Геология России и ближнего зарубежья

С востока "сланцевая" область ограничивается линейной зоной, для которой можно предполагать наличие широкого петрографического разнообразия консолидированных образований - от слабометаморфических до высоко-метаморфизованных комплексов и изверженных пород от кислого до ультраосновного состава. Вдоль этой полосы тектонических разломов (Припечорского и Илыч-Чикшинского) повсеместно распространены магматиты и вулканогенно-осадочные породы. Основные вулканиты, амфибол-биотитовые гранитоиды и диориты встречены скважинами на западных участках зоны. Для восточных участков характерны габбро, габбро-диориты, габбро-диабазы, диориты и плагиограниты, т.е. породы с исходной базальтовой магмой. На всех участках зоны граниты имеют подчиненное значение и повышенную долю основных компонентов. Среди вулканогенных пород широко распространены эффузивы известково-щелочной серии. Вещественный состав перечисленных магматических ассоциаций свидетельствует о том, что их образование в позднем протерозое было связано с геодинамической обстановкой, свойственной островным дугам.

Отдельные районы Тимано-Печорской плиты с недостаточно мощной корой оказались предрасположенными к растяжению, вызвавшему образование рифтовых прогибов и повышенную проницаемость для внедрения основных магматических пород. Такая палеогеодинамическая ситуация возникла в системе Припечорского и Илыч-Чикшинских разломов и к востоку от нее - Денисовский прогиб, на территории которых в среднем-позднем рифее предполагается существование островной дуги, зоны субдукции и зарождающегося океана. В результате складчато-сдвиговых деформаций байкальского орогенеза произошли закрытие этого бассейна и образование вулканоплутонического пояса, контролируемого системами разломов: Припечорского и Илыч-Чикшинских - на западе и Колвинских - на востоке. Вторая островодужная зона намечается в районе Полярного Урала. К западу от нее, на северо-востоке Тимано-Печорской плиты видимо находилась впадина океанского типа.

В центральной области плиты, охватывающей большую часть Печоро-Колвинского прогиба и Большеземельского свода, составляющих основную часть Большеземельского мегаблока характерны кристаллические толщи средних и высоких ступеней метаморфизма, что свидетельствует о распространении крупных дорифейских массивов коры. В керне большинства скважин, вскрывших верхний протерозой Большеземельского мегаблока, преобладают кислые вулканиты и туфы. Интрузивные породы представлены двуслюдяными гранитами, диабазами и гранитоидами. Их состав меняется от более ранних основных разностей к более поздним кислым. На территории Большеземельского мегаблока широко распространены также терригенные (венд-кембрийские) красноцветные породы с примесью туфогенного материала, телами и покровами кислых эффузивных пород. Они занимают самую верхнюю часть доордовикского разреза, являются продуктами размыва и переотложения вулканогенных пород рифея и могут рассматриваться в качестве молассовой формации байкальского орогенеза. На более низких стратиграфических уровнях разреза (в 1 км от его поверхности) по геофизическим данным предполагаются значительные массы основных пород. На востоке Большеземельского свода и во впадинах Предуральского краевого прогиба предполагается широкое развитие пород основного состава. Это обстоятельство допускает выделение в названных районах палеоблоков коры океанического или субокеанического типов.

Наличие известково-щелочных островодужных вулканических образований и их ассоциация с поясами метаморфизма высоких давлений свидетельствуют о типичных условиях субдукции в позднем докембрии. Складчатость, высоктемпературный метаморфизм и гранитные интрузии указывают на условия столкновения, причленения вулканических островных дуг и подстилающего их основания к окраине Восточно-Европейского континента. В этой связи складчатое основание Печорской низменности (Большеземельский мегаблок) можно интерпретировать как аккреционную мозаику, возникшую за счет столкновения различных мелких блоков. Выступы комплексов фундамента (доуралид) в Приполярном и Полярном Урале, а также на о-ве Вайгач являются частями этого аккреционного массива, причлененного к Восточной Европе в самом конце докембрия - начале кембрия.

Таким образом в истории формирования фундамента Тимано-Печерской плиты можно наметить несколько основных этапов.

1. Средний протерозой (средний рифей). Этап, связанный с постепенным погружением окраины Восточно-Европейского континента и накоплением типично платформенных обломочных осадков. Во второй половине среднего рифея, пределах будущей Мезенской впадины начали закладываться рифты северо-западного простирания; на юге они торцово сочленялись со Среднерусской рифтовой системой северо-восточного простирания. Параллельно Мезенской системе, но северо-восточнее ее, простиралась Тиманская система, на основе которой в конце среднего рифея оформилась пассивная окраина Восточно-Европейского континента. Эта окраина простиралась до современной Припечерской зоны разломов, вдоль которой в течении позднего рифея - венда функционировала зона субдукции и связанная с ней система островных дуг. Восточнее предполагается существование оси спрединга и океанического бассейна в предалах которого могли находится разновлекие обломки древней сиалической коры. Важно отметить, что структура востока Тимано-Печорской плиты очевидно продолжалась на Полярный и Приполярный Урал, где выступают породы еще одной вулканической дуги. Таким образом вулканические дуги и микроконтиненты должны были разделяться бассейнами типа окраиных морей с корой океанического типа.

2. Поздний протерозой (поздний рифей - венд). В пределах Тимано-Печрской плиты на границе внутреннего и внешнего шельфа в полосе современного Тиманского кряжа возник барьерный риф. На востоке продолжалось развитие вулканических дуг.

3. Поздний венд - ранний кембрий. Ознаменован крупными тектоническими событиями, связанными со байкальским орогенезом. Он был вызван столкновением системы островных дуг и микроконтинентов с северо-восточным краем Восточно-Европейского континента. Свидетелем этого процесса стало образование Предтиманского прогиба, выполненного пестроцветной вендской молассой, а на востоке будущей Печорской плиты и прилегающей части Урала - вулканогенной молассы.

В ордовике Тимано-Печерская область превратилась в северную часть пассивной окраины Восточно-Европейского континента, к востоку от которой произошло раскрытие Уральского океанического бассейна. Сложившаяся к настоящему времени структура осадочного чехла Тимано-Печорской плиты также является результатом стадийного тектонического развития. Эта стадийность синхронна эволюции Урала. Последовательная смена тектонических режимов отмечается в разрезе осадочного чехла плиты угловыми и стратиграфическими несогласиями.

