Верхний этаж платформенного чехла (венд - кайнозой)

В первой половине венда происходит перестройка структурного плана выразившаяся в отмирании авлакогенов, местами их деформации и возникновении обширных пологих впадин — первых синеклиз. В истории формирования верхнего этажа платформенного чехла намечается несколько рубежей, которые характеризовались сменой структурного плана и набора формаций. Выделяют три основных комплекса:

1) вендско-нижнедевонский;

2)среднедевонскии-верхнетриасовый;

3) нижнеюрский — кайнозойский.

Время формирования этих комплексов в целом отвечает каледонскому, герцинскому и альпийскому этапам развития, а рубежи между ними, в течение которых происходила смена структурного плана, — соответствующим эпохам складчатости.

Вендско-нижнедевонский комплекс.

События, которые развивались на Русской платформе в первой половине палеозоя, в значительной мере обусловлены процессами, происходившими в Рюгенско-Поморской геосинклинальной области Грампианской геосинклинали (каледониды). Прогибание последней сопровождалось прогибанием значительной северо-западной части платформы, где в кембрии, ордовике и силуре развивались трансгрессии, приходившие из Грампианской области. Когда же к концу силурийского периода в Грампианской области поднялись складчатые горные сооружения, Русская платформа также испытала общее поднятие, и ее северо-западная часть полностью освободилась от моря. В последующее время это была область устойчивых поднятий, и осадконакопление здесь если и происходило, то, как правило, в континентальных или лагунных условиях. В раннем девоне на западе платформы начал опускаться Львовско-Люблянский прогиб и Балтийская синеклиза. На территорию Беларуси прогибание не распространилось.

Балтийско-Приднестровская зона перикратонных^* опусканий каледонского этапа включат в себя следующие структуры II порядка: Балтийскую синеклизу, Мазурский выступ Белорусской антеклизы, Подлясско-Брестскую впадину, Луковско-Ратновский горст, Волынскую впадину и др.

Вендские отложения широко распространены на Восточно-Европейской платформе. Вендские отложения на Русской плите представлены терригенными породами: конгломератами, гравелитами песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Реже встречаются карбонатные породы: мергели, известняки и доломиты. Песчаники и алевролиты окрашены в зеленые, зеленовато-серые, черные, красно-бурые, розовые цвета.

В первую половину раннего венда структурный план плиты напоминал позднерифейский и отложения накапливались в пределах авлакогенов, занимая только несколько большую площадь и слагая вытянутые или изометричные прогибы. В середине раннего венда условия осадконакопления и структурный план начали изменяться. Узкие прогибы стали расширяться, отложения как бы «выплескивались» за их рамки и во вторую половину раннего венда преимущественное развитие получили обширные впадины. На северо-западе платформы возникает субширотный Балтийский прогиб, ограниченный с востока Латвийской седловиной. В западном и юго-западном районах платформы образовался обширный прогиб, состоящий из целого ряда впадин, разделенных поднятиями. Восточные районы платформы, примыкающие к Уралу, испытывали погружение. Остальная территория платформы была приподнята. На севере существовал Балтийский щит, распространявшийся в то время далеко к югу, в Беларусь. На юге располагался Украинско-Воронежский щит. Во второй половине раннего венда произошло резкое похолодание климата, о чем свидетельствуют тиллиты в вендских отложениях ряда районов, которые затем сменились пестро- и красноцветными карбонатно-терригенными осадками.

В позднем венде области осадконакопления еще больше расширились и отложения уже сплошным чехлом покрывают значительные пространства платформы (рис. 1.6). Начинают формироваться огромные пологие прогибы - синеклизы. Верхняя часть вендских отложений представлена преимущественно терригенными сероцветными породами: песчаниками алевролитами, глинами, аргиллитами и т. д. мощностью до десятков метров. Все эти отложения тесно связаны с осадками нижнего кембрия.

