книги / Региональная геология России (краткий курс)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

В.И. Пахомов

РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОЛОГИЯ РОССИИ (КРАТКИЙ КУРС)

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Издательство Пермского государственного технического университета

2007

УДК 55(1):075.8: (47+57) П21

Рецензенты:

д-р геол.-мин. наук, профессор В.Н. Быков; д-р геол.-мин. наук, профессор В.М. Проворов

Пахомов, В.И.

П21 Региональная геология России (краткий курс): учеб. пособие / В.И. Пахомов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн.

ун-та, 2007. – 237 с.

ISBN 978-5-88151-829-5

Изложены современные представления о строении тектоносферы Земли. Освещена история геологического изучения территории России и ближнего зарубежья, рассмотрены принципы тектонического районирования. Раскрыты закономерности строения и геологического развития платформ и складчатых поясов с размещенными в них месторождениями важнейших полезных ископаемых.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности «Геология нефти и газа» очной и заочной форм обучения.

УДК 55(1):075.8: (47+57)

Издано в рамках приоритетного национального проекта «Образование» по программе Пермского государственного технического университета «Создание инновационной системы формирования профессиональных компетенций кадров и центра инновационного развития региона на базе многопрофильного технического университета»

2

3

8.3.Алтае-Саянская область палеозойской складчатости130

8.4.Урало-Новоземельская герцинская складчатая

4

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие подготовлено в соответствии с программой курса «Региональная геология (геология России)», читаемого в ПГТУ студентам специальности «Геология нефти и газа» в седьмом семестре, и отвечает требованиям государственного образовательного стандарта.

Региональная геология – это основа, на которой строится прогнозная оценка отдельных регионов на различные виды полезных ископаемых, в том числе на нефть и газ, определяются направления поисковых работ, интерпретируются геофизические материалы, оцениваются гидрогеологические и инженер- но-геологические условия районов строительства промышленных и гражданских объектов. Изучение региональной геологии позволяет подойти и к познанию общих закономерностей строения и эволюции Земли в целом.

Территория России занимает бóльшую часть Евразиатского материка. Поэтому нельзя рассматривать ее геологическое строение изолированно от смежных частей Евразии. И наоборот, следует ожидать, что выводы, полученные в результате рассмотрения геологического строения нашей страны, могут быть распространены на всю Евразию и, по-видимому, на любые континентальные области.

Цель данного учебного пособия – облегчить студентам получение теоретических знаний по тектонике, стратиграфии, магматизму, истории геологического развития и полезным ископаемым на территории нашей страны.

Практические и теоретические выводы региональной геологии основаны на анализе результатов геологического картирования. Поэтому обязательным требованием при изучении региональной геологии России является умение «читать» геологическую и тектоническую карты. Стратиграфические подразделения, тектонические структуры, магматические комплексы, изображенные на геологической карте, позволяют понять особенности строения и геологического развития любого региона.

В силу специфики специальности основное внимание в пособии уделено общим закономерностям строения и разви-

5

тия платформ, представляющих наибольший интерес в отношении нефтегазоносности. Описание складчатых областей дано в обобщенном виде, без выделения разделов, рассматривающих вопросы стратиграфии, магматизма, тектоники, истории геологического развития. Специально обращается внимание на дискуссионность некоторых проблем, возникающих, прежде всего, при подходе к последним с позиций мобилистской концепции – тектоники литосферных плит.

ГЛАВА 1 КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО

ИЗУЧЕНИЯ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ И БЛИЖНЕГО ЗАРУБЕЖЬЯ

Зачатки эмпирических знаний о полезных для человека горных породах и минералах, пригодных для изготовления орудий (кремень, яшма, обсидиан), минеральных красок, керамической посуды, ювелирных украшений и других изделий, восходят к глубокой древности.

Раньше всего – 2,5–3 тыс. лет до н. э. – добыча и плавка медных, свинцовых, цинковых, оловянных руд и добыча золота начались в Закавказье и несколько позднее – в Средней Азии, а затем на Северном Кавказе, Южном Урале, Украине,

вКазахстане, на Алтае и в Забайкалье.

ВСредние века на территории Русской равнины широкое развитие получает разработка каменных строительных мате-

риалов, а также добыча бобовых железных руд, мусковита и солеварение. При Иване Грозном, в 1854 г., в Москве был основан государев приказ Каменных дел, в задачу которого входили поиски и добыча минерального сырья. Большую роль в поисках полезных ископаемых в XV–XVI вв. играли «рудознатцы», накопленные знания и опыт которых получили отражение в русских летописях и писцовых книгах.

В 1700 г. Петром I учреждается приказ Рудокопных дел. Снаряжаются первые экспедиции для поисков полезных ископаемых в Сибирь, в Забайкалье, на Камчатку, а позднее, после создания Российской академии наук в 1728 г., и в другие районы страны. Экспедиции ставили перед собой обширные

6

природоведческие задачи, в которые составной частью входило изучение геологии. Этот период во многом связан с именем великого русского ученого-энциклопедиста середины XVIII в. М.В. Ломоносова. Его трактат «О слоях земных» опередил в теоретическом отношении свое время. М.В. Ломоносов впервые развил и применил в геологии исторический метод исследования и принцип актуализма («настоящее есть ключ к познанию прошлого»). По его инициативе в 1755 г. был основан Московский университет.

В последней трети XVIII столетия организовываются крупные академические экспедиции на Урал, Кавказ, в Сибирь

ина тихоокеанское побережье России. Их возглавили молодые ученые И.И. Лепехин, П.С. Паллас, С.Г. Гмелин, И.П. Фальк

идр. Исследования этих выдающихся организаторов и естест-

воиспытателей оказались плодотворными и для геологии. В частности, были высказаны интересные идеи о строении и происхождении горных кряжей Урала и Сибири, Байкальской котловины, Черного и Каспийского морей.

Однако геологической науки как таковой еще не существовало, поскольку отсутствовала методика геологических исследований. В то же время возрастала потребность в знатоках горного дела для развивающейся промышленности. Поэтому для подготовки специалистов в 1773 г. (почти одновременно с горными академиями в Западной Европе) в Петербурге был основан один из старейших геологических центров мира – Горное училище (впоследствии Горный кадетский корпус, затем Горный институт), а в 1779 г. – Алтайское горное училище в Барнауле.

На смену академическим экспедициям в последней четверти XVIII в. пришли специальные «рудоискательные» и минералогические экспедиции. Основные геологические работы этого периода производились силами Горного ведомства.

Всвязи с поисками различных полезных ископаемых в некоторых горных округах создаются первые геологические карты.

Вкачестве объекта первоочередного картирования Горным ведомством был избран Урал – старейший центр русской горнозаводской промышленности. Созданием таких карт закладывалась научная основа региональной геологии. Строго говоря,

7

эти карты правильнее называть литологическими, потому что на них обозначались преимущественно типы пород – магматические и осадочные, без учета их возрастных соотношений, так как стратиграфия к этому времени еще не была создана.

Вначале XIX в. назрела необходимость обобщить имеющиеся отрывочные сведения о геологии и полезных ископаемых всей страны. Первое такое обобщение принадлежит академику В.М. Севергину, ученику М.В. Ломоносова. В 1809 г. был опубликован его труд «Опыт минералогического землеописания Российского государства», в котором систематизированы сведения о горных хребтах, равнинах и низменностях,

атакже приведено описание минералов, горных пород и окаменелостей, встречающихся в российских губерниях. Эта книга по справедливости может считаться первой «региональной геологией». Через несколько лет после ее появления исследования В. Смита в Англии, Ж. Кювье и А. Броньяра во Франции положили начало важнейшему разделу геологии – стратиграфии. В течение короткого промежутка времени, охватывающего 20–30-е годы XIX столетия, были выделены все геологические системы – от кембрийской до четвертичной. Стратиграфический и палеонтологический методы начали использоваться для составления геологических карт по возрастному принципу, а не по вещественному составу пород.

Вразвитии региональной геологии того времени большую роль сыграл академик Г.П. Гельмерсен, возглавлявший Горный департамент. В 1841 г. им была составлена «Генеральная карта горных формаций Европейской России» масштаба 30 верст в 1 дюйме (1:1 260 000). В качестве горных формаций на ней были выделены стратиграфические комплексы.

Вначале 40-х годов ХIX в. для проведения исследований в Европейской России русское правительство пригласило известных английских геологов Р. Мурчисона и Э. Вернейля. Итогом двухлетней экспедиции совместно с молодыми русскими геологами – палеонтологом А.А. Кайзерлингом и горным инженером Н.И. Кокшаровым – стала крупная монография «Геология Европейской России и хребта Уральского», опубликованная в 1845 г. (сначала в Лондоне, а затем в русском переводе в «Горном Журнале»). Она сопровождалась гео-

8

логической картой масштаба 150 верст в 1 дюйме, значительно более точной, чем ранее изданная карта Г.П. Гельмерсена (1841). На основании этих работ широко развитые на востоке Русской равнины красноцветные отложения, залегающие между карбоном и триасом, Р. Мурчисон выделил в самостоятельную пермскую систему.

В начале–середине XIX в. продолжались региональные геологические исследования Русской равнины, Средней Азии, Урала, Кавказа, Алтая, Прибайкалья и других областей Сибири. Они осуществлялись Российской академией наук, Московским обществом испытателей природы (основано в 1805 г.), Всероссийским минералогическим обществом в Петербурге (1817 г.), Российским географическим обществом (1845 г.) и Горным департаментом.

Созданию крупных обобщений способствовали решения II сессии Международного геологического конгресса в Болонье (1881 г.), где была утверждена стратиграфическая номенклатура (группа, система, отдел, ярус), предложенная геологами Русского комитета, в который входили А.А. Иностранцев, А.П. Карпинский, И.В. Мушкетов. На сессии было принято решение приступить к составлению международной геологической карты Европы.

В 1882 г. по представлению Г.П. Гельмерсена учреждается Геологический комитет, и с этого времени начинается период планомерного изучения геологического строения территории России. Работа Геолкома заключалась в основном в координации и производстве геологической съемки в европейской части России и в промышленных районах Сибири, Средней Азии и Кавказа. В первые годы своего существования Комитет объединял всего 15–20 геологов. На протяжении нескольких десятилетий директором Геолкома был крупнейший русский исследователь конца XIX – начала XX в. А.П. Карпинский. Под его руководством работали выдающиеся отечественные геологи А.П. Павлов, Ф.Н. Чернышев, В.А. Обручев, И.В. Мушкетов, Л.И. Лутугин, С.Н. Никитин, А.П. Герасимов

имногие другие.

Вэто же время геологи некоторых зарубежных стран вместе с русскими учеными пришли к важным теоретическим

9

обобщениям, способствовавшим дальнейшему развитию региональной геологии. Важнейшее из этих обобщений выразилось в возникновении учения о геосинклиналях и платформах.

Впервые определенные различия в строении отдельных участков земной коры подчеркнул Д. Холл. Несколько позже видный американский геолог и минералог Д. Дэна впервые применил термин «геосинклиналь» и выявил некоторые характерные признаки геосинклиналей – особенно мощное накопление осадков, резко выраженная складчатость и другие признаки, отличающие их от более стабильных участков земной коры. Честь выявления основных особенностей этих стабильных участков – платформ – принадлежит А.П. Карпинскому. Первые результаты его исследований по Русской равнине, опубликованные в 80-е годы XIX в., нашли отражение в классическом труде «Очерк физико-географических условий Европейской России в минувшие геологические периоды» (1887). В «Очерках» впервые и получило развитие учение о платформах как о стабильных блоках земной коры. Ученый также впервые применил фациальный анализ отложений для выяснения истории геологического развития бассейнов прошлых геологических эпох. А.П. Карпинский совместно с С.Н. Никитиным и Ф.Н. Чернышевым издал первую 60-верстную (1:2 520 000) обзорную геологическую карту Европейской России (1892). Геология Русской равнины в течение длительного периода привлекала внимание А.П. Карпинского, ученого, признанного главы русских, а затем советских геологов, которого справедливо называют «отцом» русской геологии.

Наряду с развитием региональной геологии в конце XIX – начале XX в. большие успехи были достигнуты в области петрографии, кристаллографии и минералогии (Е.С. Федоров, Ю.Ю. Левинсон-Лессинг).

В рассматриваемый период выдающийся австрийский геолог Э. Зюсс написал многотомную монографию «Лик Земли». Это была сводка всех известных к тому времени достижений геологов в различных странах мира.

Отмечая существенные успехи в развитии региональной геологии на рубеже XIX–XX вв., необходимо констатировать, что к началу 1917 г. территория России оставалась плохо изу-

10