов того времени. Пермские отложения широко

распространены в пределах платформы, обнажаются на востоке, юго- и севе­ро-востоке. В Прикаспийской впадине пермские отложения известны в соляных куполах, по данным бурения и геофизики они имеют мощ­ность в несколько километров. На западе Русской плиты пермь извест­на в Польско-Литовской и в Днепровско-Донецкой впадинах.

Нижняя пермь хорошо изучена в Московской синеклизе и Волго-Уральской области. Ассельские и сакмарские отложения представлены в нижней части разреза известняками и доломитами, кое-где терриген-ными породами, а в верхней — песчаниками, алевролитами, глинами, прослоями гипсов и ангидритов. В районе Окско-Цнинского вала мощ­ность отложений сакмарского яруса не превышает 0,1 км, увеличиваясь в Ишимбаевском Приур'алье до 0,2—0,3 км. Уже в ассельском веке на границе с Предуральским краевым прогибом ,в зоне крутых флексур начинают расти мшанковые, гидроактиниевые и другие рифы, образую­щие длинную цепочку, вытянутую с севера на юг- Особенно энергично рифовые постройки формировались в артинский век. На западе плиты артинские отложения ограничены районом современного Окско-Цнин­ского вала и представлены доломитами, ангидритами и гипсами, иног­да с песчано-глинистыми прослоями. Мощность отложений артинского-яруса с 20—40 м увеличивается на востоке до 0,25 км. Кунгурские отложения еще более ограничены в своем распространении и не прони­кают западнее меридиана Куйбышева. Они сложены также доломи­тами (в низах разреза), ангидритами, глинами, мергелями и гипсами,. накапливавшимися в условиях огромной лагуны, в которую лишь пе­риодически вторгалось море, Соленосные толщи, столь широко разви­тые в Предуральском краевом прогибе, в кунгурских отложениях пли­ты почти полностью отсутствуют, но обладают, по-видимому, большой мощностью (3 км) в Прикаспийской впадине.

Начало поздней перми ознаменовалось регрессией моря, и нижняя часть казанского яруса представлена очень пестрой по составу толщей пород: красноцветными конгломератами, галечниками, песчаниками,. глинами, мергелями (уфимская свита). Снос материала происходил с Урала, отлагалась типичная красноцветная континентальная толща с очень характерными медистыми песчаниками, образовавшимися за счет разрушения коренных месторождений меди на Урале. Остальная часть казанского яруса в узкой меридиональной полосе представлена. морскими известняками и лагунными доломитами и мергелями. К во­стоку они замещаются мощной красноцветной континентальной толщей -с линзами конгломератов и галечмиков. Мощность отложений казан­ского яруса на востоке составляет сотни метров, а на западе едва до­стигает первых десятков. Отложения татарского яруса верхней перми развиты только на северо-востоке и востоке платформы, местами зале­гают на нижележащих отложениях с перерывом и представлены слож-нопостроенной пестроцветной континентальной толщей осадков, среди которых преобладают различно окрашенные мергели, а также глины,. пески, песчаники.Все эти отложения накапливались за счет многочис­ленных рек, которые текли через всю платформу, образуя на западе толщи дельтовых отложений, в которых еще в прошлом веке на бере­гах Северной Двины была обнаружена богатая фауна позвоночных — амфибий и рептилий. Мощность отложений татарского яруса на во­стоке достигает 0,6—0,7 км.

Чрезвычайно большую роль играют пермские отложения в строе­нии Прикаспийской впадины. Начиная от Татарского свода Волго-УральскоЙ антеклизы в южном направлении мощность пермских отло­жений постепенно нарастает. На широте Бугуруслана карбонатно-глинистые

морские отложения нижней перми достигают примерно 0,3— 0,5 км мощности. В прибрежно-морских отложениях казанского яруса появляются линзы каменных солей. В южном направлении отложения замещаются песчано-глинистыми континентальными фациями. Резкое увеличение мощности пермских отложений происходит в зоне Перикаспийских дислокации. Верхнепермские отложения, заполняющие про­странства между многочисленными соляными куполами, как показали результаты сейсморазведки, имеют мощность не менее 4 км. По-види­мому, суммарная мощность колоссальной толщи пермских отложений составляет около 8 км. До нас­тоящего времени не совсем ясно, только ли кунгурская соль присутствует в этом районе? Возможно, что здесь есть и более древние соленосные толщи, в частности верхнедевонские, Чрезвычайно мощная (до 3 км) толща пермских отложений развита в западных районах Донбасса, в Артемовской и Хальмиусской впадинах, а в северо западном направлении, она сокращается в мощности до 0,3 км. В Донбас­се в основании пермских отложений, лежащих на араукаритовой свите верхнего карбона, располагается толща пестрых медистых песчаников, красноватых загипсованных глин и алевролитов. Выше по разрезу терригенные породы сменяются преимущественно известняками и доло­митами, на которых располагается соленосная (краматорская) толща, состоящая из чередующихся прослоев глин, мергелей, алевролитов, каменной соли и ангидритов Над соленосной толщей с несо­гласием залегают континентальные пестроцветные песчано-конгломе-ратовые отложения. Возрастное расчленение этого сложнопостроенного разреза проводится условно, и отложения выше соленосной толщи (песчано-конгломератовые) считаются верхнепермскими, хотя, возмож-:но, они принадлежат уже нижнему триасу.

.

• Начало этапа сопровождалось перестройкой структурного пла­на, энергичными тектоническими движениями, дроблением фундамен­та и широким проявлением щелочно-баз альтового ультраосновного — щелочного и траппового вулканизма.

• Структурный план на протяжении герцинского этапа изменялся' слабо и области поднятий к концу этапа постепенно разрастались, но в целом на платформе преобладали погружения, особенно в начале этапа, что резко отличает его от каледонского.

• С середины этапа ориентировка прогибов была меридиональ­ной и области прогибаний оттеснялись на восток, что обусловлено влиянием герцинской геосинклинали Урала.

• В конце этапа была сформирована Русская плита в границах, близких к современным, и сформированы основные структуры, в том числе и локальные.

• Нижние части разреза герцинского комплекса слагаются преи­мущественно терригенными отложениями, местами соленосными, В се­редине разреза широким распространением пользуются карбонатные толщи, в верхах снова сменяющиеся терригенными, красноцветными, реже соленосными отложениями. В конце герцинского этапа начался рост соляных куполов в Украинской и Прикаспийской впадинах.

• В течение всего этапа климат оставался жарким, то влажным, то более засушливым.

Список использованной литературы.

1.Белоусов В.П. “Основы геотектоники”

2.Короновский Н.В. “Краткий курс региональной геологии СССР”