Геология / 4 курс / Геотектоника / Лекции / Лекция 06

8

КЛАСС ПЛАТФОРМЕННЫХ РЕЖИМОВ

Платформенные режимы характеризуются свойствами, противоположными свойствам геосинклинальных режимов.

Платформенный режим развивается длительно – в течение нескольких геологических эр, в пределах обширных участков земной коры континентального типа. Для этого режима характерны небольшие скорости и градиенты движений земной коры, сравнительно небольшая амплитуда перемещения блоков на протяжении всего периода его развития, достигающая от 5 до 7 км, редко 10 км и больше, и проявление движений одного знака на больших участках платформы, вследствие чего контрастность их выражена слабее, чем при орогенном или геосинклинальном режимах.

Тектоническая энергия при платформенном режиме распределяется более или менее равномерно по всей площади платформы, в то время как при геосинклинальном режиме ее проявление резко дифференцировано и наибольшей интенсивности достигает в узких зонах, совпадающих с глубинными разрывами. Сейсмичность при платформенном режиме слабо выраженая, геотермический градиент низкий, лишь в зонах разломов он повышенный. Перемещения по расколам замедленные, однако по некоторым из них достигают большой амплитуды, но могут даже отсутствовать, хотя сами расколы распространяются на большую глубину – до базальтового слоя, а в отдельных случаях и до верхней мантии. Для платформенного режима характерна также длительная общая направленность движений одного знака.

Площадное проявление движений приводит к формированию особых, длительно развивающихся структурных форм изометричных или слегка вытянутых, характерных для платформ, именуемых антеклизами и синеклизами. Процессы же складкообразования при платформенном режиме проявляются слабо и преимущественно по зонам расколов и в отдельных глубоких прогибах.

Дифференциация вещества при платформенном режиме в нижних слоях коры и в верхней мантии весьма слабая, что подтверждается однообразным магматизмом. Наиболее интенсивно дифференциация вещества происходит в зонах, примыкающих к геосинклиналям.

Судя по тому, что в типичных случаях магматизм на платформе полно­стью или почти полностью отсутствует, можно полагать, что земная кора в областях платформенного режима обладает чрезвычайно слабой прони­цаемостью. С достаточным приближением ее можно назвать непроницаемой.

Для платформенного режима наиболее характерен трапповый магматизм как в интрузивной, так и в эффузивной формах.

На платформах, опять же в типичных случаях, нет ни регионального метаморфизма, ни гранитизации.

Начальная стадия платформенного режима – это стадия становления платформы. Совпадая по времени с начальным этапом геосинклинального режима, она имеет с этим этапом много общего в особенностях своего проявления. Они возникают в результате усиления тектонических движений на обширном участке континентальной коры, где геосинклинальные процессы давно закончились, и происходит образование разрывов, по которым кора взламывается. Этот процесс одновременно является начальным и в развитии геосинклиналей. Дальнейший ход событий протекает примерно по следующей схеме: образование разрывных нарушений в свою очередь ведет к усилению по ним движений, благодаря чему по наиболее глубоким расколам развиваются ослабленные зоны с более интенсивными движениями. Эти зоны разрастаясь превращаются в геосинклинали со свойственным им геосинклинальным режимом. Движения же по менее глубоким разрывам постепенно ослабевают. Территория, где расположены эти разрывы, становится все более стабильной и превращается в платформу, ограниченную геосинклиналями. Платформы зарождаются в результате возникновения геосинклинального режима на определенном участке земной коры. Геосинклинальный режим порождает платформенный режим, но уже на начальных этапах эти режимы обособляются.

В начальную стадию определяются главные черты тектонического плана платформы и в целом ее границы.

Контрастность глыбово-волновых колебательных движений земной коры по сравнению с геосинклинальной очень мала. Градиенты скоростей вертикальных движений на платформах в 10—30 раз ниже геосинклинальных градиентов. В связи с этим переходы от областей прогибания, называемых субгеосинклиналями (синеклизами), к областям поднятия — субгеоантиклиналям (антеклизам) — плавные и постепенные. Они только в малой мере ус­ложняются уступами небольшой амплитуды, связанными с разломами. Сла­бая активность и малая глубина проникновения последних демонстрируются: отсутствием вдоль уступов магматических проявлений.

Складчатость на широких площадях платформ отсутствует. В других районах она представлена глыбовой складчатостью, а в местах относительно большого накопления осадочных толщ — складчатостью нагнетания, глав­ным образом в форме соляных куполов.

