Высшее профессиона льное образоВ ание
Н. В. КороНоВсКий
ГЕОЛОГИЯ РОССИИ
И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
учебНиК
Рекомендовано
Учебно-методическим объединением
по классическому университетскому образованию
в качестве учебника для студентов, обучающихся
по направлению «Геология»
УДК 55:001.12/.18(075.8) ББК 26.3я73 К684 Р е ц е н з е н т ы:
проф. В. М. ненахов (кафедра общей геологии и геодинамики Воронежского государственного университета);
проф. В. н. староверов (зав. кафедрой общей геологии и полезных ископаемых Саратовского государственного университета) Короновский Н. В.
К684 Геология России и сопредельных территорий : учебник для студ. учреж дений высш. проф. образования / Н.В.Короновский. — М. : Издательский центр «Академия», 2011. — 240 с., [24] с. цв. ил. : ил.
ISBN 978576967435 Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению бакалавриата «Геология».
Учебник содержит описание геологического строения всех главных структурных эле ментов, включая тектоническое районирование, историю геологического развития, раз мещение и геологическую приуроченность основных месторождений полезных ископа емых. Все описание основано на современной геологической теории и содержит новей шие материалы, полученные в последние десятилетия.
Для студентов учреждений высшего профессионального образования.
УДК 55:001.12/.18(075.8) ББК 26.3я оригинал-макет данного издания является собственностью издательского центра «академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается © Короновский Н. В., © Образовательноиздательский центр «Академия», © Оформление. Издательский центр «Академия», ISBN 978-5-7696-7435- Предисловие Территория России занимает 1/5 часть всей мировой суши, в пределах которой встречаются почти все основные типы структурных элементов земной коры:
древние и молодые платформы, разновозрастные складчатые пояса, области, системы и террейны, пассивные и активные окраины континентов с островными дугами и краевыми морями. Естественно, что всем геологам, независимо от их профилизации, необходимо знать хотя бы основы геологического строения своей страны.
Предметом региональной геологии является изучение всех аспектов геологиче ского строения любого региона и представление о его оценке с позиций достижений современной геологической науки и с точки зрения перспектив месторождений разнообразных полезных ископаемых. Главная задача региональной геологии состоит в систематическом, хотя и кратком описании геологического строения тектонической структуры отдельных регионов России и сопредельных с ней территорий для выявления черт сходства и различия между ними и эволюции геологического развития.
Курс «Геология России» продолжает курсы «Общая и историческая геология», «Структурная геология и геологическое картирование», «Геофизика», «Петрология», «Литология», «Палеонтология», «Полезные ископаемые», «Геотектоника и геоди намика», «Геоморфология». Изучив названный курс, у студентов появляется воз можность и необходимость активно применить все знания, накопленные ранее.
Обязательным требованием при изучении региональной геологии России и сопредельных территорий является знание географии, так как геологическое строение регионов находит прямое выражение в рельефе. Необходимо также уметь ориентироваться в различных разномасштабных геологических и тектонических картах, в современных геофизических материалах, особенно в МОВ ОГТ и НСП.
Студентам необходимо изучать не только учебник и слушать лекции, но и читать рекомендованную дополнительную литературу по геологии и тектонике разных регионов.
Изложить такой огромный и все время изменяющийся благодаря поступлению новых данных геологический материал — задача трудная. Автор, учитывая материал своих предыдущих учебников по региональной геологии СССР 1976 и 1984 гг.
издания, стремился дать сведения для студентов бакалавров в максимально сжатой форме, уделяя особое внимание выделению основных структурных элементов, их геодинамической позиции и размещению месторождений полезных ископаемых.
Для лучшего усвоения геологии в учебнике приводятся цветные схемы основных структур всех главных складчатых поясов, платформ и плит. Другие иллюстрации даны в минимально необходимом количестве и только те, которые частично заменяют текст.
Автор выражает глубокую благодарность Г. В. Брянцевой, помогавшей в работе над рукописью, а также О. В. Анисимовой и Г. А. Лазаревой за подготовку цветных иллюстраций.
ТекТоническое районирование россии и соПредельных 1.1. Основные принципы тектонического Основными структурными элементами земной коры являются континенты и океаны, обладающие принципиальным различием в строении коры, так как океанская кора лишена гранитнометаморфического слоя и образовалась в результате раскола континентов.
