книги / Региональная геология России (краткий курс)

ложений широко используются фораминиферы, остатки брахиопод, кораллов, строматопороидей, мшанок, криноидей, цефалопод; солоноватоводных отложений – пелециподы, остракоды, континентальных – панцирные рыбы, остатки макрофлоры и микрофлоры.

Рис. 6.6. Основные структурные элементы Восточно-Ев- ропейской платформы в среднем – позднем палеозое (по М.В. Муратову, М.Ф. Микунову, Е.С. Черновой, с изменениями): 1 – области устойчивых поднятий, 2 – области умеренных и слабых опусканий, 3 – области активного прогибания, 4 – обрамляющие геосинклинали, 5 – каледонские складчатые сооружения, 6 – проявления девонского магматизма, I – Балтийский прогиб, II – Львовский прогиб, III – Припятско-Днепровско-Донецкий прогиб, IV – Московская синеклиза, V – Восточно-Русский прогиб, VI – Прикаспийская впадина, VII – Тимано-Печорская

плита

71

Преимущественно распространены верхний девон и живетский ярус среднего девона. Эйфельский ярус развит ограниченно.

Наиболее детально разрез девона изучен на Центральном девонском поле. На основе этого разреза складывались представления о стратиграфии девона Русской плиты, поэтому его с полным основанием можно считать эталонным. Девонские отложения залегают здесь непосредственно на кристаллическом фундаменте и представлены карбонатным разрезом живетского яруса среднего отдела и верхним отделом. В породах встречаются остатки брахиопод, кораллов, морских лилий, остракод. В Пачелмском авлакогене скважинами обнаружены более древние горизонты живетского яруса и эйфельский ярус, сложенные хемогенными осадками, залегающими на рифейских отложениях. Мощность всего разреза 500–1000 м.

На Главном девонском поле разрез девона представлен живетским ярусом среднего отдела, франским и фаменским ярусами верхнего отдела. Живетский ярус сложен континентальными красноцветными отложениями – конгломератами, песчаниками, алевролитами, глинами с подчиненными прослоями гипсов, мергелей и доломитов. Франский ярус представлен в основном карбонатными породами – известняками, доломитами и мергелями с остатками брахиопод. Фаменский ярус – это лагунные и континентальные образования, состоящие из пестроцветных песков, глин, песчанистых доломитов. Суммарная мощность отложений составляет 700–900 м.

Большой интерес вызывают девонские отложения восточных районов плиты, особенно в пределах Волго-Уральской антеклизы, где с ней связаны крупные нефтяные месторождения. Разрез девона представлен здесь средним и верхним отделами. Эйфельский ярус сложен песчано-глинистыми и карбонатными породами с фауной брахиопод и кораллов. Живетский ярус образован темными глинистыми битуминозными известняками (75–225 м) с прослоями песчаников, являющихся основными коллекторами для нефти. Низы франского яруса слагаются алевролитами, аргиллитами и песчаниками, часто насыщенными нефтью. Выше залегает толща глин, мергелей и известняков, иногда битуминозных, мощностью от 25 до 125 м. В сред-

72

нем-позднем девоне в Волго-Уральской области сформировались узкие грабены с заложившейся над ними системой Кам- ско-Кинельских прогибов. Именно в них в наиболее глубоких зонах в середине франского века накапливались так называемые доманиковые слои (или просто «доманик»). По краям грабенов существовали цепочки биогермов. Доманик (мощностью до 75 м) представлен темными тонкослоистыми битуминозными известняками, мергелями и кремнистыми глинами с фауной гониатитов, остракод, тентакулитов и брахиопод. Доманиковые слои считаются одной из главных нефтепроизводящих свит Волго-Уральской области. Разрез венчается известняками, доломитами и мергелями фаменского яруса (до 400 м), накапливавшимися в условиях мелководья в результате нарастания регрессии, начавшейся еще в позднефранское время. Общая мощность девона на востоке Волго-Уральской области превышает 1,5 км.

Девонские отложения широко распространены в пределах Тимано-Печорской плиты, причем на Тимане они выходят на поверхность. Общая мощность девона в центральной части Печорской впадины превышает 3 км.

