Поздние меловые отложения Восточно-Европейской платформы

Вторая  стадия началась во второй половине венда  и сопровождалась существенной тектонической  перестройкой, выразившейся в отмирании  авлакогенов и формировании обширных пологих впадин — синеклиз, развивавшихся  на протяжении всего фанерозоя. Отложения  второй стадии, которую в целом  можно назвать плитной, образуют верхний этаж платформенного чехла.

В пределах Восточно-Европейской платформы  как структуры первого порядка  выделяются Балтийский и Украинский щиты и Русская плита. Балтийский щит с конца среднего протерозоя испытывал тенденцию к поднятию. Украинский щит в палеогене и неогене перекрывался маломощным платформенным чехлом. Рельеф фундамента

Русской плиты чрезвычайно сильно расчленен, с размахом до 10 км, а местами и  больше (рис. 3). В Прикаспийской впадине  глубина залегания фундамента оценивается  в 20 или даже 25 км! Расчлененный характер рельефу фундамента придают многочисленные грабены — авлакогены, днища которых  нарушены диагональными или ромбовидными сбросами, по которым происходили  подвижки отдельных блоков с  формированием горстов и более мелких вторичных грабенов. К таким авлакогенам относятся на востоке платформы Серноводско-Абдулинский, Казанско-Сергиевский, Кировский; в центре Пачелмский, Доно-Медведицкий, Московский, Среднерусский, Оршанско-Кресцовский; на севере Кандалакшский, Керецко-Лешуконский, Ладожский; на западе Львовский, Брестский и другие. Почти все эти авлакогены выражены в структуре отложений нижнего этажа платформенного чехла.

В современной  структуре Русской плиты выделяются протягивающиеся в широтном направлении  три крупные и сложнопостроенные  антеклизы: Волго-Уральская, Воронежская и Белорусская (см. рис. 3). Все они представляют собой участки фундамента, приподнятые в виде сложных обширных сводов, нарушенных сбросами, по которым их отдельные части испытали разные по амплитуде перемещения. Мощность палеозойских и мезозойских отложений чехла в пределах антеклиз обычно составляет первые сотни метров. Наибольшей сложностью строения характеризуется Волго-Уральская антеклиза, состоящая из нескольких выступов фундамента (Токмовский и Татарский своды), разделенных впадинами (например, Мелекесской), выполненными средне- и верхнепалеозойскими отложениями. Антеклизы осложнены валами (Вятским, Жигулевским, Камским, Окско-Цнинским) и флексурами (Бугурусланской, Туймазинской и др.). От Прикаспийской впадины Волго-Уральская антеклиза отделяется полосой флексур, получивших название "зоны Перикаспийских дислокаций". Воронежская антеклиза обладает асимметричным профилем — с крутым юго-западным и очень пологим северо-восточным крыльями. От Волго-Уральской антеклизы она отделяется Пачелмским авлакогеном, открывающимся в Прикаспийскую впадину и в Московскую синеклизу. В районе Павловска и Богучар фундамент антеклизы обнажается на поверхности, а на юго-востоке она осложнена Доно-Медведицким валом. Белорусская антеклиза, обладающая наименьшими размерами, соединяется с Балтийским щитом Латвийской, а с Воронежской антеклизой — Бобруйской седловинами.

Московская  синеклиза представляет собой обширную блюдцеобразную впадину, с наклонами на крыльях около 2—3 м на 1 км. Польско-Литовская синеклиза обрамляется с востока Латвийской седловиной, а с юга — Белорусской антеклизой и прослеживается в пределах акватории Балтийского моря. Местами она осложнена локальными поднятиями и впадинами.

Южнее полосы антеклиз располагается  очень глубокая (до 20— 22 км) Прикаспийская впадина, на севере и северо-западе четко ограниченная зонами флексур; сложный Днепровско-Донецкий грабенообразный прогиб, разделяющийся Черниговским выступом на Припятский и Днепровский прогибы. Днепровско-Донецкий прогиб с юга ограничен Украинским щитом, южнее которого находится Причерноморская впадина, выполненная отложениями позднего мезозоя и кайнозоя.  

 
Рис 3. Схема рельефа фундамента Русской  плиты (с использованием материала  В. Е. Хаина):

1 — выступы дорифейского фундамента на поверхность. Русская плита: 2 — глубина залегания фундамента 0—2 км; 3 — глубина залегания фундамента более 2 км; 4 — главные разрывные нарушения; 5 — эпибайкальские плиты; 6 — каледониды; 7 — герциниды; 8 — эпипалеозойские плиты; 9 — герцинский краевой прогиб; 10 — альпиды; 11 — альпийские краевые прогибы; 12 — надвиги и покровы. Цифры в кружках — основные структурные элементы. Щиты: 1 — Балтийский, 2 — Украинский. Антеклизы: 3 — Белорусская, 4 — Воронежская. Своды Волга-Уральской антеклизы: 5 — Татарский, 6 — Токмовский. Синеклизы: 7 — Московская, 8 — Польско-Литовская, 9 — Прикаспийская. Эпибайкальские плиты: 10 — Тимано-Печорская, 11 — Мизийская. 12 — Складчатое сооружение Урала, 13 — Предуральский прогиб. Эпипалеозойские плиты: 14 — Западно-Сибирская, 15 — Скифская. Альпиды: 16 — Восточные Карпаты, 17 — Горный Крым, 18 — Большой Кавказ. Краевые прогибы: 19 — Предкарпатский, 20 — Западно-Кубанский, 21 — Терско-Каспийский   

Западный  склон Украинского щита, характеризовавшийся  устойчивым прогибанием в палеозойское время, иногда выделяют как Приднестровский прогиб, на севере переходящий во Львовскую впадину. Последняя отделяется Ратненским выступом фундамента от Брестской впадины, ограниченной с севера Белорусской антеклизой.

