Восточно-Европейская древняя платформа
Занимает большую часть Европейской России и Украины, всю территорию Белоруссии и Прибалтийских государств, территории Финляндии, Швеции, Дании, Норвегии, Польши, Румынии. В рельефе ВЕП представлена Восточно-Европейской пенепленизированной равниной (площадь-5,5млн. кв.км), с невысокими (до 500м) возвышенностями, являющихся водоразделами. Равнинность рельефа обусловлена почти горизонтальным залеганием пород палеозоя, мезозоя и кайнозоя незначительной твердости и малоактивной неотектоникой. Максимальные высоты (до 1100-1200м) отмечаются на северо-востоке - в Карелии и на Кольском п-ве (г.Хибины).
Восточная граница платформы трассируется под позднепалеозойским Предуральским краевым прогибом, начиная от Полюдова Камня до Каратау и далее до междуречья рек Урал и Сакмары. На юге платформа граничит с эпигерцинскими плитами – Скифской и Туранской, на юго-западе – с альпийским Предкарпатским краевым прогибом. На северо-западе проходит вдоль подножий каледонских складчатых цепей Скандинавии. Северная граница платформы соприкасается с байкальской складчатой системой, включающей Тиман, полуострова Канин, Рыбачий, Варангер.
ВЕП делится на три части: Русскую плиту, покрытую осадочным чехлом преимущественно палеозойского возраста; Балтийский щит, где кристаллический, фундамент выходит на поверхность, и Украинский щит, который значительно меньше, Балтийского,частично покрытый тонким чехлом кайнозойских и более древних отложений.
В пределах плиты выделяются следующие структурные элементы (рис.2):
Области относительно неглубокого залегания фундамента-склоны щитов,антеклизы: Белорусская, Воронежская, Волго-Уральская (Волго-Камская).Мощность чехла в пределах антеклиз-первые сотни метров. Антеклизы осложнены сводами (Токмовский, Татарский, Жигулевско-Пугачевский и др.), впадинами (Мелекесская), валами (Вятский, Жигулевский, Камский, Окско-Цнинский, Доно-Медведицкий) и флексурами (Бугурусланская, Туймазинская и др.)
Области относительно глубокого залегания фундамента-синеклизы Московская, Прикаспийская, Причерноморская, Львовская, Балтийская, а также Днепрово-Донецкий и Припятский прогибы.
Степень расчлененности поверхности фундамента платформы во многом определяется размещением авлакогенов (рис.6.3,6.4) - глубоких (4-5км) грабенообразных прогибов (рифтов) в теле фундамента платформы (Пачелмский, Казанско-Кажимский, Абдуллинский и др.)
Кристаллический фундамент платформы сложен метаморфизованными архейскими и нижнепротерозойскими образованиями. Он обнажается в Балтийском щите, охватывающем территорию Карелии и Кольского полуострова, в Украинском щите от г.Житомир до г.Запорожье и на Воронежской антеклизе между городами Павловск и Богучары.
Архей Кольского полуострова представлен Кольским комплексом и амфиболитами. Встречаются чарнокиты, магнетитовые сланцы и кварциты. Возраст 2700-3300 млн.лет.
Архей в Карелии представлен беломорским и лопским комплексами, сложенными биотитовыми гнейсами, гранитогнейсами, амфиболитами, кианитовыми гнейсами. Породы метаморфизованы в гранулитовой фации и пронизаны основными и ультраосновными и кислыми интрузиями. Абсолютный возраст беломорских и лопских пород древнее 2700 млн.лет.
На Украинском щите архей представлен гнейсами, мигматитами, амфиболитами днепровского и белозерского комплексов. Породы гранитизированы и мигматизированы. В них встречаются скопления графита и железистых кварцитов. Абсолютный возраст пород 2700 – 3600 млн.лет.
На Воронежской антеклизе фундамент залегает на небольшой глубине. Архей представлен обоянским и михайловским комплексами, сложенными гранат-биотит-плагиоклазовыми и амфибол-биотит-плагиоклазовыми гнейсами, покровами метабазитов. Породы пронизаны интрузиями основного и кислого состава. Абсолютный возраст 2600-2900 млн.лет.
Нижний протерозой слагает узкие прогибы и зоны опускания между приподнятыми блоками архейского фундамента. Нижний протерозой сложен комплексом гнейсов, образовавшихся при метаморфизации осадочных глинисто-песчаных пород, а также кислых и средних вулканических пород. Мощность нижнепротерозойского комплекса 8-10км.
Породы докембрийского фундамента вскрыты скважинами во многих районах Русской плиты, где их состав аналогичен докембрийским образованиям щитов
В восточной части Русской плиты архей вскрыт Туймазинской опорной скважиной и представлен биотит-плагиоклазовыми гнейсами и интрузивами.
В южной части Белорусской антеклизы в районе г.Слуцка фундамент вскрыт скважинами на глубине 18-68 м. В районе г.Вильнюса на глубине 500м.
В Балтийской синеклизе глубина залегания фундамента 2100м. В Припятской скважине в районе г.Пинск 400м.
