Тема 5. Области герцинской складчатости

(геология Уральской складчатой системы и Скифской плиты)

Уральская складчатая система. Урал является классической герцинской складчатой областью, протягивающейся в меридиональном направлении на 2500 км, и характеризуется четко выраженными продольными структурными зонами. На Урале чрезвычайно мощно выражен геосинклинальный магматизм в вулканической и интрузивной формах.

На западе Урал отделяется от Восточно-Европейской платформы Предуральским краевым прогибом. На востоке герцинские складчатые образовання Урала полого погружаются под мезозойские и кайнозойские платформенные отложения Западно-Сибирской плиты, под которыми они прослеживаются в восточном направлении на 100 км и более, и по Центральнотургайскому разлому граничат с каледонидами Центрального Казахстана.

Складчатая система Урала четко подразделяется на две продольные зоны первого порядка (рис. 1.11): 1) эвгеосинклинальную – зону Восточного склона Урала, максимально прогнутую и характеризующуюся широким развитием раннегеосинклинального основного вулканизма и интрузивного магматизма, и 2) миогеосинклинальную – зону Западного склона Урала, относительно приподнятую и практически лишенную вулканических пород. Эти зоны разделяются узким и выдержанным по простиранию антиклинорнем (Уралтау). На всем своем протяжении этот узкий антиклинорий с востока ограничивается крупным глубинным разломом.

Характерная для Урала продольная тектоническая зональность лучше всего выражена в его наиболее широкой южной части. На Западном Урале выделяется зона синклинориев, которые разделяются пережимами и поднятиями, образуя четковидную полосу, например, Зилаирский синклинорий на Южном Урале. Западнее располагается такая же прерывистая зона антиклинориев, образующих Центральноуральскую зону поднятнй: Башкарского, Среднеуральского и других. Эти краевые

См. старый конспект (распечатку)

Рисунок 1.11 ­ Схема тектоннческого районнрования Урала: 1 ­ Предуральскнй краевой прогиб и другие орогенные впадины: Бельская (1), Уфимско-Соликамская (2), Печорская (3), Косью-Роговская (4), Коротаихская (5) и Карская (6). Зона Западного склона: 2 — Синклинории: Зилаирский (7), Лемвинский (8), 3 ­ антиклинории: Уралтау (9), Башкирский (10), Среднеуральскнй (Кваркушскнй) (11), Харбейский (12). Зона Восточного склона: 4 ­ синклинории: Магнитогорский (13), Тагильский (14), Войкарский (15), ІЦучьинский (16), Аятский (17). 5 ­ антиклинории: Урало-Тобольский (18). 6 ­ Пайхойско-Новоземельская складчатая система: Антикли-нории: Пайхойский (19), Южно-Новоземельско-Вайгачский (20), Северо-Новоземельский (21). Синклинории: Кармакульский (22). 7 ­ тела основных и ультраосновных пород. Эпипалеозойская Западно-Сибирская плита: 8 — области с герцинским фундаментом; 9 ­ области с каледонским фундаментом; 10 ­ глубинный тектонический шов. Тимано-Печорская эпибайкальская плита; 11 ­ поднятие Тимана; 12 — внешняя зона байкалид: 13 –нутренняя зона байкалид. Восточно-Европейская платформа – область с добайкальскнм фундаментом (14).

антиклинории граничат уже непосредственно с Предуральским краевым прогибом. К востоку от зоны Центральноуральских поднятий в пределах Восточного склона Урала в южном сегменте выделяется Магнитогорский синклинорнй, резко суживающийся на севере и сменяющийся Тагильским синклинорием на Среднем Урале. Еще восточнее располагается синклинорий, сложенный вулканогенно-осадочными палеозойскими образованиями. Аятский отделяется от Тагильского синклинория Урало-Тобольским антиклинорием.

Складчатые образовання, слагающие Урал, подразделяются на два различных комплекса. Нижний комплекспредставлен доордовикскими толщами пород, вскрывающимися обычно в ядрах крупных антиклинориев (доуралиды) (рис. 1.12). Верхннй комплексобразован отложениями, начиная с ордовикских и кончая верхнетриасовыми (уралиды) и с угловым несогласнем располагается на породах нижнего комплекса. Местами между ними наблюдается и резкое азимутальное несогласие.