Отложения первой стадии представлены базальной терригенной формацией нижнего-среднего ордовика, сменяемой карбонатами верхнего ордовика, силура и нижнего девона. Терригенные породы последнего развиты лишь на северо-западе региона. Все пространство плиты в это время представляло собой шельфовую область..

Следующая стадия (поздний палеозой - триас) связана с эпохой рифтогенеза, сопровождавшегося базальтовым вулканизмом на рубеже среднего - позднего девона, затронувшего консолидированное основание Тимано-Печерской плиты и последующим герцинским орогенезом, связанным с коллизионными процессами и закрытием Уральского палеоокена. В основании разреза плитного комплекса преобладают терригенные и терригенно-карбонатные отложения. Выше залегают угленосно-терригенными толщи, но основной объем, до верхнего карбона включительно сложен карбонатными породами. Верхняя часть разреза обладает наибольшей формационной изменчивостью. В Приуральской части региона он состоит из орогенных формаций, представленных флишем, сероцветной молассой, соленосными отложенями, угленосными толщами, красноцветной и континентальной молассой. На остальной территории плиты флишоидная и сероцветная моласса латерально уступают место карбонатам, соленосные породы - ангидритам, угленосные - красноцветам. Появление в верхах разреза континентальной красноцветной молассы свидетельствует об осушении большей части Тимано-Печорской плиты, за счет которой седиментация в бассейне становится исключительно терригеной. На смену карбонатно-терригенному палеозойскому комплексу приходит терригенный мезозой-кайнозойский.

Терригенными породами мезозойско-кайнозойской стадии сложены среднеюрско-меловой и неоген-четвертичный интервал разреза Тимано-Печерской плиты. В основании отмечается крупный стратиграфический перерыв и угловое несогласие. В юре и раннем мелу Тимано-Печорская плита испытала слабое погружение, в позднем мелу и палеогене континентальная часть современной плиты полностью осушилась; лишь в прибрежной полосе и в море продолжалось малоинтенсивное континентально-морское осадконакопление. На заключительном неоген-четвертичном этапе развития региона большая его часть представляла равнинную сушу.

Уральская складчатая область

Уральская складчатая область является составной частью Центрально-Азиатского подвижного пояса, разделяющего Восточно-Европейскую, Сибирскую, Таримскую и Китайско-Корейскую древние платформенные области. Складчатые сооружения Урала возникли на месте палеозойского Уральского океана, закрывшегося в конце позднего палеозоя в результате сближения Восточно-Европейской, Сибирской и Казахстанской континентальных глыб. Комплексы, слагающие его современную структура залегают в виде серии тектонических чешуй, надвинутых на окраину Русской платформы. Восточные границы скрыты под чехлом молодой Западно-Сибирской плиты. Уральская складчатая область представляет собой типичный пример линейных коллизионных структур субмеридианального простирания. Выделяют внешние (западные) зоны развившиеся на окраине Восточно-Европейского кратона или вблизи него, и внутренние (восточные), где широко представлены палеозойские комплексы океанического и островодужного генезиса. Границей между внешней и внутренней зонами служит полоса серпентинитового меланжа маркирующая сутуру Главного Уральского разлома.

Внешние зоны Урала включают автохтонные комплексы Предуральского краевого прогиба, Западно- и Центрально-Уральской складчатых зон.

1. Предуральский краевой прогиб, заполненный пермской континентальной молассой представляет собой пограничную с Восточно-Европейской платформой структуру расположенную вдоль западного борта всего сооружения Урала, кроме Мугоджар и Пай-Хоя. Ширина этой зоны варьирует от 50 до 100 км. В продольном направлении в структуре прогиба выделяется несколько впадин: Бельская, Уфимско-Соликамская, Верхнепечорская, Воркутинская и др. глубиной до 10-12 км. Доверхнекаменноугольные отложения прогиба сходны с одновозрастными толщами Русской плиты. Заложение прогиба началось в позднем карбоне, ранней перми и связано с коллизионными процессами. Первоначально он представлял собой относительно глубоководный бассейн, с дефицитным глинисто-кремнисто-карбонатным осадконакомплением. В западной части прогиба развиты биогермные известняки, а на востоке морские молассовые отложения. В кунгурское время в условиях отсутствия связи с океаном в застойных водах в южных частях Урала формировались эвапоритовые толщи, а в более северных - угленосные. Дальнейшие деформации и связанный с ними рост Урала привели в поздней перми, раннем триасе к интенсивному размыву складчатых сооружений и постепенному заполнению тылового осадочного бассейна типично моллассовой толщей.

2. Западно-Уральская зона, представлена в современном эрозионном срезе деформированными палеозойскими отложениями, формировавшимися в условиях пассивной континентальной окраины Восточно-Европейской платформы. Палеозойские образования резко несогласно лежат на породах древнего складчатого фундамента, и представлены, главным образом, мелководными осадками. Нередки и тектонические покровы, перемещенные из более восточных зон, где в палеозое широко развиты океанические и островодужные комплексы. Наиболее типичными отложениями на западном склоне Урала являются шельфовые комплексы. Они, представлены породами, во многом аналогичными тем, которые развиты на Восточно-Европейской платформе. Возраст подошвы осадочного чехла закономерно омолаживается с севера на юг. В Пай-Хое и Полярном Урале разрез начинается с кембрия - раннего ордовика. На южном Урале основание шельфового разреза относится верхам ордовика. Состав подошвенной части разреза образован терригенными осадками, которые формировались за счет размыва пород фундамента Восточной Европы. В ряде случаев, в основании разреза отмечаются бимодальные комплексы вулканитов, который является четким показателем континентального рифтогенеза. Cилурийский интервал разреза сложен преимущественно граптолитовыми сланцами. Начиная с верхнего силура в разрезе преобладают известняки. Для нижнего девона характерными являются мощные до 1500 м. рифовые известняки, образовывавшие барьерный риф, который располагался вдоль окраины Восточно-Европейского континента. На западе, на платформенном склоне, органогенные известняки слагают весь разрез вплоть до конца карбона - нижней перми. К востоку в сторону существовашего в то время Уральского океана карбонатные отложения сменяются флишем. На коллизонном этапе, в конце палеозоя, в следствие, мощного давления континентальных масс с востока (в современных координатах) эти комплексы были дислоцированы и по принципу "домино" надвинуты друг на друга, что послужило причиной современной сдуплексированной структуры Западно-Уральской складчатой зоны.