Архейские и частично нижнепротерозойские  отложения, слагающие фундамент  Восточно-Европейской платформы, представляют собой толщи первичноосадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород, метаморфизованных в различной степени. Архейские образования характеризуются очень энергичной и специфической складчатостью, связанной с пластическим течением материала при высоких давлениях и температурах. Часто наблюдаются такие структуры, как гнейсовые купола, впервые выделенные П. Эскола в северном Приладожье. Фундамент платформы обнажается только на Балтийском и Украинском щитах, а на остальном пространстве, особенно в пределах крупных антеклиз, он вскрыт скважинами и хорошо изучен геофизически. Для расчленения пород фундамента важны данные определения абсолютного возраста.

В пределах Восточно-Европейской платформы  известны древнейшие породы с возрастом  до 3,5 млрд. лет и более, образующие крупные блоки в фундаменте, которые  обрамлены более молодыми складчатыми  зонами позднеархейского и раннепротерозойского возраста.

Поверхность Балтийского щита резко расчленена (до 0,4 км), но обнаженность из-за покрова  четвертичных ледниковых отложений  все же слабая. Изучение докембрия  Балтийского щита связано с именами  А. А. Полканова, Н. Г. Судовикова, Б. М. Куплетского, К. О. Кратца, С. А. Соколова, М. А. Гиляровой, шведского геолога Н. X. Магнуссона, финских — В. Рамсея, П. Эскола, А. Симонена, М. Хярме и многих других. В последнее время опубликованы работы А. П. Светова, К. О. Кратца, К. И. Хейсканена. Украинский щит перекрыт кайнозойскими  отложениями и обнажен гораздо  хуже Балтийского. Докембрий Украинского  щита изучался Н. П. Семененко, Г. И. Каляевым, Н. П. Щербаком, М. Г. Распоповой и другими. В настоящее время произведен существенный пересмотр данных о  геологическом строении Балтийского  и Украинского щитов и закрытых территорий Русской плиты.

На Балтийском щите в Карелии и на Кольском полуострове  выходят на поверхность древнейшие отложения, представленные гнейсами и  гранулитами с возрастом (явно радиометрически  омоложенным) 2,8—3,14 млрд. лет. По-видимому, эти толщи слагают фундамент  так называемых беломорид, образующих в Карелии и на юге Кольского полустрова зону северо-западного простирания, а на севере полуострова — Мурманский массив. Беломориды в составе керетской, хетоламбинской и лоухской свит в Карелии и тундровой и лебяжинской на Кольском полуострове представлены различными гнейсами, в том числе и глиноземистыми (лоухская свита), амфиболитами, пироксеновыми и амфиболовыми кристаллическими сланцами, диопсидовыми кальцифирами, коматиитами, друзитами и другими первичноосадочными и вулканогенными породами основного и ультраосновного состава с многочисленными интрузиями разной формы. Высокометаморфизованные толщи образуют гнейсовые купола, впервые описанные П. Эскола около Сортовалы, с пологим, почти горизонтальным залеганием отложений в сводовой части и сложной складчатостью по краям. Возникновение таких структурных форм возможно лишь на больших глубинах в условиях высоких температур и давлений, когда вещество приобретает способность к пластическим деформациям и течению. Может быть, гнейсовые купола "всплывают" подобно соляным диапирам. Значения абсолютного возраста для беломорид не опускаются древнее 2,4—2,7 млрд. лет. Однако эти данные, несомненно, дают слишком молодой возраст пород.

На нижнеархейских отложениях беломорид в Карелии  залегает толща позднеархейского возраста (лопий), представленная ультраосновными (коматиитами со структурой спинифекс), основными и реже средними и кислыми вулканическими породами, вмещающими массивы гипербазитов и плагиогранитов. Взаимоотношение этих протогеосинклинальных отложений мощностью более 4 км с комплексом основания не совсем ясно. Предполагавшиеся конгломераты в основании лопия скорее всего являются бластомилонитами. Формирование этих типично зеленокаменных отложений закончилось ребольской складчатостью на рубеже 2,6—2,7 млрд. лет.

Аналогом  лопия на Кольском полуострове являются парагнейсы и высокоглиноземистые  сланцы кейвской серии, а также различно метаморфизованные породы тундровой серии (на юго-востоке), хотя не исключено, что последние являются продуктами диафтореза более древних отложений.

