Лекция 3. Среднедевонский – верхнетриасовый комплекс

Среднедевонский – верхнетриасовый комплекс. Характеризует герцинский этап развития платформы, в течение которого преобладали погружения, особенно в восточной её половине, а тектонические движения отличались значительной дифференциальностью.

Отложения карбона распространены на платформе весьма широко, отсутствуют лишь на Балтийском и Украинском щитах, в Прибалтике, на Воронежской и Белорусской антеклизах. Наибольшим распространением пользуются карбонатные осадки, в подчинении находятся песчано-глинистые отложения.

Крупнейшими отрицательными структурами каменноугольного периода явились Московская и Прикаспийская синеклизы, Днепрово-Донецкая впадина, на западе формировалась Балтийская впадина, на востоке Восточно-Русская Впадина (Волго-Уральская антеклиза).

В Московской синеклизе выделяются все три отдела и все ярусы, кроме башкирского. Каменноугольные отложения начинаются здесь турнейским ярусом, залегающем местами с незначительным перерывом на верхнем девоне. Нижняя часть турнея представлена известняками, верхняя – глинами и песками. В результате поднятий, охвативших платформу в позднем турнее, отложения визейского яруса налегают с размывом на нижележащих толщах, причем величина этого перерыва увеличивается в западном направлении. Нижняя часть визейского яруса слагается континентальными, речными, озерными и болотными отложениями мощностью от десятков до 400м. В этих отложениях содержатся прослои каменного и бурого угля, образующие месторождения Подмосковного угольного бассейна.

В пределах Волго-Уральской области с нижневизейскими песчаными толщами связаны месторождения нефти.

На севере плиты, у Тихвина, к этим же отложениям приурочены бокситы и огнеупорные глины. Местами встречаются залежи озерных железных руд. Формирование угленосных пород происходило в условиях обширных низменных равнин, в районах дельт медленно текущих рек.

В позднем визе и в раннесерпуховском времени огромные пространства были залиты мелководным морем, в котором отлагались почти исключительно известняки и доломитизированные известняки, достигающие мощности 250м, в восточных районах.

В позднесерпуховском веке вновь происходит подъем и отложения башкирского яруса в центре и на юге Московской синеклизы отсутствуют.

Башкирский ярус присутствует на Волго-Уральской антеклизе, где представлен, на западе, маломощной почкой глин, песков и песчаников прибрежно-морского и континентального происхождения. К востоку они замещаются известняками. В позднебашкирское время подъем охватывает центральную часть плиты, и низы московского яруса представлены маломощными до 70м песками, глинами, местами сульфатными красноцветными породами, отложившихся в лагунных, дельтовых и континентальных условиях. Остальная часть московского яруса слагается в низах мергелями, известняками и доломитами с прослоями глин и песков, а выше – чистыми известняками. Мощность среднего карбона увеличивается с запада на восток от 0,1 до 0,5км.

Верхний карбон сложен почти исключительно известняками, мощностью 0,1 – 0,4 км, примесь терригенного материала в которых нарастает в западном направлении.

На западе плиты в Львовско-Волынском угленосном бассейне в нижнем визе распространены известняки, а угли появляются в верхнем визе и в башкирском ярусе, мощность угленосной толщи 400м, а всего карбона более 1000м.

В Днепрово-Донецкой впадине каменноугольные отложения представлены в нижней части (нижний карбон, башкирский ярус) морскими терригенными, реже карбонатными породами, а в верхней (верхний карбон, московский ярус) – терригенными пестроцветными, континентальными породами. Мощность отложений в районе Донбасса достигает двух километров, а к северо-западу уменьшается до 200-300м.

В каменноугольный период восточные области платформы погружались гораздо интенсивнее западных и центральных, там господствовали условия открытого, неглубокого морского бассейна. Устойчивое погружение платформы кратковременно прерывалось в позднем турне, позднем визе и в раннебашкирское время. Позднекаменноугольная эпоха характеризовалась медленными поднятиями, в результате которых море мелело и в жарком сухом климате начинали накапливаться доломиты, глины и ангидриты.