Важной особенностью вендских отложений является присутствие в них вулканических пород. В Брестской и Львовской впадинах и на Волыни широко развиты базальтовые покровы, реже пласты базальтовых туфов. В отложениях верхнего венда во многих местах обнаружены выдержанные горизонты базальтовых туфов и пеплов, свидетельствующие об эксплозивной вулканической деятельности.

Мощность вендских отложений обычно составляет первые сотни метров, и только в восточных районах платформы достигает 400—500 м.

Отложения кембрийской системы представлены главным образом нижним отделом.

Отложения нижнего кембрия распространены в Балтийской синеклизе, которая в раннем кембрии раскрывалась далеко к западу, отделив структуры Балтийского щита от структур Белорусского поднятия. Обнажения кембрия имеются только в районе так называемого глинта⁶ (обрыв южного побережья Финского залива), но под покровом более молодых образований они прослежены бурением и восточнее, вплоть до Тимана. Другая область развития кембрийских отложений на поверхности — район Днестровского прогиба (рис. 1.6).

Нижнекембрийскне отложения представлены морскими фациями мелкого эпиконтинентального моря нормальной солености. Наиболее характерный разрез кембрия обнажен в крутом обрыве южного побережья Финского залива, где выше ламинаритовых слоев верхнего венда согласно залегают надламинаритовые песчаники, относящиеся уже к кембрию. Они согласно

Рисунок 1.6 ­ Основные структуры Восточно-Европейской платформы на каледонском этапе развития (по М. В. Муратову): 1 — области устойчивых поднятий. Прогибы: 2 — в позднем венде; 3 — в кембрийском периоде-4 — в ордовикском периоде; 5 — в силурийском периоде; 6 — окружающие платформу геосинклинали; 7 — проявления базальтового вулканизма в вендское время; 8 — суммарная мощность отложений, км; 9 — грабены; 10 — слабые складчатые деформации. I — Балтийский прогиб; II — Днестровский прогиб

сменяются толщей так называемых «синих глин». Выше залегают эофитоновые пески, песчаники и слоистые глины с остатками водорослей Eophyton.

Разрез нижнего кембрия заканчивается серыми косослоистыми песками и песчаниками с прослоями глин. Мощность нижнекембрийских отложений, вскрытых скважинами в Балтийском прогибе, не превышает 500 м.

Таким образом, в кембрийский период мелководное море существовало только на западе платформы, и то преимущественно в раннюю эпоху этого периода. Но Балтийский прогиб расширялся в западном направлении в сторону Литвы, Калининграда и Балтийского моря, где мощность кембрийских

отложений увеличивается. Морские условия существовали и в Днестровском прогибе, тогда как вся остальная территория платформы была приподнятой сушей. Следовательно, имели место резкое сокращение морского бассейна к концу раннего — началу среднего кембрия и перерыв в осадконакоплении, приходящийся на средний и частично на поздний кембрий. Несмотря на поднятия, имевшие место в позднем кембрии, в ордовикский и силурийский периоды структурный план сохранился почти без изменений.

В начале ордовикского периода в пределах широтного Балтийского прогиба вновь происходят опускания и с запада море трансгрессирует на восток, распространяясь примерно до меридиана Ярославля, а на юге — до широты Вильнюса. Морские условия существовали и в Днестровском прогибе. В Прибалтике ордовик представлен морскими терригенными отложениями в нижней части, терригенно-карбонатными в средней и карбонатными — в верхней. В них встречается исключительно богатая и разнообразная фауна трилобитов, граптолитов, кораллов, табулят, брахиопод, мшанок и других организмов, существовавших в условиях теплого мелкого моря. Наиболее полные разрезы ордовика описаны в северном борту Балтийского прогиба в Эстонии, где выделяются все ярусы этой системы. Мощность отложений ордовика не превышает 0,3 км.

На юго-западе, в Днестровском прогибе, разрез ордовика представлен маломощной (первые десятки метров) толщей глауконитовых песчаников и известняков. Вся остальная территория платформы в ордовикский период была приподнятой.

