16 концепция создания учебной тектонической карты беларуси

Карта распространения структурных комплексов платформенного чехла Беларуси(по «Тектонической карте Беларуси»; гл. ред. Р. Г. Гарецкий). Платформенный чехол Беларуси подразделён на три типа: квазиплатформенный, катаплатформенный и ортоплатформенный. Первые два объединяют в доплитные чехлы, а последний относят к плитному. Эти платформенные чехлы подразделены на структурные комплексы. К квазиплатформенному относят готский структурный комплекс (нижний рифей); к катаплатформенному ― нижнебайкальский (средний, верхний рифей, вильчанская серия нижнего венда). Некоторые исследователи в катаплатформенном типе выделяют два комплекса: дальсландский и нижнебайкальский. Ортоплатформенный тип чехла состоит из следующих структурных комплексов: верхнебайкальского (волынская, валдайская серия венда и балтийская серия нижнего кембрия), каледонского (надбалтийский нижний кембрий, средний и верхний кембрий, силур, жединский ярус нижнего девона), герцинского (девон, карбон, пермь, нижний и средний триас), киммерийско-альпийского (верхний триас, юра, мел, палеоген, неоген, антропоген).

На карте определёнными цветами и контурами распространения показаны названные структурные комплексы, залегающие под киммерийско-альпийским комплексом, т. е. последний снят с карты и только контуром зелёного цвета намечена площадь распространения верхнетриасово-миоценового структурного этажа этого комплекса. Те структурные комплексы, которые непосредственно выходят на подошву киммерийско-альпийского комплекса показаны соответствующим цветом, их границы распространения ― сплошной линией, а там, где они перекрыты вышележащими комплексами, ― пунктирной. Возле границ распространения комплекса имеется его возрастной индекс, причём он повёрнут в сторону распространения комплекса. Для нижнебайкальского и герцинского комплексов цветовой гаммой или дополнительными знаками даны сведения о мощности этих комплексов. Чёрными линиями разной толщины изображены разломы соответствующей категории. Особым знаком помечены области развития трубок взрыва.

Эта карта даёт возможность восстановить основные моменты истории тектонического развития территории Беларуси в течение платформенных этапов. После аккреции (наращивания) террейнов (геоблоков), в том числе в результате субдукционных (поддвига океанической плиты под континентальную) и коллизионных (столкновение двух континентальных плит) процессов сформировался единый крупнейший геоблок ― фундамент Восточно-Европейской платформы, который подвергся кратонизации (кратон-крепость). Одновременно (1 650― 1 750 млн лет) начал образовываться квазиплатформенный чехол, который представлен готским комплексом. Он выполняет небольшие грабен-синклинали. На карте это ― Овручская грабен-синклиналь, расположенная в пределах севера Украинского щита и заходящая на территорию крайнего юга Беларуси лишь небольшими участками.

В условиях растяжения платформы возникли протяжённые авлакогены (бороздой рожденные грабенообразные структуры ― рифты, выполненные катаплатформенным (1 000― 1 650 млн лет) чехлом (дальсландский и нижнебайкальский комплексы). На карте видно, что это крупный субмеридиональный Волыно-Оршанский прогиб, проходящий через всю территорию Беларуси и уходящий далее в пределы Украины и России. По обе стороны от этого прогиба в то время были расположены: к северо-западу Балтийско-Белорусский мегащит, а к юго-востоку ― Сарматский.

Верхнебайкальский комплекс (650― 1 000 млн лет) ― начало ортоплатформенного (плитного) этапа, когда формировались синеклизы и перикратонные опускания. На территории Беларуси возникли Кобринско-Полоцкий прогиб, как ответвление Московской синеклизы, и частично Мазовецко-Прутская зона перикратонных опусканий.

Каледонский структурный комплекс (530― 650 млн лет) распространён только на западе, выполняя Подлясско-Брестскую впадину и борт Балтийской гемисинеклизы. Это ― основной этап формирования Балтийско-Приднестровского перикратонного опускания и его ответвлений.

Герцинский структурный комплекс (390― 530 млн лет) наиболее полно представлен в Припятском прогибе ― авлакогене, сформировавшемся при рифтогенном режиме. На остальной территории Беларуси господствовал синеклизный режим, окончательно создавший Московскую синеклизу и усложнивший Балтийскую гемисинеклизу.

В киммерийско-альпийский этап (0― 230 млн лет) на юге территории Беларуси сформировались западная периклиналь Припятско-Днепровской (Украинской) синеклизы и структурный залив Польско-Датского прогиба.