Магматизм в начальной стадии платформенного режима проявляется преимущественно в эффузивной форме главным образом с образованием пород основного состава. Заканчивается начальная стадия платформенного режима уменьшением скорости тектонических движений и общим их выравниванием. Лишь в авлакогенных прогибах нисходящие движения сохраняются.

Переход от первой стадии ко второй стадии платформенного режима постепенный.

Средняя стадия платформенного режима наиболее длительная и сложная по своему развитию. Она в свою очередь подразделяется на этапы, продолжительность которых превышает начальную стадию. В это время платформа со всех сторон бывает окружена геосинклиналями, замыкающимися к концу второй стадии, и складчатыми системами. Во вторую стадию наиболее сильно проявляется взаимозависимость геосинклинального и платформенного режимов.

Зависимость платформенного режима от геосинклинального во вторую стадию выражается в том, что этапы этой стадии, характеризующиеся перестройкой тектонического плана платформы, обычно совпадают с переломными моментами в развитии окружающих геосинклиналей: их замыканием, концом и началом инверсионной стадии.

Конечная стадия платформенного режима наступает после завершения геосинклинальных процессов в прилегающих геосинклиналях. Для нее характерно преобладание восходящих движений почти на всей платформе. В некоторых участках скорости движений настолько больше, что образуется расчлененный рельеф со значительными высотами. Вследствие этого происходит общее поднятие платформы и денудация ее структурных форм. В конечную стадию опускаются лишь краевые части платформ, прилегающие к складчатым системам, в то время как последние вовлекаются в орогенные движения. Здесь обычно формируются предгорные прогибы. В конечную стадию может происходить инверсия некоторых синеклиз (Тунгусская синеклиза на Сибирской платформе)

Те платформы, которые сейчас известны на поверхности материков, представляют собой весьма устойчивые структуры. Образовавшись, они сохраняются в течение последующего времени, лишь в малой степени «пере­рабатываясь» воздействием других режимов.

Но, с другой стороны, все современные платформы в своем строении обнаруживают признаки того, что там, где они находятся, раньше, существовал иной режим — один из геосинклинальных. Об этом свидетельствует двухэтажное строение всех платформ: под относительно спокойно лежащим чехлом пород, отвечающим времени платформенного режима, всегда нахо­дится более древний фундамент, сложенный породами, испытавшими силь­ные складчатые и разрывные деформации, метаморфизм и гранитизацию, т. е. пережившими процессы, свойственные геосинклинальным режимам.

По времени, когда произошла смена геосинклинального режима плат­форменным, мы разделяем платформы на древние и молодые. Первые имеют фундамент докембрийский, вторые — более поздний.

Одной из форм подчиненности развития земной коры общему эндоген­ному ритму является то, что переход от геосинклинального режима к платформенному происходит не в любое геологическое время, а всегда на границе между основными эндогенными циклами. С наступлением нового эндогенного цикла некоторые области, в которых в предыдущем цикле су­ществовал геосинклинальный режим, переходят на режим платформенного развития.

Устойчивые древние платформы образовались 1600—1800 млн. лет назад, после окончания карельского эндогенного цикла (средний проте­розой). Именно в это время сформировалась большая часть тех древних платформ, которые мы показываем сейчас на тектонических картах: Восточ­но-Европейская, Сибирская, Канадская и др. Это все — эпикарельские древние платформы. Но существуют также и эпипротерозойские древние плат­формы, где смена геосинклинального режима платформенным произошла на границе протерозоя и палеозоя, т. е. в конце байкальского эндогенного цикла. Таков возраст платформенного режима на ряде участков Африкан­ской древней платформы.

Следующими этапами перехода от геосинклинального режима к плат­форменному явились рубежи между каледонским циклом и герцинским, между герципским и альпийским. В эти этапы формировались уже молодые платформы — эпикаледонские и эпигерципские. Иногда говорят также об эпимезозойских (или эпикиммерийских) платформах, имея в виду спокой­ное состояние земной коры, последовавшее за окончанием развития геосин­клиналей мезозойского цикла (например, на Северо-Востоке России).

Следовательно, древние и эпикаледонские молодые платформы, образо­вавшись, существовали в качестве платформ в течение нескольких эндоген­ных циклов подряд.