3. Центрально-Уральская складчатая зона представляет собой область почти непрерывных выходов докембрийского кристаллического фундамента (доуралид). Древние массивы представляют собой фундамент микроконтинетов, отторгнутых в процессе рифтогенеза от Восточно-Европейского кратона, либо микроконтиненты вошедшие в современную структуру Урала в результате позднедокембрийских коллизионных процессов. Для первых характерны рифейские комплексы, формировавшиеся на окраине раннедокембрийского Восточно-Европейского континента. Типичными представителями этой группы являются Башкирский и Кваркушский массивы. Наиболее древние образования имеют здесь AR-PR₁ возраст и представлены гнейсами, амфиболитами и мигматитами. Выше залегают рифей-вендские осадочные толщи. Разрез сложен цикличной последовательностью обломочных и карбонатных пород, образовавшихся в основном в мелководных условиях за счет сноса обломочного материала с континента. На двух уровнях в этом разрезе появляются вулканиты трахибазальтового состава, связанные вероятно с эпизодом растяжения и формированием пассивной окраины. Рифей-вендский комплекс перекрыт существенно карбонатными отложениями силура, девона, карбона, аналогичными Западно-Уральской зоне.

Ко второй группе доуралид относятся складчатые комплексы позднего докембрия, представленные островодужными и осадочными образованиями, которые присоединились к Европе в байкальское время (в конце докембрия). Блоки сложенные этими комплексами наиболее многочисленны на Северном и Полярном Урале в пределах Центрально-Уральского и Харбейского поднятиев. В ядрах этих антиформных структур обнажается высокометаморфизованное породы (гнейсово-мигматитовая ассоциация). Периферические части представлены трансгрессивными вулканогенно-осадочными отложениями позднего рифея - венда и нижнего кембрия. Вулканиты представлены зонально-метаморфизованными породами дифференцированной базальт-андезит-дацитовой известко-щелочной кали-натровой серией, характерной для островодужных образований. Метаморфизованные вулканиты резко несогласно перекрыты платформенными отложениями ордовика. Часто в ассоциации с вулканитами в разрезе присутствуют глаукофановые сланцы, указывающие на аккреционно-коллизионную обстановку. Аналогичные следы столкновения и причленения блоков пород к Восточно-Европейскому континену можно видеть и на Южном Урале в пределах поднятия Уралтау.

Зона Главного Уральского разлома представляет собой тектонический шов, выраженный мощной зоной серпентинитового меланжа изменчивой ширины - от нескольких до 20 км. Сам разлом является фронтальной зоной крупнейшего глубинного шарьяжа, по которому симатические комплексы восточных зон надвинуты на сиалическое основание западной части Урала. Останцами этого покрова являются разновеликие блоки и пластины различных комплексов пород развивавшихся на коре океанического типа, которые встречаются во внешней зоне Урала. Остатки этих же пород, в том числе различные члены офиолитовой ассоциации: гипербазиты, габбро, подушечные лавы, кремнистые осадки и т.п., расположены среди развальцованной серпентинитовой матрицы, внутри полосы маркирующей зону надвига. Часто разлом выражена бластомиланитами, метаморфическими сланцами, в том числе глаукофановыми, эклогитами, т.е. породами формирующимися при больших давлениях. Развитие эклогит-глаукофанового метаморфизма может свидетельствовать о том, что большая часть этих комплексов возникла во фронтальных зонах островных дуг в условиях частой коллизии (например, островная дуга-микроконтинент или симаунт). Таким образом, формирование зоны главного Уральского разлома неразрывно связано с аккреционно-коллизионными процессами

Внутренние зоны Урала наиболее полно обнажены в Южном Урале и включают Тагило-Магнитогорскую, Восточно-Уральскую и Зауральскую зоны

1. Тагило-Магнитогорская зона включает полосу прогибов, сопровождающую с востока зону Главного Уральского разлома. С юга на север обосабливаются Западно-Мугоджарский, Магнитогорский, Тагильский, Войкаро-Щучьинский синклинории. По своему строению зона представляет синформную структуру, состоящую из серии тектонических покровов, наслоенных друг на друга. В строении покровов участвуют ордовикско-каменноугольные плутонические, вулканогенные и осадочные комплексы пород, которые рассматриваются как образования океанических впадин, островных дуг, краевых вулканических поясов, связанных с ними глубоководных флишевых трогов и мелководных терригенных и карбонатных толщ, перекрывающих новообразованную в палеозое континентальную кору. Выступы докембрийского сиалического фундамента здесь отсутвуют. В целом Тагило-Магнитогорское зону можно представить как поле развития океанических (офиолитовых) и островодужных (известково-щелочных) комплексов, составляющих известный зеленокаменный пояс Урала. Формирование вулканических комплексов островодужного генезиса в пределах восточной части Урала происходило в несколько этапов. Островодужный вулканизм начался в среднем ордовике и продолжался в силуре. Комплексы соответсвующего возраста отмечены в пределах Сакмарской пластины. Более молодые ранне-средне девонские вулканиты андези-базальтового типа слагают полосу вдоль восточного борта Магнитогорского сикнлинория (Ирендыкская дуга). Средне-позднедевонкие и раннекарбоновые субдукционные комплексы вскрываются в пределах Магнитогорской полосы.

2. Восточно-Уральская зона - зона развития докембрийских комплексов бывших микроконтинентов с аллохтонами, сложенными породами офиолитовой ассоциации и островодужными комплексами. Комплексы доуралид внутренних зон складчатого пояса Урала слагают поднятия, такие как Зауральское и Восточно-Уральское, Мугоджарское (последние иногда объединят в Урало-Тобольский антиклинорий или выделяют в качестве гранитно-метаморфической оси Урала). В их состав входят преимущественно докембрийские толщи, а также нижнепалеозойские образования, часто неопределенного возраста, которые в результате высокотемпературного метаморфизма иногда становятся неотличимыми от докембрия.