Комплекс доуралид обнажается в ядрах антиклинориев и крупных антиклиналей, преимущественно в приподнятой зоне Западного склона Урала. Доуралиды обладают вполне завершенным характером тектонического развития. Мощные миогеосинклинальные рифейско-вендские толщи западной части Урала имеют своим фундаментом древние метаморфические образования, аналогичные таковым фундамента Восточно-Европейской платформы. Мощность всех метаморфических образований превышает 4-5 км. Выше этих пород залегают рифейские отложения. Особенно широко они развиты на Южном Урале. В Башкирском антиклинории находится их типовой разрез, отложения которого в 1945 году Н.С. Шатский выделил в самостоятельную стратиграфическую единицу ­ рифейскую группу, названную так по древнему наименованию Уральских гор. Начало байкальского цикла приходится на средний рифей. После интенсивных опусканий в рифейское время уже в венде начались поднятия, усилившиеся в кембрии. Формирование доуралид закончилось в целом байкальской складчатостью, в результате которой возникли структуры, отличающиеся по своему плану от более поздних структур уралид.

В результате байкальской складчатости стабилизироалась область Тимана и Печорской синеклизы, причленившаяся к более древней ВЕП.

Комплекс уралид слагает большую часть Уральской складчатой системы. Наиболее полно геосинклинальное развитие проявилось в зоне Восточного склона. Современный структурный план Урала заложился в ордовикское, а возможно, еще и в кембрийское время, в виде образования узких рифтоподобных трогов. В них наряду с подстилающими разрез кислыми вулканитами развиты граувакковые и аркозовые песчаники с дайками и силлами субщелочных базальтов. Перед силуром на юге Урала проявилась слабая складчатость. Начиная с силурийского периода основные геосинклинальные прогибы уже были ярко выражены. В зоне Восточного склона силурийско-нижнедевонские отложення представлены мощной (до 10 км) толшей вулканогенно-осадочных пород, в которых доля вулканитов достигает 89—90%. Отложения ордовикской и силурийской систем в пределах зоны Западного склона представлены карбонатными и реже терригенно-карбонатными толщами. Нижнедевонские отложения широко распространены в зоне Западного склона Урала, где они постепенно связаны с силуром. Нижнедевонские отложення чаще всего представлены известняками, а также песчано-глинистыми, песчано-туфогенными породами. Максимальная мощность нижнего девона достигает 0,7—0,8 км.

Каледонскинй этап развития в пределах Урала оказался незавершенным и с начала среднего девона вновь широко распространилось прогибание и возобновилась вулканическая деятельность.

В зоне Восточного склона(в Магнитогорском, Тагильском, Аятском и других прогибах) опять происходят извержения базальтов, быстро сменившнеся дифференцированными и пестрыми по составу вулканитами, которые к концу позднего девона уже заметно уступают грауваккам и глинистым породам, формирующимся за счет размыва внутренннх поднятнй, сложенных вулканитами.

Каменноугольные, особенно нижнекаменноугольные, отложения широко распространены в Магнитогорском синклинории. На западе развиты преимущественно осадочные толщи песчано-глинистого состава с мощными верхневизейскими известняками. К востоку в разрезе появляются и вулканогенные породы, как основные, так и кислые, в том числе и трахилипаритового состава. Вместе они образуют сложную и мощную (до 2—2,5 км) вулканогенно-осадочную толщу спилитов^*, диабазов, андезитов, риолитов, разнообразных туфов, туфопесчаников, аргиллитов с прослоями известняков.

Орогенный этап развития герцинской складчатости сопровождался энергичным гранитоидным магматизмом, особенно мощным в пределах Урало-Тобольского антиклинория. Граниты прорывают отложения нижнего карбона, но «пик» гранитообразования приходится на раннюю пермь. Крупные интрузии гранитов приурочены к антиклинальным структурам и залегают согласно с вмещающими метаморфическими породами: гнейсами, мигматитами, амфиболитами и кристаллическими сланцами. Интрузивные массивы характеризуются сложной внутренней тектоникой и многофазностью формирования (рис. 1.12).

