Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Печорская плита

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Печорская плита"

Российская академия наук Уральское отделение Коми научный центр Институт геологии

УДК 551.248.1(470.1) На правах рукопись

ТИМОНИН Николай Иосифович

ПЕЧОРСКАЯ ПЛИТА: ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ В ФАНЕРОЗОЕ

Специальность: 04-00.01 - общая и региональная геология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

СЫКТЫВКАР 1998

-г* ^

,1

Работа выполнена в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Официальные оппоненты:

член-корреспондент Российской академии наук В.Д.Наливкин (ВНИГРИ)

доктор геолого-минералогических наук Б.А.Голдин (Коми НИ УрО РАН)

доктор геолого-минералогических наук Т.Т.Клубова (ИГиРГИ)

Ведущая организация - Ухтинский индустриальный институт

Защита состоится 27 октября 1998 г. в 10 часов на заседании Диссертационного совета по общей и региональной геологии Д.200.21.01 Института геологии Коми НЦ УрО РАН.

Адрес: 167610, г. Сыктывкар, ГСП-610, ул. Первомайская, 54, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра УрО РАН (г.Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24).

Заверенные отзывы в двух экземплярах просим вас направить в адрес Диссертационного совета Института геологии Коми НЦ УрО РАН

Автореферат разослан" " 1998 г.

УченыЙ секретарь Диссертационного совета, доктор геолого-мнпералогических наук

А.Б.Макеев

ПРЕДИСЛОВИЕ

Актуальность проблемы. Интерес к участкам земной коры, консолидация которых завершилась в результате тектонических движений, продолжавшихся в течение рифея-венда, далеко не случаен, особенно если учесть, что около 2/3 разведанных запасов нефти в мире приурочено именно к таким участкам. Так, установлено, что 94,2 млрд.т нефти из общих доказанных запасов 140 млрд.т и более 28 трлн.м3 газа из 140 трлн.м3 содержится в седиментационных бассейнах, расположенных в пределах эпипозднепротерозойских плит, хотя по площади эти бассейны занимают весьма скромную долю (Минеральные ресурсы..., 1990; Соколов, 1996).

Конечно, и среди эпипозднепротерозойских плит распределение углеводородов весьма неравномерно. Среди них выделяется Аравийская плита, в пределах которой сосредоточена львиная доля разведанных запасов нефти (76,2 млрд.т) и газа (15,3 трлн.м3). Гораздо скромнее запасы углеводородов в эпипозднепротерозойских бассейнах Европы, Южной Америки, Африки (см. также Riva, 1991). Также относительно невелики разведанные запасы углеводородного сырья в Печорской плите, занимающие около 5 % общих запасов эпипозднепротерозойских плит (4,4 млрд.т нефти и 2,3 трлн.м3 газа, без учета запасов шельфа Баренцева моря (Энергетические ресурсы..., 1993, Боровинских, 1998)).

Обогащенность эпипозднепротерозойских плит углеводородами обусловлена особенностями их геологического строения и развития. Наиболее важными из них, на наш взгляд, являются длительное и интенсивное прогибание территории, сопровождаемое накоплением мощных толщ осадков, обогащенных углеводородными флюидами, многостадийность развития в зависимости от темпов развития соседних подвижных зон.

В последние годы интенсивно разрабатывается широкая международная научная программа, названная EUROPROBE - Lilhosphere, объединяющая в настоящее время усилия более 500 геологов из 25 стран мира и нацеленная на расшифровку тектонической эволюции коры и мантии европейских стран на основе широчайших методов исследований. В составе этой программы разрабатывается несколько тем: глубинное строение Европы, межплитнал тектоника и бассейновый анализ, транс-европейская шовная зона, уралиды и варисциды на территории Европы (Gee, 1995; Lithosrhere Dynamics..., 1996).

Исследования автора напрямую касаются разработки некоторых

из названных тем, среди которых, в первую очередь, надо назвать тему TIMPEBAR, названную по первым слогам слагающих ее слов Timan, Pechora Basin и Barents Sea, касающуюся строения и развития Печорской плиты в целом, включая ее акваториальную часть; а также URALIDES, нацеленную на изучение геологического строения и развития Уральского складчатого сооружения.

В связи с вышесказанным актуальность проведенных автором исследований представляется очевидной.

Научная новизна состоит в том, что в работе впервые с единых концептуальных позиций - теории тектоники литосферных плит -рассмотрены основные черты строения и геологической эволюции крупного региона - Печорской плиты в целом, включая ее Баренце-воморскую акваториальную часть, охарактеризованы ее границы на струкутурном и формационном уровнях.

Выделены и детально охарактеризованы естественные этапы геологического развития Печорской плиты в фанерозое, каждый из которых отличается формационными наборами. Этапы разделяются региональными перерывами в осадконакоплении, во время которых происходили структурные перестройки. Для каждого из выделенных этапов построена палеотектоническая карта (12 карт масштаба 1:2500000), а для рубежей перестройки - палеогеологические карты (5 карт).

Описаны формационные ряды, характерные для каждого из выделенных этапов, а также виды полезных ископаемых, сформировавшиеся в течение этих этапов и связанные с конкретными формациями.

Впервые установлена и прослежена непосредственная связь тектонических процессов, вызвавших причины формирования и развития крупных тектонических структур в Печорской плите, от процессов, происходивших в Уральском палеоокеане.

Восстановлена история формирования и развития Печоро-Кол-винского авлакогена (рифтогенной зоны), начиная от формирования Печоро-Илычского аркогенного поднятия (венд-ранний кембрий).

Установлена аналогия процессов заложения и развития Печоро-Колвинского авлакогена с другими древними авлакогенами, в частности, с Припятско-Донецким.

Целью исследований явилось выявление особенностей истории развития Печорской плиты и ее крупных структур в зависимости от этапов развития Уральского палеозойского океана, особенностей строения осадочного чехла плиты, а также проведение сравнительного анализа истории геологического развития эпипозднепротеро-зойских плит Мира.

На основе построенных поэтапных палеотеконических и палео-

геологических карт выделены и детально охарактеризованы естественные этапы истории геологического развития Печорской плиты, каждый из которых отличается наборами формаций. Этапы разделяются региональными перерывами в осадконакоплении, которые знаменуются определенными структурными перестройками.

Фактический материал. Проблемами истории геологического развития Печорской плиты автор занимается более 30 лет, работая в Институте геологии Коми филиала АН СССР, ныне Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук. Фактический материал собирался в процессе проведения более 20 экспедиционных работ в районах Тимана, на Приполярном и Полярном Урале, в Приуралье (на Печоро-Кожвинском мегавале, поднятиях Чернышева и Чернова, в Предуральском краевом прогибе), на Пай-Хое, островах Вайгач и Новая Земля.

Помимо этого, при написании работы использованы материалы, приведенные в многочисленных опубликованных и рукописных работах, посвященных геологии, тектонике и формациям осадочного чехла Печорской плиты.

Апробация работы. Основные положения и практические рекомендации работы докладывались на более чем 20 всесоюзных, общероссийских и региональных совещаниях и семинарах, в том числе на Всесоюзном совещании "Тектоника и нефтегазоносность складчатых поясов" (Фрунзе, 1982); Всесоюзной конференции "Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейского Северо-Востока СССР" (Сыктывкар, 1988); Всесоюзном совещании "Геология девона Северо-Востока европейской части СССР" (Сыктывкар, 1991); на УП, УШ, IX, X геологическйх конференциях Республики Коми (Сыктывкар, 1969, 1974, 1979, 1984); региональной конференции "Магматизм, метаморфизм и металлогения севера Урала и Пай-Хоя" (Сыктывкар, 1972); региональном совещании "Тектоника, магматизм, метаморфизм и металлогения зоны сочленения Урала и ВосточноЕвропейской платформы" (Свердловск, Миасс, 1985); Уральском петрографическом совещании по проблемам магматизма Урала (Свердловск, 1968) и других совещаниях, семинарах, научных сессиях в Москве, Архангельске, Уфе, Ухте, Воркуте, Печоре.

Пувлпкации. Основные результаты исследований по данной проблеме изложены в написанных автором лично и в соавторстве восьми научных отчетах, зарегистрированных во ВНТИ-центре, опубликованы в более чем 40 научных работах, в числе которых 6 монографий, 5 научных докладов и сообщений, Атлас литолого-палеогеографических и палеотектонических карт, структурно-тектоническая карта Тимано-Печорской провинции.

Объем и структура работы. Диссертация содержит 7 глав объемом 363 стр. текста, иллюстрирована 83 рисунками и одним табличным и 20 графическими приложениями и сопровождается списком литературы, содержащим свыше 600 наименований. Общий объем работы - 480 стр.

Выражение признательности. В процессе работы над указанной проблемой автор в разные годы широко пользовался помощью и поддержкой многих сотрудников Института геологии Коми научного центра УрО РАН: Л.З.Аминова, В.А.Дедеева, А.И.Елисеева, И.В.Запорожцевой, Н.В.Калашникова, Н.А.Малышева, З.П. Михайловой, В.А.Молина., В.Г.Оловянишникова, А.И.Першиной, Б.А. Пименова, Ю.А.Ткачева, М.В. Фишмана, В.С.Цыганко, В.А.Черм-ныха, В.В.Юдина, Н.П.Юшкина и др.

Во время экспедиционных работ большую помощь автору оказывали Н.И.Беляев, В.А. Носков, С.А.Рочев, Г.Ф.Семенов, В.В.Трип-пель, В.А. Усачев, А.Б.Хабаров, С.П.Якуцени и др.

Автор неоднократно пользовался советами, консультациями сотрудников ряда институтов Российской академии наук (В.С.Журавлева, Ю.В.Казанцева, А.С.Перфильева, В.Н.Пучкова); а также вузов, научно-исследовательских институтов и производственных геологических организаций (Л.Н.Белякова, Л.Т.Беляковой, В.И.Богац-кого, Б.Я.Дембовского, Ф.И.Енцовой, Т.И.Кушнаревой, Б.А.Соколова, Б.И.Тарбаева, Л.А.Удовиченко, Г.Д.Удота, Г.М.Фирера, В.П.Яку-цени и др ).

В оформлении графических приложений к работе большую помощь автору оказали В.А.Носков и Н.А.Сулейманова.

Всем перечисленным коллегам автор выражает искреннюю и глубокую благодарность!

Особую благодарность автор испытывает к ныне покойному заведующему Отделом геологии горючих ископаемых Института геологии Коми 11Ц УрО РАН доктору reo лого-минералогических наук В.А.Дедееву, который постоянно интересовался ходом подготовки настоящей работы и чья внезапная кончина явилась тяжелой утратой для всех сотрудников Института геологии, как и для автора настоящей работы.

Защищаемые положения

1. Геодинамическое развитие Печорской плиты в фанерозое связано с развитием Уральского палеоокеана.

2. История развития краевой (Уральской) части плиты включает следующие стадии:

- краеплитного эпиконтинентального рифтогенеза (поздний кембрий-ранний ордовик), приведшего к формированию на краю континента рифтовой структуры;

- формирование на пассивной окраине континента характерной геоморфологической триады (континентальные шельф, склон и подножье), обусловленное раскрытием Уральского палеоокеана (поздний ордовик-ранний карбон);

- орогенная стадия, связанная с закрытием палеоокеана (ранний карбон-триас).

3. В результате внутриплитного рифтогенеза в центральной части плиты образовался Печоро-Колвинский авлакоген, в развитии которого выделяются следующие процессы:

-обрушение Печоро-Илычского аркогенного поднятия, сформированного в венде - раннем кембрии по унаследованным рифейским разломам (поздний кембрий-ранний ордовик);

-накопление осадков в образовавшихся трогах (поздний кембрий-ранний девон);

-рифтогеннал активизация авлакогена (средний девон) с проявлениями траппового и субщелочного магматизма;

-проявления инверсионных движений (средний карбон-ранняя Пермь) с образованием валообразных поднятий (Печоро-Кожвинско-го и Колвинского мегавалов) на месте трогов.

4. В геологической истории Пехорской плиты установлено два крупных периода (мегаэтапа) осадконакопления, названных демис-сионным, связанным преимущественно с погружениями (позднекемб-рийско-раннеартинский), и эмерсионнъш - преимущественно с поднятиями (позднеартинско-антропогеновый). Указанные периоды отличаются удельными объемами осадконакопления: на первом из них он изменялся в пределах 0,7-2,7 км3/млн.лет, достигая в среднем 1,8, а на втором - 0,5-0,7 км3/млн.лет, в среднем 0,6.

ВВЕДЕНИЕ

Под термином Печорская плита автор понимает внешнюю, северовосточную часть Восточно-Европейского континента, аккретирован-ную к этому континенту в результате коллизионных процессов, имевших место в позднем венде (С.В.Аплонов, Л .П.Зоненшайн, Е.Е.Мила-новский, Л.П.Натапов, В.Н.Пучков, В.Е.Хаин и др.). Следы этого столкновения наблюдаются в виде древней Тиманской сутуры.

На востоке и северо-востоке по краю плиты ее осложняют Уральский и Пайхойско-Новоземельский складчато-надвиговые пояса, образованные в результате коллизии к пассивной окраине ВосточноЕвропейского континента, разновозрастных островодужных комплексов Палеоуральского океана, Казахстанского и Сибирского континентов.

Печорская плита имеет континентальную кору и характеризуется двухэтажным строением, причем нижний этаж образован рифейско-вендскими образованиями, в различной степени метаморфизованны-ми, а верхний - неметаморфизованными палеозойско-мезозойскими осадочными комплексами.

В настоящее время в геологической литературе высказываются две альтернативные точки зрения относительно природы позд-недокембрийского фундамента Печорской плиты. Первая восходит к представлениям Н.С.Шатского, II.П. Хераскова, Р.А.Гафарова, В.С.Журавлева, В.А.Дедеева и других о том, что в фундаменте плиты развиты структуры позднедокембрийского складчатого пояса, Получившие в разных публикациях близкие, практически синонимические названия: "доуралиды", "байкалиды", "тиманиды", "рифеиды" и т.п. Вторая точка зрения высказана С.Н.Ивановым, и в настоящее время, как и первая, имеет немало сторонников. Она заключается в отрицании орогенеза на границе протерозоя и кембрия и в отнесении развивавшихся в это время процессов и структур к рифтовому, диасхизному типу.

Автор остается сторонником традиционного отнесения фундамента этой плиты к образованиям т.н. "байкальского орогенеза" (Шат-ский, 1963), хотя в последнее время рядом исследователей применение термина байкальский этап орогенеза оспаривается, ибо оро- ' генные образования доуралид, связанные с формированием молас-соидов (ашинская, лаптопайская и др. серии), как оказалось, не соответствуют одновозрастным с ними образованиям Прибайкалья, считающегося тектонотипом т.н."байкалид", где в позднем венде накапливались мелководные шельфовые карбонатные формации (см. Пучков, 1997АиВ; Puchkov, 1997). В этих и более ранних работах В.Н.Пучков (1987л, 1993) говорит о необходимости отказаться от выделения байкалид в составе доуральского орогена, так как "выявляется синхронность развития орогена доуралид со структурами Кадомо-Авалонского орогена, также возникшего в позднем венде" (Пучков, 1997а, стр. 177) и по времени образования эти структуры ("доуралиды") более близки к кадомским, авалопским, панафриканским структурам (Пучков, 1997в, стр.52). Признавая справедливым высказывание В.Н.Пучкова по этому поводу, автор все же использу-

ет термин "байкалиды" в его широком понимании.