В силурийском периоде на западе платформы продолжал существовать Балтийский прогиб, еще более сократившийся в своих размерах (рис. 5). Восточнее поперечного поднятия (Латвийской седловины) море не проникало. На юго-западе силурийские отложения известны также в Приднестровье. Они представлены исключительно карбонатными и карбонатно-глинистыми породами: известняками различной окраски, тонкослоистыми мергелями, реже глинами, в которых встречена обильная и разнообразная фауна. Мощность силурийских отложений в Эстонии не превышает 0,1 км, но к западу увеличивается (в Северной Польше — более 2,5 км). В Подолии и в районе Львова мощность силура достигает 0,5—0,7 км. Судя по одинаковому характеру фауны в Балтийском и Днестровском прогибах, эти морские бассейны соединялись где-то северо-западнее, на территории Польши.

В силуре преобладают отложения открытого мелководного моря, и только по восточным окраинам морского бассейна были развиты прибрежные фации. С течением времени область поднятий, охватившая большую часть платформы, расширилась и море, отступив к западу в позднем силуре, почти полностью покинуло ее пределы.

В течение раннего девона Русская плита характеризовалась высоким стоянием, незначительно прогибались лишь ее крайние западные и восточные районы, где встречаются маломощные отложения этого возраста.

Выводы. Таким образом, в течение венда, кембрия, ордовика, силура и раннего девона в пределах Восточно-Европейской платформы в целом господствовали поднятия, которые, начиная с кембрия, постепенно захватывали все большую площадь. Опускания наиболее устойчиво проявлялись в западной части платформы, в Балтийском и Приднестровском прогибах. В позднем силуре — раннем девоне в Прибалтике произошло образование взбросов, кое-где грабенов, и возникли платформенные инверсионные поднятия, ориентированные в субширотном направлении. В это время, которое отвечает каледонской эпохе развития окружавших платформу геосинклинальных областей, климат был жарким или теплым, что наряду с мелководными морскими бассейнами способствовало развитию обильной и разнообразной фауны.

Среднедевонский-верхнетриасовый комплекс.

В среднедевонскую эпоху начинает формироваться новый структурный план, сохранившийся в общих чертах почти до конца палеозоя и характеризовавший герцинский этап развития платформы, в течение которого преобладали погружения, особенно в восточной ее половине.

В позднем палеозое Русская платформа развивалась в тесной связи с Уральской геосинклинальной областью. Прогибание последней сопровождалось значительным прогибанием прежде всего восточной части платформы, и здесь, раньше чем в других областях платформы развивались широкие трансгрессии и происходило интенсивное осадконакопление (рис. 1.7; 1.8). Когда же в конце палеозоя в Уральской геосинклинальной области поднялись горные складчатые сооружения, Русская платформа также испытала поднятие.

В раннем девоне платформа, поднявшаяся в конце каледонского тектогенеза, еще остается континентом. Ясно выраженное опускание платформы начинается с эйфельского века. Оно охватывает восточную половину платформы, здесь развивается большая трансгрессия. Это море оставило на востоке платформы толщи битуминозных известняков ­ нефтепроизводящие толщи Волго-Уральской нефтеносной провинции. В центральных частях оно было более мелководное, здесь распространены не карбонатные, а обломочные отложения. На западе же развиты преимущественно континентальные красноцветные и лагунные гипсоносные отложения. В конце девона море осталось лишь на юго-востоке платформы (рис. 1.8).

Тектонические движения в это время отличались значительной дифференцированностью (рис. 1.7). Балтийский щит испытывал восходящие движения. На юге платформы в среднем девоне образовался Днепровско-Донецкий авлакоген, расчленивший Сарматский щит на юго-западную половину (Украинский щит) и северо-восточную (Воронежскую антеклизу). Максимальные погружения испытывали Прикаспийская синеклиза, Днепровско-Донецкий, Припятский и Днестровский прогибы. Северо-восточная часть Сарматского щита — в очертаниях современной Волго-Уральской антеклизы вместе с Московской синеклизой — также была охвачена опусканием. Энергично прогибалась и западная часть платформы.

