Иерархия структурных форм континентальных платформ

Лекция №11.

Структуры платформенных, складчатых и орогенных областей. Структуры платформенных областей. Структуры складчатых областей. Структуры орогенных областей

Иерархия структурных форм континентальных платформ

Платформы - тектонически относительно устойчивые несейс­мичные структуры континентальной земной коры со слабым магма­тизмом. В строении платформ выделяются два структурных этажа: фундамент, сложенный дислоцированными метаморфическими по­родами, прорванными интрузиями, и осадочный чехол, состоящий из слабо дислоцированных (за исключением территории развития со-лянокупольной тектоники и грязевого вулканизма), почти неизме­ненных осадочных пород преимущественно морского генезиса.

При характеристике платформ, в первую очередь, учитывается возраст складчатости фундамента. Древними платформами (кратона-ми) называются платформы с фундаментом, сформированным в до­кембрии, например, Русская, Восточно-Сибирская. Платформы, в состав фундамента которых входят породы палеозоя и мезозоя — мо­лодые. При их характеристике к обозначению возраста складчатос­ти - каледонский, герцинский, мезозойский добавляется приставка «эпи» — эпилалеозойская, эпикаледонская, эпигерцинская.

Фундамент древних платформ сложен гранитами и мета­морфическими породами глубоких стадий регионального и ультра­метаморфизма и смятых в складки горизонтального и вертикально-

го течения. Обычно фундамент разбит разломами на вертикальные блоки, как клавиши перемещающиеся друг относительно друга и в большей или меньшей степени, отраженные в складках осадочного чехла (глыбовая, отраженная складчатость, складчатость облека-ния). Поверхность несогласия обычно сложена выветрелыми тре­щиноватыми горными породами, в которых могут образовываться залежи нефти и газа. Иногда между фундаментом и осадочным чех­лом выделяют промежуточный комплекс, или промежуточный струк­турный этаж — комплекс пород, со свойствами, переходными от фундамента к платформе. В этих толщах также встречаются залежи нефти и газа.

Осадочный чехол на древних платформах, как правило, характеризуется значительным количеством стратиграфических не­согласий, наличием нескольких структурных подъэтажей. Мощ­ность осадочного чехла древних платформ достигает 2-3 км, а в от­дельных местах — 10 км (рис. 14.5). Как правило, очертания струк­турных форм на различных структурных этажах различаются между

собой, поэтому, характеризуя какую-либо структуру необходимо обязательно указывать, какая структурная поверхность имеется в виду (рис. 14.6).

В молодых платформах фундамент обычно сложен смятыми в складки метаморфическими породами. Чем моложе платформа, тем меньшие стадии метаморфизма у слагающих фундамент пород. Тер­ритории, перешедшие к платформенному этапу развития после за­вершения мезозойской складчатости обычно имеют маломощный

осадочный чехол и называются мезозоидами. Территории альпийс­кой складчатости еще не завершили своего складчатого развития, поэтому альпийских платформ не бывает. В осадочном чехле на молодых платформах стратиграфических несогласий обычно меньше, и мощность чехла редко достигает 1 — 1,5 км. Очертания структур­ных форм на различных структурных подъэтажах повторяют как друг друга, так и рельеф фундамента. Промежуточный структурный этаж для них характерен так же, как и для древних платформ.

Типичный рельеф платформ — равнинный, местами холмистый. В мезозоидах рельеф обычно более расчлененный, чем на эпипалео-зойских, и, тем более, древних платформах.

Внутриплатформенные структуры 2 ранга. На плат­формах выделяются щиты и плиты.

Щиты — части платформ, лишенные осадочного чехла или обла­дающие маломощным чехлом. Это объясняется тем, что щиты в сво­ей истории испытывали преимущественно устойчивые воздымания. Многочисленными разрывами щиты разбиты на более мелкие бло­ки. Примеры — Алданский, Украинский, Балтийский щиты.

Плиты — части платформ, перекрытые мощным (тысячи метров) осадочным чехлом. Это объясняется тем, что плиты в своей истории испытывали преимущественно устойчивые погружения. Плиты -основные вместилища залежей нефти и газа (рис. 14.7).

Ввиду того, что размеры плит чрезвычайно велики, углы наклона на крыльях малы, а Земля — круглая, углы падения слоев в цент­ральных частях синеклизы могут иметь антиформный характер (рис. 14.8).

Структуры платформ 3 ранга. Внутри плит выделяют бо­лее мелкие структуры. Их площади могут превышать сотни тысяч

квадратных километров, а размеры — сотен километров в попереч­нике. К ним относятся синеклизы, геологически отрицательные структуры. Наклон крыльев синеклиз — Г и менее, до 0,5°, хотя кра­евые части синеклиз иногда образуют резкие флексуры. Мощность чехла в пределах синеклиз 3—5 км, а в некоторых случаях достигает 10 км. Фундамент под ними обычно прогибается. Иногда (Прикас­пийская, Мексиканская синеклизы) в них оказывается редуциро­ванным и гранитно-гнейсовый слой. Почти всегда, примерно под центральной частью синеклиз, в фундаменте выделяются авлакогены - гигантские погребенные грабены длиной в сотни и шириной де­сятки километров. Глубина залегания фундамента в центральной ча­сти авлакогена достигает 10—12 км. Разломы, образующие грабен, нередко проникают и в осадочный чехол. Такую сложную структуру, состоящую из авлакогена и расположенной над ним синеклизы, чтобы подчеркнуть их единство, называют грабен-синеклизой или грабен-синклиналью. В осадочном чехле на крыльях синеклиз над ав-лакогенами часто формируются меньшие по размерам флексуры (рис. 14.9) и валы. Последние представляют собой цепочки изомет­рических антиклиналей — куполов и синклиналей — мульд, а также седловин, высотой в десятки и шириной сотни метров и километры. Именно такие купола и валы являются основными ловушками для нефти и газа.

Кроме погружений, на плитах выделяются антеклизы — внутри-платформенные пологовыпуклые поднятия, обычно смежные с си-неклизами, того же ранга и размера. Под антеклизами часто распо­ложены крупные выступы фундамента (горсты), перекрытые оса­дочным чехлом небольшой мощности (1—1,5 км). Разломы, образу­ющие горст, часто проникают в осадочный чехол. Такую сложную структуру, состоящую из выступа фундамента и расположенной над

ним антеклизы, чтобы подчеркнуть единство этой структуры, назы­вают горст-антеклизой или горст-антиклиналью. Примеры - Бело­русская, Воронежская, Ангаро-Ботуобинская, Байкало-Хетская. Вершины антеклиз часто называют сводом. Так же, как и на синек-лизах, осадочный чехол в их пределах обычно осложнен валами, ку­полами, флексурами. Следующий класс характерных структурных элементов платформ - желоба — вытянутые прогибы с пологими склонами, длиной в сот­ни километров и шириной 50—30 км. Пример - Пурский жёлоб в Западной Сибири.

Крупнейшие незамкнутые структурные формы, обычно располо­женные на краю платформ, имеющие форму моноклинали или флексуры называются склонами. Примером является Восточно-Уральский склон в Западной и Ангаро-Ленский в Восточной Сиби­ри. Сочленяющие синеклизы и антеклизы структурные формы иногда выделяют в самостоятельные структуры, называемые круп­ными седловинами (например, Кустанайская).

Структуры платформ 4 ранга. Это пликативные дислока­ции меньшего размера - площадью около 100 000 кв.км и попереч­ными размерами примерно 100x300 км. К ним относятся изометрич-ные замкнутые положительные структуры, называемые сводами. Примерами сводов являются Татарский, Сургутский, Непско-Сонс-кий, Байкитский. С ними связаны крупнейшие месторождения не­фти и газа.

К изометричным замкнутым отрицательным структурам 4 ранга относят впадины. Примеры — Мелекесская, Юганская впадины. Уд­линенные тела этого порядка — крупные валы, зоны линейных подня­тий — зачастую содержат нефть и газ. Примерами могут служить Прикумская зона поднятий, Центрально-Мангышлакско-Устюртс-кая зона поднятий. Удлиненные отрицательные тела — это крупные прогибы.

Полузамкнутые структурные формы 4 порядка — выступы — гео­метрически представляют собой структурные носы. Примером выс­тупов может служить Щучинский выступ в Западной Сибири. Структурные заливы называются обычно незамкнутыми впадинами (Кулундинская впадина в Западной Сибири). Среди структур 4 по­рядка выделяются также седловины (Карачинская на Мангышлаке).

Незамкнутые структурные формы 4 ранга - моноклинали, ступе­ни, структурные террасы, например, Приаргинская в Западной Си­бири, Шахпахтиская (Мангышлак).

Структуры платформ 5 ранга — это образования еще меньшего размера. Площадь их колеблется в пределах 3 000 кв. км. Линейные размеры имеют в поперечнике около 25 км — изометрич-ные и до 300 км — линейные. К ним относятся купола, мульды — изо-метричные структуры, валы, прогибы — линейные структуры, струк­турные носы, структурные заливы (рис. 14. \Q), уступы, флексуры, пе­ремычки (седловины).

Структуры 6 ранга {локальные) — имеют площадь пример­но 250 кв. км и размеры в несколько километров (удлиненные — де­сятки километров). Структуры, принадлежащие шестому порядку, имеют те же названия и геометрию, что и принадлежащие 5 поряд­ку.

Приведенный перечень структурных форм дан по В.Н. Наливки-ну и не является единственно возможным. В научной литературе встречаются и иные названия и пределы ранжирования структурных элементов платформ.

Структуры, особенно первых порядков, чаще всего конседимен-тационные. В общем, чем крупнее структура, тем она более долго-живущая. При переходе от более крупных иерархических уровней к более мелким закономерно увеличиваются и характерные углы на

крыльях складок. Например, средние углы на крыльях синеклиз и антеклиз не превышают долей градуса, у сводов и валов — это не­сколько градусов, а у локальных структур могут достигать десятков градусов и даже быть вертикальными (диапировые складки и соля­ные купола).-

Характерные особенности тектонического строения платформенного чехла. Платформенный чехол развивается на складчатом основании, являющемся его цоколем, фундаментом, для которого характерны все черты строения геосинклинали, за исключением рельефа и ак­тивного вулканизма. В геологии пока не выработано однозначных представлений об условиях образования фундамента древних плат­форм. Особенности платформенного режима развития территории отражаются в строении осадочного чехла, отделенного от складчато­го основания несогласием.

Складчатость платформенного чехла развита прерывисто, в виде отдельных куполов и брахиантиклиналей или их групп. По кинема­тике — это складчатость преимущественно поперечного изгиба, не­редко конседиментационная. На отдельных горизонтальных срезах складки могут иметь различные плановые очертания.

Нередко антиклинальные формы платформ — своды и валы явля­ются основанием для рифовых массивов.

В районах накопления соленосных отложений в них развиваются соляные диапиры — купола, валы, штоки.

Разрывы в целом образуют мозаичную сеть, смещения по ним выражены незначительно. Данные геологического дешифрирования космических снимков показывают, что для платформ характерна до­вольно густая сеть линеаментов, отражающих разрывы с некартиру-емыми амплитудами перемещений по ним, зоны дробления.

Магматизм представлен трапповой разновидностью (основные силлы и покровы базальтов).

Характерны плавные, постепенные изменения фациального состава и мощностей осадочных пород.