В современной структуре палеозойского Уральского складчатого пояса отчетливо устанавливаются реликты пассивной континентальной окраины, сформированной в результате длительного многостадийного процесса развития Уральского палеоокеана. Заложение океана началось с образования Уральского палеорифта, сформировавшегося в краевой части Восточно- Европейского континента. Реликты пассивной континентальной окраины непрерывно прослеживаются вдоль современного Урала на многие сотни километров. Выделяются зоны внутреннего и внешнего шельфа, континентального склона и подножия. По характеру формаций, структурному положению и палеогеографической обстановке формирования перечисленные образования очень сходны с современными отложениями пассивных окраин атлантического типа, что было убедительно показано В.Н.Пучковым (1974, 1979). В Уральском поясе установлены элементы аккреции, выразившиеся в существовании микроконтинентов, образовании вулканических островных дуг, задуговых зон спредин-га и т.п. В конце палеозоя и в мезозое краевая часть континента испытала коллизию с образованием Уральско-Новоземельского пояса.

Эти процессы, относящиеся, по В.Е.Хаину (1986), к проявлениям краевой внутриплитной или межплитной тектоники, рассмотрены в настоящей диссертационой работе.

Не меньшее значение в тектонике литосферных плит имеют проблемы, относящиеся к собственно внутриплитной тектонике, среди которых следует различать проблемы, связанные с внутриплитной линейной тектоникой, выраженной, в частности, с образованием эпиконтинентальных рифтовых систем. Их формирование связано с воздыманиеми растяжением участков платформы, либо в начальные стадии ее развития, либо в стадии активизации. В обоих случаях происходит разогрев мантин под платформой и подъем разуплотненного мантийного материала вдоль расколов фундамента с последующим перерождением этих расколов в раздвиги - рифты (авлакогены). Их местоположение предопределяется положением ослабленных зон в фундаменте.

С процессами рифтообразования на платформах связаны проявления своеобразного магматизма щелочного состава, отмечающиеся и на территории Печорской плиты. Характеристика этого магматизма дается в соответствующем разделе работы.

Другой тип линейной внутриплитной тектоники относится к формированию т.н. зон перикратонных опусканий в нашем случае - к

образованию на ранних этапах развития чехла плиты Приуральской зоны прогибания, которая переформировалась на заключительных этапах развития плиты в Предуральский краевой прогиб. Как будет показано дальше, формирование этих структур находит убедительное объяснение с позиций теории тектоники литосферных плит.

ГРАНИЦЫ ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ

Печорская плита, имеет форму клина, обращенного острым концом к югу, ее наиболее узкая часть находится в районе Полюдова кряжа,а на севере структуры Печорской плиты, расширяясь, протягиваются на шельф Печорского моря, где они через систему листри-ческих сбросов контактируют со структурами Южно-Баренцевской впадины.

Границы Печорской плиты рассматриваются с нескольких позиций: современного структурного плана, формационной принадлежности осадочных комплексов, принимающих участие в строении структур плиты, а также глубинного строения консолидированной земной коры.

На юго-западе граница Печорской плиты со структурами Русской плиты проводится по глубинному шву (надвигу), названному И.В.Запорожцевой Тиманским глубинным надвигом (Литосфера..., 1989). Этот шов хорошо выражен на профилях ГСЗ "Воркута - Черное море" и "Агат-И". По сейсмическим данным МОГТ, проведенным в юго-западной части Тиманской гряды, установлено, что по этому надвигу "байкальский" фундамент Печорской плиты надвинут на карельский фундамент Русской плиты.

Восточная граница плиты проводится по Главному Уральскому глубинному разлому (надвигу) (Восточное ограничение..., 1985), по которому граничат геоблоки, отличающиеся временем консолидации земной коры.

На северо-северо-востоке структуры Печорской плиты по Байда-рацкому разлому северо-западного простирания граничат со структурами Южно-Карской впадины (синеклизы), фундамент которой окончательно не выяснен. По представлениям одних исследователей (Э.В.Шипилов, А.Ю.Юнов и др.) он имеет карельский возраст, а другие исследователи (В.И.Устрицкий, С.В.Аплонов) полагают, что здесь сохранился реликтовый участок с океанической корой, где, вероятно, в мезозое была сформирована Байдарацкая островная ду-

га (В.В.Юдин).

Северная граница Печорской плиты со структурами Баренцев-ской плиты проводится по системе высокоамплитудных ступенчатых (" листрических") сбросов (Верба, 1985).

По формационным признакам в палеозойском комплексе в полосе сочленения структур Печорской плиты и Уральской складчатой области выделяются две структурно-формационные зоны: западная - карбонатная, связанная с шельфовыми комплексами, сформировавшимися в зоне перикратонного опускания плиты, и восточная - сланцевая, отнесенная к комплексам континентального склона и подножья (Пучков, 1979). Граница между этими зонами, резко различающимися по характерному набору формаций, видимо, проходила по системе разломов глубокого заложения.

ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ

Глубинному строению Европейского Северо-Востока России в последние годы был посвящен целый ряд работ в связи с проведением комплекса исследований как сейсмическими методами (ГСЗ, МОГТ, КМПВ и др.), так и изучением особенностей поведения физических полей над различными структурами региона. В их числе следует назвать работы Е.М.Ананьевой, Н.Г.Берлянд, Н.К.Булина, М.Л>Вербы, В.Э.Волка, Л .А.Дараган-Сущевой, В.А.Дедеева, Р.М.Деменицкой, В.Г.Должанского, А.В.Журавлевой, И.В.Запорож-цевой, С,С,Иванова, А.М.Карасик, А.Д.Павленкина, Л.П.Топорской, Л.П.Шилова, В.Н.Шимараева, Э.В.Шипилова, А.Ю.Юнова и др.

Печорская плита имеет континентальную кору и характеризуется двухэтажным строением, причем первый этаж образован рифейско-вендскими образованиями, в различной степени метаморфизованны-ми, а верхний - неметаморфизованными платформенными комплексами палеозойско-мезозойского возраста.

На основе комплексного анализа данных сейсморазведочных работ, результатов интерпретации гравитационного и магнитного полей установлено, что земная кора и верхняя мантия Европейского Северо-Востока России имеет слоисто-блоковое (ячеистое) строение, выделены глубинные границы, разработаны геологические и физические модели земной коры, построены результирующие карты по глубинным горизонтам земной коры, а также проведены районирование и типизация земной коры с выделением в ее составе крупных геоблоков (Дедеев, Запорожцева, 1983, 1985; Запорожцева, 1986,1988,

1989).

Геотраверс ГСЗ Черное море - Северо-Восток европейской части России вместе с профилем ГСЗ Воркута - Норильск пересекают все структуры Печорской плиты и дают хороший материал для характеристики ее глубинного строения.

По данным ГСЗ глубина залегания поверхности Мохо составляет на всем протяжении профиля примерно 40 км, причем под Тиман-ской грядой она залегает несколько глубже. В Печорской синеклизе мощность земной коры вдоль профиля меняется от 35-36 до 40-41 км. Поверхность Мохо под Печоро-Колвинским авлакогеном оказалась приподнятой до 36 км.

По профилю ГСЗ Воркута - Норильск глубина залегания поверхности Мохо изменяется в пределах 36-47 км (Чернышев и др., 1978). Наибольшая мощность земной коры отмечена под Уральским кряжем (46-47 км) ("корни гор").

Платформенный чехол Печорской плиты сложен в основном осадочными образованиями, которые по своим литологическим и физическим свойствам подразделяются на 5 региональных геолого-геофизических комплексов: верхний терригенный (Pf-AnJ, верхний карбонатный средний терригенный (D\e-D2)> нижний карбо-

натный (O^-Di) и нижний терригенный (Дедеев, Запорожце-

ва,1985). Получаемые при сейсморазведочных исследованиях отражения от этих комплексов соответствуют реальным геологическим границам, что подтверждается материалами бурения, а также сей-смокаротажа скважин и ВСП.

На всей площадц Печорской плиты при сейсморазведочных работах получена четкая преломляющая граница от поверхности байкальского фундамента: Vг здесь изменяется в пределах 6,5-8,5 км/с, которая зависит от вещественного состава пород фундамента. Ниже поверхности рифейского фундамента,' на глубинах 8-16 км по результатам работ КМПВ и МОГТ прослеживается отражающая и преломляющая граница "А" или "Ki", которая связывается с поверхностью кристаллического (карельского) фундамента. здесь изменяется от 6,5 до 7,0 км/с. Эта поверхность следится и под Западной и Осевой зонами Урала вплоть-до Главного Уральского надвига (Литосфера..., 1989).

На глубинах 16,0-22,0 км, ниже поверхности "А"(К\), по данным МОВЗ и КМПВ регистрируется сейсмическая граница "А"', кото-рад, скорее всего, отвечает поверхности гранулито-базитового ("базальтового") слоя. Диапазон изменений Vr здесь небольшой (7,2-7,5 км/с).

Поверхность верхней мантии (горизонт М) отличается сильной

сглаженностью форм.

В платформенном чехле Печорской плиты наблюдается чередование практически немагнитных осадочных образований с магнитными. К последним относятся магматические образования девонского возраста - покровы и силлы базальтов, внедренные в осадочную толщу, а также триасовые и юрско-меловые эффузивы, наиболее широко представленные на шельфе Печорского моря.

Намагниченность пород фундамента меняется в очень широких пределах в зависимости от их вещественного состава. Резкое различие в характере магнитного поля западной, Притиманской и восточной, Большеземельской частей плиты было одной из предпосылок деления фундамента на мио- и эвгеосинклинальную зоны, разделенные Припечорским и Илыч-Чикшинским глубинными разломами.

Сопоставление магнитометрических и сейсморазведочных материалов показывает, что основные аномалии магнитного поля связаны с вещественной неоднородностью земной коры. В магнитном поле Печорской плиты выделены три основные области относительно повышенных и пониженных значений: это Тиманский региональный минимум, Большеземельская область полосовых магнитных аномалий и аномальное магнитное поле Уральской области.

В пределах этих крупных областей выделяется ряд зон, отличающихся формой аномалий, их размерами и знаками. Выделенные зоны характеризуют особенности строения фундамента плиты.

Слоисто-блоковая структура земной коры Печорской плиты

По характерным особенностям геофизических полей (волнового, гравитационного, магнитного, геоэлектрического и геотермического) И.В.Запорожцевой (1990) в пределах Печорской плиты выделен ряд геоблоков, которые разделяются на мегаблоки и блоки, обладающие определенными подтипами земной коры.

Геоблоки отделены друг от друга системами коро-мантийных разломов, мегаблоки - либо зонами коро-мантийных разломов, либо зонами разломов, проникающих до нижних горизонтов земной коры, а блоки - коровыми разломами, не выходящими за пределы гранулито-гнейсового комплекса.

Границы раздела геоблоков подтверждены сейсморазведочными работами МОГТ, КМПВ или глубинным сейсмозондированием. По этим материалам зоны сочленений геоблоков выступают как наиболее напряженные участки земной коры, к которым приурочены крупные батолиты базитового либо гипербазитового состава. В чехле

они выражены либо крупными тектоническими нарушениями, флексурами, либо здесь развиты глубокие рифты и грабены (Ледеев, Шустова, 1976).

СТРУКТУРА И ФОРМАЦИИ ПЛАТФОРМЕННОГО ЧЕХЛА ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ

На основе комплексного анализа геолого-геофизических исследований, полученных в последние годы, составлена серия структурных карт и карт тектонического районирования Печорской плиты. В качестве основных структурных поверхностей приняты: кровля рифей-ского фундамента, подошва доманиковых отложений, кровля нижнепермских карбонатных отложений. Между указанными поверхностями обособлены крупные структурно-формационные комплексы, достаточно полно отражающие строение платформенного чехла Печорской плиты.

В пределах Печорской плиты выделяется три крупнейших (над-порядковых) структурных элемента: Тиманская гряда, Печорская синеклиза, Предуральский краевой прогиб. Отдельно обособляются западный склон Уральского кряжа, занимающего внешний борт Приуральского перикратонного опускания, вовлеченного в уральскую складчатость и перекрытого аллохтонными пластинами сланцевой (батиальной) зоны, а также Пайхойско-Новоземельская гряда, в виде самостоятельной структуры на границе Печорской плиты. Структура западной структурной зоны Урала ныне рассматривается как надвинутый на запад моновергентный шарьяж-антиклинорий.

Современная структура Печорской плиты излагается на основе тектонического районирования по поверхности карбонатных отложений нижней перми, ибо она наиболее полно отражает детали современного структурного плана.

В геологической истории Печорской плиты выделяется два крупных мегаэтапа, названных демиссионпым (позднекембрийско-рапнеар-тинский) и эмерсиоппым (позднеартипско-аптропогеновый) (Деде-ев, Тимонин;1983; Тймонин, Дедеев, 1988). В первом из них удельный объем осадконакопления достигал 0,7-2,5 км3/млн.лет, причем большие значения характерны для тектонически активных структур плиты (Печоро-Колвинского авлакогена [рифтогенной зоны], Варан-дей-Адзьвинской структурной зоны, Предуральского краевого прогиба [Приуральского перикратонного опускания]), а во втором — 0,5-0,8 км3/млн.лет.

При одинаковой продолжительности этих мегаэтапов (по 260 млн. лет) между ними существуют большие различия в характере развития. Демиссионный мегаэтап характеризуется накоплением преимущественно карбонатных формаций больших мощностей, тогда как для эмерсионного мегаэтапа свойственны преимущественно карбо-натно-терригенные и терригенные образования, накопившиеся в при-брежно-морских, лагунно-континентальных и континентальных условиях. Эмерсионный мегаэтап характеризуется более активными структуроформирующими движениями и большей длительностью перерывов.

Каждый из этих периодов делится на ряд этапов. В демиссион-ном их три: позднекембрийско-раннедевонский, эмсско-турнейский и визейско-раннеартинский. Эмерсионный период разделяется на позднеартинско-позднепермский, триасово-раннеюрский, среднеюр-ско-меловой и новейший этапы, равные по объему выполнения структурным подъярусам. Этапы характеризуются определенной цикличностью, наиболее отчетливо выраженной в демиссионный период развития. Выделяются трансгрессивная (седиментационная) и регрессивная (денудационная) стадии. Последняя завершается определенной перестройкой структурного плана с сопутствующим перерывом в осадконакоплении и сменой наборов формаций.

Структурные планы, сформировавшиеся в течение демиссионно-го и эмерсионного периодов, как правило, зеркально отражены друг относительно друга.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЫ В ФАНЕРОЗОЕ

Начальный, позднекембрийско-раннедевонский этап характеризовался в целом большой интенсивностью прогибания - до 20 м/млн. лет. В это время наметился общий региональный наклон к востоку, в сторону начавшей развитие пассивной окраины Уральского палео-океана. В это время в осадочном чехле плиты развивались в основном линейные структуры, унаследованные от структур фундамента. Это наиболее крупные по размерам, высокоинтенсивные, имеющие ярко выраженную дизъюнктивную природу и потому хорошо отображающиеся в геофизических полях. При этом тектоническая активность и дифференциация структуры чехла на относительно мобильные (Печоро-Колвинский, Варандей-Адзьвинский и Приураль-

ский) и стабильные (Ижма-Печорский, Большеземельский) мегабло-ки наиболее отчетливо проявляются с позднего силура - раннего девона.