Девонские отложения распространены на Русской плите очень широко, обнажаясь на поверхности в Прибалтике и Беларуси (Главное девонское поле), на северных склонах Воронежской антеклизы (Центральное девонское поле), вдоль юго-восточной окраины Балтийского щита, в Приднестровье и вдоль южных окраин Донбасса. В остальных местах девон под покровом более молодых отложений выполняет Днепровско-Донецкий прогиб, Московскую синеклизу, впадины западных районов плиты, повсеместно развит в пределах Волго-Уральской антеклизы. Девон чрезвычайно разнообразен в фациальном отношении, а максимальные мощности отложений превышают 2 км.

Начиная с эйфельского и особенно живетского веков среднего девона палеогеографическая обстановка резко изменилась, значительные пространства Русской плиты стали испытывать погружения. Поскольку трансгрессии в основном распространялись с востока на запад, то в восточных районах преобладают фации открытого моря, а в западных — лагунные и лагунно-континентальные (рис. 1.8).

В районе Главного девонского поля присутствуют отложения эйфельского, живетского, франского и фаменского ярусов. Отложения эйфельского и живетского ярусов с размывом залегают на более древних породах и представлены красноцветной толщей песчаников и глин, а в средней части — мергелей и известняков с линзами соли. Большая часть франского яруса слагается известняками, доломитами и мергелями. Верхи франского и весь фаменский ярусы представлены песчано-глинистыми, местами пестроцветными отложениями.

В Центральном девонском поле непосредственно на породах фундамента залегают эйфельские песчано-глинисто-карбонатные отложения. Выше располагаются маломощные глинисто-карбонатные отложения живетского

яруса, сменяющиеся франскими пестроцветными галечниками, песчаниками, глинами. Верхняя часть франского и весь фаменский ярусы представлены карбонатной толщей известняков, реже мергелей с тонкими глинистыми прослоями. Общая мощность девона в Центральном поле достигает 0,5 км.

Восточнее, в Волго-Уральской области, разрез средне-верхнедевонских отложений в целом отличается от вышеописанных более глубоководными, чисто морскими фациями. Отложения живетского яруса, залегающие с размывом на маломощных эйфельских отложениях, представлены в основном

Рисунок 1­7 ­ Основные структуры Восточно-Европейской платформы на герцинском этапе развития (по М. В. Муратову): 1 — области устойчивых поднятий, 2 — области умеренных и слабых опусканий; 3 — области энергичных опусканий; 4 — геосинклинали; 5 — каледониды; 6 — проявления девонского вулканизма; 7 — суммарная мощность отложений, км; 8 — грабены; 9 — слабые складчатые деформации. I — Польско-Литовская синеклиза; II — Львовская впадина; III — Днепровско-Донецкий прогиб; IV — Московская синеклиза; V — Восточно-Русская впадина; VI — Прикаспийская синеклиза

темными битуминозными глинистыми известняками. Залегающие выше франские отложения в низах слагаются песками, глинами и песчаниками, часто насыщенными нефтью. Фаменский ярус сложен доломитами, реже мергелями и известняками.

Рисунок 1.8 ­ Стратиграфические колонки, отражающие особенности осадконакопления на Восточно-Европейской платформе в девонском периоде (по В.М. Подобиной)

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. 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 Днепровско-Донецкого авлакогена сопровождалось вулканизмом. Так, в районе Брагинско-Лоевской седловины скважинами вскрыты оливиновые и щелочные базальты, трахиты и их туфы, около 1,8 км мощностью. Проявление щелочного базальтового вулканизма имело место и в северо-восточной части Припятского прогиба. Франский век — это время раздробления фундамента авлакогена.