На западе складчатое сооружение Урала отделяется от Восточно-Европейской платформы Предуральским краевым прогибом, заложившимся в позднем карбоне и развивавшимся до поздней перми, а на севере до триаса и даже до юры. Предуральский краевой прогиб выполнен главным образом мощной толщей пермских отложений, среди которых распространены морские (в низах) и континентальные (в верхах) отложения (рис. 1.13). В нижней перми развита соленосная толща, к северу замещающаяся угленосной. В пределах всего прогиба в его восточной половине по сравнению с западной преобладают более грубые породы. Прогиб резко асимметричен. Отложения восточной (внутренней) части прогиба смяты в узкие складки линейного типа, часто опрокинутые и надвинутые на запад. В этом же направлении складчатость быстро затухает, и только западный край

Рисунок 1.12 ­ Стратиграфические колонки некоторых структурных элементов Урала (по А.А. Недовизину с дополнениями)

Рисунок 1.13 ­ Стратиграфические колонки основных зон Предуральского краевого прогиба (по А.А. Недовизину)

прогиба фиксируется серией флексур. В тех впадинах, где развита кунгурская соленосная толща, широко проявляются диапировые складки и соляные купола.

Полезные ископаемые. Именно на Урале еще в XVIII в. возникла русская металлургия. Большая часть полезных ископаемых Урала магматогенного происхождения, и месторождения их приурочены к зоне Восточного склона, насыщенной эффузивами и интрузивами. Важное значение имеют месторождения каустобиолитов и солей, связанных с Предуральским краевым прогибом. Другие месторождения полезных ископаемых экзогенного генезиса имеются и в зоне Западного склона.

Железо. На Урале сосредоточено больше сотни разнообразных железорудных месторождений. С мощной толщей рифейских отложений Башкирского антиклинория связаны известные осадочные месторождения, представленные залежами сидеритовых, магнетитовых руд и бурых железняков. Знаменитые скарновые месторождения гор Магнитной, Высокой и Благодати приурочены к контактовым зонам интрузий сиенитов, диоритов и гранодиоритов, прорывающих известняки нижнего карбона. На Южном Урале распространены природно-легированные железные руды, содержащие примеси хрома и никеля и образовавшиеся в коре выветривания ультраосновных массивов. На Среднем Урале в габбро-перидотитовых интрузиях находятся многочисленные месторождения титаномагнетитовых руд, в которых в большом количестве содержится железо.

Известные магматогенные и экзогенные месторождения хрома, никеля, кобальта, платины, асбеста, талька, алмазов связаны с поясами ультраосновных пород — дунит-гарцбургитовой и дунит-пироксенгаббровой формацией.

Хром. В зоне Восточного склона Урала протягивается крупнейший пояс хромитовых месторождений (25 районов), приуроченный к цепочке массивов ультраосновного состава. Хромитовые руды в виде плас-тообразных тел находятся в дунитах, перидотитах, пироксенитах и других породах.

Платина. Месторождения платины, осмия и иридия связаны с хро-митовыми рудами в ультраосновных массивах. Добыча производится главным образом в россыпных месторождениях.

Никель и кобальт. Крупные месторождения силикатных никель-кобальтовых руд связаны с продуктами выветривания ультраосновных пород и находятся преимущественно на Южном Урале, но встречаются также и на Среднем Урале.

Асбест и тальк. Месторождения этих полезных ископаемых связаны с гидротермальной переработкой серпентинизированных массивов гипербазитов и представлены линзами и жильными телами разной формы.

Россыпи алмазов на Урале генетически также связаны с гиперба-зитовыми телами.

