Лекции по "Геологии России и ближайшего зарубежья"

В Усть- Енисейско-Хатангской впадине, отделяющей Сибирскую платформу от складчатого сооружения Таймыра, под маломощными четвертичными осадками залегают мощные до 3-5км меловые и юрские отложения. Восточным продолжением Усть-Енисейско-Хатангской впадины служит Анабаро-Ленская впадина, в которой юрско-нижнемеловой комплекс несогласно залегает на пермо-триасовом.   

Лекция 6

Строение фундамента Сибирской платформы

и этапы его формирования

Отложения, слагающие фундамент Сибирской платформы, обнажаются на поверхности в районах Алданского щита, Анабарского массива и Оленекского поднятия.

Алдано-Становой щит сложен архейскими и нижнепротерозойскими метаморфическими и интрузивными образованиями. В строении щита выделяются два главных мегаблока – северный Алданский и южный Становой, которые разделяются зоной Северо-Станового глубинного разлома.

В разрезе Алданского мегаблока выделяют алданский комплекс архея мощностью 12-20 км. Комплекс сложен кварцитами, гнейсами, сланцами и имфиболитами. Возраст пород близок к 3,5 млрд лет. Более молодым является троговый комплекс, заполняющий гарбенообразные прогибы – авлакогены. Комплекс представлен вулканогенно-осадочными толщами мощностью 2-7 км. Формирование трогового комплекса в основном происходило в позднем архее 2,5-2,8 млрд лет.

В юго-западной части Алданского мегаблока на породах трогового комплекса и более древних толщах архея трансгрессивно залегает удоканский комплекс – 6-12 км, заполняющий широкий брахисинклинальный Кадаро-Удоканский прогиб. Комплекс сложен слабометаморфизованными терригенными отложениями – конгломератами, песчаниками, кварцитами, алевролитами, сланцами. Возраст пород 2-2,5 млрд лет. К более молодым, чем удоканский комплекс, нижнепротерозойским образованиям относятся улканская и белякчанская обломочно-вулканогенные серии, сложенные очень слабо метаморфизованными пологозалегающими толщами основных, субщелочных, а также кислых лав, туфов с подчиненными прослоями конгломератов, песчаников и филлитов. Мощность – несколько км.

В Становом мегаблоке наряду с архейскими породами, метаморфизованными, как и в Алданском мегаблоке, в гранулитовой фации, широко распространены гнейсовые и гранатогнейсовые образования амфиболитовой ступени метаморфизма.

Анабарский щит слагается породами нижнедокембрийского комплекса и представлен анабарским комплексом. Породы метаморфизованы в условиях гранулитовой фации и представлены гиперстеновыми плагиогнейсами, гранулитами и прослоями высокогланоземистых сланцев и кварцитов.

В Оленекеском выступе фундамента обнаруживается нижнепротерозойская серия слабометаморфизованных песчаников, алевролитов, филлитов и кислых вулканитов, смятых в пологие линейные складки и прорванные телами габбро-диабазов и гранитоидов. Мощность до 3 км.

Дорифейский фундамент Ленно-Енисейской плиты субмеридиональным Таймыро-Байкальским разломом разделяется на две части. Восточная часть фундаменты платформы слагается глубокометаморфизованными нижнеархейскими образованиями, сходными с породами Анабарского выступа и Алдано-Станового щита. Западная часть фундамента плиты сложена более молодыми образованиями позднеархейского возраста.

Геологическое строение чехла

На архейско-протерозойский метаморфический фундамент Сибирской платформы с перерывом и резким несогласием залегают верхнепротерозойские осадочные и отчасти вулканогенные образования. В структурном отношении они образуют два мегакомплекса – нижний, доплитный, сложенный породами рифея, и верхний, плитный, образованный толщами юдомия (венда), палеозоя, мезозоя и в незначительной степени кайнозоя.

Доплитный, рифейский комплекс приурочен к авлокогенам и перикратонным прогибам. В сложении этого комплекса участвуют терригенные карбонатные отложения, а в северной части платформы также вулканогенные образования. Мощность доплитного рифейского комплекса 5-10 км.

Плитный комплекс

Вендский комплекс на поверхности обнажается в пределах восточного склона Алданского щита, на Анабарском щите и Оленекском поднятии, на крайнем северо-западе платформы в районе Турухано-Норильского поднятия, а также в южной части Ангаро-Ленского прогиба и по восточной периферии Енисейского кряжа. Вендские отложения перекрывают рифейские с размывом, угловым и даже структурным несогласием. На востоке они представлены юдомской свитой, на западе и юго-западе карагасской и оселочной, а в Ангаро-Ленском прогибе – ушаковской свитами. В основании вендских отложений располагаются базальные конгломераты, песчаники и гравелиты, выше залегают толщи песчаников, алевролитов и аргиллитов. У многих разрезов присутствуют следы многочисленных размывов, косая слоистость, знаки ряби, течений и волнений, трещин усыхания и другие явления, свидетельствующие о мелководной обстановке формирования этих пород.

