Лекція 7 геологічна будова епігерцинських плит

Епігерцинські плити – це великі стійкі ділянки земної кори, які мають фундамент герцинського віку та потужний осадовий чохол мезозойсько-кайнозойського віку. Ще їх називають молодими платформами. Такими платформами на Євроазіатському континенті є Західносибірська, Скіфська, Туранська, Західноєвропейська та Дунбейська; в Австралії – Східноавстралійська; в Північній Америці – Арктична та Атлантична.

Західносибірська плита

Західносибірська плита займає величезну територію між Уралом і Сибірською платформою. На заході плита обмежена Урало-Новоземельським виступом герцинід, на південному сході - Казахстано-Алтайським і Кузнецько-Саянським виступами з розвинутими в її межах каледонськими і герцинськими складчастими спорудами. На сході плита примикає до Сибірської платформи. Кустанайська сідловина відділяє Західносибірську плиту від Туранської плити.

Геологічна будова.

Фундамент плити досить детально досліджений біля гірського обрамлення, де глибина його залягання не перевищує перших сотень метрів. В південних і центральних районах фундамент вивчено за даними буріння глибоких свердловин. На півночі він майже не досліджений і дані про його будову базуються на геофізичних дослідженнях. Результати досліджень фундаменту вказують на його різновіковість в межах плити. В Приуральській частині плити він герцинський, в Приєнісейській - байкальсько-каледонський, на півдні, на продовженні складчастих систем Казахстану та Алтаю, відповідно каледонський і герцинський. В центральних і північних частинах плити передбачається наявність в її фундаменті докембрійських масивів.

Нижній поверх фундаменту утворений складно дислокованими осадовими і вулканогенними товщами докембрію і низами палеозою. Верхній поверх складається із порід верхнього палеозою (на герцинідах), середньо-верхнього палеозою (на каледонідах), палеозою (на байкалідах і давніх масивах), залягає більш полого, представляючи собою залишки чохла масивів. Характерною особливістю фундаменту є наявність кори вивітрювання, представленої світло-сірими і строкатими каоліновими породами товщиною до 50 м.

В основі платформового чохла розвинувся комплекс теригенних континентальних тріасово-нижньоюрських відкладів, які заповнюють систему рифтових западин (тафрогенів) субмеридіонального напрямку. Відклади нижнього і середнього тріасу містять трапи, верхньотріасового - вугілля (Челябинський грабен). В прибортових частинах плити шари полого (2-4⁰) нахилені до центру. Місцями зустрічаються флексури і незамкнуті антикліналі. В центральній частині плити по підошві чохла виділяються ізометричні і лінійні западини, які розділені чисельними склепіннями, валами, системами валів. На решті території плити чохол починається з юрських відкладів і закінчується сучасними болотними і річковими осадами.

В центральних районах плити осадовий чохол починається з відкладів тюменської світи (середня юра). Це перешарування пісковиків континентального походження з бітумінозними аргілітами. Загальна товщина середньоюрських відкладів досягає 500 м. Крейдові відклади розвинуті повсюдно в межах плити, іноді вони відслонюються в долинах рік і доступні до безпосереднього спостереження. Склад крейдових відкладів вказує на їх морське походження. З цими відкладами пов’язані основні нафтові горизонти Західного Сибіру. Палеогенові та неогенові відклади розповсюджені повсюдно і представлені континентальними товщами, з якими пов’язані поклади вугілля. Четвертинні відклади у вигляді суцільного покриву розповсюджені на всій плиті. Вони представлені льодовиковими, озерно-болотними і річковими осадами. Це в основному піски, суглинки, намулисті глини, торф. Загальна товщина відкладів змінюється від 5 до 250 м, досягаючи іноді 400 м.

Будова фундаменту ускладнена чисельними грабенами (тафрогенами), які заповнені пермськими, тріасовими і частково нижньоюрськими породами товщиною до 3-4 км. На сході плити встановлено аналогічні грабеноподібні западини, але вони вже виповнені палеозойськими моласовими формаціями.

В тектонічній будові платформового чохла виділяється цілий ряд великих геоструктурних елементів - антекліз, синекліз, зон піднять, склепінь, валів, западин і прогинів (рис. 7.1). В межах плити виділяють Ямальську, Сосвинську, Тобольську, Середньообську і Таз-Калпашевську антеклізи, Махетсько-Хетську, Приколиванську і Казачинську зони піднять.

