Глава III. Сибирская платформа и структуры ее обрамления

Сибирская платформа

Сибирская платформа занимает центральное место в структуре Северной Азии и располагается в междуречье крупнейших рек Восточной Сибири - Енисея и Лены. В плане Сибирская платформа имеет форму неправильного многоугольника, несколько расширяющегося к югу. Юго-восточная граница Сибирской платформы совпадает с Монголо-Охотским швом, отделяющим раннедокембрийские кристаллические комплексы Станового блока от складчатых сооружений Монголо-Охотского пояса сформированного в конце триаса – юре. К западу поля развития раннедокембрийских образований Станового блока «теряются» в море раннепалеозойских гранитоидных батолитов и вулканитов Байкальской складчатой области. Здесь граница платформы проводится в значительной степени условно по субмеридиональной линии, продолжающей к югу Жуинский разлом. В пределах Северного Прибайкалья граница распространения комплексов окраины Сибирского кратона находится внутри хорошо выраженной Северо-Байкальской или Патомской дуги. Эта территория в рифее, венде и раннем палеозое представляла собой пассивную окраину Сибирского континента, которая была деформирована в результате аккреционно-коллизионных событий на юге Сибири. Юго-западную окраину кратона формируют сооружениями Саяно-Енисейской складчато-покровной области. Вся западная периферия Сибирской платформы перекрыта мезо-кайнозойский осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты. Здесь граница платформы достаточно условно проводится по долине р.Енисей. На севере платформенные комплексы Сибирского кратона погребены под осадками Енисей-Хатангского прогиба – ответвлением Западно-Сибирского эпипалеозойского бассейна и ограничены структурами Таймырско-Североземельской складчато-покровной области. Восточную периферию Сибирского кратона образуют деформированные комплексы Верхоянья. Здесь преимущественно осадочные комплексы сформировавшиеся на окраине Сибирского континента в течении палеозоя и мезозоя сорваны с кристаллического основания и надвинуты в сторону платформы. Во фронте надвигов сформирован Предверхоянский краевой прогиб.

Фундамент кратона выступает на поверхность на юго-востоке, в пределах Алдано-Станового щита. В его структуре различаются два главных тектонических элемента – собственно Алданский мегаблок занимающий северную часть щита и расположенный южнее Становой мегаблок.

Алданская глыба субмеридиональными разломами разбита на три тектонических элемента. Западный Чара-Олекминский и восточный Батомгский представляют собой типичную гранит-зеленокаменную область, а расположенный между ними Центрально-Алданский (Алдано-Учурский) является представителем гранулит-гнейсовых областей.

В пределах Центрально-Алданской блока распространены плутонические породы тоналит-трондъемитового состава. Подчиненное значение принадлежит двум супракрустальным толщам. Первая сложена высокоглиноземистыми сланцами и кварцитами, т.е метаморфизованными «зрелыми» осадочными породами продуктами переотложения древних кор выветривания. Для второй типичными являются основные кристаллосланцы, метаграувакки, метапелиты, карбонаты и железистые кварциты. Первичными породами были вулканиты основного состава и алеврито-глинистые осадки с прослоями карбонатов. Породы претерпели как минимум две эпохи регионального амфбилитового и гранулитового метаморфизма в позднем архее и раннем протерозое. Полям развития указанных комплексов свойственны крупные гранитогнейсовые купола диаметром многие десятки км. Они формируют овальные и неправильные в плане сложные складчатые формы, в ядрах которых вскрываются граниты и мигматиты. По имеющимся изотопным датировкам формирования континентальной коры этих регионов произошло в интервале 3.5-3.8 и 3.5-3.0 млрд. лет.

Строении гранит-зеленокаменных областей Алданского мегаблока (Чара-Олекминский и Батомгский блоки) отличается большим разнообразием. В составе зеленокаменных поясов, простирающихся в меридиональном направлении преобладают вулканиты основного, реже среднего и кислого составов, метаморфизованные в условиях зеленосланцевой и амфиболитовой фаций, а также метаосадочные породы - гравуакки, пелиты, карбонаты и железистые кварциты. Формирование пород этого комплекса связано эволюцией океанических бассейнов, разделявших гранулито-гнейсовые блоки основания. Последние сложены среднеархейскими (3.2-3.0 млрд. лет) диорит-тоналитами, монцодиоритами, гранулитами, кристаллическими сланцами, гнейсами. В результате сближения континентальных блоков и закрытия океанических бассейнов на коллизионном этапе 1.9-2.0 млрд. лет (т.е. в свекофеннскую тектономагматическую эпоху), были сформированы узкие прямолинейные прогибы, обладающие всеми признаками структурных швов. Этому же этапу отвечает широко проявленный гранитоидный магматизм.

Особое строение имеет Становой мегаблок, расположенный в южной части Алдано-Станового щита. Наряду с архейскими породами, метаморфизованными, как и на Алданском мегаблоке, в гранулитовой фации, широко распространены гнейсовые и гранитогнейсовые образования амфиболит-гранулитовой фации метаморфизма. Однако главной отличительной особенностью строения Станового блока является многократная тектономагматическая переработка, которая продолжалась здесь вплоть до кайнозоя. Наиболее интенсивно эти процессы проявлены на позднеюрском - раннемеловом этапе и вызваны субдукционным процессами со стороны Монголо-Охотского подвижного пояса.

К протерозойским комплексам Алдано-Станового щита относятся толщи удоканской серии, выполняющие одноименный прогиб на юго-западе Чара-Олекминской зоны. В качестве основной причины заложения этой впадины предполагают рифтогенез на рубеже 2.2 млрд.лет. Ее выполняет весьма мощная (до 12 км.) толща континентальных обломочных красноцветов. Нижняя часть этой толщи метаморфизована в зеленосланцевой и отчасти амфиболитовой фации и деформирована гранитогнейсовыми куполами, возникшими за счет ремобилизации архейского субстрата. Время метаморфизма 1.85-1.9 млн.лет. Приблизительно этому же моменту отвечает внедрение гранитов (Кодарский массив).

К протерозойским комплексам платформы принадлежат также вулканические пояса:Акитканский, прослеживающийся в Приморском хребте вдоль западного побережья оз.Байкал, и Улканский, расположенный на восточной окраине Алданского мегаблока. Оба пояса формировались на рубеже 1700-1800 млн лет назад. Акитканский пояс является эталоном протерозойских известково-щелочных вулканических поясов. Он сложен андезитами, трахитами, трахиандезитами, игнимбритами, порфиритами, многочисленными туфогенными образованиями, которые ассоциируют с грубообломочными вулканогенно-обломочными толщами молассоидного облика, что позволяет сравнить его с вулканоплутоническими поясами активных континентальных окраин. Акитканский пояс фиксирует окраину Ангаро-Анабарской глыбы. Наличие пояса показывает, что еще на границе раннего протерозоя и рифея эта глыба была отделена от Алданского блока.

Вторым крупным выходом фундамента на Сибирской платформе является, расположенный на севере Анабарский щит. В его строении принимают участие архейские гранулит-гнейсовые ареалы (Маганский и Далдынский террейны), раннепротерозойские комплексы континентальных окраин (Хапчанская террейн) и коллизионные зоны (Маганская, Котуйканская, Билляхская).

Маганский тоналит-трондъемито-гнейсовый террейн выделятся в западной части щита. Сложен биотитовыми, биотит-амфиболовыми ортогнейсами, присутствуют прослои метакарбонатов и кварцитов.

Далдынский эндербито-гнейсовый террейн занимает центральную часть щита. Ограничен с запада Котуйканской, а с востока Биляхской зонами меланжа и рассечен почти посередине Главным Анабарским разломом сдвиговой кинематики. Террейн сложен, в основном, первично извержеными эндербитами и основными кристаллическими сланцами, в меньшей степени развиты метаосадочные породы: кварциты, карбонатные отложения. Возраст протолита пород Далдынского террейна оценивается в 3.1 млрд лет. Гранулитовый метаморфизм и синхронные им деформации охватил породы субстрата обоих террейнов на уровне 2.8 млрд лет назад и сопровождался формированием чарнокит-эндербитовых ареалов.