На  Украинском щите широко распространены древнейшие архейские комплексы пород, слагающие четыре крупных блока, отделенные разломами от нижнепротерозойских сланцево-железорудных толщ, слагающих узкие приразломные синклинорные зоны. Волыно-Подольский, Белоцерковский, Кировоградский, Днепровский и Приазовский блоки (с запада на восток) сложены разнообразными архейскими толщами, причем Белоцерковский и Днепровский блоки — это амфиболиты, метабазиты, джеспилиты конкско-верховецкой, белозерской серии, т. е. породы первичноосновного состава, метаморфизованные в условиях амфиболитовой, иногда гранулитовой фации и напоминающие отложения лопия Балтийского щита. Остальные блоки сложены в основном верхнеархейскими гранито-гнейсами, гранитами, мигматитами, гнейсами, анатектитами — в целом кислыми породами, кое-где с реликтами древнего основания.

На  Воронежской антеклизе древнейшими породами, аналогами беломорид и днеприд, являются гнейсы и гранито-гнейсы обоянской серии. На них залегают метабазиты Михайловской серии, по-видимому, одновозрастной лопию и метабазитам приднепровской серии .

Нижнепротерозойские образования относительно слабо развиты в фундаменте платформы, в том числе и на щитах, и резко отличаются от древнейших архейских толщ, слагая линейные складчатые зоны либо изометричные прогибы. На Балтийском щите выше архейских комплексов с явным несогласием залегают толщи сумия и сариолия. Сумийские отложения ближе к орогенным формациям и представлены терригенными породами и метабазитами, тесно связанными с расположенными выше сариолийскими конгломератами, которые частично могут замещать толщи сумия. В последнее время выше лопия и ниже сумия К. И. Хейсканеным выделяется толща суомия, сложенная кварцитами, карбонатами, кремнистыми и амфиболовыми сланцами и апо-базальтовыми амфиболитами, занимающая стратиграфический интервал 2,6—2,7 — 2,0—2,1 млрд. лет, соответствующая сортавальской серии северного Приладожья и "морскому ятулию" Финляндии. По-видимому, сюда же относятся флишоидные отложения ладожской серии, залегающие выше сортавальской.

Сумийско-сариолийский комплекс — это существенно вулканогенная толща с конгломератами в верхней части, мощность ее до 2,5 км. Преобладающие первично базальтовые, андезито-базальтовые и реже более кислые вулканиты приурочены к грабенам, осложнявшим, по данным А. П. Светова, крупное сводовое поднятие. Конгломераты сариолия тесно связаны со структурами сумия, причем последние в северной Карелии прорываются К—Na-гранитами.

После слабых фаз селецкой складчатости, происходившей на рубеже 2,3 млрд. лет, район современного Балтийского щита вступает в новый этап своего развития, уже напоминающий платформенный. Накоплению сравнительно маломощных толщ ятулия, суйсария и вепсия предшествовало формирование коры выветривания. Ятулий представлен кварцевыми конгломератами, гравелитами, песчаниками, кварцитами со следами ряби и трещин усыхания. Осадочные континентальные породы переслаиваются с покровами базальтов. Отложения суйсария слагаются в низах глинистыми сланцами, филлитами, шунгитами, доломитами; в средней части — покровами оливиновых и толеитовых базальтов, пикритов, а в верхах — снова преобладают песчаники и туфосланцы. Еще выше располагаются конгломераты и полимиктовые песчаники вепсия с силлами габбро-диабазов (1,1 —1,8 млрд. лет). Общая мощность всех этих отложений составляет 1—1,2 км, и все они, залегающие почти горизонтально, прорываются гранитами рапакиви (1,67 млрд. лет).

 
Рис. 4. Принципиальная схема соотношений  главных комплексов докембрийских (дорифейских) образований на Балтийском щите (в Карелии):

1 — протоплатформенный комплекс (ятулий, суйсарий, велсий) PR₁²; 2 — протоорогенный комплекс (сумий, сариолий) PR₁¹; 3 — протогеосинклинальный комплекс (лопий, суомий?) AR₁²; 4 — комплекс основания (беломориды и более древние) AR₁¹  

Таким образом, в Карелии устанавливается  довольно определенная последовательность дорифейских комплексов пород (рис. 4). Комплекс основания представлен  серыми гнейсами и ультраметаморфическими толщами беломорид (нижний архей). Выше располагается зеленокаменный протогеосинклинальный  лопийский комплекс (верхний архей), который с несогласием перекрывается  проторогенной толщей сумия —  сариолия и протоплатформенными  отложениями ятулия, суйсария и вепсия. Намечается картина, близкая к фанерозойским  геосинклиналям, но очень сильно растянутая во времени.

Нижнепротерозойские образования на Кольском полуострове представлены имандра-варзугской и печенгской зеленокаменными метабазитовыми сериями с корой выветривания в основании, слагающими узкие (5—15 км) приразломные прогибы, заключенные между архейскими блоками на севере и на юге, хотя не исключено, что северный Мурманский блок является мощной (1 км) аллохтонной пластиной, надвинутой с севера на более молодые образования. Отложения были дислоцированы в конце раннего протерозоя.