В Причерноморской впадине в районе г.Одесса наблюдается погружение фундамента до 1600м, а в районе города Херсон 2000м.
В пределах Московской синеклизы в осевой части фундамент вскрыт на глубине 3300м, в районе города Калуга 1000м.
В пределах Волго-Уральской антеклизы глубина залегания фундамента изменяется от 1600 м на Токмовском своде (г.Нижний Новгород) до 2200 м на Жигулевско-Пугачевском своде (г.Сызрань). На Котельническом своде глубина залегания фундамента 1800 м, на Татарском своде (с.Байтуган) 2800 м. В разделяющих своды впадинах 4000 м и более.
В Прикаспийской синеклизе глубина залегания фундамента по геофизическим данным 18-25 км. Характерная особенность поверхности фундамента – это значительная его расчлененность. На отдельных участках колебания высот поверхности фундамента превышают 5 км.
Строение осадочного чехла и этапы его формирования. В истории геологиче- ского развития платформы и формировании осадочного чехла выделяются два мегаэтапа: доплитный (авлакогенный) – рифей и ранний венд , и плитный – поздний венд и фанерозой , которые характеризуются сменой структурного плана и комплексов отложений.
Рифейский комплекс на ВЕП вскрыт скважинами и приурочен к многочисленным и разнообразным по форме авлакогенам (рис.6.3, 6.4). Наиболее полные разрезы рифея, преимущественно морского,-в Предуральском краевом прогибе. К центру плиты полнота разреза уменьшается, морские толщи замещаются континентальными. Нижний рифей встречается в Камско-Бельском, Пачелмском, Ладожском, Среднерусском и Московском авлакогенах. Это континентальные конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты и аргиллиты. В верхах разрезов появляются пачки более тонких пород: глауконитовых песчаников, аргиллитов, прослои доломитов, известняков и мергелей. Местами встречаются вулканогенные породы: базальты,туфы, пеплы. Мощность нижнерифейских отложений – сотни метров, в Московском авлакогене-до 1,5 км; в Камско-Бельском-первые километры.
Средний рифей выделяется условно, представлен терригенными красоцветами: песчаниками, алевролитами, аргиллитами с прослоями известняков и доломитов,- и присутствует в Пачелмском, Московском и Среднерусском авлакогенах. На западе платформы появляются прослои туфов и туфобрекчий. Вулканизм сопровождался внедрением пластовых интрузий габбро-диабазов. Мощность среднего рифея-0,5-0,7км до 1,4 км в Московском авлакогене.
Верхнерифейские отложения широко распространены на юго-западе, в центральных и восточных районах Русской плиты – в Пачелмском, Московском и Среднерусском авлакогенах. Разрез представлен (снизу вверх) континентальными терригенными пестроцветами: песчаниками, алевролитами, аргиллитами, выше-глауконитовыми песчаниками, алевролитами, аргиллитами с пачками доломитов и известняков. Мощность-первые сотни метров, иногда до 0,6-0,7 км.
В рифее климат менялся от жаркого (аридного) до холодного.
Важнейшим тектоническим процессом, начавшимся в раннем рифее и продолжавшимся до середины венда, было заложение (в условиях растяжения) и длительное погружение глубоких линейных грабенообразных прогибов – авлакогенов (рис. ), сеть которых рассекает фундамент платформы.
В формировании верхнего комплекса платформенного чехла ВЕП– плитного-намечается три основных рубежа, которые характеризовались сменой структурного плана и набора формаций: 1. вендско-нижнедевонский; 2. среднедевонско-верхнетриасовый; 3. нижнеюрско-кайнозойский. Время формирования этих комплексов отвечает каледонскому, герцинскому и альпийскому этапам развития.
Вендско-нижнедевонский комплекс. Формирование Русской плиты началось с вендского времени. Вендские отложения на Восточно-Европейской платформе широко представлены конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Встречаются мергели, известняки и доломиты.
В первую половину ранневендского времени структурный план соответствовал позднерифейскому и отложения накапливались в пределах авлакогенов. Затем условия осадконакопления и структурный план стали изменяться. Узкие прогибы стали расширяться. На северо-западе платформы возникает субширотный Балтийский прогиб (Балтийская палеосинеклиза). Он занимал территории Московской синеклизы, Латвийской седловины, Балтийской синеклизы, Львовской впадины. Обширный прогиб образовался западнее Украинского щита (Приднепровский прогиб). Погружение испытывали и восточные районы платформы., а также центральная часть Прикаспийской впадины.
Приподнятыми оставались Балтийский щит и Украинско-Воронежский массив.
В позднем венде начинают формироваться огромные пологие прогибы – синеклизы.
Важная особенность вендских отложений – это присутствие в них вулканических пород.
Мощности вендских отложений составляют первые сотни метров и только в восточных районах платформы достигают 400-500 м.
Отложения кембрийской системы тесно связаны с вендскими и представлены нижним отделом. Возможно присутствие среднего и верхнего кембрия в осевой части Балтийского прогиба.
