Структуры чехла Русской плиты

П латформенный чехол Восточно-Европейской платформы сформировался в 2 этапа – авлакогенный и плитный. Соответственно этому в строении платформенного чехла участвуют два мегакомплекса, отвечающие двум крупным этапам тектонического развития платформы.

Нижний мегакомплекс - авлакогенный. Он включает отложения рифея и венда (1,6-0,6 млрд лет) и слагает линейно вытянутые, ограниченные сбросами грабенообразные прогибы в низах чехла Русской плиты. Длина этих структур измеряется сотнями км, ширина – десятками км, глубина – от 1 до 10 км. Простирание авлакогенов северо-западное или северо-восточное и редко – меридиональное. Авлакогены внутренней части плиты слепо затухают на концах, а периферические смыкаются с краевыми зонами соседних подвижных областей.

Авлакогены возникли в рифее в условиях растяжения земной коры, которое было синхронно с заложением смежных подвижных поясов. В венде авлакогены расширились и углубились в связи с продолжающимся растяжением коры, а в начале фанерозоя их развитие прекратилось и началось накопление плитного мегакомплекса. Некоторые авлакогены частично возрорждались в среднем-позднем девоне.

В геологических разрезах рифея авлакогенов преобладают аркозовые и кварцевые песчаники, алевролиты, глинистые сланцы, гравелиты, конгломераты, известняки и доломиты, а также лавы и пирокласты основного, среднего и кислого состава.

Вендский разрез авлакогенов наряду с терригенными отложениями включает тиллиты, представляющие собой валунные глины с ледниковой штриховкой, а также ленточные глины и осадочные породы флювиогляциального генезиса. Почти всюду разрез авлакогенов представлен горизонтально залегающими породами.

Верхний мегакомплекс – плитный. Он соответствует плитному этапу формирования Восточно-Европейской платформы (конец венда – фанерозой). Он всюду представлен разновозрастными горизонтально залегающими слоями осадочных комплексов фанерозоя. Отложения плитного мегакомплекса слагают пологие брахиморфные структуры – синеклизы, антеклизы, перемычки между ними (седловины) и более мелкие структуры второго порядка – своды, валы, поднятия, прогибы. Мощность отложений плитного мегакомплдекса варьирует от 1-2 км в пределах антеклиз и седловин до 22 км в синеклизах (Прикаспий).

Плитный мегакомплекс подразделяется на 3 комплекса осадков, соответствующие трем этапам формирования чехла, которые параллелизуются каледонскому, герцинскому и альпийскому тектоно-магматическим циклам формирования подвижных поясов, обрамляющих платформу: Северо-Атлантического, Урало-Охотского и Средиземноморско-Гималайского.

Первый плитный комплекс сформировался в вендско-раннедевонскую эпоху ингрессии континентального моря на территорию Восточно-Европейской платформы, второй – в среднедевонско-раннетриасовую, третий – в юрско-четвертичную. Причем, в первую эпоху море ингрессировало с северо-запада, во вторую – с востока, в третью – с юга, то есть в точном соответствии со временем активности смежных подвижных поясов.

В основании вендско-нижнедевонского комплекса лежат базальные песчаники, сменяющиеся вверх по разрезу глинами верхнего венда, песчаниками и синими глинами кембрия, песчаниками и сланцами (в том числе горючими) ордовика, известняками, доломитами и гипсами силура. Заканчивается разрез морскими известняками, доломитами и континентальными красноцветными песчаниками среднего девона.

Второй, среднедевонско-раннетриасовый комплекс, начинается карбонатными и песчаными фациями среднего девона, которые с перерывом залегают на нижнем комплексе. Наращивается разрез карбонатными фациями, угленосными толщами карбона и перми. Завершают разрез соленосные пермские осадки и маломощные континентальные отложения триаса.

Отложения юрской системы начинают разрез третьего, верхнего комплекса плитного чехла платформы. Они повсеместно с перерывом лежат на разных горизонтах палеозойских и реже триасовых осадков. Юрская система представлена сероцветными песчаниками, глинами, известняками, мергелями, фосфоритами. Разрез наращивают карбонатные (известняки, доломиты, мергели), кремнистые (опоки, трепелы) и терригенные породы меловой системы. Заканчивают разрез верхнего комплекса морские и континентальные породы (песчаники, опоки, угли, глины, известняки-ракушечники, конгломераты) палеогена и неогена.

В четвертичное время на Восточно-Европейской платформе отлагались континентальные осадки, среди которых важное место занимают ледниковые.

Ниже дается краткое описание главных структур чехла платформы.

ПЕЧОРСКАЯ СИНЕКЛИЗА

Крупнейшая впадина в северо-восточной части Русской плиты, расположенная между Тиманом, Пайхоем и Полярным Уралом. Фундамент синеклизы сложен байкалидами, в составе которых выступают рифейские складчатые толщи. В зоне, примыкающей к Тиманскому кряжу, рифей находится на глубине около 500 м, далее на северо-восток он погружается до глубины 5000 м. На рифейском складчатом фундаменте залегают мощные палеозойские, мезозойские и кайнозойские отложения, слагающие платформенный чехол. Разрез чехла начинают отложения ордовика, которые выше сменяются остальными системами палеозоя вплоть до пермской. В северо-западной части структуры на палеозойских осадках лежат мезозойские мощностью до 1,5 км.

