История развития древних платформ восточно-европейская платформа. Восточно-Европейская платформа
5.1. Общая характеристика
Географически занимает территории Среднерусской и Среднеевропейской равнин, охватывая обширную территорию от Урала на востоке и почти до побережья Атлантического океана на западе. На этой территории расположены бассейны рек Волга, Дон, Днепр, Днестр, Неман, Печора, Висла, Одер, Рейн, Эльба, Дунай, Даугава и др.
На территории России ВЕП занимает Среднерусскую возвышенность, характеризующуюся преимущественно равнинным рельефом, с абсолютными отметками до 500 м. Только на Кольском полуострове и в Карелии проявлен горный рельеф с абсолютными отметками до 1 200 м.
Границами ВЕП являются: на востоке – Уральская складчатая область, на юге – структуры Средиземноморского складчатого пояса, на севере и северо-западе – структуры Скандинавских каледонид.
5.2. Основные структурные элементы
Как и любая платформа, ВЕП имеет двухъярусное строение.
Нижний ярус – это архейско-раннепротерозойский фундамент, верхний ярус – рифейско-кайнозойский чехол.
Фундамент на ВЕП залегает на глубинах от 0 до (по геофизическим данным) 20 км.
Фундамент на поверхность выходит в двух регионах: 1) в Карелии и на Кольском полуострове, где он представлен Балтийским щитом , занимающим также территории Финляндии, Швеции и части Норвегии; 2) в центральной Украине, где он представлен Украинским щитом . Область залегания фундамента на глубинах до 500 м в районе г. Воронеж называетсяВоронежским кристаллическим массивом .
Область распространения платформенного чехла рифейско-кайнозойского возраста называется Русской плитой .
Основными структурами Русской плиты являются следующие (рис. 4).
Рис. 4. Основные структуры Восточно-Европейской платформы
1. Граница платформы. 2. Границы основных структур. 3. Южная граница Скифской плиты. 4. Докембрийские авлакогены. 5. Палеозойские авлакогены. Цифры в кружках обозначают названия структур, не подписанные на схеме: 1-9 – авлакогены (1 – Беломорский, 2 – Лешуконский, 3 – Вожже-Лачский, 4 – Среднерусский, 5 – Кажимский, 6 – Калтасинсикй, 7 – Серноводско-Абдулинский, 8 – Пачелмский, 9 – Печоро-Колвинский); 10 – Московский грабен; 11 – Ижма-Печорская впадина; 12 – Хорейверская впадина; 13 – Предкавказский краевой прогиб; 14-16 – седловины (14 – Латвийская, 15 – Жлобинская, 16 – Полесская).
Областям относительно глубокого (более 2 км) залегания фундамента отвечают пологие отрицательные структуры – синеклизы .
Московская ,занимающая центральную часть плиты; 2) Тимано-Печорская (Печорская) , расположенная на северо-востоке плиты, между структурами Урала и Тиманским кряжем; 3) Прикаспийская , расположенная на юго-востоке плиты, занимающая междуречье Волги и Эмбы, на склонах Волго-Уральской и Воронежской антеклиз.
Областям относительно приподнятого положения фундамента отвечают пологие положительные структуры – антеклизы .
Главнейшими из них являются: 1) Воронежская , расположенная над одноименным кристал-лическим массивом; 2) Волго-Уральская , расположенная в восточной части плиты, ограниченная с востока структурами Урала, с севера Тиманским кряжем, с юга – Прикаспийской синеклизой, с юго-запада Воронежской антеклизой, с запада – Московской синеклизой.
В пределах синеклиз и антеклиз выделяются структуры более высоких порядков, такие как валы, своды, впадины и прогибы.
Тимано-Печорской, Прикаспийской синеклизам и Волго-Уральской антеклизе отвечают одноименные нефтегазоносные провинции.
Между Украинским щитом и Воронежским кристаллическим массивом (и одноименной антеклизой) расположен Днепровско-Донецкий (Припятско-Донецкий) авлакоген – это узкая структура грабенообразного погружения фундамента и увеличенной (до 10-12 км) мощности пород чехла, имеющая запад-северо-западное простирание.
5.3. Строение фундамента
Фундамент платформы образован архейскими и нижнепротерозойскими комплексами глубокометаморфизованных пород. Их первичный состав не всегда расшифровываются однозначно. Возраст пород определяется по данным абсолютной геохронологии.
Балтийский щит . Занимает северо-западную часть платформы, и граничит со складчатыми структурами Скандинавских каледонид по разломам глубокого заложения, имеющим надвиговую природу. К югу и юго-востоку фундамент ступенчато погружается под рифейско-кайнозойский чехол Русской плиты.
Комплексы нижнего архея (AR 1 )в разных блоках Балтийского щита представлены разнообразными гнейсами, кристаллическими сланцами, железистыми (магнетитовыми) кварцитами, амфиболитами, мраморами, мигматитами. Среди гнейсов выделяются следующие разновидности: амфиболовые, биотитовые, высокоглиноземистые (с кианитом, андалузитом, силлиманитом). Вероятным протолитом амфиболитов и амфиболовых гнейсов являются породы типа базитов (базальтоиды и габброиды), высокоглиноземистых гнейсов – осадочные породы типа глинистых осадков, магнетитовых кварцитов – железисто-кремнистые отложения (типа яшмоидов), мраморов – карбонатные отложения (известняки, доломиты). Мощность образований AR 1 не менее 10-12 км.
Образования AR 1 формируют структуры типа гнейсовых куполов, в центральных частях которых располагаются крупные массивы олигоклазовых и микроклиновых гранитов, с которыми связаны пегматитовые поля.
Комплексы верхнего архея (AR 2 ) слагают узкие синклинорные зоны в образованиях AR 1 . Они представлены высокоглиноземистыми гнейсами и сланцами, конгломератами, амфиболитами, карбонатными породами, магнетитсодержащими кварцитами. Мощность образований AR 2 не менее 5-6 км.
Образования нижнего протерозоя (PR 1 ) мощностью не менее 10 кмвыполняют узкие грабен-синклинальные структуры, врезанные в архейский субстрат. Они представлены конгломератами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, метаморфизованными субщелочными базальтоидами, кварцито-песчаникми, гравелитами, местами доломитами, а также шунгитами (высокоуглеродистые метаморфизованные породы типа сланцев).
Образования PR 1 прорваны одновозрастными интрузиями габброноритов с медно-никелевым оруденением, щелочными ультраосновными породами с карбонатитами, содержащими апатит-магнетитовые руды с флогопитом, а также более молодыми (рифейскими) гранитами-рапакиви (Выборгский массив) и нефелиновыми сиенитами девонского возраста. Последние представлены расслоенными концентрически зональными массивами: Хибинским с месторождениями апатит-нефелиновых руд и Ловозерским с месторождениями тантало-ниобатов.
На Балтийском щите пробурена самая глубокая в мире Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) глубиной 12 261 м (проектная глубина скважины – 15 000 м). Скважина пробурена в северо-западной части Кольского полуострова, в 10 км южнее г. Заполярный (Мурманская область), вблизи российско-норвежской границы. Бурение скважины начато в 1970 г. и закончено в 1991 г.
Скважина бурилась по программе глубокого и сверхглубокого бурения, осуществляемого в СССР по решениям Правительства.
Целью бурения СГ-3 являлось изучение глубинного строения докембрийских структур Балтийского щита, типичных для фундаментов древних платформ и оценка их рудоносности.
Задачами проходки скважины являлось :
1. Изучение глубинного строения протерозойского никеленосного Печенгского комплекса и архейского кристаллического основания Балтийского щита, выяснение особенностей проявления на больших глубинах геологических процессов, включая процессы рудообразования.
2. Выяснение геологической природы сейсмических границ в континентальной земной коре и получение новых данных о тепловом режиме недр, глубинных водных растворах и газах.
3. Получение максимально полной информации о вещественном составе горных пород и их физическом состоянии, вскрытие и изучение пограничной зоны между «гранитным» и «базальтовым» слоями земной коры.
4. Усовершенствование имеющихся и создание новых технологий и технических средств для бурения и комплексных геофизических исследований сверхглубоких скважин.
Скважина бурилась с полным отбором керна, выход которого составил 3 591,9 м (29,3%).
Основные результаты бурения следующие .
1. В интервале 0 – 6 842 м вскрыты метаморфические образования PR 1 , состав которых примерно тот же, о котором речь шла выше. На глубинах 1 540-1 810 м вскрыты тела ультрабазитов с сульфидными медно-никелевы-ми рудами, что опровергло представление о выклинивании рудоносного Печенгского комплекса и расширило перспективы Печенгского рудного поля.
2. В интервале 6 842 – 12 261 м вскрыты метаморфические образования AR, состав и строение которых примерно те же, о которых речь шла выше. На глубинах свыше 7 км в архейских гнейсах вскрыто несколько горизонтов магнетит-амфиболовых пород – аналогов железистых кварцитов Оленегорского и Костомукшского месторождений. На глубине около 8,7 км вскрыты габброиды с титаномагнетитовой минерализацией. В интервале 9,5 – 10,6 км в архейских образованиях установлен 800-метровый интервал с высокими (до 7,4 г/т) содержаниями золота, а также серебра, молибдена, висмута, мышьяка и некоторых других элементов, связанных с процессами гидрогенно-геохимического разуплотнения архейских пород.
3. Предполагаемая на глубинах около 7,5 км геофизическая граница (поверхность) Конрада (граница «гранитного» и «базальтового» слоев) не подтвердилась. Сейсмическая граница на этих глубинах отвечает зоне разуплотнения пород в архейских образованиях и вблизи границы архей-нижний протерозой.
4. На всем протяжении разреза скважины установлены притоки воды и газов, содержащих гелий, водород, азот, метан, тяжелые углеводороды. Исследования изотопного состава углерода показали, что в архейских толщах газы имеют мантийную природу, протерозойских – биогенную. Последнее может свидетельствовать о возможном зарождении биологических процессов, приведших в последствии к возникновении жизни на Земле, уже в раннем протерозое.
5. К числу принципиально новых относятся данные по изменениям температурного градиента. До глубины 3 000 м температурный градиент составляет 0,9-1 о /100 м. Глубже этот градиент возрос до 2-2,5 о /100 м. В итоге на глубине 12 км температура составила 220 о вместо ожидаемой 120-130 о.
В настоящее время Кольская скважина функционирует в режиме геолаборатории, являясь полигоном для испытания техники и технологии глубокого и сверхглубокого бурения и геофизического исследования скважин.
Украинский щит . Представляет собой крупный выступ фундамента, имеющий форму неправильного овала. С севера он ограничен разломами, по которым контактирует с Днепровско-Донецким авлагогеном, а в южном направлении погружается под отложения платформенного чехла.
В строении щита принимают участие метаморфические породы AR 1 , AR 2 и PR 1 .
Комплексы нижнего архея (AR 1 )представлены плагиогнейсами, биотит-плагиоклазовыми, амфибол-плагиоклазовыми, высокоглиноземистыми (силлиманитовыми и корундовыми) гнейсами, кристаллическими сланцами, амфиболитами, мигматитами, кварцитами.