Следующий, эмсско-турнейский этап начался с региональных структурных перестроек. Интенсивные аркогенные поднятия и вызванные ими сводовые обрушения сопровождались в среднем девоне формированием по разрывным нарушениям крупных грабенов и трогов (возрождение Печоро-Колвинской рифтогенной зоны и Тиман-ских трогов), излияниями в пашийско-саргаевское время базальтов (Тиман, Новая Земля), внедрением силлов и даек диабазовой толе-итовой и субщелочной формаций (Печоро-Колвинская рифтогенная зона, Пай-Хой, Вайгач, Новая Земля).

В последующее саргаевско-турнейское время на территории Печорской плиты существовал режим устойчивого прогибания, на большей части плиты не компенсированной осадконакоплением и формированием своеобразных прогибов Камско-Кинельского типа, по обрамлению которых образовывались барьерные рифы.

В этот период интенсивность осадконакопления испытывала резкие колебания: от 15-20 м/млн.лет в пределах Большеземельского свода до 100 м/млн. лет и больше в Печоро-Колвинской рифтогенной зоне.

Интенсивность тектонических движений была несколько понижена в течение следующего, визейско-раннеартинского этапа развития. Этот этап характеризуется более равномерным прогибанием всей площади плиты. Интенсивность прогибания незначительна и достигает 10 м/млн.лет в Ижма-Печорской впадине, увеличиваясь до 1520 м/млн.лет в Приуральском перикратонном опускании. Мощности базальной формации ранне-средневизейского возраста оказались пониженными по сравнению с аналогичными формациями предыдущих этапов.

К концу этого этапа начинается инверсия линейных отрицательных структур: трогов Печоро-Колвинской рифтогенной зоны, Варан-дей-Адзьвинской и Мичаю-Пашнинской структурных зон. Таким образом, в конце рассматриваемого этапа начинается крупная перестройка структурного плана Печорской плиты, которая происходит в связи с началом коллизионных процессов в Уральском палеоокеане и началом образования в краевой части плиты орогена. Эти процессы растянуты во времени. Наиболее активно они проявились в ранней перми, когда происходит не только резкая смена карбонатных формаций терригенными, но и инверсия ряда линейных структур, особенно отчетливо проявившаяся в Печоро-Колвинском авлакоге-не, где формире.псг крупны! палеовалв. В результате этих процессов

впервые обособились Денисовский, Хорейверский прогибы, Ижма-Печорская впадина.

Начало эмерсионного мегаэтапа в тектоническом развитии Печорской плиты совпадает с ранними проявлениями орогенеза . В краевой части плиты это фиксируется заложением компенсационной структуры - Предуральского краевого прогиба на месте Приуральского перикратонного опускания, в пределах которого мощность оро-генных фоормаций перми и триаса достигала 6-7 и до 10 км и более. На остальной части плиты в позднеартинско-триасовое время резко проявились дифференциация, контрастность и тектоническая активность структуроформирующих движений, причем особенно отчетливо в предтриасовую и предсреднеюрскую эпохи региональных перерывов. В эти эпохи структуроформирующие движения были сопряжены с глубокими (до 1000 м) размывами подстилающих отложений.

В предтриасовое время значительно усложнилась структура Пе-чоро-Колвинского авлакогена: в составе Колвинского мегавала четко обособились кулисообразно расположенные Усинский, Возей-ский, Харьягинский и Ярейюский валообразные поднятия, наметившиеся еще в конце демиссионного периода, в результате начавшейся инверсии авлакогена. В пределах Печоро-Кожвинского мегавала наиболее интенсивные движения положительного знака характерны для Тереховейско-Среднешапкинского поднятия, а на севере мегавала в это время образовались новые поднятия. На месте структур Варандей-Адзьвинской зоны обособился палеосвод Зенченко.

В конце триаса - начале юры ареной проявления наиболее активных тектонических движений стали восточные и северо-восточные районы плиты. Здесь в результате наложения раннекиммерийских складчато-покровных движений были сформированы Пайхойский ан-тиклинорий, поднятия Чернова и Чернышева, приразломные валы Варандей-Адзьвинской структурной зоны.

На валообразных структурах Печоро-Колвинского авлакогена интенсивность структурообразующих движений в предсреднеюрское время значительно была ослаблена по сравнению с предтриасовыми движениями. Наиболее интенсивно эти движения проявились в юго-восточной части Печоро-Кожвинского мегавала и в Денисовском прогибе. В последнем окончательно сформировались Шапкина-Юрьяхинский вал, Лаявожское, Мишвань-Командиршорское и Верх-нелодминское поднятия. На юго-востоке Ижма-Печорской впадины обособилась Омра-Лузская седловина.

В это же время активизировались движения на Тимане, что выразилось в перемещениях отдельных блоков по разломам меридио-

нальных и северо-западных направлений.

Таким образом, в предсреднеюрское время были заложены основы современного структурного плана Печорской плиты.

Начало нового среднеюрско-антропогенового этапа ознаменовалось региональным наклоном фундамента плиты в северном направлении, что привело к частичному или полному расформированию некоторых структур. С этим этапом связано образование собственно Печорской синеклизы, обрамленной с юго-запада и востока крупными линейными поднятиями - Тиманской грядой и Уральским кряжем. В пределах синеклизы формировались в основном пологие изо-метричные пликативные структуры небольшой интенсивности.

Исключением является образование складчато-надвиговых дислокаций уральского простирания, формирующиеся во внешней зоне Предуральского краевого прогиба в раннеюрское время, когда в результате поддвига края Печорской плиты под складчато-надвиговую область образовался региональный послойный срыв, приуроченный к некомпетентным соленосным толщам верхнего ордовика, в результате которого по этому срыву сформировались высокоамплитудные дислокации верхних горизонтов осадочного чехла всего севера Предуральского краевого прогиба, приведшие к образованию бескорневых структур поднятий Чернышева и Чернова.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ПЕЧОРСКОЙ ПЛИТЙ[ В Ф^НЕРОЗОЕ С ПОЗИЦИЙ ПАЛЕОГЕО ДИНАМИКИ

В течение последних трех десятилетий геологическая наука испытала существенное ускорение в связи с успешной разработкой и широким, применением новой научной теории развития земной коры и всей литосферы - теории тектоники литосферных плит (Закономерности..., 1984; Леглер, 1989; Хаин, 1994; Пущаровский, 1995).

С тех пор, как в конце 1960-х гг. А.В.Пейве (1969) убедительно показал, что офиолиты Урала представляют собой образования прошлой океанической коры, были существенно поколеблены устоявшиеся фиксистские представления о происхождении Уральской складчатой области. И не случайно, Урал стал первым в России объектом приложения мобилистских представлений к трактовке его геологической истории. В начале 1970-х гг. Геологический институт АН СССР и Институт геологии и геохимии Уральского научного центра АН СССР организовали и провели специальные геологические экс-

курсии па Северном и Среднем Урале под руководством А.В.Пейве и С.Н.Иванова с участием широкого круга геологов и демонстрацией ряда ключевых объектов.

Несмотря на то, что далеко не все участники экскурсии приняли новые идеи, результаты последующих геологических исследований на Урале, в других складчатых областях показали необходимость отхода от традиционных положений геосинклинальной теории в пользу актуализма и теории тектоники литосферных плит. Эти новые положения были отражены на опубликованной в 1977 г. Тектонической карте Урала масштаба 1:1 ООО ООО.

В течение последних 20 лет в геологии Урала происходила существенная переинтерпретация геологических фактов в духе теории тектоники литосферных плит. Уральскими геологами (А.М.Дымки-ным, С.Н.Ивановым, В.Н.Пучковым, В.А.Коротеевым, В.И.Ленных, С.М. Нечеухиным, К.С.Ивановым, В.В.Бочкаревым, В.А.Душиным, М.А. Камалетдиновым, М.А.Масловым, Ю.В.Казанцевым, Т.Т.Казанцевой, И.А.Свяжиной, В.В.Юдиным Р.Г.Язевой и др.), а также сотрудниками центральных институтов (А.В.Пейве, А.Л .Книппером, А.С.Перфильевым, Ю.М.Пущаровским, Л.П.Зонеишайном, Е.Е.Ми-лановским, А.А.Моссаковским, М.С.Марковым, В.Е.Хаиным, Н.С. Штрейсом, М.И.Кузьминым, Л.М.Натаповым) был написан ряд крупных обобщающих работ, содержащих принципиально новые представления о тектоническом развитии Уральского складчатого сооружения и ряда складчатых поясов Мира. Мобилистская трактовка па-леотектоники эвгеосинклинальных областей отражена при построении тектонических карт многих крупных регионов (Тектоническая карта Северной Евразии, 1980; Тектонические исследования..., 1989 и др.).

Геодинамическая модель Печорской плиты рассматривалась в работах В.В.Юдина и В.А.Дедеева (1987) В.Г.Гецена (Оловянишни-кова) (1991, 1997), Н.А.Малышева (1993, 1998, Malyshev at al., 1996) и автора (Тимонин, 1997).

В направленном процессе формирования земной коры континентов существует определенная стадийность в последовательном преобразовании земной коры океанического типа в переходную, а затем в континентальную. В частности, в эволюции континентальных окраин может быть выделено несколько стадий, характеризующихся накоплением специфических формационных комплексов:

1. Стадия "континентального рифта (рифтогепная стадия);

2. Стадия раскрытия океана и развития пассивной континентальной окрагшы; переход в собственно ркеапическую стадию;

3. Переходная стадия;

Коллизионная или орогенная стадия, переход в континентальную стадию.

ПозднепротерозОЙская история Печорской плиты

Истории развития Печорской плиты в позднем прротерозое посвящено большое количество работ. Достаточно назвать лишь фамилии основных исследователей, занимавшихся атой проблемой: Л.Т.Белякова, Р.А.Гафаров, Б.А.Голдин, В.А.Дедеев, В.С.Журавлев, О.С.Кочетков, В.Г.Оловянишников (Гецен), В.Н.Пучков,

A.М.Пыстин, М.Е.Раабен, Б.В.Тимофеев, М.В.Фишман, З.И.Пзю,

B.Г.Черный и др.

Принято считать, что в позднепротерозойское время континентальная кора представляла собой более или менее компактный материк, известный в литературе как Пангея I (Мс Elhinny at al., 1977; Пучков, 1987л; Хаин, Божко, 1988).

В начале рпфея (1700 млн.лет назад) в результате сближения и столкновения друг с другом отдельных архейских континентальных блоков раннедокембрийс!<ого заложения (Карельского, Кольского, Беломорского, Волго-Уральского и др.) сформировался ВосточноЕвропейский кратон, к которому по Тиманскому шву примкнул континент Баренция, а с Уральской стороны в раннем рифее к нему были аккретированы отдельные блоки и микроконтиненты , относящиеся ныне к т.н. "доуралидам" (Няртинский, Харбейский и др.).

По некоторым представлениям (Юдин, Дедеев, 1987; Гецен, 1991), в раннем рифее здесь была образована пассивная окраина бассейна, на которой выделяются: континентальный шельф, континентальный склон и подножие, где происходило образование типичных для пассивных окраин формаций.

Пока еще остается не выясненным до конца вопрос о позднепроте-розойской истории развития Урала, о наличии палеоокеанических структур и их положении в это время. Многими уральскими геологами (С.Н.Иванов и его школа) утверждается негеосинклинальный характер рифейско-вендских структур на Урале (Иванов, 1981, 1987; Иванов и др., 1972, 1984; Формирование земной коры Урала, 1986 и др.). В то же время многие геологи остаются сторонниками традиционной точки зрения эвгеосинклинального пути развития Урала в позднем протерозое.

Основное возражение противников эвгеосинклинального развития Урала в позднем протерозое - отсутствие офиолитов в составе этих комплексов - казалось бы, снимается. Ряд геологов -

В.И.Ленных, А.М.Пыстин и др.- отмечает наличие пород, мета-морфизованных в высоких фациях, которые могут быть отнесены к офиолитам. Это - эклогит-глаукофановые комплексы Герд-Ю и Нерка-Ю, гранулиты и амфиболиты массива Хордъюс, амфиболиты малыкского комплекса в районе Сыум-Кеу, амфиболиты и зеленые сланцы Хараматалоуской депрессии на Полярном Урале.

A.М.Пыстиным показано, что представленные выше породы концентрируются в зонах, "подчеркивающих древний <Снеуральский^> структурный план комплекса" (Пыстин, 1994, с. 100).

С другой стороны, ответ на вопрос о наличии докембрийских офиолитов в Полярной части Урала дают материалы детального изучения геологического строения массива Енгане-Пэ. В докембрийских образованиях, обнажающихся в ядре этого поднятия, Р.Г.Язевой и В.А.Лушиным описан офиолитовый комплекс, представленный узкими линзами серпентинитов, габброидами, плагиогра-нитами и базальтовыми порфиритами (Пучков, 1993), которые перекрываются толщей граувакк, относимой к хойдышорской свите, сопоставляемой с лаптопайской свитой Приполярного Урала, имеющей вендский возраст (Региональная стратиграфическая схема..., 1994). Эти породы имеют северо-западное простирание, т.е. согласное с <Сдоуралидами^>.

Недавно получены сведения о находках на Полярном Урале (бассейн р. Харота) ультраосновных пород (пикритов), вероятно, относящихся к офиолитойой ассоциации байкалид и залегающих под ма-нитанырдской серией отложений (ез~01) (Шишкин, Лапшин, 1996).

Интересно, что присутствие докембрийских вулканогенных формаций известково-щелочного состава, относящихся к островодуж-ной серии, отмечается только на Полярном Урале. В связи с этим

B.Н.Пучков высказывает предположение, что "их появление связано с кратковременно действовавшей зоной субдукции, наклоненной на восток" (Пучков, 1993, с.21). И далее он же отмечает: "само существование доордовикской офиолитовой сутуры, ... а также известные сведения о всеуральском перерыве и структурных несогласиях, разделяющих докембрийский и палеозойский структурные этажи, ... незрелый характер терригенных толщ позднего венда, проявления метаморфизма этого возраста позволяют говорить о проявлении на Урале умеренных по интенсивности коллизии, орогенеза, метаморфизма и складчатости в конце венда" (Пучков, 1993, с.21).

На рубеже венда и кембрия произошел крупный перелом в тектонической эволюции океана Прототетис, окаймляющего континент Восточной Европы с юга, который привел к замыканию большей части океана и причленению ее к Северной Гондване с последующим

превращением в молодую орогенную область (Рудаков, 1993).Эти "потрясения" кадомского этапа, скорее всего, спровоцировали те события, о которых было сказано выше.

У

| ее? |7 I ¡3 |е=с>|го

Рис. 1. Схе ма формирова ния риф

тогенной окра ины Печорско! плиты. [Соста вил Н.И.Тимо нин с использо ванием матери алов Л.Т.Беля ковой

(1988), а такж. В.С.Суркова I О.Г.Жеро (1981)).