В отношении природы доуралид Восточно-Уральской зоны нет единого мнения. Многие исследователи предполагают, что все они являются обломками древнего фундамента которые принадлежали либо другим континентам, либо были отторгнуты от Восточной Европы при образовании Палеоуральского океана и присоединились к Восточно-Европейскому континенту при закрытии океана в позднем палеозое и, таким образом, включенны в структуру Урала на аккреционно-коллизионном этапе его развития. С уверенностью такую модель можно принять только для Зауральского массива, в пределах, которого есть остатки чехла - кембрийские отложения и рифтогенный комплекс ордовика - показатель раскола. В большинстве же своем в структурном отношении доуралиды представляют собой гранитогнейсовые купола, с характерным двухъярусным строением. В ядрах куполов, образуя нижний ярус, преобладают AR-PR комплексы. Они подверглись многократному метаморфизму и метасоматическому гранитообразованию, в результате которого сформирован полифазный метаморфический комплекс: от центра купола наблюдается смена гнейсов и мигматитов на кристаллические сланцы и ближе к краям на амфиболиты с реликтами гранулитовой фации метаморфизма. Верхний ярус куполов составляет, так называемая, сланцевая оболочка, которая структурно не согласована с ядром и образует периферию куполов. Состав этой оболочки весьма разнообразен, среди них присутствуют офиолиты, осадки континентального подножия, шельфовые, рифтогенные и пр. комплексы, претерпевшие существенный метаморфизм.

Двухъярусное строение куполов можно интерпретировать как результат того, что породы верхнего яруса (океанические и островодужные комплексы палеозоя) аллохтонно перекрывают докембрий нижнего яруса. Образование самой структуры куполов наиболее естественно связать с диапировым всплыванием мобилизованного сиалического основания уже после того, как палеозойские комплексы были надвинуты на докембрийское основание. При этом метаморфизму подвергались как древние, так палеозойские комплексы. А сам метаморфизм носил концентрически зональный характер, убывая к периферии куполов. Время образования куполов соответствует времени внедрения гранитных массивов и отвечает заключительному этапу формирования складчатой структуры Урала - на рубеже карбона - перми.

3. Зауральская зона - наиболее восточная и наиболее погруженная область распространения палеозоид. Преимущественным развитием в этой зоне пользуются верхнедевонско-каменноугольных вулканогенно-осадочных отложения. Характерной чертой является присутствие вулкано-плутонических комплексов. В состав этой зоны входит полоса известково-щелочных вулканитов нижнего-среднего карбона, отвечающая активной континентальной окраине Казахстана (Валерьяновский пояс). Пояс образован андезитами, андези-базальтами, дацитами и прорывающими их диоритами и гранодиоритами. С запада этот пояс сопровождается офиолитами и островодужными комплексами силура и девона, которые могут рассматриваться как остатки субдукционного меланжа, образованные перед его фронтом. К востоку от пояса в его тылу развиты карбонатные и карбонатно-терригенные отложения верхнего девона и нижнего карбона, ниже которых залегают красноцветы и вулканические породы сопоставимые с отложениями Центрального Казахстана.

Согласно вышесказанному, общую структуру Урала можно представить образованной из двух структурных комплексов: нижнего автохтонного и верхнего аллохтонного. К нижнему структурному комплексу принадлежит фундамент Восточно-Европейской платформы, вместе с залегающим на нем чехлом осадков пассивной континентальной окраины во внешней части Уральского пояса, а также древние докембрийские массивы которые представляют собой фундамент микроконтинетов, отторгнутых в процессе рифтогенеза от Восточно-Европейского кратона, либо микроконтиненты вошедшие в современную структуру Урала в результате позднедокембрийских коллизионных процессов. Верхний структурный комплекс образован чешуями океанических и островодужных серий надвинутыми в сторону Восточно-Европейской платформы. Складчатое сооружение Урала возникло на месте прежнего океана за счет поглощения его коры. Уральский палеоокеан был унаследован от позднедокембрийского океанического бассейна и развивался на месте раскола окраины Восточно-Европейского континента. На протяжении всей истории Урала можно выделить три основных тектонических этапа:

Наиболее длительный этап связан с заложением и ростом океанического ложе - с вена по девон)

Интенсивная субдукция океанической коры во многочисленных зонах субдукции, связанных с островными дугами - девон, ранний карбон

Коллизия, связанная со столкновением Восточно-Европейского, Сибирского и Казахстанского континентов в позднем карбоне - перьми.

Формирование складчатой структуры Урала закончилось в конце карбона или начале перми. Об этом говорит массовое внедрение гранитных батолитов и окончание формирования гранитогнейсовых куполов в западной части Урала. Возраст большинства гранитных массивов оценивается в 290-250 млн. лет. Перед фронтом Уральских гор был сформирован глубокий прогиб, куда поступали продукты эрозии. Дальнейшая Mz-Kz история Урала заключалась в его постепенном разрушении, пенепленизации и формировании кор выветривания.

Пайхой новоземельская складчатая область

В современном структурном плане регион представляет собой сложнопостроенное складчатое сооружение, расположенное между седиментационными бассейнами шельфовых акваторий Баренцева и Карского морей на северном продолжении Урала. Структурный рисунок области определяется дугообразной конфигурацией сложного комплекса складчатых и дизъюнктивных структур, огибающих впадину Карского моря, а также тем, что осадочные комплексы, переработанные раннекиммерийским тектогенезом (перед юрой), формировались на различном основании, принадлежащем двум разновозрастным плитам. На архипелаге обособляются два разновозрастных протерозойских блока - южный позднерифейско-вендский (позднебайкальский) и северный раннепротерозойско-раннерифейский (гренвильский). Границей между ними служит зона глубинного Байдарацкого разлома. Южная и северная части Новой Земли характеризуются также различным строением палеозойско-раннемезозойского осадочного комплекса. На тектонической карте полоса раннекиммерийской складчатости, протягивающаяся в северо-западном направлении через Пай-Хой - Вайгач - южную часть архипелага, накладывается на байкальские структуры Печорской плиты. Средняя и северная часть Новой Земли располагается на переработанном киммерийской складчатостью блоке среднепротерозойской Свальбардской (Баренцевоморской) плиты.

В основании Южноновоземельского сегмента области лежит комплекс позднерифейско-вендского возраста, складчатые формы которого образованы позднебайкальским тектогенезом. В строении комплекса преобладают метаморфизованные терригено-карбонатные отложения, подчиненно развиты вулканогенные отложения с маломощными силлами и дайками габбрового состава. Выходы основания наиболее полно представлены на Пай-Хое, Вайгаче и на юге Южно-Новоземельского острова в пределах Пайхойского, Вайгачско-Южноновоземельского поднятий (Южноновоземельского антиформа). Докембрийский фундамент южной части области резко несогласно перекрыто деформированными осадками от ордовика до нижнего триаса.