Медь. На Южном и Среднем Урале располагаются сотни месторождений меди, образующие меденосный пояс длиной почти в 1000 км. Большая часть месторождений представлена медноколчеданными рудами, связанными с контрастной базальт-липаритовой и андезитовой эффузивными формациями девонского возраста, но имеются и скарновые месторождения. Медноколчеданные — золотополиметаллические месторождения восточной части Магнитогорского синклинория — имеют более широкий возрастной диапазон вплоть до позднего палеозоя. Кроме меди из колчеданных руд извлекают цинк, серебро, золото, кадмий, мышьяк, кобальт, висмут и другие полезные ископаемые.

Золото. Месторождения золота разрабатываются на Урале еще с XVIII в. Они приурочены к кварцевым жилам в гранитоидных интрузиях палеозойского возраста. Кроме коренных месторождений разрабатываются и россыпные.

Кроме уже упоминавшихся месторождений полезных ископаемых экзогенного происхождения на Урале широко распространены месторождения бокситов, марганца, магнезита, барита, огнеупорных глин, калийных и каменной солей, каменных и бурых углей.

Алюминий. Бокситовые пластовые залежи сосредоточены в зоне Восточного склона Северного Урала и связаны снижне- и среднедевонскими карбонатными породами. В других местах находятся менее крупные месторождения бокситов, приуроченные к палеозойским и мезозойским отложениям.

Марганец. Осадочные морские месторождения пластовых пиролю-зит-псиломелановых руд палеогеновего возраста (в чехле Западно-Сибирской плиты) находятся на Северном Урале, на восточном его склоне. Меньшую роль играют месторождения марганца в девонских и нижнекаменноугольных отложениях Северного и Южного Урала.

Уголь. Залежи каменных и бурых углей распространены по всему Уралу и приурочены к палеозойским и мезозойским отложениям. Например, с триасовыми и частично с юрскими отложениями связаны крупные месторождения Челябинского бассейна, в котором мощность угленосных отложений превышает 2 км, а сами они залегают в грабенообразных впадинах. Южно-Уральский буроугольный бассейн находится в пределах Оренбургской области и мощные (более 100 м) пласты угля приурочены к палеогеновым отложениям. В Предуральском краевом прогибе находится крупный Воркутинский угольный бассейн пермского возраста.

Соль. ВПредуральском краевом прогибе находится крупное месторождение калийных, а также магниевых солей (Соликамское), приуроченное к отложениям кунгурского яруса нижней перми. В Оренбургском Приуралье с этими же отложениями связаны месторождения каменной соли.

Нефть. Месторождения нефти и газа связаны с нижнепермскими рифовыми массивами, расположенными на границе платформы и краевого прогиба.

Магнезит. Крупные залежи пластовых магнезитов известны в доломитах рифейского возраста в Башкирском антиклинории.

Большое значение играют знаменитые Уральские месторождения строительного камня и самоцветов

Скифская плита. Эпипалеозойская Скифская плита выделена М. В. Муратовым в 1955 г. На севере она ограничена Восточно-Европейской платформой, а на юге – структурами Кавказа и Горного Крыма (по подошве палеогена). Она прослеживается сужающейся полосой в Предкавказье, в акватории Азовского моря, через Степной Крым, под мелководной северо-западной частью Черного моря до массива Добруджи и далее в пределы Мезийской плиты, на территории Румынии и Болгарии. Сочленение северной окраины Скифской плиты и Восточно-Европейской платформы происходит по глубинному тектоническому шву, представленному зоной ступенчатых сбросов в фундаменте, быстро погружающемуся к югу до глубин в 8—9 км. В пределах Скифской плиты выделяют две структурные области: Предкавказье и равнинный Крым.

Наиболее древние породы фундамента Скифской плиты в пределах Равнинного Крыма представлены рифейскими (?) хлоритовыми и серицитовыми сланцами. Нижне-среднепалеозойские отложения представлены глинистыми сланцами, песчаннками, алевролитами, известняками, а также спилитами, диабазами, андезитами и их туфами. Местами породы прорваны гранодиоритами. Верхнекаменноугольные и пермские отложения представлены карбонатными и терригенными породами молассового типа.