}

1-границы Печорской плиты и блоков с байкальским основанием; 2-Припе-чорский и Илыч-Чикшинский разломы - границы раздела фундамента с разным формационным составом; 3-другие разломы; 4-выходы байкалид на поверхность; 5-участки древней (добайкальской) консолидации в составе байкалид севера Урала (Н - Няртинский [Николайшорский] купол, X - Харбей-

ский купол); 6-интрузии основного состава в фундаменте; 7-Нижнеомринский гранодиорит-гранитный комплекс; 8-интрузии кислой вулкано-плутонической ассоциации орогенного комплекса байкалид; 9-ультрабазиты в фундаменте; 10-направление перемещения Уват-Хантымансийского микроконтинента; 11-движения по предполагаемым трансформным разломам ; 12-рифтовая зона; 13-предполагаемые листрические разломы; 14-современное положение Уват-Хантымансийского микроконтинента (срединного массива) в структуре Западно-Сибирской плиты._

Рифтовая стадия (63 — Ох)

В позднем кембрии начинается новый этап развития Печорской плиты, когда в ее краевой Приуральской части начинается эпиконти-нентальный рифтогеиез, соответствующий началу растяжения земной коры. Рифтогенные, или грабеновые, комплексы представляют собой обломочные, иногда молассоидные плохо сортированные континентальные и морские отложения, образовавшиеся за счет размыва раздвигающихся континентальных массивов. Мощность их меняется в широких пределах - от нуля до нескольких сотен метров. Особенность рифтогенных комплексов - их трансгрессивное залегание на породах фундамента, чаще всего с отчетливым угловым несогласием.

Рифтогенный комплекс представляет собой линзовидное чередование осадочных и вулканогенных пород. Первые представлены песчаниками, гравелитами и конгломератами полимиктового и аркозо-вого состава. Начавшиеся растяжения привели к образованию расколов по всему протяжению зоны раздвига, по которым происходило внедрение вулканогенных пород.

Вулканиты представлены щелочными и субщелочными базальтами и андезито-базальтами, реже - липаритами и трахилипаритами. Вулканогенные породы рифтогенной стадии лучше всего изучены на Приполярном Урале, где они имеют субщелочной состав, характерный для ранней стадии рифтогенеза (Голдин, 1973; Голдин, Мизин, 1974; Голдин, Пучков, 1974). Здесь в раннем ордовике формировались терригенно-вулканогенные отложения большой мощности (гру-беинская серия).

В раннем ордовике. точнее, в арениге в результате начавшегося спрединга от края Восточно-Европейской платформы были отколоты Мугоджарский (Восточно-Уральский), Кокчетавский, Уват-Хантымансийский и, возможно, другие микроконтиненты. Их отодвигание от. Восточной Европы, видимо, и обусловило начало раскрытия Уральского палеоокеана (рис.1).

По мере развития рифтовой структуры увеличиваются мощности формаций, причем в них уменьшается доля осадочных пород и увеличивается - вулканогенных при постепенном уменьшении их щелочности. Разнообразные вулканиты со щелочным уклоном сменяются более однородными низкокалиевыми толеитовыми базальтами, фиксирующими обстановку широко раскрытого рифта со сформировавшейся корой океанического типа.

Разрыв континентальной коры, видимо, произошел по нескольким субпараллельным зонам, заполнявшимся толщами толеитовых базальтов.

Во время рифтогенной стадии развития краевой части ВосточноЕвропейского континента, в центральной части Печорской плиты существовало крупное аркогенное поднятие, названное нами Печоро-Илычским поднятием. Его формирование было, видимо, спровоцировано внутримантийными процессами в молодой позднерифейско-вендской складчатой области, которые вызвали тепловое возбуждение мантии, ее разогрев и подъем разуплотненного мантийного материала вдоль зоны расколов рифейского заложения. Такой процесс образования аркогенных поднятий и их последующего обрушения с образованием рифтов широко обсуждался в литературе (Разваляев, 1984; Рамберг, Морган, 1984; Вуалло, 1985; Хаин, 1986; Геодинамические реконструкции, 1989 и др.).

Начавшийся спрединг вдоль восточного края континента вызвал обрушение Печоро-Илычского аркогенного поднятия с образованием Печоро-Колвинской рифтогенной зоны со сложной сетью разрывных нарушений, унаследованных от расколов рифейского заложения. В этом рифтогене образовалось два параллельных трога - Печоро-Кожвинский и'Колвинский, разделенных узким Лайско-Лодминскгш поднятием. Все эти части рифтогена отличались временем начала прогибания и интенсивностью в течение демиссионного периода. Прогибание трогов происходило в разное время. Вероятно, раньше прогибание началось в Колвинском троге - в среднем-позднем ордовике, судя по времени формирования здесь платформенного чехла, тогда как Печоро-Кожвинский трог запоздал с началом прогибания до силура. Одинаковая интенсивность прогибания (до 20 м/млн. лет) характерна для обоих трогов в течение 0г~01 подэтапа, тогда как в пределах разделяющего их горста интенсивность прогибания была в два раза слабее.

Стадия раскрытия океана и формирования пассивной окраины

(O2-S0

В раннем - начале среднего оудопнка вдоль края Восточной Европы продолжался спрединг, в результате чего происходит дальнейшее раскрытие Уральского океана, окончательно формируется Уральская пассивная окраина. На этапе формирования пассивной окраины в составе Уральской зоны выделяются две структурно-формационные палеозоны - Бельско-Елецкая и Зилаиро-Лемвинская. Первая, в основном мелководная, отвечает шельфу Восточно-Европейского континента, а вторая, преимущественно глубоководная - континентальному склону и подножью. Вдоль второй палеозоны происходит формирование комплекса меланократового основания, в котором образуется следующая последовательность (снизу вверх): ультрабазиты и продукты их метаморфизма, габбро и амфиболиты, толеитовые базальты с прослоями батиальных кремнистых и кремнисто-глинистых сланцев. Такая последовательность разреза установлена вдоль всей полосы Зилаиро-Лемвинской палеозоны Урала (Тектоника Урала, 1977; Пучков, Иванов, 1987).

На борту раскрывающегося морского бассейна начинается формирование шельфа, у бровки которого образовываются барьерные рифы (рис.2), чему благоприятствовала палеогеографическая обстановка: в течение всего ордовика и раннего силура Уральский океан имел широтную ориентировку и был расположен в зоне экватора. Уже в среднеордовикское время были созданы условия, благоприятные для образования органогенных построек. А.И.Антошкина и А.И.Елисеев (1988) указывают на наличие таких построек среднеор-довикского возраста на р.Кожым и указывают на типичные рифовые образования ашгилльского возраста на о.Вайгач, Пай-Хое и на реках Кожым и Илыч (Антошкина, 1988).

В начальный момент образования пассивной окраины приток пресной воды, поступавший в шельфовый бассейн, не компенсировал испарения, повышенного в связи с приэкваториальным положением шельфа, и в краевой части шельфа в среднеордовикское время, видимо, связи с открытым морем временами прерывались, что способствовало образованию толтци эвапоритов в лагунах к западу от барьерного рифа. Такие соленосиые отложения вскрыты скважинами в нижней части платформенного чехла Косью-Роговской впадины.

Предполагается, что Уральский океан имел не одну ось спредин-га, а по крайней мере, две, разделенные микроконтинентами (Пучков, Иванов, 1987). Считая неизменной скорость спрединга (в современном Атлантическом океане она равна 2см/год), можно предполо-

ШЬ В« ШЬ/ НО и ИИя ш*

Рис.2. Схематические профили, иллюстрирующие эволюцию Печорской »плиты в раннем и среднем палеозое. Составил Н.И.Тимонин.

¿3 ~ Ох -рифтогенная стадия; Ог - О! - раскалывание краевой части континента; Вз - Од — океаническая стадия.

1—гнейсо-гранулитовый слой, 2—гранулито-метабазитовый слой, 3-океаническая кора, 4-байкальский складчатый комплекс, 5-основные разломы, 6- направление сноса обломочного материала, 7-направление спредин-га, 8-внедрение магматических пород основного состава, 9—фалаховая формация, 10-песчано-глинистая формация, И-сульфатно-доломитовая формация, 12-глинисто-известняковая формация, 13-формация рифовых известняков, 14-глубоководная кремнистая формация.

жить, что за ордовикское время (с 490 до 420 млн. лет) Уральский океан мог достичь ширины свыше 1500 км (Зоненшайн и др., 1990).

К концу ордовика определилась и восточная континентальная окраина Уральского океана, которой, вероятно, являлась окраина Казахстанского континента, быстро растущего путем многоэтапных аккреций микроконтинентов и активного роста за счет субдукций коры островных дуг. Преобладающая субдукция на уровне среднего и позднего палеозоя была направлена под Казахстанский континент, в результате чего по его окраине формировалась зона активного проявления магматизма.

В силуре в Уральском океане наиболее важным событием явилось образование мощной островной дуги, протягивающейся от Щучьин-ской зоны до южных районов Зауралья, через всю Тагильскую зону, в связи с чем происходит дальнейшее увеличение доли вулканогенных образований в составе накапливающихся формаций: доля осадочных пород не превышает по объему 2-5% от общей массы пород. Эта дуга, видимо, была заложена на океаническом основании, ибо известково-щелочные вулканиты местами залегают на подушечных лавах, соответствующих базальтам срединно-океанических хребтов.

Развитие островодужных комплексов в Тагильской зоне началось в конце лландовери - начале венлока. С этой ранней островодуж-ной стадией связаны излияния андезитовых, андезито-базальтовых, плагиориолит-дацит-андезитовых лав и формирование плагиогра-нитных комплексов,особенно крупных на Полярном Урале (Язева, Бочкарев, 1995).

Реликты островодужных комплексов известны на Приполярном Урале, в зоне Главного Уральского надвига, где они в виде чешуй и пластин надвинуты на рифей-вендские образования Центрально-уральского поднятия. Здесь в узкой зоне Главного Уральского надвига скучены альпинотипные и платиноносные гипербазиты и габбро, океанические толеиты среднего ордовика и островодужные то-леиты раннего силура.

В силуре в шельфовой зоне Печорской плиты накапливались карбонатные и глинисто-карбонатные осадки, причем в раннем венло-ке происходит разрушение рифовых построек лландовери по краю шельфа и перемещение рифообразования на запад, в сторону Сан-дивея - Средней Макарихи. Возобновление рифообразования по бровке шельфа началось в позднем венлоке (р. Кожым) и продолжалось до начала трансгрессии в пржидоле. Наиболее крупные рифовые сооружения (мощностью до 450-500 м) формировались в луд-ловское время от р. Илыч (Северный Урал) до мыса Белый Нос (Пай-Хой) (Антошкина, Елисеев, 1988; Чувашов, Шуйский, 1990). О

существовании в лудловское время крупного рифового барьера по бровке шельфа говорит накопление специфического комплекса отложений в обширном зарифовом водоеме с нарушенным водообменом, где, по мнению указанных исследователей, накапливались слойчатые и узорчатые доломиты и известняки со своеобразным бентосным сообществом.

К началу девона произошло два важных события: Северная Америка столкнулась с Европой, закрыв океан Япетус, и широко раскрылся Уральский океан. В результате закрытия океана Япетус вдоль зоны столкновения образовался мощный складчато-надвиговый пояс, включающий каледониды Скандинавии, Шпицбергена и Восточной Гренландии. В результате этого столкновения СевероАмериканский континент соединяется с Восточной Европой и образуется единый Еврамериканский континент (Зоненшайн, Городниц-кий, 1978).

В раннедевонское время в Уральском океане общая обстановка становится более дифференцированной. На завершивших свое формирование вулканах образуются рифы. Мощность нижнедевонских рифовых построек в Щучьинском районе, по данным В.А.Дедеева (1959), достигает 700-750 м. В Южном Зауралье в раннем девоне происходит обдукция офиолитов, которая обусловлена столкновением Сакмарской силурийской островной дуги с Восточно-Уральским микроконтинентом.

Рассматриваемый период относится к переходной стадии развития Уральского океана, характеризующегося сложным строением: сочетанием разных типов коры с базальтовым слоем изменчивой мощности, локальным развитием гранитно-метаморфического слоя, резкими колебаниями мощности вулканогенно-осадочного слоя.

В современной структуре земной коры этой стадии развития отвечаю! структуры типа островных дуг, краевых морей и глубоководных желобов, геодинамическая обстановка которых определяется преобладанием неравномерного и неповсеместного сжатия и ску-чивания, особенно нарастающего к концу этапа.

В течение силура - раннего девона интенсивность вулканических проявлений в Уральском океане была максимальной, причем состав вулканических пород последовательно менялся. Подводные лавовые трещинные излияния пород основного состава преобладали в раннем силуре, в позднем силуре в связи с прогрессирующим развитием вулканических островных дуг усилилась роль вулканов центрального типа с сопутствующей эксплозивной деятельностью, состав продуктов вулканизма стал более кислым. В раннем девоне появились щелочные лавы и туфы, возросла роль дацитов, и зародившиеся в

этот период вулканические дуги вступили в зрелую стадию своего развития.

В итоге обстановка растяжения, которая преобладала в начале этого этапа и благодаря которой происходило интенсивное прогибание трогов Печоро-Колвинской рифтогенной зоны и Варандей-Адзьвинской зоны, сменилась сжатием, что отразилось и в смене состава терригенных осадочных толщ, большую роль стали играть грубообломочные фации.

В шельфовой зоне трансгрессия пржидольского века привела к разрушению лудловских рифовых построек и формированию в краевой части шельфа слоистых известняков и доломитов с прослоями конглобрекчий, где обломки представлены биогермными известняками.

Пришедшая в конце силурийского времени регрессия привела к существенному обмелению бассейна и возобновлению в краевой части шельфа формирования органогенных построек. В пражско-раннеэмсское время мощные рифовые массивы (мощностью до 1000 м) образовывались вдоль всего крал Печорской плиты - от верховий р. Печоры (лог Иорданского) до мысов Белый и Пырков Нос на Пай-Хое (Антошкина, Елисеев, 1988), и даже на Южном о-ве Новой Земли в разрезе раннего девона преобладали органогенные известняки (Тектоника и металлогения..., 1992).

Средний девон. После эпохи тектонической активизации, которая проявилась в конце раннего девона в форме отдельных поднятий, средний девон начинается возобновлением и усилением погружений на всей территории Печорской плиты. На территории Пай-Хоя, Полярного, Приполярного и Северного Урала средний девон залегает трансгрессивно и с более или менее резким несогласием на отложениях от нижнего девона до рифея с конгломератами или песчаниками в основании. Наиболее интенсивное прогибание отмечено в этот период в Печоро-Кожвинском троге (более 100 м/млн.лет), менее интенсивно (до 50 м/млн.лет) прогибалась краевая часть плиты (Приуральское перикратонное опускание). Сформировались трого-вые опускания на Северном и Среднем Тимане, в которых накопились терригенные осадки мощностью более 300 м. Приподнятыми в среднедевонское время оставались Большеземельский свод и южная часть Лайско-Лодминского горста.