В пределах синеклизы имеется ряд поднятий и прогибов, простирающихся с северо-запада на юго-восток. Крупная положительная структура расположена в средней части синеклизы. Это Печорская гряда, представляющая собой цепочку куполовидных поднятий северо-западного направления. На юго-западе Печорская гряда ограничена крупным флексурным прогибом, где толщи чехла наклонены под углом около 40⁰. Мощные осадки среднего и верхнего девона в составе гряды свидетельствуют о том, что в этот временной отрезок Печорская гряда представляла собой глубокий грабен (авлакоген), а купол сформировался позднее. В северо-восточной части синеклизы параллельно Уралу проходят несколько линейных положительных структур. Наиболее крупные из них – гряды Чернышева и Чернова. В северном и западном направлениях Печорская синеклиза сливается с синеклизой Баренцева моря.

 

ПРЕДТИМАНСКИЙ ПРОГИБ (ВПАДИНА)

Это структура северо-западного простирания длиной около 1000 км, шириной до 80 км, на востоке, в районе г.Чердыни сливающаяся с Предуральским краевым прогибом. В бассейне р.Мезени, она граничит с Московской синеклизой. Прогиб заложился в начале рифея и развитие его продолжалось в девоне, среднем карбоне и перми.

 

МОСКОВСКАЯ СИНЕКЛИЗА

Является наиболее древней структурой чехла плиты. На северо-западе она граничит со склонами Балтийского щита, на юге и западе – с Воронежской и Белорусской аетеклизами, на северо-востоке – с Мезенской синеклизой, на востоке – с Волго-Уральской антеклизой. Площадь синеклизы огромна – 1 млн км². Наиболее прогнутая часть синеклизы расположена в районе Котласа, Шарьи, Солигалича. В рифее это была узкая впадина, которая постепенно развилась в широкую отрицательную структуру.

На северо-востоке происходит слияние синеклизы с глубоким Предтиманским прогибом. В этом участке зафиксированы наибольшие мощности рифея и нижнего кембрия.

На территории синеклизы выделены структуры более низкого порядка (валы, седловины, авлакогены).

В пределах Московской синеклизы имеется наиболее полный разрез чехла Русской плиты. В его строении принимают участие породы рифея, кембрия, ордовика, среднего и верхнего девона, карбона, перми, мезозоя и кайнозоя.

 

ВОЛГО-УРАЛЬСКАЯ АНТЕКЛИЗА

Занимает площадь около 500000 км² и обладает очень сложным тектоническим строением, объясняющимся наличием в ней многих более мелких структурных элементов, каждый из которых имеет свою непростую историю формирования. Антеклиза хорошо изучена благодаря ее уникальной нефтегазоносности. Причина сложного геологического строения антеклизы кроется в особенности ее фундамента, который разбит на блоки, подвергнутые дифференциальным вертикальным движениям. Над каждым из выступов фундамента сформировались положительные структуры второго порядка (своды). Между сводами расположены впадины, авлакогены, седловины, сложенные осадочными породами фанерозоя. На юге Волго-Уральская антеклиза соединяется с Прикаспийской синеклизой через систему флексур. Наиболее высоко фундамент поднят в Токмовском своде. Здесь докембрийские породы залегают на глубине всего 1 км. Во впадинах между сводами фундамент опущен на глубину до 3,5 км.

К важнейшей нефтегазоносной структуре антеклизы относится Татарский свод, представляющий слбой пологий купол размером в плане 200 х 400 км. В его пределах выделено несколько куполовидных поднятий площадью 120-500 км² каждый. Фундамент, лежащий на глубине 1600 м, состоит из архейских и протерозойских пород: орто- и парагнейсов, амфиболитов, мигматитов, железистых кварцитов. Встречены тела габбро-диабазов. На фундаменте залегают терригенные породы живетского, франского, фаменского ярусов девона, карбоновой и пермской систем.

ПРИКАСПИЙСКАЯ СИНЕКЛИЗА

Является крупнейшей структурой в чехле Восточно-Европейской платформы, в которой фундамент опущен до глубины более 20 км. На юго-западе синеклиза граничит со Скифской плитой, на востоке сливается с Предуральским краевым прогибом, на юге примыкает к Каспийскому морю. На севере структура через флексуры переходит в Волго-Уральскую антеклизу. На северо-западе Прикаспийская синеклиза соединяется с Доно-Медведицким валом.

В строении синеклизы выделяются две структуры: Центральноприкаспийская депрессия и Внешняя краевая зона. В первой структуре фундамент залегает на глубине 19-23 км. Строение ее асимметричное. Западный и северный ее борта крутые, в виде уступов, восточный борт пологий. Во внешней краевой зоне фундамент залегает на глубине 4-15 км и имеет систему выступов, над которыми развиты структуры второго порядка.

Особенностью строения Прикаспийской синеклизы является наличие большого количества соляных куполов, ядра которых сложены солевыми осадками пермской системы. Особенно много солянокупольных структур на юго-востоке синеклизы, в Урало-Эмбенской области (в основном это территория Казахстана).

В геологическом разрезе чехла синеклизы выделяются снизу вверх:

1. Подсолевой комплекс, сложенный рифейскими и нижнепалеозойскими толщами.

2. Солевой девонско-нижнепермский комплекс, представленный соленосными породами, образующими огромные соляные купола.

3. Надсолевой комплекс верхнепермско-мезозойского возраста.

Соляные диапиры деформируют породы надсолевого комплекса и прорывают их. В некоторых участках соляные купола протыкают даже четвертичные отложения. Максимальное количество соли содержится в нижнепермских отложениях (кунгурский ярус), мощность которых достигает 4-5 км. Начиная с поздней перми происходит постепенное отжимание соли из кунгурской толщи и концентрация ее в сотнях диапировых структур. В Прикаспийской синеклизе насчитывается более 1500 соляных куполов. Величина куполов различна – от долей км² до нескольких сотен км². Крутизна склонов куполов от 15 до 80⁰.