Карта разломов литосферы по геофизическим данным. В консолидированной коре Беларуси выделяется несколько систем разломов, различающихся не только пространственной ориентировкой, но и временем заложения и длительностью развития. Преобладающее распространение имеют разломы субмеридионального, северо-восточного, северо-западного и субширотного простираний. По протяженности, глубинности и рангу ограничиваемых тектонических элементов разломы литосферы подразделены на глубинные мантийного заложения, разделяющие блоки земной коры с различным типом её глубинного строения, глубинные мантийного заложения внутриблоковые, глубинные коровые внутриблоковые, локальные, оперяющие разломы. Разломы веделены по существующим геофизическим критериям. Литосфера Беларуси разбита многочисленными разновозрастными разломами самой разной протяженности, направленности, глубины проникновения, листричности, горизонтальной и вертикальной амплитуды, кинематики и т. д. Они фиксируют геоблоки с резкими перепадами латеральной неоднородности слоёв земной коры и всей консолидированной литосферы. Наиболее крупные разломные зоны и разломы в целом совпадают с границами блоков, характеризующихся геофизическими типами земной коры Беларуси.

В целом разломы создают делимость (фрактальность) земной коры разных уровней.

Неотектоническая карта. На карте, кроме изобаз суммарных амплитуд вертикальных неотектонических движений, характеризующих движение земной поверхности за время поздний олигоцен-голоцен, показаны: соляные структуры, проявившиеся в новейшее время; активные разломы; площади карстообразования; площади значительной гляциотектонической переработки дочетвертичных пород; эпицентры землетрясений; Черноморско-Балтийский водораздел.

Карта мощности земной коры и литосферы. Земная кора ― это самый верхний слой твёрдой Земли. Он включает (сверху-вниз) осадочный (платформенный) чехол, кристаллический фундамент («гранитно-метаморфический» слой), средний ― «диоритовый» слой и нижний ― «базальтовый» слой. Подошвой земной коры является сейсмическая граница Мохоровичича (Мохо). Земная кора Беларуси и смежных регионов имеет сложное слоисто-блоковое строение. Четыре её основных слоя существенно различаются по составу, мощности и физическим свойствам. Границы между слоями установлены по значениям скоростей распространения сейсмических волн: кровля «гранитно-метаморфического» слоя (кристаллического фундамента) характеризуется значениями 5, 0― 5, 5 км/с, кровля «диоритового» слоя примерно 6, 4 км/с, кровля «базальтового» слоя 6, 8 км/с, его подошва ― 7, 8― 7, 9 км/с, поверхность Мохо ― около 8, 0― 8, 2 км/с.

На территории Беларуси Оршанская впадина совпадает с крупной впадиной в рельефе Мохо на глубине около 55 км. Восточная часть Белорусской антеклизы характеризуется относительно приподнятым залеганием границы Мохо на глубинах 45― 46 км, а центральная ― до 55 км. Полесская седловина по поверхности Мохо в широтном направлении также носит характер седловины. В Припятском прогибе выделяются две поверхности Мохо: нижняя, более древняя граница характерна для всей Беларуси, а верхняя, более молодая граница фиксируется на глубинах 35― 40 км. В Подлясско-Брестской впадине ― на глубинах 46― 47 км. Латвийской седловине отвечает крупное поднятие поверхности Мохо, протягивающееся в северо-западном направлении. В отличии от верхнего и среднего слоёв земной коры, мощность нижнего слоя варьирует довольно в широких пределах: от 5― 10 до 30― 32 км.

Литосфера― верхняя твёрдая оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии до кровли астеносферного слоя. С геомеханических позиций литосфера ― это упруго-пластичное, упруго-хрупкое тело, обладающее высоким значением предела прочности. Вязкость вещества литосферы около 10²²― 10²³ Па, предел прочности ― 10⁸ Па.

На территории Беларуси и прилегающих регионах для крупных положительных структур (южная часть Балтийского щита, Белорусская антеклиза, Украинский щит и разделяющие их седловины) характерны мощная литосфера до 190― 220 км. Наоборот, к основным отрицательным структурам приурочена тонкая литосфера: Припятский прогиб до 100 км, Оршанская впадина до 140― 160 км, Балтийская синеклиза до 160― 180 км. Особенно существенное воздействие на утоньшение литосферы оказали процессы растяжения и преобразования вещества литосферы и астеносферы в результате рифейско-ранневендского (Оршанская впадина) и палеозойского (Припятский прогиб) рифтогенеза.

Геологическая модель строения литосферы Беларуси по линии геотраверса «Евробридж» (г. Варена― пос. Выступовичи; г. Бобруйск― пос. Лельчицы). Территория Беларуси расположена в пределах двух основных сегментов Восточно-Европейского кратона ― Фенноскандинавского и Сарматского, которые имеют разное строение и развитие земной коры. Фенноскандии принадлежат субмеридионально вытянутые Восточно-Литовский пояс и Белорусско-Прибалтийский гранулитовый пояс Они ограничены Белостокским и Кореличским надвигами, имеющими, видимо, листрический характер и мантийную глубину заложения. Гранулитовый пояс серией листрических надвигов разбит на чешуи и пластины, которые сложены из чередующихся между собой гранулитовых, интенсивно бластомилонитизированных и гранитизированных пород. Абсолютный возраст пород по недавним определениям уран-свинцовым методом 1, 9― 1, 7 млрд лет. Этот метабазит-гранулитовывй комплекс целиком слагает верхнюю земную кору, которая имеет мощность 20― 25 км. Мощность средней коры Фенноскандии достаточно выдержана и равна 12― 15 км. Нижняя кора имеет мощность 15― 20 км. Общая мощность земной коры в пределах Белорусской антеклизы достигает 50― 60 км.

Земная кора Сарматии сформировалась ко времени 2, 3― 2, 8 млрд лет. На её северо-западной окраине расположен Осницко-Микашевичский вулкано-плутонический пояс, который сложен наиболее молодыми, различными по составу магматическими комплексами. Мощность верхнего слоя земной коры Сарматии примерно равен 20 км, уменьшаясь в районе Припятского прогиба до 16― 18 км. Мощность средней коры колеблется от 8 до 13 км. Нижняя кора имеет мощность от 10 до 20 км, причем наибольшие её значения относятся к Припятскому прогибу, хотя общая мощность земной коры здесь наименьшая (35― 40 км).

По палеомагнитным данным Фенноскандия и Сарматия до времени 2, 1― 2, 0 млрд лет имели различное географическое положение и были разъединены бассейном с океанской корой (назовем её Белорусской океанской плитой). В течение раннего протерозоя происходили процессы аккреции различных террейнов, доменов, островных дуг, которые привели к формированию главных сегментов континентальной коры кратона ― Фенноскандии и Сарматии. Ко времени 2, 0 млрд лет Белорусская океанская плита к северо-западу от Сарматии подверглась субдукции, а на окраине последней начал формироваться Осницко-Микашевичский пояс. Процесс постепенной субдукции Белорусской океанской плиты в юго-восточном направлении под континентальный сегмент Сарматии зафиксирован в достаточно длительной и многостадийной истории развития магматических комплексов Осницко-Микашевичского вулкано-плутонического пояса. Так, наиболее ранняя метагаббро-диабазовая формация имеет абсолютный возраст 2, 02 млрд лет. Наибольшее площадное распространение по всей территории пояса имеет диорит-гранодиорит-гранитная формация микашевичского комплекса, с возрастом гранодиоритов 2, 0 млрд лет назад, а гранитов ― 1, 97 млрд лет. Наиболее молодые породы (1, 80― 1, 75 млрд лет) принадлежат кварц-сиенит-гранитной формации житковичского комплекса и Коростенского плутона.

К 1, 85 млрд лет субдукция, скорее всего, завершилась и сменилась коллизией континентальных сегментов Сарматии и Фенноскандии, окончательное соединение которых в общий блок фундамента кратона произошло около 1, 7 млрд. лет тому назад.

На месте стыка этих сегментов сформировалась Центрально-Белорусская сутурная зона. В этой зоне намечается существенное увеличение мощности всей земной коры до 55― 60 км, а также её нижней части (до 18― 20 км). Схемы субдукционного и коллизионного процессов в Центрально-Белорусской сутурной зоне отражены на соответствующих врезках.

В доплатформенную стадию развития участок наиболее мощной земной коры возник в районе Центрально-Белорусской сутурной зоны между субширотными трансформными разломными (сдвиговыми) зонами ― Полоцко-Курзёмской на севере и Припятско-Брестской ― на юге. Это предопределило первичное местоположение будущей Белорусской антеклизы, которая сформировалась в результате более стабильного тектонического положения на месте утолщенной земной коры и литосферы в целом. Соседние территории более тонкой земной коры и особенно ослабленных разломных зон подверглись внутриконтинентальным процессам рифтогенеза и последующим прогибаниям впадин и синеклиз, что привело к ещё большему утонению земной коры и литосферы. Наиболее существенно деструкция коры и литосферы произошла в Припятском прогибе в позднем девоне, когда в результате листрического раскалывания, захватившего всю земную кору, сформировалась типичная структура рифтового генезиса. К ней приурочена наименьшая мощность земной коры и литосферы (соответственно 35― 40 и 100 км и менее). В то время как Белорусская антеклиза характерна наибольшей их мощностью (50― 60 км и до 200 км и немного более).

Сопоставление мощностей земной коры и литосферы с платформенными тектоническими элементами привело к выводу, что современное распределение их мощностей связано главным образом с платформенным этапом развития, когда процессы континентального рифтогенеза и формирование надрифтовых синеклиз, впадин и прогибов привели к существенному утонению коры и литосферы в их пределах при сохранении значений мощностей на поднятиях, особенно таких крупных как щиты и антеклизы.

Комплект карт-врезок к учебной «Тектонической карте Беларуси» подготовлен в масштабе 1: 3 000 000 в соответствии с требованиями Национального атласа Беларуси, изданного в 2002 г. в г. Минске (рисунки 1, 2). Настоящая статья может быть использована при написании Объяснительной записки к «Тектонической карте».

Рисунок 1. Тектоническая карта фундамента Беларуси

Рисунок 2. Карта разломов литосферы Беларуси по геофизическим данным