В строении комплексов верхнего архея (AR 2 ) участвуют разнообразные гнейсы, амфиболиты, хлоритовые сланцы, железистые кварциты и роговики. Эти образования образуют узкие синклинорные зоны, врезанные в раннеархейский субстрат. Мощность образований AR не менее 5-7 км.
К образованиям нижнего протерозоя (PR 1 )относится криворожская серия , вмещающая железорудные месторождения Криворожского бассейна.
Эта серия обладает трехчленным строением. В ее нижней части залегают аркозовые метапесчаники, кварциты, филлиты. Средняя часть серии сложена, в основном, переслаивающимися джеспилитами, куммингтонитовыми, серицитовыми, хлоритовыми сланцами. В этой части серии расположены основные промышленные железорудные залежи Криворожского бассейна; количество рудных пластов в разных частях бассейна колеблется от 2 до 7. Верхняя часть серии сложена кварцито-песчаниками с осадочно-метаморфизованными железными рудами, кварцево-углеродистыми, слюдистыми, биотит-кварцевыми и двуслюдяными сланцами, карбонатными породами, метапесчаниками. Общая мощность образований криворожской серии не менее 5-5,5 км.
Среди комплексов AR и PR расположены крупные массивы архейского и раннепротерозойского возраста: гранитов (Уманский, Криворожский и др.), сложные многофазные плутоны, состав которых меняется от габбро-анортозитов, лабрадоритов до гранитов-рапакиви (Коростеньский и др.), а также массивы нефелиновых сиенитов (Мариупольский) с тантало-ниобиеввой минерализацией.
Расположен на глубинах до 500 м. Изучен в связи с геологоразведочными и эксплуатационными работами на железные руды Курской магнитной аномалии (КМА).
Архейские (AR )образования представлены здесь разнообразными гнейсами, амфиболитами, железистыми роговиками, кристаллическими сланцами.
Образования нижнего протерозоя (PR 1 ) выделены как курская и оскольская серии . В составе курской серии представлены: в нижней части чередующиеся метапесчаники, кварциты, гравелиты, в верхней части – чередующиеся филлиты, двуслюдяные, биотитовые сланцы, горизонты железистых кварцитов, к которым приурочены месторождения КМА. Мощность образований курской серии не менее 1 км. Залегающая выше оскольская серия мощностью 3,5-4 км образована углеродистыми сланцами, метапесчаниками, метабазальтами.
Среди толщ AR и PR расположены массивы одновозрастных интрузивных пород, представленные гранитами, габброноритами с медно-никелевым оруденением, граносиенитами.
5.4. Строение чехла
В строении чехла Русской плиты выделены 5 структурно-стратиграфических комплексов (снизу вверх): рифейский, венд-кембрийский, нижнепалеозойский (ордовикско-нижнедевонский), средне-верхнепалео-зойский (среднедевонско-пермский), мезозойско-кайнозойский (триас-кайнозойский).
Рифейский комплекс .
Рифейские толщи распространены в центральных и окраинных частях платформы. Наиболее полные разрезы рифея расположены на западном Урале, о которых речь будет идти при рассмотрении этого региона. Рифей центральной части платформы представлен всеми тремя отделами.
Нижний рифей (R 1 ). В его нижней части залегают красноцветные кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники с горизонтами базальтов траппового типа. Вверх по разрезу они сменяются темными аргиллитами с прослоями мергелей, доломитов и алевролитов. Еще выше залегает мощная толща доломитов с прослоями аргиллитов. Мощность около 3,5 км.
Средний рифей (R 2 ). Представлен преимущественно сероцветными песчаниками с прослоями доломитов и базальтов траппового типа общей мощностью около 2,5 км. В стратифицированном разрезе залегают пластовые тела долеритов, габбродолеритов.
Верхнийй рифей (R 3 ). В его основании залегают кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники, выше – красные аргиллиты и алевролиты с прослоями доломитов, еще выше – чередование аргиллитов, алевролитов, песчаников и доломитов; завершается разрез доломитами. Общая мощность около 2 км.
Венд-кембрийский комплекс .
Венд (V ). Представлен преимущественно терригенными и вулканогенными образованиями.
В нижней части располагаются преимущественно красноцветные песчаники, алевролиты, ленточные глины, тиллиты. [Тиллиты – это метаморфизованные моренные отложения ]. Наличие тиллитов – наиболее характерный признак нижних частей разреза вендских отложений. Это, в свою очередь, свидетельствует о проявлении в вендское время интенсивного оледенения (Валдайское оледенение), которое по своим распространению и интенсивности сопоставимо с оледенением четвертичного времени.
Средняя часть венда представлена песчаниками, алевролитами с горизонтами базальтов, трахибазальтов и их туфов.
Верхняя часть разреза венда представлена пачками чередующихся песчаников, алевролитов, аргиллитов, в том числе красноцветными, содержащими желваковые фосфориты. Общая мощность вендских образований около 1,5 км.
Кембрий (Є ). Отложения кембрия общей мощностью около 600-700 м распространены преимущественно в Прибалтике на южном склоне Балтийского щита. Они представлены терригенными отложениями, включающими глины, кварцевые песчаники с глауконитом и мелкими желваками фосфоритов.
Нижнепалеозойский (ордовикско-нижнедевонский комплекс) .
Ордовик (O ). Отложения ордовика общей мощностью не более 500 м распространены в основном в западных частях платформы. 9
Отложения О 1 – глауконитовые песчаники с обильными фосфатизированными раковинами брахиопод; местами они образуют раковинный конгломерат, в котором содержание Р 2 О 5 достигает 30%, и они приобретают промышленное значение как фосфатное сырье. Верхняя часть разреза О 1 представлена известняками, доломитами, мергелями.
Отложения О 2-3 образованы карбонатными отложениями (известняки, доломиты, мергели), среди которых залегают прослои и горизонты горючих сланцев (кукерситы) мощностью до 5 м, которые в Ленинградской области и Эстонии имеют промышленное значение и отрабатываются (Эстонский или Ленинградский сланцевый бассейн).
Силур (S ). Отложения нижнего и верхнего силура обычной мощности не более 250 м (с локальными увеличениями до 900 м) представлены преимущественно карбонатными отложениями, формирующими крупные рифовые массивы. Среди карбонатных отложений превалируют органогенные известняки, присутствуют также доломиты и мергели. Местами в самых верхах разреза силура присутствуют бентонитовые глины.
Нижний девон (D 1 ). Нижнедевонские отложения общей мощностью до 1,6 км представлены чередующимися пачками песчаников, алевролитов, глинистых доломитизированных известняков, аргиллитов.
Средне-верхнепалеозойский (среднедевонско-пермский) комплекс .
Средний и верхний девон (D 2 -D 3 ). Отложения D 2 и D 3 широко распространены на платформе. На поверхность они выходят в Прибалтике, где образуют Главное девонское поле, и в Воронежской антеклизе – Центральное девонское поле. На остальной части Русской плиты они вскрыты многочисленными скважинами, пробуренными в связи с проведением геологоразведочных работ на нефть и газ.
На Центральном девонском поле отложения D 2 в объеме эйфельского и живетского ярусов представлены пестроцветными песчаниками в нижней части разреза (так называемые «древние красные песчаники»), которые перекрываются пачками переслаивающихся мергелей, глин, доломитов, гипсов, песчаников. Отложения D 3 (франский и фаменский ярусы) представлены известняками и доломитами с прослоями пестрых глин. Общая мощность отложений среднего и верхнего девона не превышает 150-200 м.
На Главном девонском поле отложения D 2 представлены преимущественно песчаниками с прослоями известняков и доломитов, а отложения D 3 имеют преимущественно карбонатный (известняково-доломитовый) состав. Общая мощность этих отложение не более 450 м.
В Днепровско-Донецком авлакогене средне-верхнедевонские образования достигают мощности 3,3 км. Они представлены здесь сложным чередованием с фациальными замещениями песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками, доломитами, ангидритами, гипсами, пластами каменной соли. В этом разрезе залегают пласты, покровы и потоки базальтов траппового типа, трахибазальтов и их туфов.
К среднему-позднему девону относится формирование массивов нефелиновых сиенитов (Хибинского и Ловозерского) на Балтийском щите. Кроме того, к уровню D 3 -С 1 относится формирование кимберлитов южного берега Белого моря, относящихся к Архангельской алмазоносной провинции.
Карбон (C ). Каменноугольные отложения широко распространены на платформе.
Можно выделить два типа разреза каменноугольных отложений: 1) терригенно-карбонатный (подмосковный) и 2) терригенный угленосный (донецкий).
Первый тип разреза относится к Московской синеклизе, второй – к Днепровско-Донецкому авлакогену.
Каменноугольные отложения Московской синеклизы устроены следующим образом.
Турнейский ярус С 1 t представлен известняками, чередующимися с прослоями и пачками пестрых глин и известковых конгломератов.
Визейский ярус С 1 v. В его нижней части залегают кварцевые пески, переслаивающиеся с огнеупорными глинами, обогащенными глиноземом, пластами бурых углей. Мощность угленосной толщи обычно составляет 20-30 м, местами увеличиваясь до 70 м. Угли имеют промышленное значение и разрабатываются шахтами в Тульской, Калужской и Московской областях. На северо-западе Московской синеклизы (Ленинградская область) на этом уровне расположено Тихвинское месторождение бокситов.
Верхняя часть визейского яруса сложена светлыми песками с прослоями глин, содержащими редкие конкреции фосфоритов, маломощными (до 1 м) прослоями бурых углей и известняков. Завершается разрез визейского яруса известняками.
Серпуховской ярус С 1 s представлен преимущественно известняками.
Общая мощность отложений нижнего карбона около 300 м.
Средний карбон С 2 . В его основании залегают красноцветные косослоистые пески, сменяющиеся вверх по разрезу известняками, доломитами, мергелями. Мощность 100-150 м.
Верхний карбон С 3 также образован известняками, доломитами, мергелями. Мощность около 150 м.
Принципиально иное строение имеют каменноугольные отложения Днепровско-Донецкого авлакогена. Они представлены исключительно терригенными угленосными отложениями общей мощностью 10-11 км. В разрезе выделяется 15 региональных свит, из которых 5 свит относятся к нижнему карбону, 7 – к среднему и 3 – к верхнему. Эти отложения представлены сложно ритмично переслаивающимися песчаниками, аргиллитами, алевролитами, пластами и линзами каменных углей. Породы имеют, как правило, темносерую или черную окраску. В этом разрезе присутствуют также маломощные (первые см, до 1 м) прослои известняков. Всего в разрезе Донбасса выделено около 300 угольных слоев и пропластков, из которых половина имеет промышленное значение. Обычные рабочие мощности угольных пластов составляют 1-1,2 м. Угли Донбасса высококачественные; сверху вниз они изменяются от газовых до антрацитов. Наиболее угленасыщенными являются свиты верхней части среднего карбона и нижней части верхнего карбона.
Пермь (Р ). Пермские отложения распространены преимущественно на восточной окраине платформы, в Предуралье, где они наиболее полно изучены.
Для пермских отложений также характерны два типа разреза, которые разделены Тиманским кряжем.
К северу от Тиманского кряжа пермские отложения существенно терригенные континентальные, угленосные. Мощность их колеблется от 1 до 7 км. К этим отложениям приурочен Печорский (Воркутинский) угольный бассейн. Угленосные толщи представлены сложным чередованием песчаников, аргиллитов, алевролитов, небольшим количеством известняков, пластов углей. В угленосной толще насчитывается до 150-250 угольных пластов и пропластков. Марочный состав углей колеблется от бурых до антрацитов. Обычные рабочие мощности пластов 1,5-3,5 м, иногда достигают 30 м. Наиболее угленасыщенными являются отложения нижней перми и нижней части верхней перми.
К югу от Тиманского кряжа разрез пермских отложений более разнообразен и представляется следующим образом. В основании нижней перми залегает толща пестроцветных конгломератов, песчаников, алевролитов, аргиллитов, известняков. Обломочный материал состоит из пород, слагающих горный Урал. Мощность этой толщи не менее 500-600 м.
Параллельно и несколько выше по разрезу расположена мощная толща известняков, слагающих крупные карбонатные рифовые массивы. Мощность известняков в рифовых массивах достигает 1 км.
Границе нижней и верхней перми отвечают пестроцветные эвапоритоносные отложения, представленные сложным чередованием песчаников, доломитов, известняков, мергелей, гипсов, ангидритов, калийных, магниевых и каменных солей. Все эти породы находятся в тесном переслаивании и фациальных взаимопереходах. Мощность этих отложений достигает 5 км. На этом возрастном уровне расположены Верхнекамский и Печорский соленосные бассейны.
Верхняя часть верхней перми сложена меденосными пестроцветными карбонатно-глинисто-песчаными отложениями, представленными чередующимися песчаниками, мергелями, известняками, глинами, алевролитами, аргиллитами, конгломератами. В этой толще расположено большое количество проявлений и мелких месторождений медистых песчаников, на основе которых еще в XVII веке зарождалась медная промышленность Урала. Мощность меденосных отложений достигает 1 км.
Для всех отложений пермского возраста характерны мелководные прибрежно-морские, лагунные, дельтовые, прибрежно-континентальные условия накопления.
Мезозойско-кайнозойский (триас-кайнозойский) комплекс .
Триас (T ). Триасовые отложения широко распространен3ы на платформе и представлены всеми тремя отделами.
Нижне- и среднетриасовые отложения обладают определенной двойственностью своего положения. С одной стороны, они завершают предыдущий комплекс, а с другой – начинают мезозойско-кайнозойский комплекс. Некоторые исследователи нижне- и среднетриасовые отложения рассматривают в составе средне-верхнепалеозойского структурно-стратиграфического комплекса.
Отложения нижнего триаса (T 1 ) представлены преимущественно континентальными отложениями, сложенными пестроцветными грубыми косослоистыми песчаниками с прослоями конгломератов, алевролитами, глинами, мергелями; в глинах и алевролитах иногда отмечаются конкреции сидеритов. Мощность отложений T 1 в разных местах платформы колеблется от 200 до 850-900 м.
Отложения среднего триаса (T 2 ) также представлены континентальными пестроцветными песчано-глинистыми отложениями мощностью до 800 м.
Для верхнего триаса (T 3 ) также характерны пестро- и сероцветные песчано-глинистые отложения, иногда содержащие прослои бурых углей, мощностью до 1 000 м.
Преимущественно континентальный характер триасовых отложений отражает общую особенность развития Земли в это время, которая характеризовалась геократическим режимом.
Юра (J ). Юрские отложения представлены всеми тремя отделами. Наиболее распространены отложения верхнего отдела, менее – среднего и совсем ограниченно – нижнего. Для юрских отложений характерны как морские, так и континентальные условия накопления.
Нижнеюрские (J 1 ) отложения в своей нижней части сложены континентальными песчано-глинистыми толщами, а в верхней – морскими глинами, известняками, песчаниками, содержащими прослои оолитовых лептохлорит-гидрогетитовых железных руд. Мощность около 250 м.
Среднеюрские (J 2 ) отложения в центральных частях платформы являются преимущественно морскими, и они образованы песчаниками с прослоями известняков, глинами, содержащими многочисленную фауну аммонитов, которые наиболее распространены в районах Поволжья. Здесь мощность среднеюрских отложений не превышает 220-250 м. В западной части Прикаспийской синеклизы отложения этого времени являются преимущественно континентальными – это песчано-глинистые толщи с пластами бурого угля, иногда имеющего промышленное значение. Мощность этих отложений увеличена здесь до 500 м.
Верхнеюрские (J 3 ) отложения обычной мощности до 300 м сложены преимущественно морскими глинами, содержащими прослои глауконитовых песков, желваки фосфоритов, конкреции марказита, а также горизонты горючих сланцев; последние в ряде районов имеют промышленное значение и разрабатываются.
Мел (K ). Меловые отложения являются преимущественно морскими образованиями.
Нижнемеловые (K 1 ) отложения представлены преимущественно песчано-глинистыми породами с глауконитом и желваками и пластами фосфоритов. Мощность отложений в различных частях платформы колеблется от 100-120 до 500 м.
Верхнемеловые (K 2 ) отложения являются преимущественно карбонатными – это мергели, известняки, писчий мел. Среди карбонатных пород присутствуют горизонты глауконитовых песков, опок, трепела, кремнистых глин и фосфоритов. Мощность не более 500 м.
Палеоген (P ).Отложения палеогена распространены только в южной части платформы, в северном Причерноморье, где представлены как морскими, так и континентальными отложениями.
Нижний палеоген – палеоцен (P 1 ) образован 80-метровой толщей песков с прослоями глин, опок, кремнистых глауконитовых песков.
Средний палеоген – эоцен (P 2 ) общей мощности до 100 м сложен в нижней и верхней частях морскими отложениями, состоящими из глауконитовых песков, песчаников, глин, а в средней части – углефицированными кварцевыми песками с прослоями бурых углей.
Верхний палеоген – олигоцен (P 3 ) мощностью до 200 м представлен песчано-глинистыми толщами, содержащими промышленные залежи марганцевых руд (Южно-Украинский марганцевый бассейн).
Неоген (N ). Неогеновые отложения также распространены преимущественно в южной части платформы.
Отложения нижнего неогена – миоцена (N 1 ) устанавливается определенная последовательность в смене снизу вверх по разрезу континентальных отложений лагунными, а затем и морскими. В нижней части миоцена залегают континентальные угленосные терригенные отложения, в средней части находятся лагунные пестроцветные глины с пластами гипсов, а в верхней – известняки, образующие крупные рифовые массивы. Общая мощность отложений миоцен3а приближается к 500 м.
Верхний неоген – плиоцен (N 2 ) представлен преимущественно морскими песчано-глинистыми отложениями мощностью 200-400 м, содержащими пласты оолитовых осадочных железных руд (Керченский железорудный бассейн).
Четвертичные отложения (Q ) распространены повсеместно и представлены разнообразными генетическими типами: ледниковыми, флювиогляциальными, аллювиальными, элювиальными, делювиальными и пр. Ледниковые и флювиогляциальные отложения преобладают в северных частях платформы – это валуны, пески, моренные суглинки. В южных частях платформы преобладают лёссовые толщи. Аллювиальные отложения приурочены к долинам рек, где слагают разновозрастные террасы, элювий развит на водораздельных пространствах, делювий развит на их склонах. На побережье Балтийского и Черного морей известны морские террасы, сложенные преимущественно песками. С ними связаны морские россыпи янтаря (побережье Балтийского моря, Калининградская область), а также ильменит-цирконовые россыпи Причерноморья (Южная Украина).
5.5. Полезные ископаемые
На Восточно-Европейской платформе распространены разнообразные и многочисленные месторождения полезных ископаемых. Среди них углеводородное сырье (нефть, природный газ, конденсат), твердое топливо (бурый, каменный уголь, горючие сланцы), черные, цветные, редкие металлы, неметаллические полезные ископаемые. Они расположены как в фундаменте, так и в чехле платформы.
Полезные ископаемые в фундаменте.
Черные металлы . Наиболее значимыми являются месторождения железных руд формации железистых кварцитов, локализованные в архейских и нижнепротерозойских комплексах Балтийского, Украинского щитов и Воронежского кристаллического массива.
Балтийский щит
На Кольском полуострове в метаморфических образованиях AR 1 (кольская серия) расположено Оленегорское месторождение с запасами руды 450 млн.т и средним содержанием железа 31%.
В Республике Карелия в метаморфических образованиях AR 2 расположено Костомукшское месторождение с запасами руды 1,4 млрд.т и средним содержанием железа 32%.
На Кольском полуострове в раннепротерозойских щелочных ультраосновных породах с карбонатитами локализовано Ковдорское месторождение апатит-магнетитовых руд с флогопитом. Запасы месторождения составляют 770 млн.т руды, содержащей 28% железа и 7-7,5% Р 2 О 5 .
Украинский щит
В нижнепротерозойских метаморфических комплексах (криворожская серия) расположен Криворожский железорудный бассейн(Украина) с железными рудами формации железистых кварцитов. Разведанные запасы руд этого бассейна оцениваются в 18 млрд.т с содержанием железа 34-56%.
Воронежский кристаллический массив
В нижнепротерозойских метаморфических комплексах (курская серия) расположен крупнейший в России железорудный бассейн – Курская магнитная аномалия (КМА ), расположенная на территории Курской, Белгородской и Орловской областей. КМА представляет собой гигантский овал протяженностью с СЗ на ЮВ 600 км при ширине 150-200 км и площадью около 120 тыс. кв.км. Общие разведанные запасы железных руд составляют 66,7 млрд.т с содержанием железа от 32-37 до 50-60%.
[Общим для всех месторождений формации железистых кварцитов является: 1) большие мощности рудных тел, определяемые в 10-100 м; 2) большая протяженность рудных тел – сотни м, первые км; 3) примерно однородный их минеральный состав – это магнетит, гематит, мартит ].
Цветные металлы . Наиболее значимыми являются Печенгская и Мончегорская группы сульфидных медно-никелевых месторождений, приуроченных к габброноритовым телам раннего протерозоя. Она расположена на Балтийском щите (Кольский полуостров). Главными рудными минерами руд являются пентландит, халькопирит, пирротин, пирит. На месторождениях выделяются сплошные и вкрапленные руды. Содержания меди колеблются в пределах 0,5-1,5%, никеля – 0,5-5%, руды содержат металлы платиновой группы.
Редкие металлы . Месторождения (Ловозерская группа) редких металлов (тантало-ниобатов) приурочены к одноименному зональному концентрически расслоенному массиву нефелиновых сиенитов на Кольском полуострове. Среднее содержание Ta 2 O 5 составляет 0,15%, Nb 2 O 5 0,2%. Главным рудным минералом является лопарит, который содержит до 10% Nb 2 O 5 , 0,6-0,7% Ta 2 O 5 и до 30% редких земель цериевой группы.
Неметаллы . Хибинская группа месторождений (Юкспор, Кукисвумчорр, Коашва и др.) апатит-нефелиновых руд приурочена к одноименному массиву нефелиновых сиенитов на Кольском полуострове (Балтийский щит). Рудные залежи имеет пласто- и линзообразную форму протяженностью 2-3 до 6 км и мощность до 80 м. Содержание апатита в руде от 10 до 80%, нефелина – от 20 до 65%. Разведанные запасы апатит-нефелиновых руд составляют около 4 млрд.т с содержанием Р 2 О 5 от 7,5 до 17,5%. Эти руды являются основным сырьевым источником производства фосфатных удобрений. Месторождения имеют комплексный характер. Минеральный состав руд – апатит, нефелин, сфен, титаномагнетит. В апатите содержатся также Sr, TR, F, в нефелине – Al, K, Na, Ga, Rb, Cs, в сфене – Ti, Sr, Nb, в титаномагнетите – Fe, Ti, V. Все эти компоненты в той или иной мере извлекаются при технологическом переделе апатит-нефелиновых руд.
Из других неметаллических полезных ископаемых следует отметить следующие: граниты-рапакиви Выборгского (Балтийский щит) и Коростеньского (Украинский щит) массивов, лабрадориты (Коростеньский массив), используемых в качестве облицовочного метериала; декоративные кварциты (Шокшинское месторождение на Балтийском щите); месторождения благородных топазов, морионов и цитринов в пегматитовых полях, связанных с раннепротерозойскими гранитами на Волыни (Украинский щит) и др.
Полезные ископаемые в чехле .
Углеводородное сырье . На Восточно-Европейской платформе расположены 3 крупные нефтегазоносных провинции (НГП): Тимано-Печорская, приуроченная к одноименной синеклизе, Волго-Уральская (одноименная антеклиза), Прикаспийская (одноименная синеклиза).
Тимано-Печорская НГП площадью 350 тыс. кв. км насчитывает около 80 месторождений нефти, природного газа и конденсата. Они приурочены к 8 нефтегазоносным комплексам (НГК): терригенный красноцветный V-O, карбонатный S-D 1 , терригенный D 2 -D 3 f, карбонатный D 3 , терригенный C 1 , карбонатный C 1 v 2 -P 1 , терригенно-карбонатно-галогенный P 1 -P 2 , терригенный T. Глубины залегания нефтегазоносных отложений колеблются от 500-600 м до 2,5-3 км. Наиболее известными месторождениями являются Ярегское нефте-титановое и Вуктыльское газо-конденсатное.
Волго-Уральская НГП площадью 700 тыс. кв.км насчитывает около 1 000 месторождений. Они приурочены к следующим пяти НГК: терригенно-карбонатному D 2 , карбонатному D 3 -C 1 , терригенному C 1 , карбонатному C 2 -P 1 , карбонатно-глинисто-сульфатно-соленосному C 3 -P 2 . Продуктивные горизонты залегают на глубинах от 500 до 5 000 м. В пределах провинции выявлено 920 разномасштабных месторождений, наиболее известными из которых являются Ромашкинское , Бавлинское , Оренбургское и др.
Прикаспийская НГП площадью 500 тыс. кв. км насчитывает около 100 месторождений. В ней выделены две группы НГК: подсоленосная и надсоленосная. Подсоленосная группа представлена 4 НГК: терригенным D-С 1 , карбонатным D 3 -C 1 , карбонатным C 1 -C 2 , терригенным C 2 -P; в надсоленосной группе находятся два НГК: терригенный P 2 -T и карбонатно-терригенный J-K. Глубины залегания продуктивных пластов колеблются от 300 до 3 300 м. Наиболее известным месторождением является Астраханское .
Твердое топливо . На территории Восточно-Европейской платформы расположены три крупных угленосных бассейна (Подмосковный, Донецкий и Печорский), и два сланцевых бассейна (Прибалтийский и Тимано-Печорский).
Подмосковный буроугольный бассейн. Общая площадь развития угленосных отложений до глубины 200 м составляет 120 тыс. кв.км. Угленосными являются песчано-глинистые отложения визейского яруса С 1 . Общие геологические ресурсы – 11 млрд.т, балансовые запасы по сумме категорий А+В+С 1 – 4,1 млрд.т, С 2 – 1 млрд.т, забалансовые – 1,8 млрд.т.
Донецкий каменноугольный бассейн (Донбасс) . Приурочен к Днепровско-Донецкому авлакогену. Занимает площадь 60 тыс. кв.км. Угленосными являются терригенные отложения С 1 . Бассейн изучен до глубины 1 800 м. До этой глубины общие запасы кондиционных углей оценены в 109 млрд.т. Запасы промышленных категорий составляют 57,5 млрд.т, их которых на долю антрацита приходится 24%, газовых углей – 48%, коксующихся углей – 17%, тощих углей – 11%
Печорский (Воркутинский) каменноугольный бассейн.Площадь около 300 тыс. кв.км. Расположен в полярной и приполярной частях Предуральского прогиба. Угленосными являются терригенные отложения нижней и верхней перми. Марочный состав углей колеблется от бурых до антрацитов. Общие геологические запасы и ресурсы оцениваются в 265 млрд.т, из них разведанные запасы составляют 23,9 млрд.т
Прибалтийский сланцевый бассейн. Площадь развития промышленной сланценосности около 5,5 тыс. кв.км. Расположен на южном склоне Балтийского щита, преимущественно на территории Ленинградской области и Эстонии. Продуктивными являются карбонатные отложения среднего ордовика, среди которых залегают горизонты горючих сланцев (кукерситы) мощностью до 9 м, имеющие промышленное значение. Общие разведанные запасы кукерситов оцениваются в 9,3 млрд.т.
Тимано-Печорский сланцевый бассейн. Расположен в пределах одноименной синеклизы (Республика Коми). Приурочен к морским песчано-глинистым отложениям верхней юры, содержащим 3 горизонта горючих сланцев мощностью 0,5-3,7 м. Запасы категории С 2 в количестве 550 млн.т учтены только по Айювинскому месторождению, прогнозные ресурсы всего бассейна оценены в 29 млрд.т.
Черные металлы . Черные металлы представлены месторождениями осадочных железных и марганцевых руд, формирующих крупные рудные бассейны, в морских терригенных отложениях палеогена и неогена.
Керченский (Керченско-Таманский) железорудный бассейн. Занимает площадь 250-300 кв.км на Керченском полуострове Украины и частично на Таманском полуострове России (районы Причерноморья). Рудоносными являются морские плиоценовые (N 2) песчано-глинистые толщи, содержащие пласты бурых железняков мощностью до 25-40 м. Преобладающая часть руд имеет оолитовое сложение. Главными рудными минералами являются гидрогётит и лептохлорит. Разведанные запасы железных руд составляют 1,84 млрд.т со средним содержанием железа 37,5%.
Южно-Украинский (Никопольский) мараганцеворудный бассейн. Расположен на южном склоне Украинского щита и занимает площадь около 5 тыс. кв.км. Наиболее известными месторождениями являются Никопольское , Большой Токмак . Продуктивными являются олигоценовые морские песчано-алеврито-глинистые отложения, в которых залегают 2-3-метровые пласты осадочных марганцевых руд. Выделяются следующие типы руд: оксидные (среднее содержание марганца 27,9%), оксидно-карбонатные (среднее содержание марганца 25,0%) и карбонатные (среднее содержание марганца 22,0%). Главными рудными минералами оксидных руд являются пиролюзит, псиломелан, манганит, карбонатных руд – кальциевый родохрозит, манганкальцит. Запасы марганцевых руд этого бассейна составляют 2,5 млрд.т.
Цветные металлы . Месторождения цветных металлов в чехле платформы представлены бокситами.
Бокситы представлены в Тихвинском месторождении (Ленинградская область), Северо-Онежском бокситоносном районе (Архангельская область) и в Тиманской бокситорудной провинции (Республика Коми).
Тихвинские и северо-онежские бокситы приурочены к терригенным отложениям С 1 .
В Тиманской бокситорудной провинции протяженностью 400 км и шириной до 100 км выделены Среднетиманский и Южно-Тиманский бокситорудные районы. Бокситы Среднетиманского района имеют возраст D 3 , они приурочены к разноцветным алевритистым и песчанистым гидрослюдистым и каолинит-гидрослюдистым глинам, представляющим собой кору выветривания на доломитизированных известняках R 3 . Главные рудные минералы – бёмит, диаспор, второстепенные – шамозит, гётит, гематит. Химический состав бокситов следующий: Al 2 O 3 – 36,5-55,2%, SiO 2 – 2,7-12,3%, Fe 2 O 3 – 20,2-35%, кремневый модуль (Al 2 O 3: SiO 2), определяющий количество свободного глинозема, колеблется в пределах 3,5-4 до 20. Бокситоносная пачка Южно-Тиманского района имеет раннекаменноугольный возраст и представлена каолиновыми глинами с пластами аллитов и бокситов различных разновидностей. Бокситы имеют каолинит-гиббсит-бёмитовый, каолинит-бёмитовый состав. Химический состав бокситов: Al 2 O 3 – 40-70%, SiO 2 – 12-28%, Fe 2 O 3 – 3,6-12,6%, кремневый модуль колеблется в пределах 1,5-5,5.
Неметаллы . Из неметаллических полезных ископаемых, имеющих важное промышленное значение, следует отметить фосфориты, соли, драгоценные и поделочные камни.
Прибалтийский фосфоритоносный бассейн расположен в северо-западной части Московской синеклизы, на южном склоне Балтийского щита, на территории Ленинградской области и Эстонии. Площадь 15 тыс. кв.км. Фосфатоносными являются отложения низов нижнего ордовика, представленные ракушняковым конгломератом переменной мощности – от 1-2 до 8-10 м. Местами перекрывается горизонтом горючих сланцев. Балансовые запасы фосфоритов составляют 1,3 млрд.т со средним содержанием Р 2 О 5 12%.
Вятско-Камский фосфоритоносный бассейн расположен в центральной части Русской плиты (Кировская область). Занимает площадь 1,9 тыс. кв.км. Фосфатоносными являются отложения нижнего мела, представленные кварц-глауконитовым песком, в котором сгружены фосфоритовые конкреции размером от 10 до 20-30 см. Запасы фосфоритов составляют 2,1 млрд.т с содержанием Р 2 О 5 11-15%.
Верхнекамский соленосный бассейн расположен в Предуральском прогибе, занимает площадь 6,5 тыс. кв.км. Продуктивными являются пограничные отложения Р 1 и Р 2 , представленные пестроцветной эвапоритоносной карбонатно-песчано-глинистой формацией. В бассейне выделяются каменные, калийные и магниевые соли. Главными минералами солей являются галит (NaCl), сильвин (KCl) и карналлит (MgCl 2 ·KCl·6H 2 O). Промышленные запасы солей составляют 3,8 млрд.т, перспективные – 15,7 млрд.т.
Прикаспийский соленосный бассейн занимает площадь около 600 тыс. кв.км, совпадая, по существу, с Прикаспийской нефтегазоносной провин-цией. Здесь известно около 1 200 соляных куполов (диапиров), в которых мощность соленосных отложений достигает 8-11 км, сокращаясь до 1,5-2 км или до полного выклинивания в межкупольных пространствах. Соленосными являются преимущественно отложения кунгурского яруса Р 1 . В составе солей, наряду с галитом и карналлитом, присутствуют также полигалит K 2 MgCa 2 4 ·2H 2 O и бишофит MgCl 2 ·6H 2 O. На территории этого бассейна соленосными являются также воды (рапа) озер Эльтон, Баскунчак. Общие запасы солей приближаются к 3 млрд.т.
Архангельская алмазоносная провинция расположена на севере платформы, на южном берегу Белого моря (Архангельская область). Алазоносными являются кимберлитовые трубки, имеющие возраст D 3 -C 1 . Наиболее известны месторождения им. Карпинского , Ломоносовское и др. Запасы последнего приближаются к 230 млн. карат.
Калининградский янтареносный район расположен на южном берегу Балтийского моря. Промышленная янтареносность связана со вторичными россыпями, образованными при перемыве глауконит-кварцевых песков и алевролитов верхов эоцена (средний палеоген) мощностью 0,5-20 м, которые рассматриваются как дельтовые отложения.
Подземные воды . Месторождения подземных вод находятся в пределах ряда крупных артезианский бассейнов – Прикаспийского, Прибалтийского, Печорского, Московского, Волго-Камского и др.
Кроме того, в чехле платформы известно большое количество общераспространенных полезных ископаемых (песчано-гравийные смеси, галечники, известняки, мергели, мел, щебень), используемых в качестве строительных материалов в промышленном, гражданском и дорожном строительстве, производстве цементов и др. целях.
Большая часть европейской территории России, а также некоторых стран ближнего зарубежья располагается на континентальном участке земной коры, который носит название Восточно-Европейская платформа. Форма рельефа тут преимущественно равнинная, хотя имеются и исключения, о которых мы поговорим ниже. Эта платформа является одним из древнейших на земле геологических образований. Давайте подробно рассмотрим, что представляет собой рельеф Восточно-Европейской платформы, какие полезные ископаемые в ней залегают, а также как проходил процесс её образования.
Территориальное расположение
Прежде всего, выясним, где конкретно располагается эта геологическая формация.
Восточно-Европейская древняя платформа, или, как её ещё называют, Русская платформа, находится на территории географических областей Восточной и Северной Европы. Она занимает большую часть европейской части России, а также территории следующих соседних государств: Украина, Беларусь, Латвия, Литва, Эстония, Молдова, Финляндия, Швеция, частично Польша, Румыния, Казахстан и Норвегия.
На северо-западе Восточно-Европейская древняя платформа простирается до образований каледонской складчатости на территории Норвегии, на востоке её ограничивают Уральские горы, на севере - Северный Ледовитый океан, а на юге Черное и Каспийское моря, а также предгорья Карпат, Крыма и Кавказа (Скифская плита).
Общая площадь платформы составляет около 5500 тыс. кв. км.
История формирования
Тектонические формы рельефа Восточно-Европейской платформы относятся к древнейшим в мире геологическим образованиям. Это обусловлено тем, что платформа возникла ещё в докембрийские времена.
До образования единого мирового территория Русской платформы представляла собой отдельный континент - Балтика. После распада Пангеи платформа вошла в состав Лавразии, а после разделения последней - в состав Евразии, где находится и поныне.
На протяжении всего этого времени формация покрывалась осадочными породами, которые таким образом формировали рельеф Восточно-Европейской платформы.
Состав платформы
Как и у всех древних платформ, основанием Восточно-Европейской служит кристаллический фундамент. Сверху него на протяжении миллионов лет создавался слой осадочных пород. Впрочем, в некоторых местах фундамент выходит на поверхность, образуя кристаллические щиты.
На указанной территории таких щита два (на юге - Украинский щит, на северо-западе - Балтийский щит), что изображено на тектонической карте платформы.
Восточно-Европейская равнина
Какую же поверхность имеет Восточно-Европейская платформа? Форма рельефа здесь преимущественно холмисто-равнинная. Она характеризуется чередованием невысоких возвышенностей (200-300 м) и низменностей. При этом средняя равнины, которая называется Восточно-Европейской, составляет 170 м.
Восточно-Европейская (или Русская) равнина является крупнейшим объектом равнинного типа в Европе и одним из самых больших в мире. Её площадь занимает большую часть территории Русской платформы и составляет около 4000 тыс. кв. км. Она простирается от Балтийского моря и Финляндии включительно на западе до Уральских гор на востоке на 2500 км, и от морей Северного Ледовитого океана на севере (Баренцево и Белое) до Черного, Каспийского и Азовского морей на юге на 2700 км. В то же время она является частью ещё более масштабного объекта, который принято называть Великая европейская равнина, тянущегося от побережья Атлантического океана и Пиренейских гор на территории Франции до Уральских гор. Как было сказано выше, средняя высота Русской равнины составляет 170 метров, но наивысшая её точка достигает 479 м над уровнем моря. Она расположена в Российской Федерации на Бугульминско-Белебеевской возвышенности, что в предгорьях Уральских гор.
Кроме того, на территории Украинского щита, который также расположен на Русской равнине, имеются приподнятости, являющиеся формой выхода кристаллических пород основы платформы наружу. К ним относится, например, Приазовская возвышенность, наивысшая точка которой (Бельмак-Могила) составляет 324 метра над уровнем моря.
Основой Русской равнины является Восточно-Европейская платформа, которой очень древние. Этим и обусловлен равнинный характер местности.
Другие объекты рельефа
Но Русская равнина является не единственным географическим объектом, который содержит в себе Восточно-Европейская платформа. Форма рельефа тут принимает и другие виды. Особенно это характерно на границах платформы.
Например, на крайнем северо-западе платформы на территории Норвегии, Швеции и Финляндии расположен Балтийский кристаллический щит. Тут, на юге Швеции, расположена Среднешведская низменность. Её протяженность с севера на юг и с запада на восток соответственно равна 200 км и 500 км. Высота над уровнем моря тут не превышает 200 м.
А вот на севере Швеции и Финляндии расположено плоскогорье Норланд. Максимальная его высота равна 800 метров над уровнем моря.
Возвышенностью характеризируется и небольшой участок Норвегии, который включает в себя Восточно-Европейская платформа. Форма рельефа тут приобретает гористый характер. Да это и неудивительно, так как возвышенность постепенно на западе переходит в самые настоящие горы, носящие название Скандинавских. Но эти горы уже являются производными не имеющей отношения непосредственно к описываемой в данном обзоре платформе, что изображено на тектонической карте.
Реки
Теперь взглянем на основные водоемы, которые расположены на территории изучаемой нами платформы. Ведь они тоже являются рельефообразующими факторами.
Крупнейшей рекой Восточно-Европейской платформы и Европы в целом является Волга. Её длина составляет 3530 км, а площадь бассейна 1,36 млн. кв. км. Эта река течет с севера на юг, при этом на окружающих землях образуя соответствующие пойменные формы рельефа России. Впадает Волга в Каспийское море.
Другой крупной рекой Русской платформы является Днепр. Её длина составляет 2287 км. Она, как и Волга, течет с севера на юг, но, в отличие от своей более длинной сестры, впадает не в Каспийское море, а в Черное. Река протекает по территории сразу трех государств: России, Беларуси и Украины. При этом около половины её длины приходится как раз на Украину.
К другим крупным и широко известным рекам Русской платформы следует отнести Дон (1870 км), Днестр (1352 км), Южный Буг (806 км), Неву (74 км), Северский Донец (1053 км), притоки Волги Оку (1499 км) и Каму (2030 км).
Кроме того, в самой юго-западной части платформы впадает в Черное море река Дунай. Длина этой великой реки составляет 2960 км, но практически полностью она протекает за границами изучаемой нами платформы, и лишь устье Дуная находится на её территории.
Озёра
Имеются на территории Русской платформы и озера. Самые большие из них располагаются на Это крупнейшее в Европе пресноводное озеро Ладога (площадь 17,9 тыс. кв. км) и Онежское озеро (9,7 тыс. кв. км).
Кроме того, на юге Русской платформы расположено Каспийское море, которое, по сути, является соленым озером. Это самый крупный в мире водоём, не имеющий выхода в мировой океан. Его площадь составляет 371,0 тыс. кв. км.
Полезные ископаемые
Теперь давайте изучим полезные ископаемые Восточно-Европейской платформы. Недра этой территории очень богаты на дары. Так, на востоке Украины и юго-западе России располагается один из крупнейших в мире угольных бассейнов - Донбасс.
На территории Украины расположены также Криворожский железорудный и Никопольский марганцевый бассейны. Данные месторождения связаны с выходом на поверхность Украинского щита. Ещё большие запасы железа имеются на территории Курской магнитной аномалии в России. Правда, там щит не вышел наружу, но очень близко подобрался к поверхности.
В районе Прикаспийской впадины, а также в Татарстане имеются довольно большие залежи нефти. Они есть также и на территории южного нефтегазоносного региона в Украине.
На территории Кольского полуострова налажена добыча апатитов в промышленных масштабах.
Собственно, это основные полезные ископаемые Восточно-Европейской платформы.
Почвы Русской платформы
Плодородными ли являются почвы Восточно-Европейской платформы? Да, именно в данном регионе одни из самых плодородных почв в мире. Особенно ценные виды почв расположены на юге и в центре Украины, а также в черноземном регионе России. Называются они чернозёмы. Это самые плодородные почвы в мире.
Плодородие лесных почв, в частности серых, которые располагаются севернее черноземов, значительно ниже.
Общая характеристика платформы
Формы отличаются довольно большим разнообразием. Среди них особое место занимают равнины. Как раз Восточно-Европейская платформа формирует крупнейший в Европе равнинный комплекс. Лишь на его периферии можно встретить относительно высокие нагорья. Это связано с древностью данной платформы, на которой уже давно не идут горообразующие процессы, а выветривание сгладило возвышенности, существовавшие тут миллионы лет назад.
Природа одарила регион огромными запасами полезных ископаемых. Особенно следует выделить месторождения каменного угля и железной руды, по объемам которых Русская платформа является одним из мировых лидеров. Также имеются запасы нефти и некоторых других полезных ископаемых.
Вот такой представляется общая характеристика Восточно-Европейской платформы, её рельефа, полезных ископаемых, хранящихся в недрах, а также географических особенностей данной местности. Безусловно, это благодатный край, который предоставляет его жителям все необходимые ресурсы, что при правильном использовании будет являться залогом процветания.
Восточно-Европейская эпикарельская платформа располагается в пределах Восточной, Северной и Центральной Европы. Ее площадь равна 5,5 млн км 2 . Рельеф Восточно-Европейской платформы почти целиком представлен одноименной равниной. Только на Кольском полуострове имеются горы с высотами до 1 км. Равнину эродируют реки, относящиеся к бассейнам Балтийского, Белого, Черного и Каспийского морей. Наиболее легко современная граница платформы прослеживается на востоке с герцинидами Урала, на западе с альпидами Карпат и на севере с каледонидами Норвегии. Также однозначно установлена граница платформы с байкалидами Тиманского поднятия. В других участках современная граница между добайкальскими и более поздними складчатыми системами перекрыта осадочными породами чехла и проведена достаточно условно.
Фундамент платформы. В двух местах платформы значительно эродированный кристаллический фундамент поднят до уровня дневной поверхности, образуя обширный Балтийский и небольшой Украинский щиты. На остальной территории платформы, называемой Русской плитой, фундамент перекрыт осадочным чехлом. Фундамент Восточно-Европейской платформы сложен складчатыми сооружениями архейского и раннепротерозойского возраста: беломоридами и карелидами. Они образуют блоки, достаточно четко различающиеся формой и расположением. Беломориды имеют многоугольную форму и содержат овальные образования (нуклеарные ядра).
. Осадочные породы, перекрывающие кристаллический фундамент Восточно-Европейской платформы, имеют возраст от рифея до четвертичного. При этом весь разрез чехла крупными стратиграфическими перерывами делится на несколько этажей, которые имеют разное распространение. Рассмотрим строение чехла поэтажно. Самый нижний первый этаж чехла сложен рифейскими и нижневендскими отложениями. Мощность их в среднем составляет 0,5-3 км. Эти отложения неметаморфизованы и имеют нарушенное залегание только в авлакогенах. Они сложены песчано-алеврито-глинистыми осадками кварцевого или аркозового состава. В небольшом количестве присутствуют также ледниковые и вулканогенные образования. Второй этаж чехла сложен непрерывным разрезом от верхнего венда до нижнего девона включительно. Нижние горизонты второго этажа (венд и кембрий) представлены тонкообломочными осадками мелководных и прибрежных фаций. Это аргиллиты, глины, песчаники с некоторым количеством туфов и туффитов в венде. Выше по разрезу сложен карбонатами - доломитами, глинистыми известняками, мергелями. Обилие и разнообразие органических остатков в карбонатных осадках ордовика и силура. Нижний девон -это регрессивный комплекс, в котором мелководно-морские осадки сменяются пресноводными дельтово-континентальными. Общая мощность отложений второго этажа чехла колеблется от 200 м до 2 км. Третий этаж сложен отложениями девонско-триасового возраста.
Разрез начинается с верхов нижнего девона, который представлен континентальными, лагунными и морскими мелководными терригенными породами. Верхний девон представлен карбонатными отложениями. Также широко развиты соли, встречаются покровы базальтов трапповой формации. Каменноугольный разрез начинается карбонатной толщей, выше лежит угленосная толща, затем залегают красноцветные глинисто-алевритовые породы. Пермские отложения – это в основном лагунные и континентальные образования. Нижние горизонты перми представлены карбонатными породами, выше они сменяются сульфатными и хлоридными осадками, а в верхней части главенствуют терригенные отложения.
Завершает разрез третьего этажа чехла триасовая система. Эти отложения представляют собой регрессивный комплекс континентальных терригенных пород. Среди них отмечаются песчаники, алевролиты, глины с прослоями каолинита, бурых железняков и сидеритовых конкреций.
Последний четвертый этаж чехла сложен юрско-кайнозойскими отложениями. Юрские представлены сероцветными мелководно-морскими и континентальными угленосными отложениями.
Для палеогена Русской плиты характерны два типа разрезов. В самой южной части плиты (Причерноморская и Прикаспийская области) разрез сложен мощными умеренно глубоководными глинисто-известковистыми отложениями. Более северный разрез представлен менее мощными мелководными и континентальными отложениями: кварц-глауконитовыми песчаниками, глинами, кремнистыми осадками и бурыми углями. Неогеновые отложения Русской плиты характеризуются большой изменчивостью. Это известняки-ракушечники, глауконитовые пески, песчаники, доломиты, бурые угли, красноцветные глины. Четвертичные отложения покрывают большую часть поверхности Восточно-Европейской платформы чехлом мощностью от долей метра до нескольких сотен метров. Сложен моренными отложениями, косослоистыми грубозернистыми песками и отложениями ледниковых, также распространены лессы.
Балтийский щит, Украинский щит, Южно-Балтийская моноклиналь, Причерноморская моноклиналь, Тимано-Печорская зона поднятий, Белорусская антеклиза, Волго-Уральская антеклиза, Воронежская антеклиза, Предуральский передовой прогиб, Прикарпатский прогиб, Рязано-Саратовский прогиб, Печорская синеклиза, Балтийская синеклиза, Украинская синеклиза, Прикаспийская синеклиза, Московская синеклиза.
Сибирская платформа
Сибирская платформа расположена в Центральной и Восточной Сибири. Поверхность Сибирской платформы в отличие от Восточно-Европейской почти целиком представляет собой денудационную возвышенность с высотами от 0,5 до 2,5 км. Поверхность платформы эродирована реками, относящимися к бассейнам Карского моря и моря Лаптевых. Восточная современная граница платформы прослеживается от устья Лены до Охотского моря сначала по Предверхоянскому краевому прогибому и затем по Нельканскому краевому шву. Этими структурами платформа отделяется от киммерид Верхояно-Чукотской области. Северная и западная границы перекрыты чехлом осадков Западно-Сибирской плиты, поэтому проведены условно по уступу рельефа в правобережье Енисея и Хатанги. Наиболее сложна южная граница платформы, так как она осложнена мезозойской тектоникой и разновозрастными гранитными интрузиями. Граница проходит от Удской губы вдоль южного склона Станового хребта до истоков Олекмы по Северо-Тукурингрскому разлому, который отделяет платформы от герцинид Монголо-Охотского пояса. Затем от Витима граница резко поворачивает на север, доходя практически до Лены, и опять на юг к юго-западному краю Байкала, огибая тем самым байкалиды Байкало-Патомского нагорья. Затем граница продолжается в северо-западном направлении до устья Подкаменной Тунгуски, оставляя с запада байкалиды Восточных Саян и Енисейского кряжа.
Фундамент платформы . Фундамент Сибирской платформы сложен глубокометаморфизо-ванными архейскими и нижнепротерозойскими породами. Фундамент прерван многочисленными интрузиями палеозойского и мезозойского возраста. Представлен кварцитами, гнейсами и амфиболитами, на которых с несогласием залегают мраморы и графитовые. Также присутствуют вулканогенно-осадочные образования мощностью 2-5 км, железисто-кремнистые формации, терригенные образования мощностью до 10 км, содержащие горизонт медистых песчаников.
Строение платформенного чехла . Типичный чехол начал формироваться на Сибирской платформе раньше, чем на Восточно-Европейской - уже в начале позднего протерозоя. В разрезе чехла также выделяются несколько этажей, разделенных крупными стратиграфическими перерывами.
Нижний первый этаж чехла Сибирской платформы сложен рифейскими отложениями. Они залегают на нижнепротерозойских с региональным перерывом и угловым несогласием, приурочены как к авлакогенам, представлены терригенными песчано-гравийными отложениями. Выше по разрезу обломочные породы сменяются карбонатными. Второй этаж чехла сложен непрерывным разрезом от вендских до силурийских отложений. Основание разреза сложено терригенными породами, которые сменяются доломитами и известняками. Третий этаж чехла накапливался с конца среднего девона по триаса. Девонская часть разреза представлена морскими терригенно-карбонатными и континентальными красноцветными отложениями, а также вулканитами основного и щелочного состава. Также присутствуют соленосные толщи. Каменноугольная и пермская системы представлены терригенно-карбонатными морскими отложениями. На них залегают отложения среднего карбона и перми. Верхняя часть пермской системы состоит из терригенно-туфогенных образований.
Триасовая система представлена вулканогенными образованиями трапповой формации и связанными с ними многочисленными интрузиями основного состава. Это покровы базальтов мощностью от нескольких до ста метров с прослоями туфов, туффитов и осадочных пород. Четвертый этаж чехла представлен юрско-меловыми отложениями. Юрские отложения залегают трансгрессивно на породах с различного возраста. Большей частью это сероцветные терригенные морские отложения, сменяющиеся в южном направлении континен-
тальными. Последние угленосны. Меловые отложения залегают согласно на юрских и представлены преимущественно континентальными угленосными толщами. Интрузивный магматизм мезозойского возраста широко распространен на юге платформы.Завершают разрез чехла Сибирской платформы кайнозойские отложения пятого этажа. Палеоген и неоген на подстилающих толщах залегают с размывом и представлены ограниченными по площади маломощными континентальными осадками. Они представлены кварцевыми и аркозовыми песками, косослоистыми песчаниками и глинами. Мощность отложений достигает нескольких сотен метров.
Четвертичные отложения распространены повсеместно и представлены самыми разнообразными генетическими типами континентальных пород.
Основные структурные элементы. Туруханская и Усть-Майская зоны поднятий, Алданский щит, Анабарская, Непско-Ботуобинская, Байкитская антеклизы, Тунгусская, Вилюйская, Хатангская синеклизы, Байкало-Патомский, Предверхоянский прогибы, Енисейская, Байкальская, Восточно-Саянская складчатые зоны.
31.Позднепалеозойский (герцинский) этап геологической истории Земли.
Поздний палеозой включает Д-ий, С-ый и Р-ий периоды, общей продолжительностью ок. 170 млн. лет
Органический мир и стратиграфия. Среди морских беспозвоночных ведущая роль принадлежала брахиоподам, головоногим моллюскам (гониатитам), кораллам и простейшим. Встречаются морские лилии и морские ежи. К концу появляются цератиты. Из кораллов наиболее широко распространены четырехлучевые, как колониальные, так и одиночные формы, из простейших - фораминиферы. Наземные беспозвоночные позднего палеозоя представлены многочисленными насекомыми. В девоне они еще бескрылые: скорпионы, пауки, тараканы. В каменноугольном периоде появляются гигантские стрекозы. Появление и развитие насекомых тесно связано с развитием наземной растительности. Исключительно активное накопление растительной биомассы способствовало с однойстороны образованию мощных залежей торфа, который в дальнейшем превратился в уголь, а с другой - увеличение содержания кислорода в атмосфере. Последнее, в свою очередь, привело к интенсификации процессов окисления, в связи с чем многие пермские отложения имеют бурую окраску. В С-завоевание суши растениями и появление первых земноводных. В середине девона на смену панцирным рыбам пришли костные рыбы. В Р появились первые пресмыкающиеся.
Состав и строение отложений. Основные структуры . Верхнепалеозойские отложения широко распространены как в пределах платформ и каледонских горно-складчатых сооружений, так и в пределах геосинклинальных поясов. Для позднепалеозойской седиментации характерна большая доля континентальных отложений. Мощность верхнепалеозойских отложений на древних платформах в среднем составляет 2-4 км. Для эпох максимальных трансгрессий характерны карбонатные осадки (доломиты, известняки, рифтовые постройки), во время регрессий карбонаты сменялись терригенными осадками и эвапоритами. Общей чертой каменноугольных отложений является наличие в них большого количества углей и широкое их распространение. Поэтому каменноугольный период можно назвать "первой эпохой угленакопления" в истории Земли. В отличие от раннего палеозоя, в позднем на древних платформах более активно проявлялись тектонические движения, которые привели к формированию новых структур. Одной из таких структур являются авлакогены. На Сибирской платформе повышенная тектоническая активность проявилась в виде траппового вулканизма, который начался в конце каменноугольного периода, а максимума достиг в конце перми - начале триаса. Горообразование сопровождалось большим количеством гранитоидных интрузий. На месте прогибов и разделяющих их поднятий возникают сложные горно-складчатые сооружения - герциниды.
История геологического развития . В результате герцинского тектонического этапа на рубеже палеозоя и мезозоя произошла существенная перестройка в распределении континентов и океанов. Широкое распространение герцинид в пределах Урало-Монгольской и Средиземноморской областей свидетельствует о закрытии Палеоазиатского океана и западной части океана Тетис. В связи с этим эпикаледонские континенты вновь оказались сгруженными в единую континентальную глыбу - Пангею II, состоящую из двух частей. На юге это Гондвана, оставшаяся практически без изменений. На севере - новый материк Лавразия, объединяющий Северо-Атлантический материк, Сибирскую и Китайскую платформы.
Палеогеография и климат. Полезные ископаемые . В связи с эпохами трансгрессий и регрессий климат позднего палеозоя довольно резко менялся. Наличие эвапоритов и красноцветов в отложениях раннего девона и перми указывает на существование в эти периоды жаркого и сухого климата. В позднем девоне и карбоне, наоборот, климат был влажным и мягким, о чем свидетельствует бурное развитие растительности. В каменноугольный период особенно ярко проявилась климатическая зональность позднего палеозоя, которая четко фиксируется по породам и ископаемым остаткам животных и, особенно, растений. Среди осадочных полезных ископаемых главную роль играют горючие - нефть, газ и каменный уголь. Нефтяные и газовые месторождения приурочены к морским толщам девона, карбона и перми. Около половины всех запасов угля на Земле имеет позднепалеозойский возраст. Осадочные толщи верхнего палеозоя содержат железо (сидеритовые руды), фосфориты, медистые песчаники, бокситы, каменные и калийные соли, гипс и др. К интрузиям основного состава приурочены месторождения титаномагнетита, хромита, никеля, кобальта, асбеста. С вулканической деятельностью связаны колчеданно-полиметаллические месторождения. К интрузиям кислого состава приурочены месторождения редких и цветных металлов: свинца, цинка, олова, ртути и т. д.
45.Условия накопления органического вещества и его преобразование в диагенезе.
Органическое вещество в земной коре – захороняемые остатки живых организмов в процессе осадконакопления.
Главный источник нефтяных УВ - это органические соединения, присутствующие в рассеянном состоянии в осадочных породах субаквального, в основном морского, происхождения. Но прежде чем эти соединения образуют скопления нефти и газа, они должны пройти сложный путь геохимических изменений вместе с вмещающими их осадками, которые из отложившихся на морском дне высокообводненных илов превращаются в литифицированные осадочные породы.
В геохимической истории превращения 0В осадочных пород можно выделить два основных этапа: биохимическое преобразование ОВ, начинающееся при седиментогенезе и заканчивающееся на стадии диагенеза, и термокаталитическое преобразование 0В (стадия катагенеза), происходящее при погружении осадочных пород на глубину. Для каждой из этих стадий характерны свои действующие факторы и источники энергии.
Восточно-Европейская платформа (Русская платформа ) - один из крупнейших относительно устойчивых участков континентальной земной коры , относящийся к числу древних (дорифейских) платформ . Занимает территорию Восточной Европы между каледонскими складчатыми сооружениями Норвегии на северо-западе, герцинскими складками Урала на востоке и альпийскими складчатыми хребтами Карпат, Крыма и Кавказа на юге. Занимает значительную часть восточной и северной Европы, от Скандинавских гор до Урала и от Баренцева до Чёрного и Каспийского морей. Граница платформы на северо-востоке и севере проходит вдоль Тиманского кряжа и по побережью Кольского полуострова, а на юго-западе - по линии, пересекающей Среднеевропейскую равнину близ Варшавы и идущей затем на северо-запад через Балтийское море и южную часть полуострова Ютландия. Морфологически Восточно-Европейская платформа представляет собой равнину , расчленённую долинами крупных рек (Восточно-Европейская равнина).
В строении восточно-европейской платформы выделяются древний дорифейский (в основном карельский, более 1600 млн. лет) складчатый кристаллический фундамент и спокойно залегающий на нём осадочный (эпикарельский) чехол. Фундамент восточно-европейской платформы слагают смятые в складки, сильно метаморфизованные осадочные и магматические породы, на больших пространствах превращенные в гнейсы и кристаллические сланцы. Выделяются площади, в пределах которых эти породы имеют очень древний архейский возраст - старше 2500 млн. лет (массивы Кольский, Беломорский, Курский, Бугско-Подольский, Приднепровский и др.). Между ними расположены карельские складчатые системы, сложенные породами нижнепротерозойского возраста (2600-1600 млн. лет). В Финляндии и Швеции им соответствуют свекофеннские складчатые системы; раннедокембрийские образования в пределах юго-западной Швеции, южной Норвегии, а также Дании и Польши подверглись глубокой переработке в готскую (около 1350 млн. лет) и дальсландскую (1000 млн. лет) эпохи. Фундамент выступает только на северо-западе (Балтийский щит) и юго-западе (Украинский кристаллический щит) платформы. На остальной, большей по размерам площади, выделяемой под названием Русской плиты, фундамент покрыт чехлом осадочных отложений.
В западной и центральной части Русской плиты, лежащей между Балтийским и Украинским щитами, фундамент относительно приподнят и залегает неглубоко, местами выше уровня океана, образуя Белорусскую антеклизу и Воронежскую антеклизу . От Балтийского щита их отделяет Балтийская синеклиза (протягивающаяся от Риги в юго-западном направлении), а от Украинского - система грабенообразных впадин Припятско-Днепровско-Донецкого авлакогена, заканчивающаяся на востоке Донецким складчатым сооружением. К юго-западу от Белорусской антеклизы и к западу от Украинского щита, вдоль юго-западной границы платформы, простирается Вислянско-Днестровская зона окраинных (перикратонных) опусканий. Восточная часть Русской плиты характеризуется более глубоким залеганием фундамента и наличием мощного осадочного чехла . Здесь выделяются две синеклизы - Московская, простирающаяся на северо-восток почти до Тимана, и ограниченная разломами Прикаспийская (на юго-востоке). Их разделяет сложно построенная погребённая Волго-Уральская антеклиза. Её фундамент расчленён на выступы (Токмовский, Татарский и др.), разделённые грабенами-авлакогенами (Казанско-Сергиевский, Верхнекамский). С востока Волго-Уральская антеклиза обрамлена окраинной глубокой Камско-Уфимской депрессией . Между Волго-Уральской и Воронежской антеклизами простирается глубокий Пачелмский рифейский авлакоген , сливающийся на севере с Московской синеклизой. В пределах последней на глубине обнаружена целая система рифейских грабенообразных впадин, имеющих северо-восточное и северо-западное простирание. Крупнейшие из них - Среднерусский и Московский авлакогены . Здесь фундамент Русской плиты погружён на глубину 3-5 км., а в Прикаспийской впадине фундамент имеет наиболее глубокое залегание (свыше 20 км.).
В составе осадочного чехла восточно-европейской платформы участвуют отложения от верхнего протерозоя (рифея) до антропогена . Самые древние породы чехла (нижний и средний рифей), представленные уплотнёнными глинами и кварцитами , присутствуют в окраинных депрессиях, а также на территории Финляндии, Швеции (иотний), в Карелии и других районах. В большинстве глубоких впадин и авлакогенов осадочные толщи начинаются средне- или верхнерифейскими отложениями (глины, песчаники, базальтовые лавы, туфы). Осадочные толщи чехла нарушены местами пологими изгибами, куполообразными (своды) и удлинёнными (валы) поднятиями, а также сбросами . В Припятско-Днепровско-Донецком авлакогене развиты девонская и пермская, а в Прикаспийской впадине - пермская соленосные толщи, которые нарушены многочисленными соляными куполами .
С породами фундамента связаны железные руды (Криворожский железорудный бассейн , Курская магнитная аномалия , Костомукша в Карелии; "Кируна" в Швеции и др.), руды
Восточно-Европейская платформа (ВЕП)
5.1. Общая характеристика
Географически занимает территории Среднерусской и Среднеевропейской равнин, охватывая обширную территорию от Урала на востоке и почти до побережья Атлантического океана на западе. На этой территории расположены бассейны рек Волга, Дон, Днепр, Днестр, Неман, Печора, Висла, Одер, Рейн, Эльба, Дунай, Даугава и др.
На территории России ВЕП занимает Среднерусскую возвышенность, характеризующуюся преимущественно равнинным рельефом, с абсолютными отметками до 500 м. Только на Кольском полуострове и в Карелии проявлен горный рельеф с абсолютными отметками до 1 200 м.
Границами ВЕП являются: на востоке – Уральская складчатая область, на юге – структуры Средиземноморского складчатого пояса, на севере и северо-западе – структуры Скандинавских каледонид.
5.2. Основные структурные элементы
Как и любая платформа, ВЕП имеет двухъярусное строение.
Нижний ярус – это архейско-раннепротерозойский фундамент, верхний ярус – рифейско-кайнозойский чехол.
Фундамент на ВЕП залегает на глубинах от 0 до (по геофизическим данным) 20 км.
Фундамент на поверхность выходит в двух регионах: 1) в Карелии и на Кольском полуострове, где он представлен Балтийским щитом , занимающим также территории Финляндии, Швеции и части Норвегии; 2) в центральной Украине, где он представлен Украинским щитом . Область залегания фундамента на глубинах до 500 м в районе г. Воронеж называетсяВоронежским кристаллическим массивом .
Область распространения платформенного чехла рифейско-кайнозойского возраста называется Русской плитой .
Основные структуры Восточно-Европейской платформы показаны на рис. 4.
Рис. 4. Основные структуры Восточно-Европейской платформы
1. Граница платформы. 2. Границы основных структур. 3. Южная граница Скифской плиты. 4. Докембрийские авлакогены. 5. Палеозойские авлакогены. Цифры в кружках обозначают названия структур, не подписанные на схеме: 1-9 – авлакогены (1 – Беломорский, 2 – Лешуконский, 3 – Вожже-Лачский, 4 – Среднерусский, 5 – Кажимский, 6 – Калтасинсикй, 7 – Серноводско-Абдулинский, 8 – Пачелмский, 9 – Печоро-Колвинский); 10 – Московский грабен; 11 – Ижма-Печорская впадина; 12 – Хорейверская впадина; 13 – Предкавказский краевой прогиб; 14-16 – седловины (14 – Латвийская, 15 – Жлобинская, 16 – Полесская).
Областям относительно глубокого (более 2 км) залегания фундамента отвечают пологие отрицательные структуры – синеклизы .
Московская ,занимающая центральную часть плиты; 2) Тимано-Печорская (Печорская) , расположенная на северо-востоке плиты, между структурами Урала и Тиманским кряжем; 3) Прикаспийская , расположенная на юго-востоке плиты, занимающая междуречье Волги и Эмбы, на склонах Волго-Уральской и Воронежской антеклиз.
Областям относительно приподнятого положения фундамента отвечают пологие положительные структуры – антеклизы .
Главнейшими из них являются: 1) Воронежская , расположенная над одноименным кристаллическим массивом; 2) Волго-Уральская , расположенная в восточной части плиты, ограниченная с востока структурами Урала, с севера Тиманским кряжем, с юга – Прикаспийской синеклизой, с юго-запада Воронежской антеклизой, с запада – Московской синеклизой.
В пределах синеклиз и антеклиз выделяются структуры более высоких порядков, такие как валы, своды, впадины и прогибы.
Тимано-Печорской, Прикаспийской синеклизам и Волго-Уральской антеклизе отвечают одноименные нефтегазоносные провинции.
Между Украинским щитом и Воронежским кристаллическим массивом (и одноименной антеклизой) расположен Днепровско-Донецкий (Припятско-Донецкий) авлакоген – это узкая структура грабенообразного погружения фундамента и увеличенной (до 10-12 км) мощности пород чехла, имеющая запад-северо-западное простирание.
5.3. Строение фундамента
Фундамент платформы образован архейскими и раннепротерозойскими комплексами глубокометаморфизованных пород. Их первичный состав не всегда расшифровываются однозначно. Возраст пород определяется по данным абсолютной геохронологии.
Балтийский щит . Занимает северо-западную часть платформы, и граничит со складчатыми структурами Скандинавских каледонид по разломам глубокого заложения, имеющим надвиговую природу. К югу и юго-востоку фундамент ступенчато погружается под рифейско-кайнозойский чехол Русской плиты.
Комплексы раннего архея (кольская серияAR 1 )в разных блоках Балтийского щита представлены разнообразными гнейсами, кристаллическими сланцами, железистыми (магнетитовыми) кварцитами, амфиболитами, мраморами, мигматитами. Среди гнейсов выделяются следующие разновидности: амфиболовые, биотитовые, высокоглиноземистые (с кианитом, андалузитом, силлиманитом). Вероятным протолитом амфиболитов и амфиболовых гнейсов являются породы типа базитов (базальтоиды и габброиды), высокоглиноземистых гнейсов – осадочные породы типа глинистых осадков, магнетитовых кварцитов – железисто-кремнистые отложения (типа яшмоидов), мраморов – карбонатные отложения (известняки, доломиты). Мощность образований AR 1 не менее 10-12 км.
Образования раннего архея (AR 1 ) формируют структуры типа гнейсовых куполов, в центральных частях которых располагаются крупные массивы олигоклазовых и микроклиновых гранитов, с которыми связаны пегматитовые поля.
Комплексы позднего архея (AR 2 ) слагают узкие синклинорные зоны в образованиях AR 1 . Они представлены высокоглиноземистыми гнейсами и сланцами, конгломератами, амфиболитами, карбонатными породами, магнетитсодержащими кварцитами. Мощность образований AR 2 не менее 5-6 км.
Образования раннего протерозоя (PR 1 ) мощностью не менее 10 кмвыполняют узкие грабен-синклинальные структуры, врезанные в архейский субстрат. Они представлены конгломератами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, метаморфизованными субщелочными базальтоидами, кварцито-песчаникми, гравелитами, местами доломитами, а также шунгитами (высокоуглеродистые метаморфизованные породы типа сланцев).
Образования PR 1 прорваны одновозрастными интрузиями габброноритов печенгского комплекса с медно-никелевым оруденением, щелочными ультраосновными породами с карбонатитами, содержащими апатит-магнетитовые руды с флогопитом, а также более молодыми (рифейскими) гранитами-рапакиви (Выборгский массив) и нефелиновыми сиенитами девонского возраста. Последние представлены расслоенными концентрически зональными массивами: Хибинским с месторождениями апатит-нефелиновых руд и Ловозерским с месторождениями тантало-ниобатов.
На Балтийском щите пробурена самая глубокая в мире Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) глубиной 12 261 м (проектная глубина скважины – 15 000 м). Скважина пробурена в северо-западной части Кольского полуострова, в 10 км южнее г. Заполярный (Мурманская область), вблизи российско-норвежской границы. Бурение скважины начато в 1970 г. и закончено в 1991 г.
Скважина бурилась по программе глубокого и сверхглубокого бурения, осуществляемого в СССР по решениям Правительства.
Целью бурения СГ-3 являлось изучение глубинного строения докембрийских структур Балтийского щита, типичных для фундаментов древних платформ и оценка их рудоносности.
Задачами проходки скважины являлось :
1. Изучение глубинного строения протерозойского никеленосного печенгского комплекса и архейского кристаллического основания Балтийского щита, выяснение особенностей проявления на больших глубинах геологических процессов, включая процессы рудообразования.
2. Выяснение геологической природы сейсмических границ в континентальной земной коре и получение новых данных о тепловом режиме недр, глубинных водных растворах и газах.
3. Получение максимально полной информации о вещественном составе горных пород и их физическом состоянии, вскрытие и изучение пограничной зоны между «гранитным» и «базальтовым» слоями земной коры.
4. Усовершенствование имеющихся и создание новых технологий и технических средств для бурения и комплексных геофизических исследований сверхглубоких скважин.
Скважина бурилась с полным отбором керна, выход которого составил 3 591,9 м (29,3%).
Основные результаты бурения следующие .
1. В интервале 0 – 6 842 м вскрыты метаморфические образования PR 1 , состав которых примерно тот же, о котором речь шла выше. На глубинах 1 540-1 810 м вскрыты тела базитов с сульфидными медно-никелевыми рудами, что опровергло представление о выклинивании рудоносного печенгского комплекса и расширило перспективы Печенгского рудного поля.
2. В интервале 6 842 – 12 261 м вскрыты метаморфические образования AR, состав и строение которых примерно те же, о которых речь шла выше. На глубинах свыше 7 км в архейских гнейсах вскрыто несколько горизонтов магнетит-амфиболовых пород – аналогов железистых кварцитов Оленегорского и Костомукшского месторождений. На глубине около 8,7 км вскрыты габброиды с титаномагнетитовой минерализацией. В интервале 9,5 – 10,6 км в архейских образованиях установлен 800-метровый интервал с высокими (до 7,4 г/т) содержаниями золота, а также серебра, молибдена, висмута, мышьяка и некоторых других элементов, связанных с процессами гидрогенно-геохимического разуплотнения архейских пород.
3. Предполагаемая на глубинах около 7,5 км геофизическая граница (поверхность) Конрада (граница «гранитного» и «базальтового» слоев) не подтвердилась. Сейсмическая граница на этих глубинах отвечает зоне разуплотнения пород в архейских образованиях и вблизи границы архей-нижний протерозой.
4. На всем протяжении разреза скважины установлены притоки воды и газов, содержащих гелий, водород, азот, метан, тяжелые углеводороды. Исследования изотопного состава углерода показали, что в архейских толщах газы имеют мантийную природу, протерозойских – биогенную. Последнее может свидетельствовать о возможном зарождении биологических процессов, приведших в последствии к возникновению жизни на Земле, уже в раннем протерозое.
5. К числу принципиально новых относятся данные по изменениям температурного градиента. До глубины 3 000 м температурный градиент составляет 0,9-1 о /100 м. Глубже этот градиент возрос до 2-2,5 о /100 м. В итоге на глубине 12 км температура составила 220 о вместо ожидаемой 120-130 о.
В настоящее время Кольская скважина функционирует в режиме геолаборатории, являясь полигоном для испытания техники и технологии глубокого и сверхглубокого бурения и геофизического исследования скважин.
Украинский щит . Представляет собой крупный выступ фундамента, имеющий форму неправильного овала. С севера он ограничен разломами, по которым контактирует с Днепровско-Донецким авлагогеном, а в южном направлении погружается под отложения платформенного чехла.
В строении щита принимают участие метаморфические породы AR 1 , AR 2 и PR 1 .
Комплексы раннего архея (AR 1 )представлены плагиогнейсами, биотит-плагиоклазовыми, амфибол-плагиоклазовыми, высокоглиноземистыми (силлиманитовыми и корундовыми) гнейсами, кристаллическими сланцами, амфиболитами, мигматитами, кварцитами.
В строении комплексов позднего архея (AR 2 ) участвуют разнообразные гнейсы, амфиболиты, хлоритовые сланцы, железистые кварциты и роговики. Эти образования образуют узкие синклинорные зоны, врезанные в раннеархейский субстрат. Мощность образований AR не менее 5-7 км.
К образованиям раннего протерозоя (PR 1 )относится криворожская серия , вмещающая железорудные месторождения формации железистых кварцитов Криворожского бассейна.
Эта серия обладает трехчленным строением. В ее нижней части залегают аркозовые метапесчаники, кварциты, филлиты. Средняя часть серии сложена, в основном, переслаивающимися джеспилитами, куммингтонитовыми, серицитовыми, хлоритовыми сланцами. В этой части серии расположены основные промышленные железорудные залежи Криворожского бассейна; количество рудных пластов в разных частях бассейна колеблется от 2 до 7. Верхняя часть серии сложена кварцито-песчаниками с осадочно-метаморфизованными железными рудами, кварцево-углеродистыми, слюдистыми, биотит-кварцевыми и двуслюдяными сланцами, карбонатными породами, метапесчаниками. Общая мощность образований криворожской серии не менее 5-5,5 км.
Среди комплексов AR и PR расположены крупные массивы архейского и раннепротерозойского возраста: гранитов (Уманский, Криворожский и др.), сложные многофазные плутоны, состав которых меняется от габбро-анортозитов, лабрадоритов до гранитов-рапакиви (Коростеньский и др.), а также массивы нефелиновых сиенитов (Мариупольский) с тантало-ниобиеввой минерализацией.
Воронежский кристаллический массив . Расположен на глубинах до 500 м. Изучен в связи с геологоразведочными и эксплуатационными работами на железные руды Курской магнитной аномалии (КМА).
Архейские (AR )образования представлены здесь разнообразными гнейсами, амфиболитами, железистыми роговиками, кристаллическими сланцами.
Образования раннего протерозоя (PR 1 ) выделены как курская и оскольская серии . В составе курской серии представлены: в нижней части чередующиеся метапесчаники, кварциты, гравелиты, в верхней части – чередующиеся филлиты, двуслюдяные, биотитовые сланцы, горизонты железистых кварцитов, к которым приурочены месторождения КМА. Мощность образований курской серии не менее 1 км. Залегающая выше оскольская серия мощностью 3,5-4 км образована углеродистыми сланцами, метапесчаниками, метабазальтами.
Среди толщ AR и PR расположены массивы одновозрастных интрузивных пород, представленные гранитами, габброноритами с медно-никелевым оруденением, граносиенитами.
5.4. Строение чехла
В строении чехла Русской плиты выделены 5 структурно-стратиграфических комплексов (снизу вверх): рифейский, венд-кембрийский, раннепалеозойский (ордовикско-раннедевонский), средне-позднепалео-зойский (среднедевонско-пермский), мезозойско-кайнозойский (триас-кайнозойский).
Рифейский комплекс
Рифейские толщи распространены в центральных и окраинных частях платформы. Наиболее полные разрезы рифея расположены на западном Урале, о которых речь будет идти при рассмотрении этого региона. Рифей центральной части платформы представлен всеми тремя отделами.
Ранний рифей (RF 1 ). В его нижней части залегают красноцветные кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники с горизонтами базальтов траппового типа. Вверх по разрезу они сменяются темными аргиллитами с прослоями мергелей, доломитов и алевролитов. Еще выше залегает мощная толща доломитов с прослоями аргиллитов. Мощность около 3,5 км.
Средний рифей (RF 2 ). Представлен преимущественно сероцветными песчаниками с прослоями доломитов и базальтов траппового типа общей мощностью около 2,5 км. В стратифицированном разрезе залегают пластовые тела долеритов, габбродолеритов.
Поздний рифей (RF 3 ). В его основании залегают кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники, выше – красные аргиллиты и алевролиты с прослоями доломитов, еще выше – чередование аргиллитов, алевролитов, песчаников и доломитов; завершается разрез доломитами. Общая мощность около 2 км.