Североновеземельская часть включает единый позднерифейско-раннемезозойский комплекс, залегающий непосредственно на раннепротерозойском (?) - раннерифейском кристаллическом фундаменте Свальбардской плиты. Крупный выход докембрийских отложений, протяженностью до 100 км находится на северо-западном побережье Северного острова. Толщи представлены слабометаморфизованными (до филлитов) песчано-глинистыми отложениями, содержащими позднерифейские-вендские микрофоссилии и перекрываются слоями с остатками кембрийских трилобитов. Граница между протерозоем и палеозоем согласная, постепенная. Флишоидные и сланцевые формации верхнего докембрия вместе с перекрывающими их граптолитсодержащими толщами кембрия-силура образуют единый структурно-вещественный комплекс, состоящий из флишоидных глубоководных формаций верхнего протерозоя-среднего ордовика и флишоидно-молассоидных известково-глинистых формаций верхнего ордовика-силура.

Сопоставление верхнедокембрийских комплексов юга и севера Новой Земли показывает, что несмотря на внешнее сходство, они существенно отличаются по характеру строения. Видимо источники сноса для них были различны. Наиболее существенным отличием является резкое несогласное налегание ордовикских толщ на протерозойские (с выпадением кембрия из разреза) и их различный вещественный состав на юге; в противоположность этому - непрерывность разрезов верхнего протерозоя-кембрия при их общей близости состава на севере. Различие в истории формирования докембрийских комплексов в существенной мере повлияло и на палеозойский этап геологического развития региона. В течение кембрийского периода на юге архипелага существовало пенепленизированное поднятие. Кембрий здесь отсутствует и отложения его либо смыты, либо не отлагались; отсутствует или слабо развита ордовикская моласса. В это время на севере продолжал развиваться заложенный еще в конце рифея-венда прогиб, заполнение которого молассоидными и ритмичными флишоидными формациями продолжалось до конца силура.

В южных частях региона в ордовике - силуре накапливались мощные толщи мелководных карбонатных и терригенно-карбонатных шельфовых осадков. Карбонатное шельфовое осадконакопление продолжалось здесь до середины верхнего карбона.

В среднем девоне происходит разделение палеобассейнов с образованием двух зон с различными условиями осадконакопления. На востоке и в центральной части формируется глубоководный прогиб, в котором накапливаются батиальные карбонатно-кремнисто-глинистые осадки. На юго-западе и западе сохранялась область мелководного карбонатного осадконакопления. Заложение прогиба сопровождалось базитовым магматизмом с петрохимическими особенностями современных океанических толеитов, синхронного с процессами рифтогенеза в Тимано-Печорском регионе, на Пай-Хое и в акватории Баренцева моря.

На протяжении второй половины карбона - перми на севере Новой Земли формировались маломощные прибрежно-морские карбонатно-терригенные толщи. На остальной территории осадконакопление к концу карбона повсеместно становится глубоководным. В поздней перми глубоководный прогиб начал заполняться обломочным материалом, поступавшим в большом количестве с Уральского орогена. К середине триаса прогиб завершил свое развитие. На рубеже триаса - юры весь регион испытал мощные деформации и складчатость, сопровождавшееся внедрением гранитоидов.

На границе мела- палеогена образовалась Карская астроблема - одна из крупнейших импактных структур.

Глава III. Сибирская платформа и структуры ее обрамления

Сибирская платформа

Сибирская платформа занимает центральное место в структуре Северной Азии и располагается в междуречье крупнейших рек Восточной Сибири - Енисея и Лены. В плане Сибирская платформа имеет форму неправильного многоугольника, несколько расширяющегося к югу. Юго-восточная граница Сибирской платформы совпадает с Монголо-Охотским швом, отделяющим раннедокембрийские кристаллические комплексы Станового блока от складчатых сооружений Монголо-Охотского пояса сформированного в конце триаса - юре. К западу поля развития раннедокембрийских образований Станового блока «теряются» в море раннепалеозойских гранитоидных батолитов и вулканитов Байкальской складчатой области. Здесь граница платформы проводится в значительной степени условно по субмеридиональной линии, продолжающей к югу Жуинский разлом. В пределах Северного Прибайкалья граница распространения комплексов окраины Сибирского кратона находится внутри хорошо выраженной Северо-Байкальской или Патомской дуги. Эта территория в рифее, венде и раннем палеозое представляла собой пассивную окраину Сибирского континента, которая была деформирована в результате аккреционно-коллизионных событий на юге Сибири. Юго-западную окраину кратона формируют сооружениями Саяно-Енисейской складчато-покровной области. Вся западная периферия Сибирской платформы перекрыта мезо-кайнозойский осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты. Здесь граница платформы достаточно условно проводится по долине р.Енисей. На севере платформенные комплексы Сибирского кратона погребены под осадками Енисей-Хатангского прогиба - ответвлением Западно-Сибирского эпипалеозойского бассейна и ограничены структурами Таймырско-Североземельской складчато-покровной области. Восточную периферию Сибирского кратона образуют деформированные комплексы Верхоянья. Здесь преимущественно осадочные комплексы сформировавшиеся на окраине Сибирского континента в течении палеозоя и мезозоя сорваны с кристаллического основания и надвинуты в сторону платформы. Во фронте надвигов сформирован Предверхоянский краевой прогиб.

Фундамент кратона выступает на поверхность на юго-востоке, в пределах Алдано-Станового щита. В его структуре различаются два главных тектонических элемента - собственно Алданский мегаблок занимающий северную часть щита и расположенный южнее Становой мегаблок.

Алданская глыба субмеридиональными разломами разбита на три тектонических элемента. Западный Чара-Олекминский и восточный Батомгский представляют собой типичную гранит-зеленокаменную область, а расположенный между ними Центрально-Алданский (Алдано-Учурский) является представителем гранулит-гнейсовых областей.

