 |
Структурные элементы осадочного чехла и поверхности фундамента
|
|
|
|
Структурные элементы первого порядка собственно платформенного этапа развития – щиты, плиты, зоны перикратонных опусканий.
Рис. 16а
Щиты – крупные, до тысячи и более км в поперечнике, площади выхода на поверхность платформенного фундамента. Щиты наиболее характерны для древних платформ и встречаются на молодых платформах скорее как исключение (Центрально-Казахстанский щит Туранской платформы). Щиты характеризуются устойчивым поднятием и господством денудации на протяжении большей части своей истории.
Массивы – менее крупные выходы фундамента на поверхность, которые более длительное время перекрывались осадками, они обычно образуют ядра антеклиз, (например Анабарский массив на севере Сибирской платформы).
Плиты – области сплошного развития осадочного чехла. В северном ряду древних платформ их площадь не уступает или даже превышает площадь щитов (Русская, Среднесибирская плиты и др.); в южном ряду они имеют подчиненное значение (Сахарская, Аравийская плиты) или даже отсутствуют (например, на Южноамериканской платформе, если не считать Патагонской плиты с более молодым фундаментом). Молодые платформы фактически целиком, или почти целиком являются плитами (Западно-Сибирская, Скифская, Восточно-Австралийская и др.).
Зоны перикратонных опусканий отвечают внутренним, проксимальным частям пассивных подводных окраин континентов – областям с глубинами до 50-100м. Это зоны мощного накопления паралических, прибрежно- и мелководно-морских осадков; их мощность может достигать и даже превышать 10-12км. Передовые прогибы обрамляющих платформу складчатых сооружений обычно развиваются на месте внешних зон перикратонных опусканий.
|
|
|
Рис. 16б. Строение древних платформ
Структурными элементами второго порядка на платформах являются антеклизы, синеклизы и авлакогены.
Антеклизы – крупные пологие поднятия в пределах плит, иногда с выходом фундамента в сводовой части (Воронежская антеклиза, Анабарская антеклиза и т.д.). Фундамент здесь лежит на глубине не более 1-1.5км, а осадочный чехол отличается сокращенной мощностью, обилием перерывов, более грубым составом.
Синеклизы – крупные пологие впадины, которые наблюдаются не только на плитах, но и среди щитов (например, синеклиза Гудзонова залива на Канадском щите); последнее особенно характерно для южных, гондванских платформ; в этом случае они не сопряжены с антеклизами. Мощность осадочного чехла в синеклизах 3-5км, разрез более полный и «мористый», чем на антеклизах.
Наклон слоев на крыльях синеклиз и антеклиз не может быть замерен горным компасом, так как составляет менее 1о; он устанавливается по смене выходов более древних пород более молодыми, или по данным бурения и сейсморазведки.
Существует два особых типа синеклиз. Первый – очень крупные и особенно глубокие синеклизы, расположенные часто на периферии платформ, на их выступающих углах; в низах их разреза залегают глубоководные осадки; кора в них утонена и осадки залегают прямо на фундаменте с геофизическими свойствами «базальтового слоя. Такова Прикаспийская синеклиза Русской плиты с мощностью осадков более 22-24км в центральной части. Другой тип - трапповые синеклизы типа Тунгусской на Сибирской платформе или Паранской на Южноамериканской; верхняя часть их разреза сложена мощными покровами платобазальтов (траппов).
Авлакогены, впервые установленные Н.С. Шатским (1960г) – крупные грабен-прогибы в теле платформ, ограниченные разломами и заполненные осадками резко повышенной мощности – до 10-12км, нередко вулканитами толеит – базальтового или чаще щелочно – базальтового состава. Из осадков характерны соли, а также угли.
|
|
|
По внутренней структуре среди авлакогенов различают простые и сложные, с горстом посредине (например, Вилюйский авлакоген Сибири). Авлакогены обычно выходят на один из краёв платформы, сочленяясь с одной из зон перикратонных опусканий; иногда они пересекают платформу от одного края до другого, как правило, параллельно третьему краю; их тогда называют сквозными.
На современной поверхности авлакогены обычно не выражены как таковые, представляя погребенные структуры, которые выявляются с помощью бурения и геофизики. Одни авлакогены замещаются вверх по разрезу равновеликими прогибами, а еще выше – более широкими синеклизами, например Днепровско – Донецкий авлакоген (D-C) и одноименный прогиб (C-T) Украинской синеклизой (J-N). На месте других авлакогенов образуются валы, например Вятский вал, или даже внутриплатформенные складчатые зоны (Среднепольская или Куяво – Поморская), в этих случаях говорят, что авлакоген испытал инверсию.
Земная кора под авлакогенами несколько утонена, а верхняя мантия разуплотнена, что характерно для континентальных рифтов, древней и погребенной разновидностью которых они и являются.
Структурные элементы третьего порядка дляантеклиз представляют своды (например Токмовский, Татарский, Башкирский своды Волго – Уральской антеклизы), для синеклиз впадины.
Еще на ранг ниже в структуре осадочного чехла выделяются валы – линейные зоны пологих поднятий протяженностью в первые сотни км (до 200- 300), шириной в десятки км, состоящие из одной (простые валы) или нескольких (сложные валы) цепочек - локальных поднятий, расположенных четковидно или кулисообразно. Локальные поднятия имеют размеры от нескольких до первых десятков км, высоту в десятки или первые сотни м, округлые (купола) или овальные очертания, могут быть выражены или не выражены (бескорневые) по поверхности фундамента. Приуроченность к авлакогенам для древних и к антиклинорным зонам для молодых платформ.