В развитии глыбово-волновых колебательных движений на платформах нет частной инверсии. Поэтому на них не наблюдается закономерной волно­вой эволюции субгеосинклиналей, подобно той, которая характерна для интрагеосинклиналей. Размещение областей прогибания и поднятия на плат­формах в течение целых эндогенных циклов может оставаться в общем одина­ковым, нарушаясь лишь второстепенными колебаниями в положении границ между такими областями. Если устойчивость в размещении субгеосинкли­налей и субгеоантиклиналей сохранялась вплоть до последнего времени, то такое размещение закрепляется в расположении современных крупных платформенных структурных форм — синеклиз и антеклиз. Поскольку пер­вые наследуют субгеосинклиналям, они отличаются большей мощностью всех платформенных отложений и обычно более тонкими терригенными осад­ками и большим участием известняков в разрезе. Антеклизы, являющиеся в этом случае структурным конечным выражением субгеоантиклиналей, напротив, характеризуются малыми мощностями платформенного осадоч­ного чехла или даже полным его отсутствием и относительно более грубыми осадками.

Но в течение длительной истории платформы субгеосинклинали и субгеоантиклинали могут и довольно значительно перемещаться и их отно­сительная роль может меняться. При этом действует так называемое «правило Карпинского», согласно которому наиболее активные субгеосинклинали располагаются в непосредственной близости к наиболее активной в данном эндогенном цикле геосинклинали, примыкающей к платформе, и имеют простирание параллельное той же геосинклинали.

В таких случаях конечная структура, наблюдаемая на поверхности, очевидно, является результатом суммирования всех вертикальных движений, происходивших в каждом пункте платформы, антеклизы и синеклизы не будут совпадать с субгеоантиклиналями и субгеосинклиналями: какого-либо определенного возраста. Структура на разных уровнях разреза будет различной не только в связи с миграцией прогибов и поднятий, но и в связи с изменением скорости и амплитуды движений.

Укажем на различия между режимами древних и молодых платформ.

Режим древних платформ характеризуется максимальным спокойствием. Прототипом его может служить Восточно-Европейская платформа в альпийском цикле, т. е. в течение мезозоя и кайнозоя, когда мощность накопленных отложений не превышала нескольких сот метров, а градиенты мощностей измерялись долями метра на километр.

Важной особенностью древних платформ является форма субгеосинкли­налей и субгеоантиклиналей. Эти области прогибания и поднятия имеют округлые или неправильные очертания. Их поперечники измеряются мно­гими сотнями и даже тысячами километров. Обычно субгеосинклинали имеют округлые очертания, тогда как субгеоантиклинали заполняют остав­шиеся между ними пространства.

Те части древних платформ, которые лишены платформенного осадоч­ного чехла и на поверхности которых обнажается фундамент, называются щитами. Это наиболее спокойные, устойчивые части древних платформ. Части древних платформ с чехлом осадочных пород обычно называются плитами, хотя этот термин не очень хорошо отражает несомненно большую подвижность этих частей платформ по сравнению со щитами. В частности, дробные вертикальные движения, приводящие к образованию глыбовой складчатости, на плитах проявляются сильнее, чем на щитах. При этом, как правило, чем больше было прогибание, тем более интенсивно развиты глыбовые складки.

Размещение субгеосинклиналей и субгеоантиклиналей, а в конечном счете синеклиз и антеклиз на древних платформах, насколько можно судить по имеющимся данным, не связано со структурой фундамента. Области прогибания и поднятия древних платформ оказываются «наложенными» структурами, их границы режут под произвольными углами простирания структур фундамента и пересекают также разновозрастные зоны последнего. Какое-либо тектоническое унаследование между фундаментом и древней платформой отсутствует. В этом легко убедиться, наблюдая как юго-восточ­ное и меридиональное простирания докембрийских структур на Балтийском и Украинском щитах срезаются границами между этими щитами и приле­гающими к ним синеклизами — Московской, Украинской и др. Точно так же меридиональные докембрийские простирания на Анабарском щите срезаются границами окружающих синеклиз Сибирской платформы.

Режим молодых платформ отличается от режима древних платформ большим размахом волновых колебательных движений и большими градиен­тами скоростей последних.

Важной особенностью является то, что области поднятия и прогибания на молодых платформах часто разделены глубинными разломами.

Нередко указывается, что молодым платформам свойственна линейность субгеосинклипалей и субгеоаптиклиналей, отсутствующая на древних платформах. Подчеркивается также и унаследованность в расположении прогибов и поднятий от истории и структуры фундамента: прогибы и под­нятия, развивавшиеся в конце предыдущего, доплатформенного, цикла (в орогенную стадию), продолжают развиваться в следующем цикле уже в платформенной обстановке в качестве сильно ослабленных «постумных» прогибов (субгеосинклиналей) и поднятий (субгеоантиклиналей).

Пример Западно-Сибирской эпигерцинской платформы показывает, что и линейность и унаследованность, по крайней мере для некоторых молодых платформ, существуют. Но это не является общим правилом: на Западпо-Европейской эпигерципской платформе субгеосинклинали и субгеоантиклинали (которые в современной структуре выражены синеклизами и антеклизами) оказываются, во-первых, округлыми, а во-вторых, несогласно наложенными на герцинскую структуру фундамента.

Изучая разрез некоторых эпигерципских платформ, можно подметить самую начальную стадию образования этих платформ. Эта стадия предшествует формирова­нию платформенного чех­ла, покрывающего широ­кие площади. Состоит она в образовании отдельных грабенов. Последние воз­никали на поверхности герцинского фундамента. Отложение осадочных по­род сопровождалось из­лиянием базальтов и вне­дрением основных пла­стовых интрузий. Эти по­роды залегают полосами в основании платформен­ного осадочного чехла, ко­торый на обеих платфор­мах стал формироваться на широкой площади, на­чиная со средней юры. Оказалось, что и в основании разреза Восточ­но-Европейской древней платформы также имеются совершенно очевидные признаки того, что платформа начала формироваться с аналогичной стадии образования грабенов в теле фундамента. Здесь возраст грабенов рифейский. Они заполнены рифейскими же континен­тальными отложениями, среди которых залегают покровы и пластовые интрузии основных магматических пород.

Можно предположить, что стадия грабенообразования вообще является вступительной к формированию платформ, как молодых, так и древних, и что грабены намечают первоначальное местоположение будущих значи­тельно более обширных субгеосинклиналей.

Грабены, образование которых являлось первой стадией формирования платформ и которые запечатлелись в строении подошвы осадочного платфор­менного чехла, получили наименование авлакогенов. Этот термин был предложен Н. С. Шатским для грабенов в фундаменте древних платформ. Но он может быть распространен и на молодые платформы.

Е.Е.Милановский [9] рисует следующую картину тектонического развития Евразийского суперконтинента. В его пределах выделяются три древние платформы – Восточно-Европейская, Сибирская и Китайская (Китайско-Корейская и Южно-Китайская). На платформах выделяются крупные структуры, на протяжении всей геологической истории региона испытывающие поднятия и денудацию. В связи с этим на них выделяются блоки, лишенные покровных отложений, на поверхность земной коры в них выведены древнейшие архей-раннепротерозойские метаморфические образования. Эти блоки названы «щитами». Наиболее близки нам Балтийский щит, занимающий территорию Карелии и Кольского полуострова, Украинский щит, частично расположенный на Украине, а частично в России, Анабарский и Алдано-Витимский (Алдано-Становой) щиты в пределах Сибирской древней платформы. К каждой платформе примыкают с разных сторон метаплатформенные области, некоторые из которых мы здесь рассмотрим. К Восточно-Европейской платформе примыкают Донецко-Североустюртская, Среднеевропейская, Печеро-Баренцевоморская; к Сибирской – Таймыро-Североземельская, Енисейско-Присаянская, Байкальская, а к Китайской – Буреино-Дунбэйская. Древние платформы и примыкающие к ним метаплатформенные области играют роль «рамы» для разделяющих их подвижных поясов.

Центральное положение в структуре Северной Евразии занимает УралоМонгольский подвижной пояс внутриконтинентального типа, расположенный между Восточно-Европейской платформой на западе, Сибирской платформой на востоке и Китайской платформой на юге. Различные области этого пояса завершили свое геосинклинальное развитие в конце салаирского, каледонского, герцинского и киммерийского циклов тектогенеза и в начале мезозоя вся территория Северной Евразии вступила в постгеосинклинальный мегаэтап развития.

В пределах Урало-Монгольского подвижного пояса выделяются крупные выступы разновозрастного складчатого основания – герцинское складчатое сооружение Урала, Каледоно-герцинские складчатые области Казахского нагорья и Тянь-Шаня, салаиро-каледоно-герцинская Алтае-Саянская область с ее восточным продолжением в Монголии и Северном Китае и салаирогерцино-киммерийская Забайкальско-Охотская область. Тянь-Шаньская и Алтае-Саянская области подверглись в позднем кайнозое тектонической активизации. В западной части Урало-Монгольского пояса находятся две смыкающиеся области, перекрытые молодыми мезозойско-кайнозойскими отложениями. Это Западно-Сибирская и Северо-Туранская молодые платформы.

К юго-западу от Восточно-Европейской и Китайской платформ через югозападную и юго-восточную части Евразии протягивается в широтном направлении Средиземноморский подвижной пояс, ограниченный с юга Африкано-Аравийской и Индостанской платформами. В северной части этого пояса геосинклинальный процесс завершился в конце палеозоя-раннем мезозое. На геосинклинальном складчатом основании в мезозое сформировались Западно-Европейская, Скифская и ЮжноТуранская молодые платформы (плиты). В южной части Средиземноморского пояса геосинклинальный режим продолжался в альпийском цикле. В итоге сформировались складчатые сооружения Карпат, Горного Крыма, Большого и Малого Кавказа, Копет-Дага, Памира с примыкающими к ним предгорными и межгорными прогибами, глубоководными впадинами Черного и южной части Каспийского морей.

Тихоокеанский подвижной пояс занимает пограничное положение между обрамляющими его со всех сторон древними платформами и гигантской впадиной Тихого океана. Сихотэ-Алинь, Корякское нагорье завершили свое геосинклинальное развитие, другие находятся на орогенном этапе альпийского цикла – Камчатка, Сахалин, третьи проходят ныне различные стадии геосинклинального развития и выражены впадинами окраинных морей, островными дугами и глубоководными желобами – Курильская, Команандоро-Алеутская зоны. Между Сибирской древней платформой и Тихоокеанским поясом расположена Верхояно-Чукотская позднекиммерийская складчатая область. В ее основании кора континентального типа, до позднего палеозоя эта область была метаплатформенной, примыкающей к Сибирской платформе. В самой крайней к Тихоокеанскому поясу зоне расположен позднемезозойский краевой Верхояно-Чукотский вулканический пояс.

Признаки платформенных комплексов и режимов.

1. Преимущественно мелководный морской, лагунный, наземный тип осадков.

2. Выдержанность на больших пространствах фациального состава и мощностей осадочных пород.

3. Низкий уровень метаморфизма.

4. Крупные структурные формы со слабым наклоном крыльев (синеклизы, антеклизы).

5. Наличие следующих индикаторных формаций горных пород:

5.1. Вулканогенные – трахибазальтовые, щелочно-оливин-базальтовые, щелочно-ультраосновные, трапповые, кимберлитовые.

5.2. Осадочные – карбонатные (в том числе, известняковые и известняково-доломитовые, карбонатно-рифовые), писчего мела, кварц-глаукони-товые, фосфатоносные, глинисто-опоковые, фалаховые (кварц-аркозовые), пестроцветные песчаниково-глинисто-карбонатные, терригенные угленосные, эвапоритовые.

5.3. Интрузивные – долеритовые и габбродолеритовые (интрузивные траппы, в том числе дифференцированные), расслоенные пироксенит-перидотитовые и габбро-гранитные, нефелиновых сиенитов, габбро-сиенитовые; в том числе, специфические формации фундаментов платформ – гранитов-рапакиви, лабрадоритовые, анортозитовые и т.п.

6. Основные черты металлогении:

6.1. В осадочных формациях – углеводородное сырье (нефть, природный газ), бурый и каменный уголь, горючие сланцы, фосфориты, бариты, медистые песчаники, осадочные железные и марганцевые руды, стратиформные свинцово-цинковые руды в карбонатных отложениях, соли.

6.2. В магматических (вулканических и интрузивных) формациях –медно-никелевые, тантал-ниобиевые, титаномагнетитовые, ильменит-титаномагнетитовые, апатит-нефелиновые руды, алмазы, исландский шпат.

6.3. Специфические комплексы фундаментов древних (AR-PR) платформ – железистые кварциты.

Таким образом, каждому палеотектоническому (геодинамическому) режиму свойственны специфические, только ему присущие, формации вулканических, осадочных и интрузивных пород, которые, в свою очередь, определяют металлогенические особенности конкретного геологического региона. Базируясь на этих признаках, можно обоснованно подойти к прогнозированию месторождений полезных ископаемых в конкретных геологических обстановках.