В пределах Центрально-Алданской блока распространены плутонические породы тоналит-трондъемитового состава. Подчиненное значение принадлежит двум супракрустальным толщам. Первая сложена высокоглиноземистыми сланцами и кварцитами, т.е метаморфизованными «зрелыми» осадочными породами продуктами переотложения древних кор выветривания. Для второй типичными являются основные кристаллосланцы, метаграувакки, метапелиты, карбонаты и железистые кварциты. Первичными породами были вулканиты основного состава и алеврито-глинистые осадки с прослоями карбонатов. Породы претерпели как минимум две эпохи регионального амфбилитового и гранулитового метаморфизма в позднем архее и раннем протерозое. Полям развития указанных комплексов свойственны крупные гранитогнейсовые купола диаметром многие десятки км. Они формируют овальные и неправильные в плане сложные складчатые формы, в ядрах которых вскрываются граниты и мигматиты. По имеющимся изотопным датировкам формирования континентальной коры этих регионов произошло в интервале 3.5-3.8 и 3.5-3.0 млрд. лет.

Строении гранит-зеленокаменных областей Алданского мегаблока (Чара-Олекминский и Батомгский блоки) отличается большим разнообразием. В составе зеленокаменных поясов, простирающихся в меридиональном направлении преобладают вулканиты основного, реже среднего и кислого составов, метаморфизованные в условиях зеленосланцевой и амфиболитовой фаций, а также метаосадочные породы - гравуакки, пелиты, карбонаты и железистые кварциты. Формирование пород этого комплекса связано эволюцией океанических бассейнов, разделявших гранулито-гнейсовые блоки основания. Последние сложены среднеархейскими (3.2-3.0 млрд. лет) диорит-тоналитами, монцодиоритами, гранулитами, кристаллическими сланцами, гнейсами. В результате сближения континентальных блоков и закрытия океанических бассейнов на коллизионном этапе 1.9-2.0 млрд. лет (т.е. в свекофеннскую тектономагматическую эпоху), были сформированы узкие прямолинейные прогибы, обладающие всеми признаками структурных швов. Этому же этапу отвечает широко проявленный гранитоидный магматизм.

Особое строение имеет Становой мегаблок, расположенный в южной части Алдано-Станового щита. Наряду с архейскими породами, метаморфизованными, как и на Алданском мегаблоке, в гранулитовой фации, широко распространены гнейсовые и гранитогнейсовые образования амфиболит-гранулитовой фации метаморфизма. Однако главной отличительной особенностью строения Станового блока является многократная тектономагматическая переработка, которая продолжалась здесь вплоть до кайнозоя. Наиболее интенсивно эти процессы проявлены на позднеюрском - раннемеловом этапе и вызваны субдукционным процессами со стороны Монголо-Охотского подвижного пояса.

К протерозойским комплексам Алдано-Станового щита относятся толщи удоканской серии, выполняющие одноименный прогиб на юго-западе Чара-Олекминской зоны. В качестве основной причины заложения этой впадины предполагают рифтогенез на рубеже 2.2 млрд.лет. Ее выполняет весьма мощная (до 12 км.) толща континентальных обломочных красноцветов. Нижняя часть этой толщи метаморфизована в зеленосланцевой и отчасти амфиболитовой фации и деформирована гранитогнейсовыми куполами, возникшими за счет ремобилизации архейского субстрата. Время метаморфизма 1.85-1.9 млн.лет. Приблизительно этому же моменту отвечает внедрение гранитов (Кодарский массив).

К протерозойским комплексам платформы принадлежат также вулканические пояса: Акитканский, прослеживающийся в Приморском хребте вдоль западного побережья оз.Байкал, и Улканский, расположенный на восточной окраине Алданского мегаблока. Оба пояса формировались на рубеже 1700-1800 млн лет назад. Акитканский пояс является эталоном протерозойских известково-щелочных вулканических поясов. Он сложен андезитами, трахитами, трахиандезитами, игнимбритами, порфиритами, многочисленными туфогенными образованиями, которые ассоциируют с грубообломочными вулканогенно-обломочными толщами молассоидного облика, что позволяет сравнить его с вулканоплутоническими поясами активных континентальных окраин. Акитканский пояс фиксирует окраину Ангаро-Анабарской глыбы. Наличие пояса показывает, что еще на границе раннего протерозоя и рифея эта глыба была отделена от Алданского блока.

Вторым крупным выходом фундамента на Сибирской платформе является, расположенный на севере Анабарский щит. В его строении принимают участие архейские гранулит-гнейсовые ареалы (Маганский и Далдынский террейны), раннепротерозойские комплексы континентальных окраин (Хапчанская террейн) и коллизионные зоны (Маганская, Котуйканская, Билляхская).

Маганский тоналит-трондъемито-гнейсовый террейн выделятся в западной части щита. Сложен биотитовыми, биотит-амфиболовыми ортогнейсами, присутствуют прослои метакарбонатов и кварцитов.

Далдынский эндербито-гнейсовый террейн занимает центральную часть щита. Ограничен с запада Котуйканской, а с востока Биляхской зонами меланжа и рассечен почти посередине Главным Анабарским разломом сдвиговой кинематики. Террейн сложен, в основном, первично извержеными эндербитами и основными кристаллическими сланцами, в меньшей степени развиты метаосадочные породы: кварциты, карбонатные отложения. Возраст протолита пород Далдынского террейна оценивается в 3.1 млрд лет. Гранулитовый метаморфизм и синхронные им деформации охватил породы субстрата обоих террейнов на уровне 2.8 млрд лет назад и сопровождался формированием чарнокит-эндербитовых ареалов.

Расположенный на востоке Хапчанский террейн сложен в основном раннепротерозойским метаморфизованными осадочными породами: известняками, доломитами, граувакками и мергелями. Такие породные ассоциации указывают на мелководные, шельфовые обстановки раннепротерозойской пассвиной континентальной окраины. Метаморфизм хапчанской серии достигает гранулитовой фации. Возраст метаморфизма оценивается в 2.0-1.9 млрд.лет, а модельный возраст протолита не древнее 2.4 млрд.лет. Архейские эндербиты и кристаллические сланцы основания террейна, аналогичные породам Далдынского блока обнажены очень фрагментарно.

Структура Котуйканской и Билляхской коллизионных зон, сшивающих описанные гранулит-гнейсовые террейны представлена серией субпараллельных разломов сдвигово-надвиговой кинематики. Внутри этих зоны в виде крупных тектонических отторженцев залегают блоки гранулитов, анортозитов, сопровождаемых пироксенитами с возрастом 2.1 млрд лет. Вмещающим матриксом являются разнообразные катаклазиты, бластомилониты амфиболитовой фации и сопровождающие их мигматиты и автохтонные граниты с возрастом 1.85-1.9 млрд лет.