Соотношение структурных форм чехла и поверхности фундамента, с одной стороны, и самого фундамента, его внутренней структуры, с другой, является довольно сложным.
|
|
|
Непосредственно наследуются разломы фундамента, выраженные либо в виде разломов в осадочном чехле (чаще в основании), либо в виде флексур или валов.
Стадии развития платформ
1. Начальная стадия – стадия кратонизации. Преобладание поднятий, интенсивный магматизм и тепловой поток. Для этой стадии типичны – крупные расслоенные плутоны габбро - анортозитов - гранитов рапакиви.
2. Раннеавлакогенная стадия наиболее типично проявилась в северном ряду платформ в среднем и позднем рифее (1400-700 млн лет). В это время были заложены основные авлакогены Восточно-Европейской, Сибирской и Североамериканской платформ.
3. Плитная стадия – основная, наиболее продолжительная стадия развития платформ, охватывающая на древних платформах практически весь фанерозой. На большинстве молодых платформ начало плитной стадии относится к началу юрского периода.
4. Плитная стадия прерывается и завершается фазами тектономагматической активизации.
Именно в фазу активизации образуются характерные для платформ магматические формации: трапповая, щелочно-базальтовая, кимберлитовая.
Трапповая формация, точнее ассоциация двух формаций – эффузивной и интрузивной. Эффузивные отложения слагают обширные поля площадью нередко более 1млн км2 (тунгусские траппы Сибирской платформы (Р2-Т1), раннепалеогеновые траппы Деканской синеклизы Индостана, раннемеловые - синеклизы Параны Южноамериканской платформы и др. Суммарная мощность трапповых вулканитов может достигать нескольких км (3700м в Норильском районе Тунгусской синеклизы). Извержения носили в основном линейный характер с отдельными вулканическими центрами вдоль зон разломов. Более или менее одновременно активность проявляла целая серия таких разломов.
Рис. 17. Распространение траппов в мире
Рис. 18. Траппы плато Путоран.
Интрузивная трапповая формация состоит из даек и силлов габбро-долеритов; мощность силлов достигает 200-300м. Особое место занимают дифференцированные интрузии «норильского» типа – это расслоенные тела с составом, изменяющимся снизу вверх от троктолитов через оливиновые и безоливиновые габбро до габбро-диоритов.
|
|
|
Щелочно-базальтовая формация (правильнее ассоциация) состоит из эффузивной и интрузивной формаций.
Эффузивная формация – представлена главным образом трахибазальтами с широкой гаммой дифференциатов от ультраосновных до кислых.
Интрузивная формация выражена весьма характерными кольцевыми плутонами ультраосновных и щелочных пород до нефелиновых сиенитов, щелочных гранитов и карбонатитов включительно. В поперечном сечении они имеют форму вложенных друг в друга воронок.
Щ.Б. ф. имеет, как правило, более ограниченное распространение и тяготеет к рифтам и крупным разломам.
Одной из классических областей щелочно-основного и ультраосновного магматизма является Маймеча-Котуйская провинция на восточном фланге Тунгусской синеклизы, связанная с одноименным разломом. Здесь располагается крупнейший в мире Гулинский плутон площадью 1600км2.
Кольцевые плутоны распространены также на Кольском полуострове (Хибины, Лавозерские тундры), Алданском щите, в Египте и Судане (Аравийско – Нубийский щит), Восточной Африке, приатлантической зоне Бразилии и в др. районах.
Весьма близкая вулкано-плутоническая ассоциация обнаружена на океанских островах, что свидетельствует о её глубинном мантийном происхождении, более глубинном (до 100км) чем у трапповой ассоциации.
В пространстве Щ.Б.ф. занимает участки повышенного залегания платформенного фундамента (щиты, антеклизы и их склоны), в то время как трапповая – синеклизы.
Кимберлитовая формация родственна Щ.Б. и встречается в виде трубок и даек вдоль разломов и, особенно в узлах их пересечения. Знаменита алмазами. Районы кимберлитового магматизма – Южная, отчасти Западная Африка, а также Сибирская платформа.
Рис. 19. Многофазные кольцевые плутоны щелочного состава, внедрившиеся в среднем палеозое в докембрийские кристаллические породы Балтийского щита. Карта Хибинского плутона, по Е.Н. Володину; профиль Ловозерского плутона, по И.В. Буссену и А.С. Сахарову: А: 1 — вмещающие породы докембрия и палеозоя; 2 — роговики; 3 — гранитоидные хибиниты; 4 — трахитоидные хибиниты; 5 — ийолиты, уртиты, малиньиты, апатиты; 6 — рисчорриты и эгириновые нефелиновые сиениты; 7 — гранитоидные фойяиты; 8 — трахитоидные фойяиты; 9 — четвертичные отложения.
Б: 1 — вмещающие породы архея (кольская серия); 2 — осадочно-вулканогенная лозозерская толща девона; 3 — нефелинсодалитовые сиениты; 4 — луявриты, фойяиты, уртиты; 5 — эвдиалитовые луявриты; 6 — дайки щелочных лампрофиров.
|
|
|