Более высокие части разреза, а иногда и весь разрез представлены водорослевыми известняками и доломитами различной окраски. Мощность вендских отложений от сотен метров до 2-3 км.

Кембрийские отложения согласно залегают на вендских. Полоса выходов кембрийских отложений на юге платформы обрамляет северный склон Алданского щита, протягивается в пределах Ангаро-Ленского прогиба в Иркутскую впадину. На севере платформы обнажается в пределах Оленекского поднятия и по окраинам Анабарского щита. В отложениях кембрийской системы выделяются три отдела, сложенные карбонатными отложениями, гологенными образованиями и песчано-гланистыми породами.

В Ангаро-Ленском прогибе кембрий представлен толщей глауконитовых известняков, каменных солей с отчетливыми признаками мелководья. Соленосные и ангидритовые  толщи накапливались в сильно осолоненных лагунах. Мощность 2 км.

На северном склоне Алданского щита кембрийские отложения слагаются карбонатно-терригенными породами, в которых по направлению к западу появляются ангидриты, глины и каменная соль. Мощность до 2 км. В районе Анабарского щита и Оленекского поднятия кембрийские отложения представлены пестроокрашенными известняками, песчаниками, мергелями, алевролитами, конгломератами со следами ряби, течений, волнений, трещин усыхания и другие явления, свидетельствующие о крайне мелководной обстановке формирования отложений. В районе Оленекского поднятия встречаются горючие сланцы. Мощность до 700 м.

Ордовикские отложения  занимаются большие пространства на Сибирской платформе, обнажаясь на поверхности в Ангаро-Ленском прогибе и по окраинам Тунгусской и Вилюйской синеклизы.

Отложения нижнего ордовика залегают согласно на верхнекембрийских и представлены терригенными и терригенно-карбонатными породами, иногда загипсованными. Во внутренних частях синеклиз преобладают доломиты, известняки и мергели. Средний ордовик сложен песчаниками, алевролитами, глинами, иногда конгломератами и карбонатными породами. Характерной особенностью отложений среднего ордовика является присутствие фосфоритоносных прослоев и обильная фауна брахиопод, трилобитов, мшанок.

Верхнеордовикские отложения сильно сокращены по площади и мощности, а местами полностью размыты. В западных районах Тунгусской синеклизы преобладают морские глинистые известняки, мергели, реже алевролиты и глины, а на востоке и юго-востоке почти исключительно терригенные красноцветные и загипсованные отложения. Мощность ордовика 300-800 м.  

Силурийские отложения развиты преимущественно в северных и западных районах Сибирской платформы. Обнажаются по юго-западной и северо-западной окраинам Тунгусской синеклизы. Возможно заполняют ее центральную часть. Залегают с размывом на ордовике. Выделяются два отдела. Породы нижнего силура в северо-восточной части Тунгусской синеклизы представлены глинистыми известняками, битуминизированными доломитами, песчаниками, алевролитами. В основании разреза встречается пачка граптолитовых сланцев. Верхний силур изучен в Иркутской впадине и слагается терригенными, пестро- и красноцветными отложениями с гипсами и ангидритами. Мощность силурийских отложений изменяется от 400 до 700 метров.

На всей территории платформы верхняя часть разреза силурийских отложений размыта в связи с поднятием, охватившем всю платформу в позднем силуре.

Девонско-нижнекаменноугольный комплекс.

В позднесилурийское время, в результате поднятий, охвативших Сибирскую платформу, большая часть ее территории превратились в сушу. В начале девонского периода вновь произошло опускание территории. Погружениями была охвачена северная часть Тунгусской синеклизы. Сформировалась Вилюйская синеклиза, осложненная рядом грабенообразныз прогибов по ее оси. В юго-западной части платформы образовалась сравнительно небольшая Канская впадина. Некоторое усиление тектонических движений в девонское время на Сибирской платформе сопровождалось довольно энергичными проявлениями магматизма, охватившим различные ее структурные элементы.

Девонские отложения распространены на юго-западе платформы в Канской впадине. В виде отдельных выходов девон прослеживается на самой западной и северо-западной окраине Тунгусской синеклизы, в Турухано-Норильском поднятии. На северо-восточном борту Тунгусской синеклизы девонские отложения известны в верховьях р. Мойеро. Обнаружен девон на крайнем севере платформы, в Нордвикском районе.