Описанный выше хапчанский комплекс распространен и к востоку от Анабарского щита и снова выступает на поверхность в вершине Оленекского свода. Маганско-Далдынский комплекс по геофизическим данным простирается под чехлом платформы на запад вплоть до меридионального Саяно-Таймырского разлома, рассекающего весь Сибирский кратон вплоть до оз.Байкал. Западнее этого разлома в фундаменте выделяется Тунгусский мегаблок, породы которого обнажены вдоль юго-западной, присаянской периферии кратона. Фактически они участвуют в новейшей структуре Восточно-Саянского орогена (см. главу "Саяно-Енисейская складчато-покровная область"), но первично принадлежали фундаменту кратона. Общая структура фундамента Сибирского платформы изображена на рис.

Формированию осадочного чехла на Сибирской платформе, как и на Восточно-Европейской предшествовал этап вунтриконтинетального рифтогенеза. Рифейские авлакогены образуют в теле Сибирского кратона довольно сложную сеть. Они выклиниваются к центру кратона и, напротив, открываются в сторону периферических подвижных поясов. Наиболее ярко выражены системы рифейских грабенообразных впадин на севере платформы субмеридианального простирания: Уджинский, Маймечинский (Котуйский), Турухано-Норильский авлакогены. К девонскому периоду относится образование Вилюйской-Патомской системы грабенов. вытянутых в северо-восточном направлении в основании Вилюйской синеклизы.

Главные тектонические структуры чехла платформы хорошо видны на карте рельефа поверхности кристаллического фундамента (рис). В составе плитного комплекса принято выделять несколько структурных ярусов, отвечающих самостоятельным крупным тектоническим этапам его формирования: рифейский, венд-нижнепалеозойский, средне-позднепалеозойский, мезозой-кайнозойский. Каждый из них характеризуется своим структурным планом, особенностями состава слагающих осадочных и магматических комплексов.

Структурный план рифейского яруса плитного комплекса характеризуется наличием обширных плоских прогибов и поднятий, на фоне которых существовали более глубоки узкие грабеноообразные впадины и, таким образом, приурочен к авлакогенам. Особенно многочисленны они на северо-востоке платформы и заполнены характерной грабеновой фацией с локальными проявлениями щелочного вулканизма, которая вверх по разрезу постепенно сменяется мелководно-морскими песчано-глинистыми и карбонатными осадками. Особенностью рифейского этапа развития плитного комплекса Сибирской платформы, по сравнению с Восточно-Европейской является то, что осадконакопление не ограничивалось рифтовыми трогами, а распротранялось и за его пределы. Устойчиво приподняты в течении всего рифея оставался Алданский щит. На поверхность породы рифея выходят на восточном склоне Аданского щита, Анабарском массиве и Оленекском поднятиях в пределах Турухано-Игарской зоны дислокаций.

В конце рифея-венде периферические зоны кратона превратились в пассивные континентальные окраины новообразованных океанских бассейнов. Структурный план венд-нижнепалеозойского комплекса и перераспределение ареалов осадконакопления неразрывно связано с тектоническими событиями на окраинах континента, т.е. с формирование обрамляющих платформу подвижных поясов. Первые признаки перестройки, нарушения целостности южной (в современных координатах) окраины платформы относятся к венду. Они привели к появлению барьеров суши в Енисейском кряже и Западном Прибайкалье и выразились в угловых несогласиях в основании венда. Венд-кембрийское время характеризуется общим погружением платформы и соответственно широкой трансгрессией моря. Поднятие выросло лишь на месте Восточного Саяна. Оно было связано с формированием каледонского фронта складок Южной Сибири. Остальные окраины Сибири продолжали испытывать спокойное погружение. В основании разреза залегают базальные конгломераты, гравелиты, песчаники постепенно сменяющиеся мелководно морскими и лагунными терригенно-карбонатными и гипсово-доломитовыми осадками. Отложения ордовика согласно залегают на кембрии, но распространены менее значительно - погружение платформы в основном происходило в западной Олекмо-Тунгусской части платформы. Начиная с позднего ордовика и в силуре преобладали восходящие движения. Постепенное воздымание юго-восточной части плиты в течении ордовика и силура стало прообразом заложения будущей Тунгусской синеклизы. Для отложений этого периода времени характерно сочетание мелководных карбонатных (известняки, доломиты, мергели), в меньшей степени - терригенных (аргиллиты, граптолитовые сланцы, реже алевролиты), а также сульфатных пород. Постепенная регрессия моря и осушение центральной и юго-восточной части платформы к началу девона обусловлено столкновением и последующими деформациями, в пределах Байкальской складчатой области.

Новый этап в развитии плитного комплекса Сибирской платформы начался в девоне и связан с новым эпизодом континентального рифтогенеза и формированием Вилюйской системы авлакогенов на восточной окраине платформы. В результате этих процессов заложился огромный осадочный бассейн в Приверхоянье, прогибание которого продолжалось и на мезозойском этапе истории развития плиты. В результате на востоке платформы оформилась обширная Вилюйская синеклиза.

Как самостоятельный структурный комплекс Восточно-Сибирской плиты выделяют каменноугольные, пермские и триасовые отложения Тунгусской синеклизы. Формирование впадины на месте Тунгусской синеклизы связано c растяжением и утонением континентальной коры над обширной горячей точкой мантии. Основание разреза впадины представлено терригенными породами тунгусской серии, насыщенной пластами каменных углей. Вверх по разрезу - к поздней перми - угленосная серия сменяется туфогенными отложениями и далее мощной трапповой формацией поздней перми - раннего триаса, сформированной в результате функционирования крупнейшего плюма.

Из других проявлений внутриплитного магматизма на территории Сибирской платформы известны рифейские щелочно-ультраосновные массивы в районе Уджинского авлакогена, а также в пределах Алданского щита. Широко представлены трубки взрыва и дайки, выполненные алмазоносными кимберлитами. Внедрение кимберлитовых тел происходило в три главные эпохи: в конце девона, в триасе и в мелу и приурочены к строго определенным районам, главными из которых являются Тунгусско-Вилюйская седловина, краевая часть Оленекского поднятия, юго-восточный склон Анабарского массива.

Формирование мезозой-кайнозойского структурного яруса плиты связан с триасовым рифтообразованием, в Западной Сибири и Енисей-Хатангском прогибе, в результате которого началось опускание прилегающих краев платформы. В целом в конце мезозое в связи с формированием складчатых фронтов Верхоянской зоны и Таймыра, произошло постепенное осушение большей части платформы, и в течение кайнозоя платформа в, основном, являлась областью денудации.

Байкальская складчато-покровная область

Тектоническая структура Байкальской складчатой области выражается рядом продольных зон дугообразной формы. По аналогии с Уралом здесь можно выделить внешние зоны, генетически связанные с платформой и внутренние формирование которых обязано внутренним частям океанического бассейна.

Внешнюю часть слагает Байкало-Патомская складчатая зона (Патомское нагорье) сложенная осадочным платформенным чехлом начиная с низов рифея. Разрез имеет характерный для Сибири терригенно-карборнатный тип и представлен непрерывной последовательностью от низов рифея до кембрия, а местами даже до ордовика и силура, несогласно перекрывающей кристаллический фундамент. Наиболее распространенные рифейские отложения объединяются в патомскую серию состоящую из трех седиментационных циклов, каждый их которых начинается с конгломератов и заканчивается флишоидными отложениями с известняками и доломитами. В структурном плане зона представляет собой моноклиналь или осадочный клин, утолщающийся в сторону внутренней части дуги. В этом же направлении мелководные шельфовые фации осадков постепенно сменяются глубоководными флишеподобными (Бодайбинский прогиб). Наиболее ярким отличием осадочных комплексов Байкало-Патомской зоны от платформенного чехла Сибири является то, что породы внешней дуги смяты в серию линейных складок и опрокинуты в сторону платформы. Их более западными аналогами можно считать осадочные комплексы Прибайкальского прогиба. С внутренней стороны к Байкало-Патомской зоне примыкает Чуйско-Тонодская зона поднятий, представленная Чуйским, Тонодским и Нечерским поднятиями. Они представлены типичными для Сибирской платформы образованиями включающими серые гнейсы и гранит-зеленокаменные области. В целом Чуйско-Тонодская зона поднятий может рассматриваться в качестве области распространения выходов раннедокембрийского фундамента Сибирской платформы. В юго-западной части эта зона перекрывается субщелочными вулканитами Акитканского окраинно-континентального пояса сформированного в конце раннего протерозоя. Южнее зоны поднятий располагается Бодайбинский прогиб, переходящий к юго-западу в более узкий Мамский, выполненные мощной толщей терригенных пород с редкими горизонтами карбонатов в средней части разреза. Бодайбинской разрез представляют собой фациальный аналог патомской серии, отмечающий смену шельфа континентальным подножием. Таким образом, вся внешняя часть складчатой области в геодинамическом отношении представляет собой позднепротерозойско-раннепалеозойскую пассивную континентальную окраину Сибири.

Южнее Бодайбинско-Мамской зоны прогибов расположены внутренние части Байкальской складчатой области, занятые обширным Баргузинским (Ангаро-Витимский) полихронным гранитным батолитом. Батолит сложен гранодиоритами, биотитовыми и лейкократовыми гранитами. Имеющиеся К/Ar датировки дают возраст от 543 до 350 млн.лет. Геологические наблюдения показывают, что гранитоиды батолита прорывают фаунистически охарактеризованные нижне-среднекембрийские отложения а галька гранитоиидов находится в конгломератах верхнего кембрия ордовика. Вместе с тем например в провесах кровли батолита обнаружены породы с фауной ордовика., т.е. формирование гранитоидов или отдельных его частей возможно продолжалось и в ордовике. Имеются и более молодые датировки - 320-290 млн.лет. Формирование батолита в основном связывают с коллизионными процессами в обрамлении Сибирского континента. Баргузинский батолит почти полностью уничтожил первоначальную структуру складчатой области.

Наиболее важным отличием структуры внутренней части Байкальской складчатой области является отсутствие единого раннедокембрийского фундамента. Эти районы представляют собой коллаж террейнов, которые были аккретированы к Сибирскому кратону в конце докембрия и в палеозое. Северную, обращенная к Сибирской платформе область занимает Байкало-Муйская аккреционная зона. На севере этой зоны довольно хорошо распознается дуга докембрийских кристаллических (метаморфических) пород. На метаморфических толщах протерозоя залегают базальные конгломераты с галькой подстилающих пород, а выше располагаются полимиктовая обломочная толща, местами сменяющаяся известняками кембрия. Важным является отличие строения разреза позднедокембрийских-раннепалеозойских образований внутренних и внешних зон и соотношение одновозрастных толщ. Если в пределах платформенной области развит полный разрез верхнего рифея, венда и нижнего палеозоя, то для внутренних частей Байкальской области характерно отсутствие в разрезе практически всего рифея. Вместо флишевых фаций характерны прибрежные обломочные и шельфовые карбонатные фации в частности рифовые известняки. Наиболее древними образованиями этой зоны являются архейскей-раннепротерозойские гнейсы и гранитогнейсы Муйской глыбы. Глыба окружена со всех сторон офиолитами, которые продолжаются до Байкала и образуют пояс (Парамский океанический террейн). Офиолиты включают гипербазиты, габбро, базальты и глубоководные кремнисто-глинистые породы датируемые рифеем (1000-900 млн.лет). Наряду с офиолитами в пределах Байкало-Муйской складчатой зоны широко представлены вулканиты известково-щелочной серии. В целом пояс вулканитов Байкало-Муйской зоны можно рассматривать в качестве рифейской энсиматической островной дуги (Килянский островодужный террейн). Точное время заложения этой дуги неизвестно, а заключительным этапом ее развития было становление габброидов и гранитоидов муйского комплекса, который датируется интервалом 880-700 млн.лет. Аккреция островной дуги к Сибирскому континенту произошла, вероятно, на рубеже рифея - венда, после чего в позднем венде и кембрии в пределах этой территории происходило накопление терригенных и карбонатных осадков платформенного типа. С офиолитами и островодужными комплексами тесно ассоциируют вулканогенно-обломочные, олистостромовые комплексы рифея, формирование которых, вероятно, происходило в условиях задуговых или перддуговых бассейнов Байкало-Муйской островодужной системы. В Северо-Байкальском районе эти толщи слагают Олокитский прогиб, на востоке пояса - Делюн-Уранский.