Р исунок 7.1 – Схема тектонічної будови Західносибірської плити

1 – межі плити; 2 – антеклізи і зони піднять (І – Ямальська антекліза, ІІ – Махетсько-Хетська зона піднять, ІІІ – Сосьвинська антекліза, ІV – Середньообська антекліза, V – Таз-Колпашевська антекліза, VІ – Тобольська антекліза, VІІ – Казачинська зона піднять, VІІІ – Приколиванська зона піднять), 3 – склепіння, 4 – осі синекліз та прогинів (ІХ – Ханти-мансійська синекліза)

Махетсько-Хетська, Казачинська і Приколиванська зони піднять розташовані вздовж східного і південного обрамлення плити. Вони являють собою області припіднятого залягання фундаменту, який має блокову будову.

Найбільш великою і характерною синеклізою є Ханти-Мансійська синекліза, яка розташована між Сосьвинською, Тобольською, Середньообською і Ямальською антеклізами. В основі чохла синеклізи залягають континентальні нижньо-середньоюрські відклади (тюменська свита) товщиною до 350 м. В південній частині синеклізи в основі чохла існують покриви ефузивних порід пермсько-тріасового віку.

Важливою особливістю тектоніки фундаменту і чохла плити є наявність великих (регіональних) розломів, які виконують різні функції в будові фундаменту і чохла. Більшість із них зорієнтована в північно-західному і північно-східному напрямках. Зустрічаються розломи субширотного простягання. В фундаменті регіональні розломи створюють зони дроблення, які відображуються в осадовому чохлі ланцюжками локальних піднять.

Історія геологічного розвитку.

Геосинклінальний режим розвитку Західносибірської плити встановився в глибокому докембрії. В кінці протерозойської ери в результаті проявлення байкальської тектоно-магматичної епохи в межах майбутньої плити в її північній і східній частинах пройшло утворення блоків ранньої консолідації. Виникнення байкалід стабілізувало геосинкліналь. В кінці каледонського періоду пройшло нове скорочення геосинклінальної області за рахунок виникнення в південних районах каледонід.

Герцинський етап став вирішальним етапом в структурному перетворенні плити в результаті повсюдної ліквідації геосинклінального режиму. Тектонічні рухи в кінці цього етапу привели до з’єднання різновікових блоків плити і утворення єдиного цоколя платформи.

В пермський і тріасовий періоди закладались тафрогени, які продовжували свій розвиток в ранньоюрську епоху. Починаючи із середньої юри на території плити встановилась плитна стадія платформового розвитку. В середньо- і верхньоюрський період територія плити зазнала значного опускання по великих розломах земної кори, що обумовило регіональну морську трансгресію.

В кінці раннього олігоцену море покинуло плиту і намітилась регіональна регресія, яка неодноразово переривалась морськими трансгресіями в четвертинний період. В антропогені проходили потужні зледеніння Західного Сибіру. Льодовики загороджували текучі на північ ріки і заболочували величезні території в середній частині низовини. Зараз північна і центральна частини плити опускаються, про що свідчать величезні естуарії північних рік та прогресивний розвиток боліт.

Корисні копалини.

Більшість корисних копалин Західносибірської плити пов’язана з відкладами осадового чохла. Це нафта, газ, кам’яне вугілля, торф, залізні руди, боксити, мінеральні солі. Значну цінність тут представляють родовища нафти і газу. Більшість із них пов’язана з морськими і прибережно-морськими відкладами юри і нижньої крейди. Газові поклади залягають у верхньокрейдових відкладах. Виявлені поклади вуглеводнів залягають в інтервалах глибин від 400 м до 3,7 км. Як правило, вони пов’язані з антиклінальними структурами, хоча зустрічаються в зонах виклинювання продуктивних горизонтів і в тріщинних породах кори вивітрювання. Нафтові родовища переважно знаходяться в центральних районах плити, а більша частина родовищ газу знаходиться в північних і північно-західних районах плити.

Кам’яне вугілля в невеликих кількостях зустрічається в грабенах, виповнених тріасовими і юрськими відкладами.

Торф - найбільш розповсюджена корисна копалина. В деяких районах плити товщина торфового шару досягає 100 м.

Залізні руди в межах плити формувались в прибережній частині туронського моря, а також середньоолігоценового моря, що розмивало продукти еоценової кори вивітрювання. На півдні плити відоме Колпашевське родовище залізної руди осадового походження, пов’язане з туронськими відкладами. Відомі родовища залізних руд і в Кустанайській сідловині, де вони пов’язані з палеогеновими породами.

Боксити відомі в Кустанайській сідловині. Їх вік пізня крейда-еоцен.

Мінеральні солі містяться в сучасних осадах багатьох озер в степовій частині плити.

Ряд родовищ пов’язано з породами фундаменту. Так, у високоприпіднятому фундаменті Кустанайської сідловини виявлене Сарбайське і Соколівське скарнові залізорудні родовища, пов’язані з кам’яновугільними відкладами і приурочені до Тюменсько-Кустанайського розлому. На базі цих родовищ створений Соколовсько-Сарбайський гірничозбагачувальний комбінат.