В начале позднего девона на Печорской плите проявилась вспышка магматической активности. Излияния базальтовой магмы и внедрения силлов отмечены в это время в трогах Тиманской гряды, в Печоро-Кожвинском рифтогене и его продолжении на севере Урала, а также на Пай-Хое, о-ве Вайгач и Новой Земле. Магматизм

носил субщелочной характер и был типичным для континентальных рифтов.

Активизация тектонических движений является важной особенностью девонского периода развития Восточно-Европейской платформы (Леонов, 1976), когда здесь происходило формирование системы грабенообразных прогибов, сопровождаемое вулканической деятельностью, причем эпоха наиболее активного проявления этих процессов имела место во второй половине среднего девона и закончилась к концу кыновского времени. Не исключено, что эти процессы связаны с заключительными этапами орогенической фазы, протекающей в связи с закрытием океана Япетус и формированием скандинавского пояса каледонид.

В целом в течение эмсско-турнейского подэтапа Уральский океан пережил три фазы своего развития. В первую (живетско-франскую) и в третью (турнейско-ранневизейскую) здесь существовали активные вулканические дуги, а в их тыловых частях - окраинные моря. Дуги были связаны с субдукцией, направленной на восток, под Казахстанский континент (Пучков, Иванов, 1987) и Тагильскую островную дугу. В промежутке между этими островодужными фазами, в фаменское время, проявилась фаза общего сжатия и окучивания, с которой на Южном Урале связывают образование флишоидной тер-ригенной зилаирской формации ~С\), осадки которой впервые выплеснулись на шельф.

Стадия закрытия Палеоуральского океана и процессы

коллизии

В течение девона шельф пассивной континентальной окраины испытал два трансгрессивно-регрессивных цикла с максимумами регрессий в такатинское и пашийское время. В течение первого из упомянутых циклов, с лохкова до раннего эмса по бровке шельфа возродился барьерный риф, протянувшийся вдоль всего края плиты. В среднем девоне он распадается, а в начале франского времени рифы вновь образуют цепочки, но их положение резко меняется, что связано с интенсивным погружением континентальной окраины и заложением на ней позднедевонско-турнейских относительно глубоководных прогибов типа Камско-Кинельских (Кушнарева, 1958; Беляева, 1988). Эту зону прогибания и окаймляли рифовые барьеры, смещенные вглубь платформы.

В целом среднедевонско-турнейский этап характеризуется большей неустойчивостью по сравнению с предыдущими этапами. Регрессии неоднократно сменялись трансгрессиями, неоднократно происходила перестройка структурного плана. Этот этап отражает са-

мостоятельный цикл развития от предэмсского тектогенеза до конца турнейского времени, когда здесь произошел переход к орогенному режиму.

В каменноугольный период тектоническое развитие в Южном и Северном секторах Уральского океана шло по различному пути. На юге события были связаны с косоориентированным сближением Восточно-Европейского и Казахстанского континентов, а на севере - со сближением Восточной Европы й Сибири, в котором принимал участие и Уват-Хантымансийский микроконтинент.

В середине визе вулканизм в Уральском океане прекратился, и на всей его площади в позднем визе и в течение башкирского века накапливались мелководные карбонатные осадки.

В южном секторе Зауралья в уаннем карбоне океаническое ложе между Магнитогорской дугой и краем Восточно-Европейского континента было подавлено, но оставалось океаническое пространство между этой дугой с поддвинутым под нее Мугоджарским микроконтинентом и Казахстанским континентом, где начинает формироваться новая, Валерьяновская островная дуга, погружающаяся под Казахстанский континент. На протяжении визе и среднего карбона происходило сближение Казахстана и окраины Восточно-Европейского континента, к которой была припаяна отмершая Магнитогорская дуга.

Палеомагнитные данные свидетельствуют, что Казахстанский континент в этот период находился напротив Среднего Урала, и только в пермское время занял современное положение (Зоненшайн и др., 1990; Пучков, 1996).

Первые свидетельства коллизии между Казахстанским и Восточно-Европейским континентами обнаружены на Южном Урале в фа-менских образованиях. Столкновение континентальных блоков происходило по зоне Главного Уральского глубинного надвига, который в настоящее время маркируется глобальной зоной меланжа -тектонических брекчий с серпентинитовым цементом (Геодинамическая модель ..., 1987, Петров, Пучков, 1994).

К началу среднего карбона в северном секторе Зауралья в зону поддвига и скучивания вовлекаются батиальные осадки континентального склона и подножья с подстилающими их образованиями субконтинентального типа, что привело к ускорению роста ороге-на и, следовательно, усилению его размыва и увеличению объема орогенных формаций. К этому времени относится рост гранито-гнейсовых куполов, формирование гранитных батолитов, сильное воздыманйе всей территории и образование горно-складчатого сооружения. Уральская система вступила в орогенную стадию сво-

его развития.

В позднем карбоне воздымания усилились и вся восточная часть Уральской системы, а также Центрально-Уральская зона были подняты выше уровня моря и лишь узкие приразломные грабены заполнялись-грубой континентальной молассой. Однако восточный край шельфа и Западно-Уральская зона продолжали испытывать устойчивое погружение с сохранением морских условий седиментации. Исключение представляет лишь крайний северо-восточный край шельфа, где карбонатное осадконакопление прекратилось в среднем карбоне и отложения среднего карбона без видимых следов размыва перекрываются породами мергелистого горизонта нижней перми, сформировавшимися в глубоководных условиях, охарактеризованных редкими находками пелагической фауны.

Над этим моментом истории развития Печорской плиты следует остановиться несколько подробнее. В середине башкирского века, по мнению В.Н.Пучкова (1993), произошло прекращение субдукции, на смену которой пришла коллизия - столкновение легких плавучих краев континентов, не способных к субдукции. Начало этого процесса отчетливо видно в краевой части Печорской плиты на границе башкирского и московского веков сменой формационного облика отложений, что отмечается многими исследователями. В сланцевой зоне толща детритовых известняков, переслаивающихся с аргиллитами и алевролитами, охарактеризованная фауной фораминифер башкирского и раннемосковского возраста, сменяется флишоидной толщей кечьпельской свиты (Елисеев, 1973, 1978). Во многих разрезах краевой части шельфа отложения верхней части московского яруса отсутствуют или же сменяются толщей известняковых брекчий.

Начало коллизионного процесса выражено появлением во второй половине башкирского века на краю континента узкого размываемого поднятия, поставлявшего терригенный материал на территории обоих склонов Урала, благодаря которому образовались толщи по-лимиктовых песчаников в среднем карбоне восточных разрезов Лем-винской зоны (Елисеев, 1973, 1978) и, возможно, толща сланцев и грубозернистых песчаников, отнесенных К.Г.Войновским-Кригером (1963) к райизской свите, возраст которых установлен в последние годы, благодаря исследованиям В.А.Салдина (1993, 1996), как позд-нетурнейский.

Первый период столкновения континентов сопровождался интенсивной складчатостью во внутренних зонах Урала. Тектонические движения захватили и более внутренние районы Печорской плиты -здесь началась инверсия в трогах Печоро-Колвинского авлакогена,

и на их месте начинается формирование валообразных поднятий -будущих Печоро-Кожвинского и Колвинского мегавалов.

События, вызвавшие процесс образования Предуральского краевого прогиба, происходили на Урале с разной степенью интенсивности и с существенным запаздыванием в северных частях по сравнению с южными. Как было отмечено выше, поступление терригенно-го материала с востока на западный склон Урала, что знаменовало собой начало заложения краевого прогиба, началось в южном Зауралье еще с фамена. Здесь краевому прогибу предшествовал по времени позднедевонско-раниекаменноугольный граувакковый прогиб остаточной природы, возникший на месте батиальной зоны пассивной континентальной окраины (Пучков, 1979). К началу визе этот прогиб стал смещаться на запад, захватывая краевую часть шельфа.

Аналогичная картина перерастания остаточного прогиба батиальной зоны в краевой обнаруживается в северной части Урала, на широте Лемвинской зоны, где появление граувакк на восточном борту остаточного глубоководного прогиба началось с небольшим запозданием по сравнению с Южным Уралом, а именно в окско-серпуховское время. Этот остаточный прогиб заполнялся в течение среднего и позднего карбона, а в шельфовую зону Печорской плиты терригенные осадки с восточного источника сноса проникли лишь в ранней перми (Пучков, 1996; Юдин, 1994).

Таким образом, обнаруживается определенная асинхронность событий, связанных с началом образования Предуральского краевого прогиба, что можно связать с особенностями коллизионного процесса, в частности с косоориентированной коллизией Восточной Европы с Казахстанским континентом, в связи с чем происходит запаздывание появления граувакк в структурных зонах Западного склона У рала В' северном направлении, в этом же направлении изменяется интенсивность коллизионного процесса, которая своего максимума достигает в полярной части Урала лишь к кунгурскому времени.

К поздней перми - началу триаса в результате коллизии на Урале возник горный складчато-надвиговый пояс. К этому времени относится образование надвигов и шарьяжей т.н. Фронтальной зоны и Главной Западноуральской зоны надвигов (по В.В.Юдину) и перемещение пластин Центрально-Уральской и Лемвинской зон на обломочные толщи краевого прогиба.

Наиболее существенной позднепермско-триасовая эпоха оказалась для крайней северо-восточной (Пайхойской) части Печорской плиты, где началась коллизия в связи со сближением Сибирского и Еврамерийского континентов. В коллизии участвовала, по мнению В.В.Юдина (1994), Байдарацкая островнная дуга, сформированная в

Карской реликтовой зоне Уральского палеоокеана (Зоненшайн, На-тапов,1987; Устрицкий, 1985). В результате этих коллизионных процессов происходит образование пологого периферического вздутия, называемого палеосводом Зенченко, в Варандей-Адзьвинской структурной зоне и на территории Коротаихинской впадины.

На территории Пай-Хоя в триасе и ранней юре происходило мощное поддвигание пассивной окраины континента под Байдарацкую островную дугу и интенсивное формирование складчато-надвиговых орогенных структур. Эти коллизионные процессы на древнекимме-рийском этапе привели к формированию Пайхойско-Новоземельской складчатой системы (Кораго и др., 1989; 'Тектоника и металлогения..., 1992).

Между периодами позднепалеозойской и раннеюрской коллизии в триасе существовал этап ослабления складчатых деформаций, причем на границе перми и триаса существовал эпизод растяжения, во время которого север Урала и сопредельные территории оказались на окраине области рассеянного рифтогенеза (Эволюция..., 1989) и траппового магматизма, включающей территории Западной Сибири и Таймыра.

Известно, что в пермский период начался планетарный процесс возбуждения мантии на обширной территории Северного полушария Земли, вызвавший нарушение изостатического равновесия и погружение крупных участков коры. Под воздействием мантии в отдельных участках, где консолидация коры произошла сравнительно недавно (Западная Сибирь), произошел раскол литосферы с образованием серии рифтовых зон (Сурков, 1989). Одна ветвь расколов проникла и в Северное Приуралье, вызвав излияние толеитовой магмы в раннетриасовое время.

ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Печорская плита обладает уникальным сочетанием самых разнообразных видов минерально-сырьевых ресурсов. По набору этих видов она не имеет аналогов в других регионах Мира.

Проведенный в работе анализ истории геологического развития Печорской плиты и рассмотрение ее структурных особенностей показали наличие условий для проявления самых различных геологических и рудообразующих процессов, пригодных для открытия практически любых видов минерального сырья, связанных с осадочными и магматическими формациями.

К настоящему времени в пределах плиты более или менее удовлетворительно разведаны энергетические ресурсы (нефть, газ, уголь, горючие сланцы). Ведется добыча поваренной соли, различных видов технического и камнесамоцветного сырья, благородных металлов,разнообразных стройматериалов, начата разработка бокситовых месторождений; подготовлены к освоению крупные месторождения титана, баритов. Имеются реальные перспективы и ведутся работы по подготовке промышленных запасов хрома, марганца, железа, меди, полиметаллов, редких и рассеянных элементов, серы, фосфоритов, флюорита, керамического и многих других видов сырья.

Разведанность потенциальных ресурсов полезных ископаемых составляет: по нефти - 52, газу - 40, углю - 7.5, бокситам - 41, титану - 57, марганцу - 57, баритам - 42, меди - 1% и т.д. (Боровинских и др., 1994).

Все эти данные свидетельствуют, что выявленные запасы минерально-сырьевых ресурсов составляют надежную базу для создания различных горнодобывающих и перерабатывающих производств.

Анализ тектонического развития Печорской плиты в фанерозое позволяет установить определенную связь между характером развития плиты на отдельных ее этапах и набором полезных ископаемых, связанных с накоплением осадочных формаций.

Демиссионный период развития характеризуется значительными темпами и объемом накопившихся пород (более 1,0 млн.м3), из которых не менее 40% претерпели жесткие условия катагенетического преобразования ОВ, что способствовало его эмиграции из пород. В этот период для большей части плиты свойственны условия полного онтогенеза нефти и газа.

В эмерсионный период условия осадконакопления и характер тектонического режима меняются. Неоднократные переформирования структурного плана с образованием новых ловушек, образование высокоемких гранулярных коллекторов, перераспределение залежей нефти и газа - такими особенностями развития отличается этот период. В эмерсионный период происходит образование и накопление новых видов полезных ископаемых (каменных углей, горючих сланцев, солей и т.д.).

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФАНЕРОЗОЙСКОЙ

ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ЭПИПОЗДНЕПРОТЕРОЗОЙСКИХ ПЛИТ МИРА

Рассмотрены Сахарская и Аравийская плиты, расположенные на Африканском континенте, а также Мизийская и Среднеевропейская плиты - на Восточноевропейском континенте.

В платформенном чехле эпирифейских плит отмечены несогласия: на границе ордовика и силура (Сахарская и Мизийская плиты), силура - раннего девона (Аравийская, Среднеевропейская плиты), в раннем карбоне, обычно на границе турне и визе (Мизийская, Сахарская, Печорская плиты), ранней перми, ранней юре (на всех рассматриваемых плитах, причем в Сахарской, Мизийской и Печорской плитах на последнем стратиграфическом рубеже сформировались угловые несогласия, что связано с активными проявлениями раннекиммерийского тектогенеза).

Стратиграфическая полнота и мощности осадков, слагающих тот или иной структурный ярус в отдельных плитах, безусловно, отличаются. При этом более полными и мощными являются структурные ярусы, сформировавшиеся синхронно с наиболее активным периодом развития соседней подвижной зоны. Для Печорской плиты это ордовикско-нижнедевонский структурный ярус, отвечающий начальному, наиболее активному периоду развития Палеоуральского океана и связанному с этим временем периоду активного прогибания Приуральского перикратонного опускания. Самые верхние структурные ярусы, начиная с триасового и особенно юрско-мелового времени, наоборот, редуцированы, их мощности в пределах континентальной части плиты имеют невелики, что нельзя сказать об аквато-риальной части плиты, примыкающей к интенсивно погружающейся части Баренцевоморского шельфа.

На основании формационного анализа выявлена еще одна особенность платформенных чехлов рассматриваемых плит - существенно терригенный состав структурных ярусов, сформировавшихся на ранних этапах развития Мизийской, Среднеевропейской, Сахарской и Аравийской плит. Набор формаций доальпийской части разреза указывает на определенное тождество истории развития этих плит.