В Прикаспийской синеклизе разрез девона выяснен недостаточно. Предполагается, что среднедевонские и нижнефранские отложения могут в ней слагаться преимущественно терригенными осадками. Начиная с середины франского и до турнейского века вдоль северного и западного бортов этой впадины формировались мощные барьерные рифы, а в ее внутренней части в условиях некомпенсированного погружения, вероятно, накапливались маломощные глубоководные битуминозные глинисто-кремнисто-карбонатные и депрессионные осадки доманикового типа.

Следует отметить, что осадконакопление в среднем и позднем девоне на платформе сопровождалось активными магматическими процессами в связи с рифтообразованием. В позднем девоне происходило внедрение массивов щелочных пород на Балтийском щите.

Присутствие соленосных толщ, гипсовых и ангидритовых прослоев, пестроцветных терригенных толщ среди девонских

73

отложений Русской плиты говорит о господстве на ее территории аридного климата.

Каменноугольные отложения распространены так же ши-

роко, как и девонские. Благодаря исследованиям С.Н. Никитина, М.С. Швецова, Л.И. Лутугина, П.И. Степанова, Ю.А. Жемчужникова, С.В. Семихатовой, О.Л. Эйнора, А.П. Ротая, микрофаунистическим работам Д.М. Раузер-Черноусовой, Е.А. Рейтлингер и многих других исследователей отложения карбона принадлежат к наиболее изученным на Русской плите. При биостратиграфическом расчленении морских каменноугольных отложений используются фораминиферы, брахиоподы, кораллы, мшанки, гониатиты, солоновато- и пресноводных отложений – пелециподы, остракоды, а континентальных угленосных отложений – остатки флоры, прежде всего древовидных папоротникообразных растений.

Отложения карбона развиты примерно в тех же районах, что и девонские, отсутствуя лишь на Балтийском и Украинском щитах, в Прибалтике, на Воронежской и Белорусской антеклизах. Там где эти отложения перекрыты более молодыми породами, они вскрыты скважинами.

Каменноугольная система представлена всеми отделами, но наиболее широко развиты породы нижнего отдела. Наибольшим распространением пользуются карбонатные осадки, в подчиненном количестве находятся обломочные и глинистые. Распределение фаций характеризуется большой сложностью из-за быстро менявшихся палеогеографических условий и сильной изрезанности береговых линий водоемов. В течение предвизейского континентального перерыва и в ранневизейское время на разных участках платформы существовали речные системы, следы которых отчетливо фиксируются в виде ориентированных речных палеодолин и дельтовых озерноболотных и аллювиальных отложений.

Строение отложений карбона центральных и восточных районов плиты можно представить на примере детально изученного разреза южного крыла Московской синеклизы, являющегося эталоном для других районов. Турнейский ярус, залегающий местами с незначительным перерывом на верхнем девоне, сложен известняками и доломитами мощностью

74

30–40 м, иногда с прослоями мергелей и глин. В результате поднятий, охвативших платформу в раннем визе, между турне и визе фиксируется перерыв, величина которого увеличивается в западном направлении – местами исчезает весь турнейский ярус и даже размывается верхний девон.

Визейский ярус начинается угленосной толщей, в которой переслаиваются континентальные речные, озерные и болотные образования: песчаники, глины, реже известняки и мергели. Мощность угленосной толщи всего 20–30 м, но местами достигает 70 м. Пласты и линзы бурых углей образуют месторождения Подмосковного бассейна. На северо-западе Московской синеклизы (у г. Тихвина) одновозрастные отложения содержат промышленные залежи бокситов. Верхняя часть визе и серпуховский ярус (80–90 м) сложены мелкодетритовыми фораминиферовыми известняками.

Так как в конце серпуховского века вновь происходит поднятие, средний отдел залегает со стратиграфическим перерывом – отсутствуют отложения башкирского яруса. В основании московского яруса выделяется толща (10–70 м) песчаников, глин, местами сульфатных, красноцветных, отложившихся в лагунных, дельтовых и континентальных условиях (верейский горизонт). Вышележащие отложения представлены известняками, доломитами и мергелями с прослоями пестрых глин и песков. В верхах разреза распространены белые чистые известняки, на протяжении многих веков использовавшиеся для строительства. Общая мощность среднего карбона

100–150 м.

Верхний отдел образован белыми и желтоватыми известняками, доломитами и мергелями с прослоями красноватых глин (140–160 м).

Суммарная мощность каменноугольных отложений Московской синеклизы 450–500 м.

В восточных районах платформы (Поволжье, Приуралье, западный склон Урала) карбон представлен преимущественно карбонатными породами. Разрезы здесь имеют те же стратиграфические подразделения, что и в Московской синеклизе, но отличаются бόльшими полнотой и мощностью. Распространенная здесь визейская терригенная толща является регио-

75

нально угле- и нефтегазоносной [10]. Она образовалась в условиях аллювиально-озерно-болотной равнины (дельты), периодически заливавшейся (на востоке) морем, и представлена цикличным чередованием песчаников (нередко нефтенасыщенных), алевролитов, аргиллитов и каменных углей, с тонкими прослоями в верхах разреза известняков и доломитов (рис. 6.7).

Мощность толщи изменяется от 5–10 м на северо-западе Удмуртии до 300–390 м на западном склоне Среднего Урала и в осевых частях Камско-Кинельской системы прогибов в центральной части региона. Основную роль в распределении мощностей толщи играл палеотектонический фактор, а также палеорельеф, формирование которого было связано с эрозионной деятельностью русловых дельтовых проток. Терригенный материал поступал с северо-запада.

Каменноугольные отложения Донбасса, складчатое сооружение которого вдается в тело платформы, существенно отличаются от одновозрастных отложений ДнепровскоДонецкого прогиба и других районов Русской плиты огромной (более 20 км) мощностью и полнотой разреза, широким распространением континентальных образований (терригенных пород и углей), отсутствием резких перерывов, развитием угленосных отложений в иных частях разреза, значительным метаморфизмом пород и общей дислоцированностью слоев, что вынуждает многих исследователей исключать Донецкий выступ из Восточно-Европейской платформы.

Осадконакопление на Русской плите в раннекаменноугольную эпоху, судя по широкому развитию сероцветных угленосных отложений и бокситов, происходило в условиях теплого влажного климата тропической зоны.

Пермские отложения слагают верхнюю регрессивную часть средне-позднепалеозойского мегацикла. Они распространены во всех крупных синеклизах, на Волго-Уральской антеклизе и во впадинах Предуральского краевого прогиба. Пермская система была выделена в 40-х годах XIX века английским геологом Р. Мурчисоном после исследований на востоке Европейской России.

В дальнейшем важную роль в изучении пермских отложений сыграли работы А.П. Головкинского, Ф.Н. Чернышева,

76

А.Н. Мазаровича, В.Д. Наливкина, Н.М. Страхова и др. В морских отложениях перми распространены фораминиферы, брахиоподы, кораллы, мшанки, аммоноидеи, а в солоноватопресноводных и континентальных – пелециподы, остракоды, рыбы, рептилии и остатки флоры (хвойные, кордаиты, птеридоспермы).

Впермский период структурный план платформы в целом наследует таковой каменноугольного периода. Область накопления осадков приобретает более четкую меридиональную ориентировку, явно тяготея к Уралу. По восточной границе платформы с растущими горными сооружениями Урала закладывается Предуральский краевой прогиб.

Пермская система на Русской плите подразделяется на нижний и верхний отделы. Максимальная мощность пермских отложений, как и в каменноугольный период, наблюдается на востоке. Фациальный состав отложений чрезвычайно сложен

ииспытывает существенные изменения в восточном направлении. Выделяется два типа разрезов пермских отложений. Первый тип отвечает отложениям центральных, восточных и южных районов Русской плиты. Второй – западному обрамлению платформы.

Вцентральных районах плиты присутствуют оба отдела пермской системы. Нижняя пермь – внизу обычно карбонатная (ассельский, сакмарский, артинский ярусы), вверху – карбо- натно-сульфатная или сульфатно-галогенная (кунгурский ярус). Верхняя пермь трехчленная: нижняя часть (уфимский ярус) – терригенная красноцветная, средняя (казанский ярус) – карбонатная и верхняя (татарский ярус) – пестроцветная терригенная. По направлению к Уралу возрастает роль терригенных отложений в разрезе верхней перми, и в Приуралье вся верхняя пермь становится терригенной красноцветной.