В пределах континентов выделяются древние платформы, превышающие несколько миллионов квадратных километров и обладающие четко выраженным двухъярусным строением. Нижний этаж представлен докембрийскими, в основном допозднепротерозойскими (дорифейскими) метаморфизованными породами, а также магматическими породами, преимущественно различными гранитами. На этом фундаменте резко несогласно и очень полого залегает верхний структурный этаж, сложенный осадочными и местами вулканогенными породами с интрузив ными телами. Мощность верхнего этажа — неметаморфизованных пород — в среднем составляет 3 — 4 км, достигая местами и более 20 км. Мощность континен тальной земной коры — 35 — 45 км. Между фундаментом и плащеобразным чехлом располагается нижний подэтаж платформенного чехла, залегающий в рифтах (авлакогенах), рассекающих кристаллический фундамент.
Древние докембрийские платформы разделяются либо обрамляются складча тыми поясами, формирование которых началось в середине позднего протерозоя, примерно 1 млрд лет назад или несколько раньше (цв. вкл. рис. 1). Все известные складчатые пояса образовались на месте древних океанических бассейнов разного размера, местами разделенных микроконтинентами — блоками докембрийских метаморфических пород. Свидетельством былого существования океанических бассейнов являются офиолитовые сутуры в складчатых поясах. Последние суще ствуют в возрастном интервале одного или двух циклов Бертрана — 150 — 200 млн лет.
Строение складчатых поясов сложно и неоднородно, поэтому внутри них кроме микроконтинентов выделяются определенные складчатые области и системы, отличающиеся своей историей развития и комплексами отложений. Термины «система» и «область» практически синонимы, но последний применяется для выделения некоторой более или менее изометричной территории, тогда как «система», как, впрочем, и «зона», чаще употребляется для обозначения линейно вытянутых структур. Следует учитывать, что в геологическом прошлом древние платформы располагались совсем в других широтах, а не в том месте, где мы их наблюдаем сейчас. Докембрийские крупные массивы могли дробиться, а между их обломками — микроконтинентами — располагались бассейны различного размера с корой океанического типа. Перемещение микроконтинентов и кратонов приводило к их коллизии, закрытию бассейнов, от которых часто оставались только швы — сутуры и офиолиты аллохтонно «выплескивались» на микрокон тиненты.
Большие пространства складчатых поясов превращены в молодые плиты, в которых разновозрастный фундамент, обычно эпипалеозойский, несогласно перекрывается осадочным чехлом горизонтально залегающих осадочных мезозой ских и кайнозойских отложений.
Эволюция складчатых поясов чаще всего заканчивается складчатостью и орогенезом. Возникшие горные сооружения постепенно разрушаются и пенепленизируются. Однако после некоторого перерыва в ряде поясов, уже прошедших разрушение горного рельефа, наступала активизация тектонических движений и они превра щались в высокие, как бы возрожденные, горные сооружения. Нужно подчеркнуть, что для восточной части России, для Верхояно Чукотской и Корякской складчатых областей наиболее пригоден террейновый анализ, так как в этом регионе в мезозое и кайнозое происходило наращивание, аккреция континентальной коры путем присоединения разных террейнов, до аккреции находившихся в других координатах. Под террейном понимается какой либо блок, обладающий присущими только ему структурнофациальными особенностями и ограниченный разломами.
Кратко изложенные принципы выделения главных структурных элементов земной коры не исчерпывают их разнообразие и более детально будут рассмотрены при описании геологии отдельных регионов.
1.2. Тектоническое районирование Главные критерии, положенные в основу тектонического районирования рассматриваемой территории, были изложены выше. На территории России выделяются две древние платформы — Восточно-Европейская платформа, имеющая допозднепротерозойский возраст, и Сибирская платформа — дораннепротерозойского возраста (цв. вкл., рис. 2). ВосточноЕвропейская платформа является тектонотипом подобных структур с однозначно очерченными границами и хорошо изучена. На ней пробурены тысячи скважин, в том числе самая глубокая скважина в мире, разными методами проведены детальные геофизические исследования, позволившие хорошо выявить внутреннюю структуру фундамента. Сибирская, в основном эпиархейская древняя платформа, изучена хуже, чем ВосточноЕвропейская, особенно по структуре фундамента и в не которых местах ее границы трактуются неоднозначно.