Вулканиты верхнего девона известны и по южным окраинам Донбасса. 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).

Выводы. 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 поднятий. В эйфельское время происходили локальные опускания. Начавшаяся 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 трапповым 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. Тиман испытывал относительное поднятие. На юго-востоке платформы продолжала прогибаться Прикаспийская впадина.

Каменноугольные отложения центральных районов Русской плиты характеризуются преимущественно карбонатными породами, лишь в нижнем визе встречаются угленосные, а в низах московского яруса – 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.

Выводы. 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. 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. На западе Русской плиты пермь известна в Польско-Литовской и в Днепровско-Донецкой впадинах.

Пермский период на Восточно-Европейской платформе характеризовался сложной палеогеографической обстановкой, частой миграцией мелководных морских бассейнов сначала нормальной солености, затем солоноватоводных, и, наконец, преобладанием континентальных условий в конце поздней перми, когда почти вся платформа вышла из-под уровня моря и лишь на востоке и юго-востоке осадконакопление еще продолжалось. Пермские, особенно верхнепермские, отложения находятся в тесной связи с молассами^* Предуральского краевого прогиба.

Нижний отдел пермской системы литологически резко отличается от верхнего и представлен преимущественно карбонатными породами, в верхах разреза сильно загипсованными. Мощность нижнепермских отложений не выходит за пределы первых сотен метров и возрастает лишь на восток.

Верхняя пермь повсеместно слагается терригенными породами, лишь в северо-восточных районах казанский ярус представлен известняками и доломитами. Мощность верхнепермских отложений также составляет первые сотни метров, но резко возрастает на востоке и в Прикаспийской впадине.

Климат пермского периода был жарким, временами субтропическим, но в целом характеризовался значительной сухостью. На севере преобладали условия гумидного климата умеренных широт.

В пермское время имело место проявление магматизма на Кольском полуострове, где формировались сложные массивы нефелиновых сиенитов — Хибинский и Ловозерский.

Отложения триасовой системы тесно связаны с отложениями татарского яруса верхней перми. Поднятия в конце перми вновь сменились опусканиями, но осадконакопление в раннем триасе происходило на значительно меньшей площади. Восточно-Русская впадина распалась на несколько изолированных впадин. Начала оформляться Волго-Уральская антеклиза. Отложения нижнего триаса залегают местами с размывом на более древних породах, шире всего они распространены на поверхности в северо-восточной части Московской синеклизы. Они развиты в Прикаспийской, Днепровско-Донецкой и в Польско-Литовской впадинах. Повсеместно, кроме Прикаспия, нижний триас представлен пестроцветными континентальными отложениями, сложенными песчаниками, глинами, мергелями, редко озерными известняками. Обломочный материал приносился с востока, с разрушающихся палеоуральских гор, а также с Балтийского и Украинского щитов и растущих Воронежской, Волго-Уральской и Белорусской антеклиз. Мощность пестроцветов на северо-востоке составляет 0,15 км, а в Днепровско-Донецкой впадине увеличивается до 0,6 км.

В среднем триасе почти вся территория платформы была охвачена поднятиями, кроме Прикаспийской впадины. Имеются данные о наличии отложений среднего триаса в Днепровско-Донецкой впадине.

Верхний триас в виде маломощных глинистых отложений с прослоями песчаников известен в Днепровско-Донецкой впадине и в Прибалтике.

Выводы. Главные особенности герцинского этапа развития Восточно-Европейской платформы заключаются в следующем.

1. Длительность герцинского этапа составляет примерно 150 млн. лет и охватывает время от среднего девона до позднего триаса включительно.

2. Суммарная мощность отложений колеблется от 0,2—0,3 до 10 км

и более (в Прикаспийской впадине).

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

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

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

6. В конце этапа была сформирована Русская плита в границах, близких к современным, и сформированы основные структуры.

7. 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.

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

Поиск по сайту: