Платформенные области. Начало мезозойской эры ознаменовалось существенной перестройкой структурного плана Земли, наиболее важным моментом

ПАЛЕОТЕКТОНИКА

Начало мезозойской эры ознаменовалось существенной перестройкой структурного плана Земли, наиболее важным моментом, которой был распад суперконтинента Пангеи-2, начавшийся в позднем триасе и приведший к перемещению крупных материковых глыб континентальной земной коры, образованию современных океанов и формированию нынешнего облика рельефа Земли. В триасовый период Лавразия и Гондвана еще оставались приподнятыми и характеризовались континентальными обстановками, но с ранней юры раскрывалась Центральная, а с раннего мела и Южная Атлантика и, кроме того, формировался Индийский океан, что сразу же привело к обособлению Африки, Австралии и Индостана. С раннего кайнозоя Австралия отделилась от Антарктиды, и произошел полный распад Гондванского суперконтинента. В это же время Северная Америка начала удаляться от Евразии, в связи, с чем образовались северная часть Атлантического океана и Северный Ледовитый океан, ознаменовавшие раскол Лавразийского суперконтинента. В начале юрского периода испытывали опускания Восточно-Европейская и Северо-Американская платформы, а также эпипалеозойские плиты - Скифская, Туранская, Западно-Сибирская и др., в том числе и северная часть Африки с начала мела.

Следовательно, на смену теократической эпохе позднего палеозоя пришла талассократическая, а с кайнозойского периода вновь начались поднятия. В мезозойское время многие платформы были охвачены исключительно мощным базальтовым трапповым магматизмом, объем продуктов которого составил многие миллионы кубических километров. Образование океанов за счет спрединга вызвало рост срединно-океанских хребтов, благодаря которому уровень океана повысился, что привело к трансгрессиям моря в пределы платформ. Среди подвижных поясов важнейшая роль принадлежит Средиземноморскому, где эволюционировал океан Неотетис, и Тихоокеанскому поясам.

Развитие в мезозойскую и кайнозойскую эры древних платформ, а также вновь образованных молодых эпипалеозойских плит было тесно связано с жизнью разделявших их подвижных поясов, как это происходило и в более ранние этапы эволюции Земли. Рассмотрим развитие древних платформ на примере Восточно-Европейской и Сибирской.

Восточно-Европейская платформа в триасовый период испытывала развитие, унаследованное с позднего палеозоя, и в целом характеризовалась поднятием. В раннем триасе осадконакопление происходило лишь местами и на большей части платформы в континентальных условиях формировались пестроцветные толщи пород, сложенные глинами, озерными мергелями и известняками, песчаниками. Обломочный материал приносился в плоские впадины реками, стекавшими с разрушавшихся Палеоуральских гор, с Украинского и Балтийского щитов, с Воронежской и Волго-Уральской антеклиз. В среднем триасе практически вся платформа была охвачена поднятием, а верхнетриасовые глинистые отложения с прослоями песчаников развиты лишь в Днепрово-Донецкой впадине и на крайнем западе платформы. И только Прикаспийская впадина характеризуется мощным более 2 км разрезом триаса, среди континентальных отложений которого присутствуют и морские прослои глин с известняками, включающими фауну аммонитов и свидетельствующую о периодическом вторжении моря с юга. В триасовый период климат был аридным, о чем говорит красная, бурая, оранжевая окраска пород, и только в позднем триасе он стал более влажным - гумидным.

Поднятия, охватившие платформу в триасе, господствовали и в раннеюрскую эпоху, но в средней юре произошла перестройка структурного плана и развивалась трансгрессия с общим эвстатическим повышением уровня океана, достигшая максимума в середине позднеюрской эпохи, когда образовался широкий субмеридиональный прогиб, соединявший Южные и Арктические моря.

В этом прогибе накапливались мелководно-морские глинисто-песчаные отложения, с глауконитовыми песками и прослоями фосфоритовых желваков, местами образующих промышленные скопления. Кое-где в застойных котловинах образовались сапропелиты, из которых впоследствии сформировались залежи горючих сланцев. Кроме морских отложений в некоторых районах известны и континентальные - озерные, речные пески и глины, мергели и т.д. Мощность юрских отложений, как правило, невелика и составляет 150-250 м, и только в Прикаспийской впадине она достигает 3 км, что говорит о непрерывном, устойчивом погружении этой впадины. Самое большое разнообразие фациальных обстановок, а следовательно, и отложений наблюдается в ранневолжский век поздней юры. В юрский период господствовал влажный и жаркий климат и только на юго-западе Русской плиты он был аридным.

Отложения меловой системы распространены на Русской плите очень широко, причем в конце раннего мела вновь произошла перестройка структурного плана. Нижнемеловые отложения пространственно и литологически тесно связаны с верхнеюрскими, представлены песчано-глинистыми породами и распространены меридиональной полосой от Прикаспия до Тимано-Печорской плиты. Континентальные отложения нижнего мела развиты в Польско-Литовской и Украинской, а морские альбские - в Причерноморской впадинах. Мощность этих отложений не превышает первых сотен метров, достигая 800 м лишь в Прикаспийской впадине, где они представлены континентальными и морскими пестроцветными песчано-глинистыми породами.

Верхнемеловые отложения широко распространены только в южной половине Русской плиты и повсеместно представлены карбонатными породами: известняками, мергелями, белым писчим мелом. Реже встречаются терригенные породы с глауконитовыми песками и желваками фосфоритов, развитыми в сеноманском ярусе. Эти фосфориты разрабатываются в районах Курска и Брянска. Мощность наиболее полных разрезов отложений верхнего мела, например, в Прикаспийской впадине достигает 1 км.

Таким образом, в мезозойскую эру на месте Восточно-Русской впадины, существовавшей в позднем палеозое, возникло устойчивое поднятие, как и в полосе от Воронежа на юг, до края плиты. Во второй половине мезозоя основные области опускания тяготели к южной половине Восточно-Европейской платформы, поблизости от которой активно развивался Альпийский подвижный пояс.

В конце позднего мела вся Восточно-Европейская платформа была охвачена поднятием, за исключением устойчиво прогибавшейся Прикаспийской впадины, а также Украинской.

В течение кайнозойского времени поднятия разрастались, охватив всю Восточно-Европейскую платформу. Кайнозойские отложения развиты только в южной субширотной полосе платформы, причем северная граница распространения неогена располагается южнее, чем палеогена.

Отложения палеогеновой системы развиты в Прикаспийской, Ульяновско-Саратовской, Причерноморской и Украинской впадинах, кроме того, и в пределах Украинского щита, который в этот период испытывал слабые опускания. Мощность палеогеновых отложений составляет первые десятки метров, достигая 1-1,3 км только в Прикаспийской впадине. Палеогеновые отложения представлены песчано-глинистыми, реже карбонатными породами, а также опоками, диатомитами, трепелами. Преобладают фации мелководного моря, но встречаются озерные и аллювиальные континентальные образования. Распространены прибрежно-морские, фациально-изменчивые отложения, накапливавшиеся в условиях регрессии морского бассейна. В низах разреза олигоцена в районе Никополя важное значение имеет марганцевое месторождение, сформировавшееся в прибрежных условиях.

В неогеновый период поднятия продолжали разрастаться, в связи, с чем области осадконакопления оттеснились еще южнее и осадки неогенового возраста известны только на западе и юге плиты. В среднем миоцене уровень моря повысился, так как Черноморский бассейн соединился со Средиземноморским, что привело к трансгрессии моря на платформу и формированию мелководных глин, песков, известняков, а местами, в лагунных обстановках, гипсов и ангидритов. В Западной Украине формировались небольшие рифовые массивы, сложенные мшанками и сейчас хорошо выраженные в рельефе. Характерные отложения верхнего миоцена распространены на юго-западе платформы, где они представлены толщей до 250 м известняков-ракушечников, мергелей, песков и глин. Эти образования сарматского яруса накопились в огромном опресненном море-озере. Вследствие неоднократных смен трансгрессий регрессиями в миоценовую эпоху сформировались отложения, обладающие сложной фациальной изменчивостью и накапливавшиеся в мелководных бассейнах, соленость которых неоднократно менялась.

Отложения верхнего отдела неогеновой системы - плиоцена развиты лишь узкой полосой в Причерноморской и более широкой в Прикаспийской впадинах. Черное море в плиоцене не соединялось со Средиземным, и только в позднем плиоцене образовавшиеся грабены позволили водам двух морей соединиться. На протяжении миоцена и раннего плиоцена Черное и Каспийское моря смыкались, и существовал единый Понто-Каспийский бассейн, распавшийся на два изолированных в конце понтического века. Для понтического яруса характерны желтые известняки-ракушечники, издавна служившие строительным материалом в южных районах страны. В конце раннего плиоцена Каспийский бассейн, будучи изолированным, от Черноморского, резко сократился в размерах, и понижение базиса эрозии вызвало врезание рек и вымирание понтической фауны. В среднем плиоцене началось восстановление контура бассейна, а в позднем плиоцене в акчагыльский век развилась обширная трансгрессия, достигшая Казани и Уфы в долинах Волги и Камы и проникшая вверх по долинам Дона и Днепра. Акчагыльские отложения представлены песками, глинами, мергелями, галечниками и не превышают 200 м. Новая трансгрессия в апшеронском веке была уже гораздо слабее и морские отложения известны лишь в районе Саратова, Уральска и др. Песчано-глинистые отложения апшеронского яруса в Прикаспийской впадине достигают мощности 0,5 км.

В конце позднего плиоцена вся Восточно-Европейская платформа вышла из-под уровня моря и испытывала медленное поднятие. Покров четвертичных отложений представлен различными генетическими типами: ледниковыми, аллювиальными, редко морскими. Важное значение принадлежит ледниковым образованиям, покрывшим северную и центральную части платформы в результате трех покровных оледенений, которые будут описаны ниже.

Сибирская платформа отличается в развитии от Восточно-Европейской и вследствие близости к Тихоокеанскому подвижному поясу в ее истории выделяются другие комплексы отложений и этапы. Так, обособляется среднекаменноугольный - среднетриасовый комплекс, знаменующий собой не только перестройку структурного плана, но и перелом в характере осадконакопления. В западной половине платформы в позднем палеозое начала формироваться обширная Тунгусская синеклиза, в то время как остальная часть платформы испытывала поднятие. В течение указанного времени накапливались мощные толщи континентальных угленосных и вулканогенных отложений, подразделяемые на нижнюю - продуктивную и верхнюю - вулканогенную толщи. Первая из них сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами, прослоями конгломератов, редко базальтовыми туфами, мощностью до 1 км. Важной особенностью этой толщи является примесь углистого вещества по всему разрезу и наличие многочисленных пластов угля, формировавшихся в обстановке заболоченных аллювиальных и озерных равнин. Наиболее сильное углеобразование происходило в поздней перми.

В раннем триасе начинают формироваться совершенно другие образования, связанные с активностью многочисленных эксплозивных вулканов, приуроченных к системам разломов и поставляющих огромные массы базальтовых туфов, пеплов и туфобрекчий до 1 км (рис. 22.4). В дальнейшем эксплозивные извержения сменились эффузивными, продукты которых - потоки недифференцированных базальтов, мощностью от 1-2 до 15-20 м, сформировали в центральных и северных частях Тунгусской синеклизы толщу до 3 км. Базальты были жидкими и растекались из трещин на большие расстояния. Пирокластические и эффузивные продукты относятся к траппам - низкокалиевым базальтам и андезито-базальтам.

Характернейшим элементом трапповой формации являются силлы, располагающиеся полосами вдоль краевых частей Тунгусской синеклизы, где имели место глубокие разломы земной коры и зоны наибольшего растяжения. Силлы сильнее всего «насыщают» пермские и триасовые отложения и при выветривании образуют ступенчатый – «лестничный» рельеф (слово «трапп» на шведском языке и означает «лестница»). Иногда мощность силлов достигает первых сотен метров, но чаще - первых десятков. Кроме силлов развиты дайки, штоки, лакколиты.

На западном склоне Анабарского массива в это же время происходили излияния и внедрения щелочных базальтов и ультраосновных щелочных пород.

Таким образом, мощная магматическая деятельность начала мезозойской эры, давшая более 1 млн. км материала, проходила как бы в три этапа: 1) эксплозивные извержения; 2) излияния базальтовых лав; 3) внедрение пластовых интрузивов - силлов.

В позднем палеозое и раннем мезозое в пределах Сибирской платформы формировались трубки взрыва, сложенные эффузивными брекчиями - кимберлитами, в которых содержатся алмазы. Эти брекчии представляют собой результат глубинных взрывов ультраосновных щелочных магм. Трубки взрыва в плане обладают округлой или изометричной формой диаметром около 100 м, воронкообразным сечением и вертикальной ориентировкой. Первая алмазоносная трубка взрыва «Зарница» была открыта в 1954 г. В настоящее время известно более 200 трубок взрыва. Установлено три главные эпохи их образования: раннекаменноугольная, средне-позднетриасовая, раннемеловая. К позднему триасу в современных контурах сформировалась Тунгусская синеклиза. Опускания происходили и на крайнем северо-востоке платформы в Лено-Анабарском прогибе, где известны морские терригенные отложения триаса до 1 км мощностью.

На рубеже триасового и юрского периодов на Сибирской платформе произошло новое резкое изменение структурного плана, выразившееся в перераспределении областей поднятий и прогибаний. Море трансгрессировало с севера, поэтому в Лено-Анабарском прогибе развит наиболее полный разрез морской терригенной юры до 1 км, а южнее морские отложения начинают чередоваться с континентальными. Максимальным проникновение моря к югу было в конце ранней юры, когда оно достигло восточных районов плоского субширотного Ангаро-Вилюйского прогиба. В дальнейшем морской бассейн регрессировал, поэтому в разрезах чередуются морские, прибрежные и континентальные песчано-глинистые отложения. Верхнеюрские отложения на большей части территории представлены континентальными угленосными песчаными толщами до 1 км в центре Вилюйской синеклизы, образующими огромный Ленский угленосный бассейн, по запасам угля стоящий на одном из первых мест в мире. Фациально-изменчивые юрские толщи достигают мощности в 2 км во внутренних зонах Вилюйской синеклизы. На остальном пространстве Сибирской платформы осадконакопление отсутствовало, но на Алданском щите в ряде впадин - Чульманской, Токийской и других - формировалась мощная (до 4,5 км) угленосная толща юрских и, в меньшей степени, меловых отложений, образующих Южно-Якутский угленосный бассейн. На западе и юго-западе платформы, в Иркутской, Канской и других впадинах также формировались континентальные песчано-глинистые породы до 1,5 км мощностью. Климат юрского периода был влажным и теплым.

В меловой период осадконакопление происходило лишь в Предверхоянском, Лено-Анабарском прогибах и в Вилюйской синеклизе. Морские терригенные отложения развиты в центральных частях прогибов, а к краям они замещаются прибрежно-морскими и континентальными. Для нижнемеловых отложений еще характерна угленосность, но в верхнемеловых она уже практически отсутствует. В Вилюйской синеклизе мощности меловых отложений составляют 2-3 км, в других местах - намного меньше. В конце позднего мела, в кампанский век, море покинуло Сибирскую платформу, и вся она представляла невысокую, слабо расчлененную равнину. Однако и в юрское, и в меловое время на Алданском щите и в Становом блоке проявлялся разнообразный магматизм как в вулканической, так и в интрузивной форме. Извергались кислые и щелочные лавы и туфы, внедрялись интрузивы щелочных гранитов.

В кайнозойскую эру Сибирская платформа испытывала слабые поднятия. Тектоническая активность существенно возросла в неоген-четвертичное время, когда сформировался современный расчлененный и возвышенный рельеф. Отложения палеогеновой и неогеновой систем развиты лишь локально в Келинской впадине, на востоке Вилюйской синеклизы, где образовалась толща гравелитов и песков с пластами лигнитовых углей общей мощностью до 0,4 км. В разных местах платформы известны палеоцен эоценовые коры выветривания, сохранившиеся на водоразделах и достигающие мощности 60 м. Местами с корой выветривания связаны бокситы. В начале палеогена на севере Сибирской платформы, в районе Анабарского массива образовался Попигайский метеоритный кратер - астроблема, диаметром около 100 км по внешнему кольцу и с 75-километровым внутренним кольцевым валом. Внутренняя часть астроблемы сложена брекчией раздробленных вмещающих пород, подвергнувшихся ударному метаморфизму и местному плавлению. Развиты импактиты (англ. «импакт» - удар) - туфоподобные и стекловатые породы, слагающие покровы и дайки, являющиеся результатом мгновенного расплавления гнейсов и кристаллических сланцев. Судя по строению минералов, взрывное давление было примерно 3*1010 -5*1010 Па (300-500кбар), а температура - выше +1500^oС.

Как и Восточно-Европейская, Сибирская платформа в четвертичное время подверглась оледенениям, которых было, по меньшей мере два - в среднем и позднем плейстоцене. В южной внеледниковой зоне платформы образовывались аллювиальные отложения, слагающие комплексы террас. В настоящее время Сибирская платформа по сравнению с Восточно-Европейской отличается более высоким и расчлененным рельефом. В ее пределах существуют даже горы высотой в 2 км и более.

Дата добавления: 2013-12-13