ВМосковской синеклизе отложения ассельского, сакмарского и артинского ярусов тесно связаны с верхним карбоном. Они представлены толщей (60–100 м) доломитов, доломитизированных известняков с прослоями гипсов, ангидритов. Вышележащая толща (до 200 м) кунгурского яруса состоит из голубоватых ангидритов с прослоями доломитов. В ее верхней части присутствуют пласты галита. Выше залегает типичная

78

континентальная красноцветная толща (25–50 м), сложенная красноцветными косослоистыми песчаниками и глинистыми породами с прослоями карбонатных пород и гипсов, сопоставляемая с уфимским ярусом. Отложения казанского яруса залегают с размывом. Его нижняя часть – серые доломитизированные органогенные известняки с прослоями доломитов. Верхняя часть представлена доломитами с прослоями ангидритов и глин, однако она часто бывает размыта. Татарский ярус имеет сложное цикличное строение, в его разрезе насчитывается до шести крупных циклитов, каждый из которых начинается косослоистыми песчаниками, нередко с конгломератами; выше следует алеврито-глинистая пачка, и завершается циклит гли- нисто-карбонатными породами. Мощность отложений изменяется от 50 до 400 м.

Пермские отложения Волго-Уральской антеклизы сходны по составу и мощности с вышеописанными, но кунгурский ярус местами бывает размыт, в то время как уфимский пользуется широким распространением и увеличивается в мощности.

В Приуралье, на границе с Предуральским краевым прогибом, сакмарские и артинские отложения образуют полосу мшанковых рифовых массивов, протягивающихся цепочкой параллельно западному склону Урала от р. Вишеры на севере до г. Оренбурга на юге. Мощность отложений в рифовых комплексах достигает 1 км (рис. 6.8).

Рис. 6.8. Профиль рифов Верхне-Чусовских городков (по В.Д. Наливкину): 1 – рифовые массивы, 2 – слоистые известняки, 3 – мергели, 4 – ангидриты и соль, 5 – прослои доломитов, 6 – песчаники и сланцы

79

Восточнее полосы рифов одновозрастные отложения представлены толщей (150–200 м) глубоководных глинисто- карбонатно-кремнистых пород, свидетельствующей о некомпенсированном характере седиментации в Предуральском краевом прогибе на ранних этапах его формирования. На восточном борту прогиба глубоководные накопления замещаются толщей (около 2 км) обломочных пород, сносимых в глубоководную впадину со стороны воздымающейся Уральской складчатой системы. Кунгурский ярус в Предуральском краевом прогибе сложен мощной (несколько сотен метров) соленосной толщей с горизонтами галита, сильвина и карналлита, залегающими среди глин и песчаников (Соликамское месторождение). Верхняя пермь в Приуралье образована целиком континентальными красноцветными отложениями мощностью до 650 м. По всему разрезу отмечаются медистые песчаники.

Наибольшей мощностью (6–8 км) и своеобразием отличаются нижнепермские отложения в Прикаспийской синеклизе. По вещественному составу и условиям залегания здесь выделяются три комплекса: подсолевой, соленосный и надсолевой. Подсолевой ассельско-артинский комплекс в западной и северной прибортовых зонах впадины выражен барьерными рифовыми массивами, смыкающимися на востоке с одновозрастными рифами Предуральского прогиба. В центральной части мелководные карбонатные отложения замещаются мергельными межрифовыми толщами.

Соленосный комплекс (кунгурский ярус) состоит из мощных пачек галита с прослоями калийных, магниевых солей и глин. Его мощность во внутренней части синеклизы достигает 4–6 км. В межкупольных пространствах мощность соленосных отложений сокращена до первых сотен метров, что связано, вероятно, с перетеканием соли в многочисленные соляные купола (диапиры). Часть из них выходит на поверхность (озера Эльтон, Баскунчак, Индер и др.), но бóльшая часть соляных массивов не достигает земной поверхности. Надсолевой комплекс (верхняя пермь) в восточной части впадины представлен мощной (до 3,5 км) толщей терригенных красноцветных пород. В разрезе казанского яруса присутствуют пласты каменной соли. В западной части синеклизы казанский ярус сложен карбонатными породами.

80