В пермский период структурный план платформы, в целом, наследует вид каменноугольного периода. Особенно тесная связь существует между верхним карбоном, ассельским и сакмарским ярусами, которые литологически весьма сходны с ним. Во второй половине пермского периода на платформе происходит подъем, обусловленный орогенными движениями в Уральской геосинклинали. По восточной границе платформы закладывается Предуральский краевой прогиб, который в процессе своего развития как бы надвигается на платформу. Максимальная мощность отложений наблюдается на востоке. Пермские морские отложения характеризуются довольно бедной фауной, что обусловлено повышенной или пониженной соленостью бассейнов того времени. Пермские отложения широко распространены в пределах платформы, обнажаясь на востоке, юго-востоке и северо-востоке.

В Прикаспийской синеклизе пермские отложения известны в соляных куполах и имеют мощность несколько км.

На западе платформы пермь залегает в Балтийской и Днепрово-Донецкой впадинах.

Нижнепермские отложения хорошо изучены в Московской синеклизе и Волго-Уральской области, где ассельские и сакмарские отложения представлены в нижней части разреза известняками и доломитами, а в верхней – начинают появляться пачки песчаников, алевролитов, глин, прослои гипсов и ангидритов. В сакмарском веке на границе с Предуральским прогибом, в зоне крутых флексур, начинают расти мшанковые, гидроактиниевые и другие рифы, вытянувшиеся цепочкой с севера на юг. Особенно энергично рифы формировались в артинском веке.

Артинские отложения представлены доломитами, ангидритами и гипсами, иногда с песчано-глинистыми прослоями, мощность до 250м.

Кунгурские отложения сложены доломитами, ангидритами, глинами, мергелями и гипсами, накапливавшимися в условиях огромной лагуны, в которую лишь периодически вторгалось море. Кунгурские отложения не прослеживаются западнее меридиана г. Самара. Соленосные отложения прослеживаются в пределах Предуральского прогиба и в Прикаспийской синеклизе, имеют мощность до 3км.

Конец раннепермской эпохи ознаменовался регрессией моря, поэтому отложения уфимского яруса представлены красноцветными конгломератами, галечниками, песчаниками, глинами и мергелями. Снос обломочного материала происходил с Урала, образуя типичную красноцветную континентальную толщу с очень характерными медистыми песчаниками.

Отложения казанского яруса прослеживаются довольно узкой меридиональной полосой и представлены морскими известняками и лагунными доломитами и мергелями, восточнее они замещаются континентальной толщей с линзами конгломератов и галечников. Мощность отложений казанского яруса на востоке составляет сотни метров, а на западе едва достигает десятков метров.

Отложения татарского отдела развиты только на северо-востоке и востоке платформы, местами залегают на нижележащих отложениях с перерывом и представлены сложно построенной пестроцветной толщей, состоящей из мергелей, глин, песков и песчаников. Все эти отложения накапливались за счет многочисленных рек, которые текли через всю платформу, образуя на западе толщи дельтовых отложений. Мощность отложений татарского отдела на востоке достигает 600 – 700м.

Пермский период на Восточно-Европейской платформе характеризовался сложной палеогеографической обстановкой, частой миграцией мелководных морских бассейнов и преобладанием континентальных условий, в конце поздней перми, когда почти вся платформа вышла из под уровня моря, но на востоке и юго-востоке осадконакопление продолжалось. Нижний отдел пермской системы литологически отличается от среднего и верхнего, и представлен преимущественно карбонатными породами, в верхах сильно загипсованными. Песчано-глинистых пород очень мало. Общая мощность нижнепермских отложений не выходит за пределы первых сотен метров, но возрастает на востоке Русской плиты. Средний и верхний отделы пермской системы слагаются почти повсеместно терригенными породами. Мощность средней и верхней перми суммарно составляет первые сотни метров, но резко возрастает на востоке и в Прикаспийской синеклизе. Климат пермского периода был жарким, временами субтропическим, но в целом характеризовался значительной сухостью. На севере преобладали условия гумидного климата умеренных широт. В пермское время имело место проявления магматизма на Кольском полуострове, где формировались сложные массивы нефелиновых сиенитов – Хибинский и Ловозерский.