Расположенный на востоке Хапчанский террейн сложен в основном раннепротерозойским метаморфизованными осадочными породами: известняками, доломитами, граувакками и мергелями. Такие породные ассоциации указывают на мелководные, шельфовые обстановки раннепротерозойской пассвиной континентальной окраины. Метаморфизм хапчанской серии достигает гранулитовой фации. Возраст метаморфизма оценивается в 2.0-1.9 млрд.лет, а модельный возраст протолита не древнее 2.4 млрд.лет. Архейские эндербиты и кристаллические сланцы основания террейна, аналогичные породам Далдынского блока обнажены очень фрагментарно.

Структура Котуйканской и Билляхской коллизионных зон, сшивающих описанные гранулит-гнейсовые террейны представлена серией субпараллельных разломов сдвигово-надвиговой кинематики. Внутри этих зоны в виде крупных тектонических отторженцев залегают блоки гранулитов, анортозитов, сопровождаемых пироксенитами с возрастом 2.1 млрд лет. Вмещающим матриксом являются разнообразные катаклазиты, бластомилониты амфиболитовой фации и сопровождающие их мигматиты и автохтонные граниты с возрастом 1.85-1.9 млрд лет.

Описанный выше хапчанский комплекс распространен и к востоку от Анабарского щита и снова выступает на поверхность в вершине Оленекского свода. Маганско-Далдынский комплекс по геофизическим данным простирается под чехлом платформы на запад вплоть до меридионального Саяно-Таймырского разлома, рассекающего весь Сибирский кратон вплоть до оз.Байкал. Западнее этого разлома в фундаменте выделяется Тунгусский мегаблок, породы которого обнажены вдоль юго-западной, присаянской периферии кратона. Фактически они участвуют в новейшей структуре Восточно-Саянского орогена (см. главу "Саяно-Енисейская складчато-покровная область"), но первично принадлежали фундаменту кратона. Общая структура фундамента Сибирского платформы изображена на рис.

Формированию осадочного чехла на Сибирской платформе, как и на Восточно-Европейской предшествовал этап вунтриконтинетального рифтогенеза. Рифейские авлакогены образуют в теле Сибирского кратона довольно сложную сеть. Они выклиниваются к центру кратона и, напротив, открываются в сторону периферических подвижных поясов. Наиболее ярко выражены системы рифейских грабенообразных впадин на севере платформы субмеридианального простирания: Уджинский, Маймечинский (Котуйский), Турухано-Норильский авлакогены. К девонскому периоду относится образование Вилюйской-Патомской системы грабенов. вытянутых в северо-восточном направлении в основании Вилюйской синеклизы.

Главные тектонические структуры чехла платформы хорошо видны на карте рельефа поверхности кристаллического фундамента (рис). В составе плитного комплекса принято выделять несколько структурных ярусов, отвечающих самостоятельным крупным тектоническим этапам его формирования: рифейский, венд-нижнепалеозойский, средне-позднепалеозойский, мезозой-кайнозойский. Каждый из них характеризуется своим структурным планом, особенностями состава слагающих осадочных и магматических комплексов.

Структурный план рифейского яруса плитного комплекса характеризуется наличием обширных плоских прогибов и поднятий, на фоне которых существовали более глубоки узкие грабеноообразные впадины и, таким образом, приурочен к авлакогенам. Особенно многочисленны они на северо-востоке платформы и заполнены характерной грабеновой фацией с локальными проявлениями щелочного вулканизма, которая вверх по разрезу постепенно сменяется мелководно-морскими песчано-глинистыми и карбонатными осадками. Особенностью рифейского этапа развития плитного комплекса Сибирской платформы, по сравнению с Восточно-Европейской является то, что осадконакопление не ограничивалось рифтовыми трогами, а распротранялось и за его пределы. Устойчиво приподняты в течении всего рифея оставался Алданский щит. На поверхность породы рифея выходят на восточном склоне Аданского щита, Анабарском массиве и Оленекском поднятиях в пределах Турухано-Игарской зоны дислокаций.