Следует заметить, что в эпипозднепротерозойских плитах довольно редка полная согласованность структурных планов фундамента и чехла. Чехол плит формируется под непосредственным влиянием подвижных поясов (новообразованных океанов), занимающих как правило, секущее положение по отношению к структурам фундамента. В качестве примеров можно привести уралиды и доуралиды

в Печорской плите, атласиды и сахариды в Сахарской плите, загро-сиды и арабо-нубиды в Аравийской плите и т.д.

На определенной стадии развития эпипозднепротерозойской плиты в ее теле образуется зона растяжения, перерастающая в риф-тогенную зону (авлакоген) - удлиненную, ограниченную длительно развивающимися разломами грабенообразную депрессию с высокими скоростями и градиентами погружения. Авлакогены являются единственным типом платформенных прогибов, которые подвержены инверсии, в результате чего на месте прогнутой структуры возникает пологое валообразное сооружение. Чаще всего авлакогены раскрываются в соседнюю подвижную океаническую зону (геосинклиналь).

Заложение авлакогенов обычно происходит на ранних этапах развития плиты, когда ее фундамент еще обладает довольно высокой подвижностью. Примеры подобных структур известны во всех рассмотренных плитах. На Печорской плите это Печоро-Колвинский и Варандей-Адзьвинский авлакогены, на Сахарской плите - Угарта, на Среднеевропейской плите - Поморско-Куявский авлакоген.

Авлакогены раннего этапа заложения обычно в течение палеозоя претерпевают повторную рифтогенную активизацию, часто сопровождаемую высокой магматической активностью. В Печоро-Колвинском авлакогене такая активизация имела место в среднем девоне, синхронно с Припятско-Донецким авлакогеном и завершилась в начале франа.

Кроме того, в пределах плит могут развиваться более поздние авлакогены, возникающие в фазы активизации движений плиты на рубеже очередных тектонических циклов в соседних подвижных зонах (поясах). Для примера можно рассмотреть авлакоген Пальмира в северной части Аравийской плиты. Его заложение и наиболее интенсивное погружение связаны с интенсивным прогибанием альпийского Средиземноморского пояса в поздней юре, а инверсию он испытал перед олигоценом в связи с началом орогенических движений в альпийской системе.

В большинстве рассмотреншшх авлакогенов на завершающих этапах процессы растяжения, как было отмечено выше, сменяются сжатием, что приводит к формированию зон инверсионных поднятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты анализа истории геологического развития Печорской плиты в фанерозое и сравнение с особенностями фане-розойской истории развития других эпипозднепротерозойских плит Мира сводятся к следующему.

При проведении структурно-формационного расчленения всего комплекса осадочного выполнения Печорской плиты нами выделено два крупных периода в развитии осадочного чехла плиты:де.миссисш-ный (бз - Р\ах) и эмерсионный (Р\а2-Ап), каждый из которых подразделяется на ряд этапов и подэтапов в ранге структурных ярусов и подъярусов.

Для каждого из выделенных ярусов присущи свои типы тектонических движений и характеры тектонических структур. Так, для нижнего, позднекембрийско - нижнедевонского яруса характерны преимущественно линейные структуры, подчиненные ориентировке структурных линий в фундаменте. В эмсско-триасовое время происходили в основном глыбово-блоковые движения фундамента плиты, которые вызвали в чехле образование округлых или линейных структур, часто осложненных крупными тектоническими нарушениями, но в меньшей степени отражающих внутреннее строение фундамента. Структуры верхнего, среднеюрско-антропогенового структурного этажа еще в меньшей степени подвержены влиянию строения фундамента; они лишь подчинены общей ориентировке структурного плана фундамента. Это в основном пликативные пологие округлые, изометричные, реже слабо вытянутые поднятия и впадины небольшой интенсивности и амплитуды, значительно реже нарушенные разломами.

Установлены определенные особенности геологического развития Баренцевоморского шельфа в фанерозое, выразившиеся в том, что он образовался над остаточным океаническим бассейном ран-непалеозойского океана Япетус (Устрицкий, 1988), отличающимся пятнистым расположением участков, лишенных "гранитного" слоя. Своеобразие этого участка выражается в том, что он имеет огромные мощности (более 12 км) осадков, накопившиеся в позднем палеозое и раннем мезозое, сносимые с размывающихся уралид и с ороге-на, сформировавшегося севернее Земли Франца-Иосифа, причем мезозойская толща осадков оказалась переслоенной многочисленными интрузивными телами, зафиксированными в сейсмическом разрезе в виде неких "странных" горизонтов (Алехин, 1988).

В ордовике вдоль восточной края Печорской плиты (в современных координатах) заложился Уральский океан, прошедший все

стадии своего формирования и развития: от эпиконтинентально-го рифтогенеза и заложения океана (поздний кембрий - ордовик), через полное его раскрытие (силур - девон), и до его закрытия (поздний девон - ранний карбон) и образования на краю плиты складчато-покровного сооружения на коллизионном этапе (средний карбон - ранняя юра). В начальные этапы эпиконтинентального рифтогенеза от края Восточно-Европейского континента откололся Уват-Хантымансийский блок, дрейфовавший позже в Уральском палеоокеане, а на коллизионом этапе "застывший" в теле ЗападноСибирской плиты (Тимонин, 1997).

В начальные эпизоды эпиконтинентального рифтогенеза на Уральском краю Восточно-Европейского континента, в позднем кембрии-начале ордовика сформировалась рифтовая окраина, где накапливалась характерная серия осадков - прибрежные грубообломочные терригенные отложения, сменяемые мелководными кварцевыми песчаниками, которые с резким несогласием залегают на метаморфитах рифей-вендского возраста и сопровождаются магматическими проявлениями щелочного состава, типичными для рифтогенеза, предшествующего раскрытию Уральского океана.

Уральский океан существенным образом влиял на развитие окраинной части Печорской плиты. В течение всего времени своего существования этот океан ограничивался с одной стороны пассивной окраиной Восточно-Европейского (Еврамерийского) континента, а с другой - активной окраиной Казахстанского (Казахстанско-Киргизского) континента. Последний возник в конце ордовика в результате столкновения и аккреции ряда мелких микроконтинентов.

В Уральском океане вдоль всей Уральской зоны в силурийское время сформировалась мощная Тагильская островная дуга, которая в конце палеозоя эволюционировала в Палеоуральский коллизионный ороген.

Изучение источников сноса обломочного материала позволило установить момент, когда к сносу со стороны континента добавился, а затем и заменил его снос с растущего складчатого пояса. Этот момент, имевший место на Южном Урале в фамене, и на Полярном - в раннем карбоне, фиксирует начало закрытия Уральского океана.

Установлена сложная эволюция орогенного этапа развития пассивной окраины Еврамерийского континента. Выявлено, что Уральский ороген не протягивался севернее Байдарацкого разлома, где образовался в конце коллизионной стадии Северо-Карский остаточный океанический бассейн.

Зона субдукции постоянно погружалась под Тагильскую островную дугу и Казахстанский континент, благодаря чему этот конти-

нент быстро аппретировал, постепенно сближаясь с Еврамерийским. Непараллельность окраин Еврамерийского и Казахстанского континентов приводила к тому, что ноллизионные процессы проходили по косым направлениям, часто со сдвиговой составляющей и запаздыванием этих процессов вдоль зоны коллизии (Пучков, 1996). Такая косоориентированная коллизия привела и к определенным структурным осложнениям в краевой части плиты, в частности, в виде появления сдвиговых дислокаций (поднятие Чернышева, Колвинский мегавал, Варандей-Адзьвинская структурная зона и т.п.)

На пассивной окраине развивалась шельфовал зона с периодически формировавшимися по бровке шельфа барьерными рифами, а также батиальная зона. Тектонические процессы в шельфовой области Печорской плиты происходили более или менее синхронно с событиями в Уральском океане. Вдоль края континента сформировалась Приуральская зонаперикратонного опускания, длительное время являющаяся ареной активного прогибания и накопления отложений преимущественно карбонатного состава. Разрез континентального шельфа от верхнего ордовика почти до верхнего девона сложен в основном мелководными карбонатными осадками, в том числе и рифогенными. Барьерные рифы, формирующиеся на бровке континентального шельфа, сменяются при движении в сторону Уральского океана турбидитными обломочными толщами и далее пелагическими тонкими кремнистыми образованиями.

Летально охарактеризован механизм формирования и эволюции структур Печоро-Колвинского авлакогена- от момента формирования Печоро-Илычского сводообразного поднятия, вероятно, происшедшего еще в венд-кембрийское время, с размерами, достигавшими 300x1100 км, последующего обрушения в позднем кембрии-ордовике во время начавшегося спрединга на рифтогенной окраине Уральского ограничения Восточно-Европейского континента с образованием системы узких параллельных трогов (рифтов), унаследовавших положение и ориентировку рифейских разломов - Печоро-Илычского, Припечорского и Колвинского. Интенсивность начального этапа прогибания трогов, разделенных Л айско-Верхнелодминским поднятием, в течение ордовикско - раннедевонского времени не была одинаковой. В среднедевонское время отмечается повторная рифто-генная активизация трогов Печоро-Колвинского авлакогена, во время которой несколько увеличиваются размеры трогов, а в паший-ское и кыновское время троги были охвачены трапповым субщелочным магматизмом, характерным для континентального рифтогенеза (Припятско-Донецкий авлакоген). Трапповый магматизм в это вре-

мя проявился и на территории Тимана, Пай-Хое, Вайгаче и Новой Земле, где чаще всего формировались силлы диабазов.

В преддоманиковое время (370 млн.лет назад) завершился процесс рифтогенеза в Печоро-Колвинском авлакогене, территория которого была вовлечена в спокойное равномерное погружение. В среднем карбоне началась инверсия тектонических движений в авлакогене с образованием валообразных поднятий на месте трогов. Инверсия завершилась в ранней перми (около 270 млн.лет назад) с образованием Печоро-Кожвинского и Колвинского мегавалов. Перерыв между этими рубежами составляет около 100 млн.лет, что вполне сопоставимо с аналогичными рубежами развития внутрикон-тинентальных авлакогенов (Шахновский, 1996).

Механизм и кинематика формирования Печоро-Колвинского авла-когена вполне соспоставимы с кинематикой развития Припятско-Лонецкого авлакогена (Гарецкий, Клушин, 1987, 1989; Шишкин, Шишкина, 1989). Печоро-Колвинский авлакоген, как и Припятско-Донецкий, ограничен по бортам серией листрических сбросов, рассекающих верхнюю кору, и местами проникающих до раздела Мохо, представляя таким образом пути проникновения трапповой магмы на поверхность. Под Печоро-Колвинским рифтогеном кора построена по типичному авлакогеновому типу (Дедеев, Запорожцева, 1985).

Формирование рифтогенных структур некоторыми исследователями (Е.Е.Милановский, Г.Буалло, И.II.Шахновский и др.) объясняется наличием под ними разуплотненного астеносферного выступа, рост которого сопровождался растяжением земной коры и проявлениями процессов рифтогенеза. Взаимосвязь процессов растяжения земной коры с подъемом аномального мантийного материала во многом еще дискуссионна, но ясно одно, что особенности эволюции рифтогенных структур обусловлены в основном термическим состоянием аномальной мантии, которой определяется интенсивность и длительность прогрева и последующего остывания литосферы в основании рифтов. Остывание литосферы и прогибание ложа риф-тогена происходят поэтапно. Вначале следует достаточно быстрое опускание ложа рифтовой долины, связанное с процессами быстрого отвердевания аномальной мантии, затем опускание замедляется, что обуславливается охлаждением литосферы.

В сответствии с изложенным выше материалом рассмотрены перспективы нефтегазоносности и фанерозойская металлогения Печорской плиты. Металлогенический профиль Западно-Уральской и Новоземельско-Пайхойской зон характеризуется оруденением, отвечающим условиям пассивных окраин континентов, в которых преобладающую роль играют: медистые песчаники, фосфориты, бариты,

оруденение стратиформного типа (марганец и полиметаллы), угли, эвапориты, и, конечно же, нефть и газ. Каждому из генетических типов полезных ископаемых отвечает определенный формационный комплекс.

Подводя итоги вышесказанному, эволюцию Печорской плиты в фанерозое можно кратко обрисовать следующим образом:

1. поздний кембрий-ранний ордовик - континентальный рифтоге-нез двух типов:

А - краеплитный на восточном краю (в современных координатах) Восточно-Европейского континента, приведший к расколу континента, отделению Уват-Хантымансийского и других микроконтинентов; началу спрединга, образованию пассивной окраины с формированием геоморфологической триады (континентальный шельф, котнтинентальный склон и подножье) (рис.1);

Б - внутриплитный рифтогенез, приведший к раскалыванию Печо-ро-Илычского аркогенного поднятия, образованного в венде-раннем кембрии, как следствие коллизионного тектогенеза; формирование трогов, на месте которых в ранней перми сформировались инверсионные Печоро-Кожвинский и Колвинский мегавалы (рис. 2);

2. средний-поздний ордовик - начало раскрытия Уральского океана, накопление первой морской осадочной толщи; начало образования барьерных рифов по бровке шельфа, затрудняющих связь молодого шельфа с открытым океаном; формирование толщи эвапоритов в основании осадочного клина Приуральского перикратонного опускания, вследствие образования застойных явлений при повышенном испарении воды при формировании осадков в приэкваториальных условиях; начало заполнения трогов Печоро-Колвинского рифтоге-на (авлакогена);

3. верхний силур-девон - существование широкого открытого океана; формирование Тагильской островной дуги вдоль всей уральской окраины континента, под которую происходит субдукция океанической коры палеоокеана; начало образования коры переходного типа;

4. средний девой - повторная рифтогенная активизация Печоро-Колвинского авлакогена, трапповый магматизм в трогах плиты;

5. верхний девон (додоманиковый период) - завершение процессов рифтогенеза в Печоро-Колвинском авлакогене;

6. конец раннего-средний карбон - начало инверсионных движений в Печоро-Колвинском авлакогене; начало коллизионных процессов в Полярноуральской части;

7. ранняя пермь - окончательное оформление Печоро-Кожвин-ского и Колвинского мегавалов, завершение инверсии Печоро-Кол-

винского авлакогена;

8. конец ранней перми - начало отложения моласс в формирующемся Предуральском краевом прогибе, начало формирования на Урале покровно-складчатого комплекса;

9. поздняя пермь - образование в Карском секторе Уральского палеоокеана Байдарацкой островной дуги(?), ориентированной под прямым углом к Тагильской дуге;

10. поздняя пермь-триас - поддвигание Пайхойской пассивной окраины под Байдарацкую островную дугу, сопровождаемое формированием на этой территории интенсивных складчато-надвиговых структур;

11. конец триаса-начало юры - завершение коллизии, образование Новоземельско-Пайхойского складчатого сооружения; в ранней юре - поддвигание края Печорской плиты под структуры Уральской складчато-надвиговой области, сопровождавшееся образованием регионального послойного срыва по некомпетентным верхнеордовикским соленосным отложениям, приведшим к образованию крупных бескорневых структур типа поднятий Чернышева и Чернова; завершение коллизионных процессов с образованием левосторонних сдвиговых дислокаций на Тимане и в Северном Приуралье.