Отложения триасовой системы тесно связаны с отложениями татарского отдела. Незначительные поднятия в конце пермского времени сменились опусканиями, но осадконакопление в раннем триасе происходило на значительно меньшей площади. Структурный план изменился. Поднялась Волго-Уральская антеклиза. Отложения нижнего триаса залегают местами с размывом на более древних породах и шире всего распространены на поверхности в северо-восточной части Московской синеклизы, в Прикаспийской и Балтийской синеклизах, в Днепрово-Донецкой впадине. Повсеместно, кроме Прикаспия, нижний триас представлен континентальной ветлужской серией, сложенной песчаниками, глинами, мергелями, редко озерными известняками. Обычно можно проследить несколько ритмично построенных пачек, начинающихся более грубым и заканчивающихся тонким материалом. Обломочный материал приносился с востока, с разрушающихся палеоуральских гор, а также с Балтийского и Украинского щитов, Воронежской, Волго-Уральской и Белорусской антеклиз. Медленно текущие, мигрирующие реки разносили его по низменной равнине. Мощность ветлужской серии на северо-востоке составляет 150м, в Прибалтике – 300м, в Днепрово-Донецком прогибе до 600м.

В среднем триасе почти вся территория платформы была охвачена поднятиями, кроме Прикаспийской синеклизы. Предположительно средний трас залегает по окраинам Донбасса и в Днепрово-Донецком прогибе, и представлен терригенными отложениями.

Верхний триас в виде маломощных глинистых отложений с прослоями песчаников. Известен в Днепрово-Донецком прогибе и в Прибалтике.

Особый интерес представляет разрез триаса в Прикаспийской синеклизе, где он распространен на всей её площади и обладает большой мощностью. В центральных частях нижний триас залегает согласно на отложениях татарского отдела, но в краевых частях в основании триаса наблюдается размыв. Важной особенностью разреза нижнего триаса является присутствие в нем морских отложений – глин с прослоями известняков, содержащих фауну аммонитов гималайского типа, свидетельствующую о трансгрессии моря с юга. Трансгрессии были периодическими и кратковременными, т.к. нижний триас в основном слагается континентальными кварцевыми песчаниками, глинами, мергелями. Средний триас сложен известняками и доломитами мощностью до 800м. Верхний триас представлен красноцветными песчано-глинисто-мергелистыми породами. Общая мощность триаса превышает 2км.

Климатические условия в триасовый период были аридными, однако влажность в раннетриасовую эпоху была повышенной. В позднем триасе климат становится гумидным.

Выводы:

1. Длительность герцинского этапа составляет примерно 150 млн.лет и охватывает время от среднего девона до нижнего и среднего триаса включительно.

2. Суммарная мощность осадков колеблется от 0,2 до 10км и более в районе Прикаспийской синеклизы.

3. Начало этапа сопровождалось перестройкой структурного плана, энергичными тектоническими движениями и широким проявлением щелочно-базальтового и траппового вулканизма.

4. Структурный план на протяжении герцинского этапа развития оставался практически неизменным. Площадь, занятая поднятиями, к концу этапа постепенно увеличивалась.

5. В течение герцинского этапа на большей части платформы преобладали погружения (особенно в начале этапа), что резко отличает его от каледонского.

6. В середине и особенно в конце этапа ориентировка прогибов была меридиональной, причем области прогибания постепенно оттеснялись на восток. Такое расположение прогибов обусловлено влиянием герцинской геосинклинали Урала.

7. В конце этапа была сформирована Русская плита в границах, очень близких к современным. Ряд впадин в пределах плиты прекратил свое существование. Например, Московская синеклиза.

8. Нижние части разреза герцинского комплекса слагаются преимущественно терригенными отложениями, местами соленосными. В середине разреза преобладают карбонатные толщи, сменяющиеся вверху снова терригенными, красноцветными, реже соленосными отложениями.

9. В течение всего этапа климат оставался жарким: то жарким, то более сухим.