В конце рифея-венде периферические зоны кратона превратились в пассивные континентальные окраины новообразованных океанских бассейнов. Структурный план венд-нижнепалеозойского комплекса и перераспределение ареалов осадконакопления неразрывно связано с тектоническими событиями на окраинах континента, т.е. с формирование обрамляющих платформу подвижных поясов. Первые признаки перестройки, нарушения целостности южной (в современных координатах) окраины платформы относятся квенду. Они привели к появлению барьеров суши в Енисейском кряже и Западном Прибайкалье и выразились в угловых несогласиях в основании венда. Венд-кембрийское время характеризуется общим погружением платформы и соответственно широкой трансгрессией моря. Поднятие выросло лишь на месте Восточного Саяна. Оно было связано с формированием каледонского фронта складок Южной Сибири. Остальные окраины Сибири продолжали испытывать спокойное погружение. В основании разреза залегают базальные конгломераты, гравелиты, песчаники постепенно сменяющиеся мелководно морскими и лагунными терригенно-карбонатными и гипсово-доломитовыми осадками. Отложения ордовика согласно залегают на кембрии, но распространены менее значительно - погружение платформы в основном происходило в западной Олекмо-Тунгусской части платформы. Начиная с позднего ордовика и в силуре преобладали восходящие движения. Постепенное воздымание юго-восточной части плиты в течении ордовика и силура стало прообразом заложения будущей Тунгусской синеклизы. Для отложений этого периода времени характерно сочетание мелководных карбонатных (известняки, доломиты, мергели), в меньшей степени - терригенных (аргиллиты, граптолитовые сланцы, реже алевролиты), а также сульфатных пород. Постепенная регрессия моря и осушение центральной и юго-восточной части платформы кначалу девона обусловлено столкновением и последующими деформациями, в пределах Байкальской складчатой области.

Новый этап в развитии плитного комплекса Сибирской платформы начался в девоне и связан с новым эпизодом континентального рифтогенеза и формированием Вилюйской системы авлакогенов на восточной окраине платформы. В результате этих процессов заложился огромный осадочный бассейн в Приверхоянье, прогибание которого продолжалось и на мезозойском этапе истории развития плиты. В результате на востоке платформы оформилась обширная Вилюйская синеклиза.

Как самостоятельный структурный комплекс Восточно-Сибирской плиты выделяют каменноугольные, пермские и триасовые отложения Тунгусской синеклизы. Формирование впадины на месте Тунгусской синеклизы связано c растяжением и утонением континентальной коры над обширной горячей точкой мантии. Основание разреза впадины представлено терригенными породами тунгусской серии, насыщенной пластами каменных углей. Вверх по разрезу - к поздней перми - угленосная серия сменяется туфогенными отложениями и далее мощной трапповой формацией поздней перми - раннего триаса, сформированной в результате функционирования крупнейшего плюма.

Из других проявлений внутриплитного магматизма на территории Сибирской платформы известны рифейские щелочно-ультраосновные массивы в районе Уджинского авлакогена, а также в пределах Алданского щита. Широко представлены трубки взрыва и дайки, выполненные алмазоносными кимберлитами. Внедрение кимберлитовых тел происходило в три главные эпохи: в конце девона, в триасе и в мелу и приурочены к строго определенным районам, главными из которых являются Тунгусско-Вилюйская седловина, краевая часть Оленекского поднятия, юго-восточный склон Анабарского массива.

Формирование мезозой-кайнозойского структурного яруса плиты связан с триасовым рифтообразованием, в Западной Сибири и Енисей-Хатангском прогибе, в результате которого началось опускание прилегающих краев платформы. В целом в конце мезозое в связи с формированием складчатых фронтов Верхоянской зоны и Таймыра, произошло постепенное осушение большей части платформы, и в течение кайнозоя платформа в, основном, являлась областью денудации.