Нижний девон согласно залегает на отложениях силура и северных районах, представлен доломитами, глинами, известняками, пачками гипсов. По северо-восточному краю Тунгусской синеклизы в низах разреза девона широко развиты сульфатные породы. Мощность нижнего девона не превышает 300 м. Каменная соль, слагающая соляные купола в Нордвикском районе Хатангского прогиба имеет нижнедевонский возраст. Средний девон сложен на севере пестроцветными мергелями и доломитами с прослоями гипсов мощностью 250 м. Верхний девон представлен толщей до 700 м красноцветных мергелей, известняков и гипсоносных доломитов. Девон Канской впадины представлен мощной до 5 км  толщей лагунно-континентальных отложений – красноцветными песчаниками, доломитами, мергелями, а также широко развитыми базальтами и андезито-базальтами (трапповая формация). В Вилюйской синеклизе, вероятно, присутствуют верхи среднего девона и верхнедевонские отложения, представленные пестроцветными терригенно-карбонатными породами с прослоями и силлами базальтов, туфов и пеплов, а также соленосными толщами в районе Кемпендяйского грабена.

Таким образом, в девонский период морские условия существовали лишь на северо-западе платформы. Южнее располагалась мелководная лагунная зона, в которой периодически происходило осаждение сульфатных пород – гипсов и ангидритов. Еще южнее накапливались лишь континентальные отложения, часто красноцветные. Источником сноса в это время служили горные сооружения, обрамлявшие Сибирскую платформу с юга и юго-запада. Максимальные мощности морских отложений наблюдаются в Курейском районе, а континентальные в Канской впадине. Большая часть платформы в девонское время представляя собой сушу, на которой господствовал жаркий и засушливый климат.

Нижний карбон распространен наиболее локально из всех отложений палеозойского разреза. В северо-западных районах платформы (Тунгусская синеклиза) известны морские органогенные известняки с прослоями сульфатов, относящихся к турнейскому ярусу, мощностью до 200 м. К югу появляются мергели и песчаники мощностью всего несколько десятков м. В Канской впадине низам нижнего карбона отвечают маломощные пачки кварцевых песчаников и реже известняков. Верхние части разреза визейский и серпуховский ярусы представлены зеленоватыми песчаниками, часто с туфогенным материалом мощностью до 200 м. В раннем карбоне в северо-западную часть платформы проникло море, максимум трансгрессии которого приходится на позднее турне. Регрессия началась в начале визейского века, а в конце серпуховского века в отдельных местах платформы уже начали формироваться континентальные угленосные отложения.

Среденкаменноугольный-верхнетриасовый комплекс.      

В среднем карбоне морское осадконакопление сменилось континентальным на большей части Сибирской платформы. Наиболее энергичные тектонические движения происходили в западной половине платформы, где формировалась Тунгусская синеклиза, унаследованнаяо  раннепалеозойской впадины, существовавшей на этом месте. Вся Тунгусская синеклиза выполнена Тунгусской серией (средний карбон – нижний триас), сложенной континентальными, угленосными и вулканогенными отложениями. Тунгусская серия подразделяется на две толщи: нижняя или продуктивная, с угольными пластами, отвечающую среднему карбону – верхней перми и верхнюю вулканогенную, в основном триасовую, но частично захватывающую верхнюю пермь.  

Лекция 7

Продуктивная толща в северных районах Тунгусской синеклизы начинается с серпуховского яруса нижнего карбона, а в южных – с верхнего отдела каменноугольной системы. В строении толщи участвуют разнообразные песчаники, алевролиты, аргиллиты, прослои глинистых известняков и конгломератов, редко прослои туфогенных пород и туфов. Среди терригенных отложений на разных стратиграфических уровнях и в различных местах появляются пласты угля рабочей мощности. Продуктивная толща формировалась в условиях обширных аллювиальных, заболоченных и озерных равнин. Углеобразование происходило в ранней и поздней перми, но в конце поздней перми климат стал более сухим и угленакопление шло лишь в отдельных болотистых местах. В пределы этой равнины с северо-запада временами вторгалось море, но быстро отступало.

По юго-западной окраине Тунгусской синеклизы верхнепермские отложения отсутствуют, и продуктивная толща заканчивается нижнепермскими отложениями. Мощность продуктивной толщи достигает на северо-западе и в северных районах  Тунгусской синеклизы около 1 км, а в южном направлении уменьшается до первых сотен метров.