Основные работы автора, опубликованные по теме диссертации:

Монографии:

1.Атлас литолого-палеогеографичесюгх карт палеозоя п мезозоя Северного Нриуралья/ Отв.ред В.А.Чермных.- Л.: Наука, 1972; 46 карт, 25 п.л. (в соавторстве с В.Я.Пучковым, В.А. Чермных, Н.Н.Кузькоковой и ДР-);

2. История геологического развития Северного Прпуралья в палеозое и мезозое (Объяснительная записка к Атласу лптолого-палеогеогра-фических карт). - Л.: Наука; 1972, 7.1 п.л.(108 с.) (в соавторстве с В.Н.Пучковым, А.И.Першпной, Н.Н.Кузькоковой и др.);

3. Тектоника гряды Чернышева. - Л.: Наука; 1975, 16,4 п.л.(130 е.);

4. Структура платформенного чехла Европейского Севера СССР. - Л.: Наука, 1982; 20,9 п.л.(198 с.) (в соавторстве с В.А.Дедеевым, В.Г.Геценом, П.В.Запорожцевой и др.);

5.Тектонические критерии прогноза нефтегазоносности Печорской плиты. -Л.: Наука, 1986; 15,1 п.л.(216 с.) (в соавторстве с В.А.Дедеевым, Л.З.Амнновым, В.Г.Геценом и др.);

6.Новоземельский мемориал. - Сыктывкар, 1995; 17,8 п.л. (297 е.).

7.Печорская плита: история геологического развития в фаиерозое. -Екатеринбург, 1998; 17 п.л. (в печати).

Научные доклады и рекомендации:

8. Перспективы нефтегазоносиости западного склона Северного, Приполярного и Полярного Урала и севера Предуральского краевого прогиба. - Сыктывкар, 1975. - 50 с. (Докл. на Президиуме Коми филиала АН СССР; сер. "Научные рекомендации - народному хозяйству", вып. 5) (в соавторстве с А.И.Елисеевым, В.Н.Пучковым, Я.Э.Юдовичем, В.В.Юдиным) ;

9. Рудные формации и проблемы металлогении Вайгач-Южноново-земельского антиклинория. - Сыктывкар, 1975.-48 с. ; (Докл. на Президиуме Коми филиала АН СССР; сер."Научные рекомендации - народному хозяйству", вып. 6) (в соавторстве с Н.П.Юшкиным, М.В.Фишма-ном);

10. Прогноз нефтегазоносиости Тимано-Печорской провинции. -Сыктывкар, 1981- 48 е.; (Докл. на Президиуме Коми филиала АН СССР; сер.''"Научные рекомендации - народному хозяйству, вып. 27) (в соавторстве с В.А.Дсдсевым, Л.З.Ампновым, Г.Д.Удотом и др.);

11. Тектоническая карта Печорской плиты. - Сыктывкар, 198512 е.; (Докл. на Президиуме Коми филиала АН СССР; сер. "Научные доклады", вып. 142) (в соавторстве с В.А.Дедеевым, В.В.Юдиным, В.Н.Богацкпм и др.);

12. ФанерозоПская геодинамика Печорской плиты (доорогенный период). - Сыктывкар, 1997.- 36 с. (Докл. па Президиуме Коми НЦ УрО РАН); (сер. "Научные доклады", вып. 390);

Карта:

13. Структурно-тектоническая карта Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, м-б 1:1 ООО ООО (на 2-х листах); - М.: Мингео СССР, 1988 (в соавторстве с В.Н.Богацкпм, A.C.Голованем, В.И.Громекой и

др-);

Научные статьи:

14. К истории тектонического развития севера Урала и Приуралья в пермский период // Матер, к Первой Уральской коиф. молодых геологов и геофизиков. - Свердловск, 1967 (в соавторстве с В.Н.Пучковым);

15. Тектоника Среднего Тим лил и его отображение на аэрофото-схемах// Тектоника и древние толщи Тимана и Приполярного У рала.-Сыктывкар, 1968. - С.'27-39 ; (Труды Ии-та геологии Коми филиала АН СССР, вып. 8) (в соавторстве с В.А.Разницыным);

16. Некоторые черты тектоники Приполярного Урала и гряды Чернышева, отражающиеся на аэрофотосхемах// Тектоника и древние толщи Тимана и Приполярного Урала,- Сыктывкар, 1968С.40-49 ; (Труды Ян-та геологии Коми филиала АН СССР, вып. 8) (в соавторстве с В. Н. Пучковым);

17. Шарьлж на гряде Чернышева. (Северное Прпуралье)//Докл. АН СССР, 1968 - Т. 186.~ №1, с. (в соавторстве с Г.М.Фпрером);

18. К истории тектонического развитии территории севера Урала и Приуралья в пермский период // Вопросы геологии и магматизма Урала, - Свердловск, 1970,- с. 71-74 (в соавторстве с В.Н.Пучковым);

19. Особенности тектоники гряды Чернышева //Геология и полезные ископаемые Северо-Востока европейской части СССР и севера Урала. - Сыктывкар, 1971- С. 367-371 (Труды Y1I геол. конференции Коми АССР, т.1);

20. Пермо-триасовый базальтовый магматизм Северного Приуралья // Магматизм, метаморфизм и металлогения Севера Урала и Най-Хоя. - Сыктывкар, 1972.- С.60-62,

21. Новые данные о средне- и верхнекаменноугольных отложениях южной оконечности гряды Чернышева // Ежегодник-1971 Ин-та геологии Коми филиала АН СССР. - Сыктывкар, 1972 - С.40-44 (в соавторстве с А.II.Елисеевым, 3. П. Михайловой);

22. Новые данные по стратигафии среднего и верхнего карбона острова Вайгач // Геология и полезные ископаемые Северо-Востока Европейской части СССР (Ежегодник - 1973 Ин-та геологии Коми филиала АН СССР). - Сыктывкар, 1974С. 74-79 (в соавторстве с II.В.Калашниковым, 3.П.Михайловой);

23. Тектоническое развитие восточной части Болыиеземельской тундры в связи с перспективами нефтегазоносности // Геология и нефте-газоносность Тпмано- Нечорско i'í провинции. - Сыктывкар, 1975.- С. 99-104;

24. Палеотектонический анализ территории северных впадин Пре-дуральского краевого прогиб а // Нефтегазоносность Северо-Востока Европейской части СССР и севера Урала. - Сыктывкар, 1977.-С. 15-22 (Труды YIII геол. конф. Коми АССР, т.Ш);

25. Возраст базальтов гряды Чернышева (север Предуральского краевого прогиба) // Геология и палеогеография Северо-Востока Европейской части СССР. - Сыктывкар, 1977 -С.26-28;

26. Основные черты тектоники и особенности геологического развития Южноновоземельско-Вайгачского антпклпнорпя // Тектоника и нефтегазоносность Тпмано-Печорскоп провинции и ее структурных обрамлений. - Сыктывкар, 1978 - С. 16-29 (Труды Ин-та геологии Коми филиала АН СССР, вып.26);

27. Новые данные о проявлениях барита и серного колчедана в сред-недевонских отложениях Пай-Хоя // Литология и геохимия палеозойских формаций Севера Урала и Пай-Хоя. - Сыктывкар, 1979.- С. 43-56 (Труды Ин-та геологии Коми филиала AII СССР, вып.28) ( в соавторстве с Я.Э.Юдовичем, А.Б.Юдиной, Л.П.Павловым );

28. Тектонические критерии прогноза нефтегазоносности западного склона Севера Урала // Геология месторождений горючих ископаемых Европейского Северо-Востока СССР. - Сыктывкар, 1981.- С. 7 14 (Труды IX геол. конференции Коми АССР, т. 2) (в соавторстве с В.В.Юдиным);

29. Основные проблемы геологии севера Урала л Ла/)-Хоя в связи с прогнозом нефтегазоносности // Проблемы геологии Севера Урала. - Сыктывкар, 1983 - С. 3-23 ; (Труды Ин-та геологии Коми филиала АН СССР, вып. 42) (в соавторстве с В.А.Дедеевым, А.И.Елисеевым, Р.Г. Тимониной, М.В. Фншмапом);

30. Тектоническая эволюция Печорской плиты в фанерозое // Геология и полезные ископаемые Европейского Севера СССР. - Сыктывкар, 1983,- С. 36-37 (Труды Ин-та геологии Коми филиала АН СССР. вып. 44) (в соавторстве с Ц.А.Дедесвым);

31. Тектонические аспекты прогноза нефтегазоносности западного склона севера Урала п Пай-Хоя // Тектоника и нефтегазоносность складчатых поясов. - Фрунзе, 1984.- С. 245-252 ( в соавторстве с В.А.Дедеевым, В.В.Юдиным, А.И.Елисеевым);

32. Тектонические условия размещения углеводородов в Печорском бассейне // Печорский нефтегазоносный бассейн (литология и тектоника). - Сыктывкар, 1984. (Труды Ин-та геологии Коми филиала АН СССР, вып. 47) (в соавторстве с В.А.Дедеевым, Л.З.Аминовым, Н.А.Малышевым, А.З.Паневой);

33. Восточное ограничение Печорской плиты // Тектоника, магматизм, метаморфизм и металлогения зоны сочленения Урала и Воет.-Европ. платформы. - Свердловск-Миасс, 1985.-С. 12-14 (в соавторстве с В.А.Дедеевым, И.В.Запорожцевой, В.В.Юдиным);

34. Научная основа развития поисково-разведочных работ на нефть и газ в Тимано-Печорской провинции // Минерально-сырьевые ресурсы Европейского Северо-Востока СССР. - Сыктывкар, 1986.- С. 72-86 (Труды X геол. конф. Коми АССР) (в соавторстве с В.А.Дедеевым, Л.З.Аминовым, В.А.Горбань и др.);

35. Тектоническая эволюция Печорской эпибайкальской плиты // Геотектоника Европейского Северо-Востока СССР. - Сыктывкар, 1988.-С. 5-9 (Труды X геол. конф. Коми АССР) (в соавторстве с В. А.Дедеевьш);

36. Тектоническая эволюция эпирпфейских плит в фанерозое // Минерально-сырьевые ресурсы Европейского Северо-Востока СССР. -Сыктывкар, 1990-С. 79-83 (Труды XI геол. конф. Коми АССР);

37. Средне-поздпедевонскпе структуроформпрующие движения на Печорской плите и их последствия // Геология девона Северо-Востока европейской части СССР. - Сыктывкар, 1991.- С. 78-79;

38. Геологические исследования Новой Земли в ХУII - первой половине XX в. // История геологических исследований на Европейском Северо-Востоке. - Сыктывкар, 1991.- С. 26-39;

39. Среднекаменноугольные отложения в зоне сочленения Пай-Хоя и Полярного Урала // Геология Севера Урала. - Сыктывкар, 1992.- С. 50-60 (Труды Пи-та геологии Коми ПЦ УрО РАН, вып. 78).

Заказ №112 Тираж 150

Участок оперативной полиграфии Коми научного центра УрО РАН 167610, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, 48

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Тимонин, Николай Иосифович, Сыктывкар



ч-*' С-

Российская академия наук Уральское отделение Коми научный центр Институт геологии

УДК 551.248.1(470.1)

н.и.тимонин

ПЕЧОРСКАЯ ПЛИТА: ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ В

ФАНЕРОЗОЕ

Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Специальность 04.00.01 Общая и региональная: геолог

Сыктывкар, 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие 3

Введение 10

Глава 1. Границы Печорской плиты 14

Глава 2. Глубинное строение Печорской плиты 20

Глубинная структура Печорской плиты по данным сейсмических

исследований 20 Глубинное строение Печорской плиты по гравиметрическим данным27

Глубинное строение Печорской плиты по магнитным данным 30

Слоисто-блоковая структура земной коры Печорской плиты 35

Глава 3. Структура и формации платформенного чехла

Печорской плиты 40

Тиманская (Канино-Тиманская) гряда 51

Печорская синеклиза 55

Предуральский краевой прогиб 76

Уральский кряж 90

Новоземельско-Пайхойский кряж 96

Глава 4. Этапы развития Печорской плиты в фанерозое 103

•кВерхнекембрийско-нижнедевонский структурный ярус 105

- Верхнекембрийско-нижнеордовикский рифтогенный подъярус 106

- Среднеордовикско-нижнедевонский структурный подъярус 122 * Эмсско-верхнетриасовый структурный ярус 137

- Предэмсский региональный перерыв 138

- Эмсско-раннеживетский структурный подърус 140

- Предпашийские региональные движения и их

структуроформирующая роль 146

- Пашийско-саргаевский структурный подъярус 149

- Девонский терригенно-вулканогенный комплекс

Печорской плиты 151

- Семилукско-турнейский структурный подъярус 166

- Предвизейский региональный перерыв 177

- Визейско-нижнеартинский структурный подъярус 180

- Верхнеартинско-верхнепермский структурный подъярус 191

- Предтриасовый региональный перерыв 197

- Триасовый (триасово-нижнеюрский?) структурный подъярус 199

- Предсреднеюрский региональный перерыв 210

* Среднеюрско-антропогсновый структурный ярус 212

* Неотектонический этап развития Печорской плиты 220

Глава 5. История развития Печорской плиты

в фанерозое с позиций палеогеодинамики 226

Позднепротерозойская история Печорской плиты 228

Рифтовая стадия 233

Стадия раскрытия океана и формирования пассивной окраины 236

Стадия закрытия Палеоуральского океана и процессы коллизии 245

Глава 6. История развития Печорской плиты и размещение

полезных ископаемых 256

6.1. Нефтегазогеологическое районирование Печорской плиты 256

6.2. Угленосные и сланценосные формации 268

6.3. Рудные и нерудные полезные ископаемые, связанные с осадочными формациями 276

Глава 7. Сравнительный анализ фанерозойской истории развития

эпипозднепротерозойских плит Мира 292

7.1. Сахарская плита 294

7.2. Аравийская плита 312

7.3. Мизийская плита 326

7.4. Среднеевропейская плита 341

Заключение 356

Литература 362

Приложение 392

Содержание 399

ПЕРЕЧЕНЬ РИСУНКОВ И ПРИЛОЖЕНИЙ

Рис.1.1. Обзорная карта Печорской плиты и сопредельных районов. - с.15 Рис.2.1. Строение земной коры по профилю ГСЗ Кинешма-Воркута (по А.В. Егоркину и Э.Г.Даниловой с использованием интерпретации В.Г.Черного). - с.21

Рис.2.2. Модель физических свойств земной коры Печорской плиты, по И.В.Запорожцевой (Дедеев, Запорожцева, 1985). - с.22

Рис.2.3. Строение земной коры в южной части Баренцевоморского шельфа (по М.Л.Вербе, А.Д.Павленкину и Ю.В,Тулиной; Баренцевская...,1988). - с. 25

Рис.2.4. Схема районирования магнитного поля (ДТ)а (по Н.Г.Берлянд и И.В.Запорожцевой; из работы Запорожцева, Пыстин, 1994, с.40). - с.32

Рис.2.5. Геоблоки Печорской плиты и сопредельных территорий (составил Н.И.Тимонин с использованием материалов НПО "Севморгео" и Института геологии Коми НЦ УрО РАН). -с.35

Рис.3.1. Тектоническое районирование Печорской плиты по поверхности карбонатов нижней перми. - с.41