Между двумя древними докембрийскими платформами располагается меж континентальный Урало-Охотский (УралоМонгольский) складчатый пояс, с юга ограниченный Таримской и Китайской древними платформами. Складчатый пояс имеет дугообразную форму и обращен изгибом к югозападу. Его мери диональная часть иногда называется УралоСибирской, а широтная — Центрально Азиатской частями пояса или даже самостоятельными поясами. УралоОхотский пояс возник в середине позднего протерозоя в процессе распада (раздробления) суперконтинента Родиния, в составе которого были все современные древние докембрийские платформы, однако находились они в то время совсем в других координатах, нежели находятся сейчас. Деструкция единого суперконтинента выражена в резком срезании структур фундамента ВосточноЕвропейской и Сибирской платформ простираниями областей и систем складчатого пояса, возникших сначала за счет образования, а потом и замыкания бассейнов с корой океанического типа, разделявшихся континентальными блоками и в дальнейшем спаянными вулканическими и невулканическими островными дугами, сталки вающихся с микроконтинентами либо между собой. В пределах УралоОхотского пояса эти процессы протекали не одновременно, создав складчатые области и системы, а в их пределах еще более мелкие структуры, например террейны или структурнофациальные зоны. Существование бассейнов с корой океанического типа подтверждается широко развитыми сутурами офиолитов и офиолитового меланжа.
В УралоОхотском поясе выделяются складчатые структуры байкальского, салаирского, каледонского, герцинского, киммерийского и альпийского возрастов.
В северозападном углу европейской части России располагается эпибайкальская Тимано-Печорская плита, а по югозападному краю Сибирской платформы Енисее-Восточно-Саяно-Байкальская область в широком смысле байкальской складчатости. Западнее располагается обширная область Алтае-Саянской палеозойской складчатости — салаирской, каледонской и герцинской. В южной части УралоОхотского пояса находятся каледонские складчатые области Казахского нагорья и Северного Тянь-Шаня и герцинские области — Джунгаро-Балхашская и Южного Тянь-Шаня. Каледоногерцинский Срединный Тянь-Шань располагается севернее Южного ТяньШаня.
Самая восточная часть пояса представлена узкой Монголо-Охотской в целом мезозойской складчатопокровной системой, выходящей к Охотскому морю в районе Шантарских островов и зажатой между СевероАзиатским континентом на севере и Аргунским и Буреинским докембрийскими микроконтинентами на юге.
Значительную северную часть пояса занимает Западно-Сибирская эпипалеозойская плита, в которой под чехлом мезозойских и кайнозойских отложений погребены разновозрастные складчатые области и древние микроконтиненты.
Более подробно тектоническое районирование УралоОхотского складчатого пояса будет рассмотрено в гл. 6.
Средиземноморский, или Альпийско-Гималайский, складчатый пояс попа дает в рассматриваемую территорию своей небольшой северной частью и только в пределах Кавказского пересечения мы встречаем его внутренние части. В составе пояса выделяются Скифская эпипалеозойская плита и восточнее южная часть такой же по возрасту Туранской плиты, в пределах которых имеются блоки (микроконтиненты) позднепротерозойской консолидации. Южнее эпипалеозойских плит в Средиземноморском поясе располагаются альпийские горноскладчатые области Восточных Карпат, Крыма, Кавказа, Копетдага и Памира, испытавшие орогенез в позднем кайнозое. Сюда же попадают глубоководные впадины Черного моря и Южного Каспия.
На востоке России располагается северозападная часть Тихоокеанского складчатого подвижного пояса, который обрамляет весь Тихий океан и относится к окраинноконтинентальным поясам, активное развитие его продол жается и в наши дни. Внутренняя часть этого пояса, обращенная к океану, состоит Акротема Протерозойская Архейская из коллажа террейнов — субдукционных вулканических дуг и аккреционных призм.
Восточнее Сибирской платформы находится огромная ВерхояноЧукотская область мезозойской (в широком смысле) складчатости, подразделяющаяся на Верхоянский пояс (систему), структуры так называемой Колымской петли, и Новосибирско-Чукотскую систему, располагающуюся на крайнем северо востоке. ВерхояноЧукотскую область отделяет от Корякско-Камчатской области позднемеловой Охотско-Чукотский вулкано-плутонический пояс, простирающийся вдоль побережья Охотского моря на 3 000 км и далее просле живаемый уже на востоке Сихотэ-Алиньской кайнозойской покровно-складчатой системы. Восточно-Камчатско-Курильская позднекайнозойская складчатая система ограничивает с востока акваторию Охотского моря, на югозападе которой находится кайнозойская Сахалинская складчатая область.
Таким образом, Россия и сопредельные территории обладают сложным геологическим строением, в котором присутствуют древние докембрийские платформы, более молодые плиты, различные складчатые области, системы и пояса. В табл. 1 приведена стратиграфическая шкала и показано возрастное положение основных эпох складчатости.