Фундамент плиты в Предкавказье, сложен породами, начнная от докембрийских и кончая верхнепалеозойскими. Шире всего распространены породы среднего палеозоя — девона — нижнего карбона (фаменского и турнейского ярусов), которые представлены хлоритовыми и серицит-хлоритовыми сланцами низких степеней метаморфизма, а в основном глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками.

Выше фундамента, но ниже настоящего платформенного чехла на Скифской плите располагается своеобразный комплекс отложений верхней перми — лейаса, залегающий в грабенах, обладающий различной мощностью, фациальной изменчивостью и дислоцированный в различной степени. Это, по существу, нижний структурный этаж платформенного чехла. Особое положение в нижней части чехла занимают триасовые и нижнеюрские толщи, испытавшие кое-где складчатость, заполняющие грабены и насыщенные вулканогенными породами.

Отложения платформенного чехла в различных районах Скифской плиты начинаются с разных горизонтов: со средней юры — в Предкавказье, с нижней — в Равнинном Крыму (рис. 1.14). В Предкавказье в строении чехла выделяется несколько комплексов. Среднеюрский — представлен песчано-глинистыми угленосными отложениями (до 2 км), развитыми на западе и востоке и отсутствующими в центре.

Рисунок 1.14 ­ Стратиграфические клонки некоторых структурных зон Скифской плиты (по А.А. Недовизину)

Верхнеюрско-нижнемиоценовый комплекс образует фациально изменчивый покров. Верхняя юра, представленная глинистыми, песчанистьми, известковыми, соленосными, гипсоносными и пестроцветными отложениями, также преимущественно развита на востоке и юго-востоке плиты, достигая 1,5 км мощности. Пестроцветная верхняя юра имеется и в Крыму.

Как в Предкавказье, так и в Крыму с несогласием на более древних породах залегают отложения нижнего мела, представленные морскими терригенными и карбонатными породами. Их мощность составляет более 1 км. Широким распространением на Скифской плите пользуются верхнемеловые отложения, нижние горизонты которых (сеноманский ярус) сложены глауконитовыми песками и глинами, а вышележащие (турон — маастрихт) — мергелями и писчим мелом (0,4—2 км). В меловых

отложениях обнаружены диабазы, базальты, андезиты, дациты, риолиты, их туфы и туфобрекчии. Шире всего эффузивы развиты в отложениях альба-сеномана, достигая 1 км мощности (Сивашский прогиб).

Отложения палеогена — нижнего миоцена, залегая с несогласием на меловых породах, распространены повсеместно и представлены песчано-глинистыми и мергельными толщами. Мощность отложений колеблется от десятков и первых сотен метров до первых километров.

Далее по разрезу отложения подразделяются на два комплекса: средний миоцен — средний плиоцен и верхний плиоцен — антропоген. Первый комплекс представлен фациально сильно изменчивыми песками, глинами, песчаниками, известняками, ракушечниками. Мощность колеблется впределах десятков метров. Второй комплекс Восточного Предкавказья представлен мелководными песчано-глинистыми отложениями акчагыльского и апшеронского ярусов мощностью до 1,5 км. К западу они быстро замещаются континентальными отложениями.

Для отложений четвертичного времени существуют различные стратиграфические схемы в Каспийском и Черноморском бассейнах. Трансгрессии сменялись регрессиями и на побережье насчитывается несколько морских террас.

Как по поверхности фундамента, так и в более молодых горизонтах платформенного чехла отчетливо вырисовываются главные структурные элементы плиты, обладающне субширотной орнентировкой, вероятно, наследующие крупные разломы в фундаменте. Доминирующее положение занимает Ставропольскай свод, ограниченный с востока крупным меридиональным глубинным разломом (рис. 1.15, 1.16).

Манычский прогиб протягивается почти на 700 км от Азовского моря до Каспия. Глубина его увеличивается к востоку от 1,5—2 до 5 км. В Равнинном Крыму на западе располагается Тарханкутское поднятие,исчезающее западнее в Черном море в 50 км от берега. Южнее находится Альминская впадина. Восточнее – изометричное Симферопольское поднятиес глубнной залегання фундамента всего в несколько сот метров. Альпийские

Рисунок 1.15 ­ Схема основных структур Крымского полуострова (по М. В. Муратову и др.): Скифская эпипалеозойская плита: 1 ­ поднятия палеозойского фундамента; 2 ­ участки поднятий фундамента с глубинами его залегания менее 1 км; 3 ­ участки погружений фундамента с глубинами его залегания более 1 км. Сводовое поднятие Горного Крыма и краевой прогиб: 4 ­ верхннй триас ­ средняя юра, флишоидные и флишевые терригенные отложения; 5 ­ верхяя юра ­ нижний альб, карбонатно-терригенные отложения; 6 ­ верхний альб — нижний миоцен, карбонатно-терригенные отложения; 7 ­ средний миоцен ­ плиоцен, песчано-глинистые от-ложения; 8 ­ интрузии среднеюрского возраста; 9 ­ глубинный разлом, разделяющий Скифскую плиту и поднятие Горного Крыма; 10 ­ предполагаемые разломы, штрихи направлены в сторону опущенного крыла; 11 ­ прочие разломы; 12 ­ антиклинали. Цифрами в кружках обозначены основные структуры. Грабены: 1 ­ Сивашский, 2 ­ Донузлавско-Войковский, 3 ­ Калиновский. Валы и поднятия: 4 ­ Тарханкутский, 5 ­ Новоселовское, 6 ­ Симферопольское, 7 ­ Новоцарицынское. Поднятия: 8 ­ Качинское, 9 ­ Южнобережское, 10 ­ Туакское. Прогибы: 11 ­ Индоло-Кубанский краевой прогиб, 12 ­ Альминская впадина, 13 ­ Юго-Западный, 14 ­ Восточно-Крымский, 15 ­ Судакский; 16 ­ северное моноклинальное крыло сводового поднятия Горного Крыма, 17 ­ восточное периклинальное погружение сводового поднятия.

Рисунок 1.16 ­ Схема основных структур Предкавказской части Скифской плиты (фундамент по А. Н. Летавину и М. Р. Пустильникову): 1 ­ докембрийский фундамент Восточно-Европейской платформы; 2 ­ древний жесткий массив байкальской консолидации; 3 ­ палеозойские антиклинории; 4 ­ среднепалеозойские складчатые зоны; 5 ­ верхнепалеозойские синклинории; 6 ­ альпиды; 7 ­ границы основных структур. Цифрами в кружках обозначены основные структуры: 1 ­ Ставропольский свод, 2 ­ Манычский прогиб. Поднятия и зоны линейных антиклиналей: 3 ­ Промысловское, 4 ­ Песчаное, 5 ­ Южно-Ергининское, 6 ­ Прикумское, 7 ­ Расшеватская, 8 ­ Каневско-Березанская.

краевые прогибы ­ Индоло-Кубанский и Терско-Каспийский своими внешними зонами наложены на платформенное основание.

Во многих районах Скифской плиты прослеживается прямая связь между структурами фундамента и чехла, что свидетельствует об унас-ледованном развитии последнего. С течением времени структурный план чехла упростился.

Полезные ископаемые. Основными полезными ископаемыми Скифской плиты являются нефть и газ, месторождення которых сосредоточены в Восточно-Кубанском (нижне-среднеюрские отложения), Ейско-Березенском (альбские песчаники), Донбасско-Промысловском (песчаники альба), Прикумском и Ставропольском районах (отложения средней и верхней юры и нижнего мела). Известные Ставропольские месторождения газа связаны с майкопскими отложениями.

В Равнинном Крыму известны газовые, газоконденсатные и нефте-газовые небольшие месторождения, сосредоточенные в зоне Тарханкутских поднятий, где они приурочены к карбонатным породам датского яруса и палеоцена. Добыча газа ведется на Джанкойском и Стрелковском месторождениях, связанных с песчаниками майкопа. Две залежи располагаются в акватории Черного и Азовского морей.

В Западном Крыму, в районе Евпатории сосредоточены соляные озера (Сакское и др.), из которых добывают соли брома, карналит, хлористый магний, галит, лечебную грязь.

Тема 6. Области альпийской складчатости