Рис.3.2. Формационное расчлененение платформенного чехла Печорской плиты (формацион-ный профиль по линии скв. 1-Сафоново - 1-Усть-Цильма - 1~Баганская - р.Кожым. Составил Н.И.Тимонин. - с.43

Рис.3.3. Формационные ряды карбонатной и сланцевой зон севера Урала (А) и Пай-Хоя (Б), по А.И.Елисееву (1983). - с.45

Рис.3.4. Схема размещения источников сноса и бассейнов сброса на Баренцевоморском шельфе в триасовое время (по С.В.Алехину, с 1988, с дополнениями и изменениями автора). - с.50 Рис.3.5. Строение Канино-Тиманской гряды по поверхности фундамента. - с.53 Рис.3.6. Схема расположения скважин, вскрывших фундамент Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с.56

Рис.3.7. Схема строения северной части Печорской синеклизы по поверхности карбонатных отложений нижней перми. Составил Н.И.Тимонин. - с.58

Рис.3.8. Схема строения северной части Печоро-Колвинского авлакогена по поверхности фундамента. Составил Н.И.Тимонин. - с.67

Рис.3.9. Палеогеологические схемы Варандей-Адзьвинской структурной зоны (по Л.А.Удовиченко и С.А.Данилевскому, 1985). - с.73

Рис.3.10. Геологические разрезы вкрест простирания структур вала Гамбурцева (по А.Б.Хабарову и А.Ш.Галявичу, 1989). - с.74

Рис.3.11. Схема строения Предуральского краевого прогиба и Уральского кряжа по поверхности карбонатных отложений нижней перми. Составил Н.И.Тимонин. - с.75

Рис.3.12. Сводные геологические разрезы севера Урала, Приуралья и Пай-Хоя (по рис. 39, Юдин, 1994 с изменениями автора). - с.76

Рис.3.13. Сейсмический временной разрез через центральную часть поднятия Чернышева (составил Н.А.Малышев по материалам ГГП "Печорагеофизика", профили 20989-05 и 20992-07). - с.86

Рис.4.1. Схема формирования рифтогенной окраины Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин с использованием материалов Л.Т.Беляковой (1988), В.С.Суркова и О.Г.Жеро (1981). - с.104

Рис.4.2. Средние скорости осадконакопления в течение позднекембрийско-раннеордовикского подэтапа. Составил Н.И.Тимонин. - с. 107

Рис.4.3. Геологическая ситуация места формирования Печоро-Колвинской рифтогенной зоны. Составил Н.И.Тимонин. - с.108

Рис.4.4. Схематический фациальный профиль верхнекембрийско-ордовикских отложений севера Урала по представлениям автора (А) и по Б.Я.Дембовскому и др. (1983) (Б). - с.114

Рис.4.5. Схема корреляции палеозойских геологичеких формаций, развитых в северной части пассивной окраины Восточно-Европейского континента (по В.Н.Пучкову, 1997в). - с.117

Рис.4.6. Средние скорости осадконакопления в течение среднеордовикско- раннедевонского а^апа. Составил Н.И.Тимонин. - с.123

Рис.4.7. Сейсмогеологический разрез Припятского палеорифта (по Р.Г.Гарецкому и С.В.Клушину, 1987). - с.124

Рис.4.8. Фрагмент профиля ГСЗ "Агат-2", показывающий глубинное строение Печоро-Колвинского авлакогена. Составил Н.И.Тимонин по геосейсмическому разрезу, построенному А.С.Воиновым и И.В.Запорожцевой. - с. 125

Рис.4.9. Схема предэмсской и предпашийской эрозионных поверхностей Печорской плиты (совмещенная палеогеологическая карта). Составил Н.И.Тимонин. - с.139

Рис.4.10. Схема равных скоростей осадконакопления на территории Печорской плиты в эмсско-раннеживетский подэтап. Составил Н.И.Тимонин. - с.141

Рис.4.11. Палеогеологические профили вдоль южной части Колвинского мегавала (палеораз-мыв среднедевонских отложений к началу пашийского времени) (А) и вдоль Среднемакарихин-ского вала (палеоразмыв силурийских отложений к началу пашийского времени) (Б). Составил Н.И.Тимонин. - с.147

Рис.4.12. Схема строения туфодиабазовой толщи Dg-1 на Южном Тимане. Составил Н.И.Тимонин. - с.152

Рис.4.13. Петрохимическая диаграмма пород девонского вулканогенного комплекса Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с.153

Рис.4.14. Схема строения Исаковской вулканической структуры (по JI.T. Беляковой и Т.И.Кушнаревой, 1986). - с.155

Рис.4.15. Тройная диаграмма дифференциации девонских вулканических комплексов Печорской плиты. - с.159

Рис.4.16. Схема размещения пород средне-позднеднвонского вулканизма на юге Новой Земли (по Т.Н. Тимофеевой, 1982). - с. 160

Рис.4.17. Взаимосвязь содержаний кремнезема и щелочей в магматических породах девонского возраста Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с.161

Рис.4.18. qz-диаграмма для толеитовых и оливин-базальтовых серий, по Ю.М.Шейнманну. Составил Н.И.Тимонин. - с.163

Рис.4.19. Классификационные диаграммы Дж.Пирса для идентификации базальтоидов среднее позднедевонского возраста Печорской плиты (по Реагсе, 1976). Составил Н.И.Тимонин. - с.165

Рис.4.20. Интенсивность прогибания Печорской плиты в течение позднедевонско-турнейского этапа. Составил Н.И.Тимонин. - с.168

Рис.4.21. Схематическая карта размещения позднедевонского рифового комплекса. Составил Н.И.Тимонин. - с.169

Рис.4.22. Палеогеологический профиль Харьягинского участка франской краевой рифогенной зоны (по В.Вл.Меннеру, 1989 с дополнениями автора). - с.170

Рис.4.23. Палеотектоническая схема Печорской плиты фаменского этапа развития. Составил Н.И.Тимонин по материалам Т.И.Кушнаревой (1977). - с.171

Рис.4.24. Схематический палеофадиальный профиль заполнения Вуктыло-Джебольского некомпенсированного прогиба (по А.А.Султанаеву и др., 1972). - с.172

Рис.4.25. Литолого-фациальный профиль палеозойских отложений Южного острова Новой Земли (по Н.Н.Соболеву и др., 1985). - с.174

Рис.4.26. Схематическая палеогео логическая карта предвизейской поверхности Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - 178

Рис.4.27. Интенсивность осадконакопления на территории Печорской плиты в течение визейско-раннеартинского этапа. Составил Н.И.Тимонин. - с.181

Рис.4.28. Палеотектоническая схема Печорской плиты для раннепермской эпохи (по С.Л.Белякову, 1994). -С.185

Рис.4.29. Схематическая палеогеологическая карта предпермской поверхности Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с. 190

Рис.4.30. Схематическая палеогеологическая карта предтриасовой поверхности Печорской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с. 198

Рис.4.31. Схема распространения базальтов нижнетриасовой трапповой формации в Северном Приуралье. Составил Н.И.Тимонин. - с.200

Рис.4.32. Реконструкция рельефа морского дна в Южно-Баренцевской впадине в раннем триасе (по M.JT.Вербе, 1985; Баренцевская..., 1988). - с.208

Рис.4.33. Схематическая карта равных скоростей осадконакопления в триасовый подэтап. Составил Н.И.Тимонин. - с.209

Рис.4.34. Схематическая карта равных скоростей осадконакопления в юрско-меловой этап. Составил Н.И.Тимонин. - с.212

Рис.4.35. А-Схематическая карта газонефтеносности юрских отложений на Российском шельфе Баренцева моря (по Е.В.Захарову и А.Ю.Юнову, 1994); Б-Геологический профиль через Штокмановско-Лунинский структурный порог (по А.В.Борисову, И.А.Таныгину и др., 1995). -с.217

Рис.5.1. Схема размещения офиолитовых поясов и остаточных океанических бассейнов у окраины Восточно-Европейского континента. Составил Н.И.Тимонин с использованием материалов С.В.Аплонова, В.Н.Пучкова, В.И.Устрицкого, В.Е.Хаина. - с.231

Рис.5.2. Палеотектоническая реконструкция для раннего ордовика. А - деталь реконструкции по В.Е.Хаину и К.Б.Сеславинскому, 1991; Б - реконструкция Уральского океана по Л.П.Зоненшайну и др., 1990 с дополнениями автора. - с.234

Ряс.5.3. Палеотектоническая реконструкция для раннего силура. - с.237 Рис.5.4. Палеотектоническая реконструкция для раннего девона. - с.240 Рис.5.5. Палеотектоническая реконструкция для позднего девона. - с.246

Рис.5.в. Схема начальных этапов развития Печорской плиты и пассивной окраины Палео-уральского океана. Составил Н.И.Тимонин. - с.247

Рис.5.7. Палеотектоническая реконструкция для раннего карбона. - с.250 Рис.5.8. Палеотектоническая реконструкция для позднего карбона. - с.251 Рис.5.9. Палеотектоническая реконструкция для ранней перми. - с.254 Рис.5.10. Палеотектоническая реконструкция для поздней перми. - с.254 Рис.6.1. Нефтегазогеологическое районирование Печорской плиты. - с.262 Рис.6.2 Распределение угленосности в разрезе пермской формации Печорского угленосного бассейна (по рис. 7 в кн. "Угленосная формация..., 1990). - с.270

Рис.6.3. Схемы формирования максимальной угленосности на территории Печорского угольного бассейна (Угленосная формация..., 1990). - с.271

Рис.7.01. Схема размещения эпипозднепротерозойских (эпибайкальских) плит Мира среди других складчатых систем . Составил Н.И.Тимонин на основе Международной тектонической карты Мира, м-ба 1:45000000, 1982 (Отв. редакторы Ю.Г.Леонов и В.Е.Хаин). - с.293

Рис.7.1. Тектоническая схема северо-западной части Сахарской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с.295

Рис.7.2. Палеогеологический разрез через свод Тильремт и впадину Уэд-Миа (Северная Сахара), приведенный к предмезозойской поверхности несогласия. Составил Н.И.Тимонин по данным И.В.Высоцкого и др., 1981. - с.297

Рис.7.3. Схема сопоставления разрезов "нижних песчаников" по скважинам в северо-западной части Сахарской плиты, по Д.И.Панову, 1973. - с.301

Рис.7.4. Схема сопоставления палеозойских отложений Сахарской плиты, по Ю.Г.Леонову, 1976. - с.305

Рис.7.5. Тектоническая схема Аравийской плиты. Составил Н.И.Тимонин. - с.313 Рис.7.6. Схема литофаций и мощностей основных комплексов палеозоя и мезозоя на Аравийской плите, по В.П.Поникарову и др., 1973. - на двух листах, с.317, 318

Рис.7.7. Схема корреляции палеозойских и мезозойских формаций Аравийской плиты, по A.Alsharhan к C.Cendall, 1986. - с.319

Рис.7.8. Схема размещения коренных выходов и скважин, вскрывших пермо-карбоновую толщу силицикластических пород на Аравийской плите, по A.Al-Leboun, 1988. - с.320

Рис.7.9. Схематический разрез через Аравийскую плиту, показывающий изменение мощностей триасовых формаций, по A.Alsharhan & C.Cendall, 1986. - с.322

Рис.7.10. Схема тектоники фундамента Мизийской плиты (А) и схема тектонического районирования фундамента Мизийской плиты (Б). - с.327

Рис.7.11. Схематическая геологическая карта Мизийской плиты и Добруджского массива со снятым чехлом мезозойско-кайнозойских отложений. - с.329

Рис.7.12. Геологический разрез по линии Крушовицкой, Долни-Дыбнинской, Трыстихинской и Датованской структур, по Ан.Атанасову и Ю.Шиманову. - с.337

Рис.7.13. Схема строения Среднеевропейской плиты, по М.В.Муратову, 1975 с изменениями и дополнениями автора. - с.342

Рис.7.14. Лито лого-палеогеографические схемы палеозойских и мезозойских отложений Среднеевропейской плиты и сопредельных участков, по данным P.A.Ziegler, 1975. - на двух листах, с.345, 346

Рис.7.15. Схема распределения формаций в фанерозойском чехле эпипозднепротерозойских плит. Составил Н.И.Тимонин. - с.352

Рис.7.16. Глобальные палеотектонические схемы-реконструкции для рифейского и вендского времени, по Н.А.Вожко (Хаин, Божко, 1988). - с.353

Приложение 1. Химический состав девонских диабазов Печорской плиты.

УДК 551.248.1(470.1)

АННОТАЦИЯ

В работе рассмотрена история геологического развития Печорской плиты в фанерозое. Приведена краткая характеристика современной структуры Печорской плиты. Впервые монографически описана вся плита, включая ее акваториальную территорию. В геологической истории Печорской плиты выделено два крупных периода, названных в работе демиссиопным (позднекембрийско - ранне-артинский) и эмерсионным (позднеартинско-антропогеновый). Каждый из этих периодов делится на ряд этапов. В демиссионном их три: позднекембрийско-раннедевонский (доэмсский), эмсско-турнейский и визейско - раннеартинский. Эмерсионный период разделяется на позднеартинско-позднепермский, триасово-ранне-юрский, среднеюрско-меловой и новейший этапы. Для каждого из выделенных этапов построена палеотектоническая карта, а для рубежей перестройки - палеогеологическая карта. Рассмотрены два этапа магматической активности плиты - девонский и раннетриа-совый.

Описаны вертикальные и латеральные формационные ряды, характерные для каждого из выделенных этапов, а также охарактеризованы полезные ископаемые, связанные с формационными комплексами, образовавшимися в течение этих этапов.

Установлена и прослежена связь процессов, вызвавших причины формирования крупных структур в Печорской плите от процессов, происходивших в Уральском палеоокеане и пассивной окраине этого океана.

Составлена геодинамическая модель развития Печорской плиты в фанерозое.

Работа содержит 7 глав объемом 363 стр. текста, иллюстрирована 83 рисунками и 1 табличным и 20 графическими приложениями и сопровождается списком литературы, содержащим свыше 600 наименований. Общий объем работы - 480 стр.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Актуальность проблемы Интерес к участкам земной коры, консолидация которых завершилась в результате тектонических движений, продолжавшихся в течение рифея-венда, далеко не случаен, особенно если учесть, что около 3/4 разведанных запасов нефти в мире приурочено именно к таким участкам. Так, установлено, что 94,2 млрд.т нефти из общих доказанных запасов 140 млрд.т и более 28 трлн.м3 газа из 140 трлн.м3 содержится в седиментационных бассейнах, расположенных в пределах эпипозднепротерозойских плит, хотя по площади эти бассейны занимают весьма скромную долю (Минеральные ресурсы..., 1990; Соколов, 1996; Тимонин, 1990).

Конечно, и среди эпипозднепротерозойских плит распределение углеводородов весьма неравномерно. Среди них выделяется Аравийская плита, в пределах которой сосредоточена львиная доля разведанных запасов нефти (76,2 млрд.т) и газа (15,3 трлн.м3). Гораздо скромнее запасы углеводородов в эпипозднепротерозойских бассейнах Европы, Южной Америки, Африки (см. также Riva, 1991). Также относительно невелики разведанные запасы углеводородного сырья в Печорской плите, занимающи