Отложения нижнего кембрия распространены на западе и северо-западе платформы в пределах Балтийского палеопрогиба, который в раннем кембрии раскрылся далеко к западу, отделив структуры Балтийского щита от структур Белорусского поднятия. Обнажения кембрия имеются в районе южного побережья Финского залива. Бурением кембрийские отложения прослежены до Котласа и до Баренцева моря. Затем граница их распространения поворачивает к югу и западу, проходя севернее Минска. Другая область развития кембрийских отложений на поверхности – район Приднестровского прогиба.
Нижнекембрийские отложения повсеместно представлены морскими фациями мелкого эпиконтинентального моря. В разрезе нижнего кембрия выделяются пески, песчаники, слоистые глины и конгломераты. Мощность нижнекембрийских отложений, вскрытых скважинами в Балтийском прогибе 100-250 м.
В Полесье, на Волыни и в Преднестровском прогибе нижний кембрий представлен толщей глин, аргиллитов, песчаников общей мощностью до 130 м. Выше появляются средний и верхний кембрий мощностью до 200 м, сложенный песчаниками и алевролитами прибрежно-морского или, возможно, континентального происхождения.
В кембрийский период мелкое море существовало только на западе платформы, преимущественно в раннюю эпоху этого периода, занимая территорию Палеобалтийского прогиба и расширяясь в сторону Литвы, Калининграда и Балтийского моря (рис.6 ).
Морские условия существовали также в Приднестровском прогибе. Вся остальная территория платформы оставалась приподнятой сушей. Происходило резкое сокращение морского бассейна к концу раннего – началу среднего кембрия, а перерыв в осадконакоплении наблюдается в среднем и частично в позднем кембрии.
В начале ордовикского периода в пределах широтного Балтийского прогиба вновь происходят опускания и с запада море трансгрессирует на восток примерно до меридиана Ярославля., а на юге до широты Вильнюса. Морские условия существовали и в Приднестровском прогибе.
В Прибалтике ордовик представлен морскими терригенными отложениями – в нижней части, терригенно-карбонатными – в средней, карбонатными – в верхней. В верхней карбонатной части встречается богатая и разнообразная фауна трилобитов, кораллов, табулят, брахиопод, мшанок и других организмов существовавших в условиях теплого мелкого моря. Общая мощность отложений ордовика в Прибалтике до 300 м. В Приднесторвском прогибе ордовик представлен маломощной (десятки метров) толщей глауконитовых песчаников и известняков. Вся остальная территория платформы в ордовикский период оставалась приподнятой и не покрывалась морем.
В силурийском периоде на западе платформы существовал широтный Балтийский прогиб, сократившийся в размерах по сравнению с ордовикским временем. Восточней Латвийской седловины море не проникало. На юго-западе силурийские отложения находятся в Приднестровье. На ордовикских отложениях силурийские залегают согласно без перерыва и представлены исключительно карбонатными и карбонатно-глинистыми породами: известняками, мергелями, реже глинами. Встречается обильная и разнообразная фауна. Мощность силурийских отложений в Эстонии 100 м, Вильнюс–150 м, Калининградская область – 700 м, Южная Швеция – 1000 м, Северная Польша – 2500 м. В Подолии и в районе Львова мощность силура 500 – 700 м. Одинаковый характер фауны в Балтийском и Приднестровском прогибах позволяет предположить, что эти морские бассейны соединялись где-то на территории Польши.
В скважинах силур обнаружен в Молдавии и около Одессы. Силурийские отложения известны на полуострове Канин и в северной части Тиманского поднятия.
В силуре преобладают отложения открытого мелкого моря и только по восточным окраинам морского бассейна были развиты прибрежные фации. С течением времени область поднятий охватила большую часть платформы, море отступило к западу и в позднем силуре почти покинуло ее пределы.
На рубеже раннего и среднего девона происходит существенная перестройка структурного плана Русской плиты.
В течении раннего девона Русская плита характеризовалась высоким положением и незначительно прогибались лишь ее крайние западные и восточные районы, где встречаются маломощные отложения этого возраста. На востоке к ним, возможно, относятся красноцветные песчано-глинистые отложения и очень характерные чистые кварцевые песчаники такатинской свиты мощностью до 80 м. На западе во Львовской впадине также известны красноцветные песчано-глинистые отложения с панцирными рыбами нижнего девона мощностью 400 м.
Рассмотрев вендско-нижнедевонский комплекс, следует отметить, что в течение венда, кембрия, ордовика, силура и раннего девона в пределах Восточно-Европейской платформы господствовали поднятия, которые, начиная с кембрия, постепенно захватывали все большую площадь. Опускание наиболее устойчиво проявилось в западной части платформы, в Балтийском и Приднестровском прогибах.
В это время, которое отвечает каледонской эпохе развития окружавших платформу геосинклинальных областей, климат был жарким или теплым, что, наряду с крайне мелководными морскими бассейнами, способствовало развитию обильной и разнообразной фауны.