6.5. Геодинамические факторы неотектонической эволюции земной коры запада Восточно-Европейского кратона

В главе 2 было показано, что основные черты разных этапов формирования допозднеолигоценовых структур платформенного чехла региона предопределялись сочетанием глобальных и региональных геодинамических факторов. К первым из них относятся геодинамические процессы, связанные с событиями глобального уровня: раздвижением литосферных плит (спрединг океанических рифтов и раскрытие новых океанов) и формированием пассивных континентальных окраин, сближением и последующим столкновением (коллизией) литосферных плит, субдукцией одной из плит и закрытием ранее существовавших океанических впадин (Тетис), сопровождающимся мощным динамическим воздействием формирующихся коллизионных складчатых поясов на прилегающие районы платформ. К важнейшим геодинамическим факторам стуктурообразования регионального уровня прежде всего относится континентальный рифтогенез, во многом тесно связанный с «внешними» по отношению к внутриплитным областям глобальными геодинамическими событиями.

Важнейшим геодинамическим событием киммерийско-альпийского этапа является коллизионное столкновение Африкано-Аравийской и Индийской плит с Евразийской, первый контакт которых и начало распада палеоокеана Тетис относятся к концу мела – началу палеогена и коррелируют с максимальными значениями скорости спрединга (до 17-18 см/год). Следующий пик коллизии Индийской и Евразийской плит произошел в раннем олигоцене (начало глобальной неотектонической стадии) и привел к закрытию Тетиса на Гималайском участке. В результате дальнейшего развития коллизионных процессов среднем миоцене окончательно прервалась связь между Тетисом и Атлантикой, а Средиземное море стало окраиной Атлантического океана. В позднем миоцене неоднократно закрывался Гибралтарский пролив и в осушавшейся котловине Средиземного моря накопилась мощная (до 2 км) толща эвапоритов.

К среднему миоцену приурочена глобальная активизация вулканизма, орогенеза в коллизионном Альпийско-Гималайском поясе, морфологическое оформление двух цепей (зон) этого складчатого пояса: северной (Бетиды, Пиренеи, Альпы, Карпаты, Балканы, Крым, Кавказ и др.) и южной (Атлас, Динариды, Тавриды, Загрос и др.). Коллизия Африкано-Аравийской и Евразийской литосферных плит вызвала образование по внешней (северной) периферии орогена не только опрокинутых на север складчатых структур но и обширных тектонических покровов (ультрагельветский, пеннинский), перекрывающих молодые молассы краевых прогибов и надвинутых на 100 км и более в северном направлении (рис. 6.6). Окончательное формирование горных хребтов произошло уже в четвертичное время, причем плейстоценовая фаза орогенеза значительно сильнее проявилась на Кавказе.

Проявление позднеальпийского тектогенеза в разных регионах (Европа, Африка, Средняя Азия, Циркумтихоокеанская зона и др.), масштаб складчатых и надвиговых деформаций и совпадение основных фаз орогенеза с фазами активизации неотектонических движений в пределах платформенных областей позволяет считать динамическое воздействие Альпийско-Карпатского орогена одним из главных геодинамических факторов формирования неотектонических структур запада Восточно-Европейского кратона (зона влияния Крымско-Кавказского орогена в основном распространяется на другие регионы кратона). Тангенциальное сжатие, распространившееся на внутреннюю часть Евразийской литосферной плиты со стороны Альп и Карпат, обусловило основные особенности поля напряжений в земной коре и способствовало появлению Центрально-Европейской зоны поднятий со сложной системой блоковых структур и грабенов.

Важнейшим геодинамическим фактором регионального уровня является континентальный рифтогенез. Континентальным рифтам принадлежит важная роль в процессах структурообразования на территории Восточно-Европейского кратона (рис. 6.7). Такие структуры определяют характер внутриплитной тектоники на роасстоянии до нескольких сотен км от основного рифтового грабена [3-4].

Комплекс геологических данных свидетельствует о том, что в среднем плейстоцене началось заложение котловины Балтийского моря и формирование Черноморско-Балтийского водораздела. За последние 0,4 млн. лет в восточной

части котловины Балтийского моря (район Ботнического залива и Восточно-Готландской впадины) амплитуда нисходящих неотектонических движений составила не менее 150-200 м, что обусловило появление молодой Балтийско Белорусской синеклизы и неотектонического перекоса территории Беларуси на северо-запад в сторону Балтики. В Ботническом и Финском заливах Балтийского моря в среднем и позднем плейстоцене сформировалась система грабенов, происхождение которых до сих пор остается предметом дискуссии.

В настоящее время имеются два взгляда на природу котловины Балтийского моря. Первый из них объясняет ее появление преимущественно ледниковой эрозией, второй отводит основную роль тектонике. Анализ особенностей распреде­ления мощностей и состава четвертичных отло­жений, расчет баланса масс вынесенных из цент­ральной и восточной частей котловины и переот­ложенных пород показывают, что лишь около 40-50% общего объема котловины может быть связано с экзарацией [167]. В пользу неотектонического происхождения большей части Балтийской депрессии говорят несовпадение границ леднико­вых покровов и акватории, постепенное погруже­ние в западном направлении под уровень моря Эс­тонского глинта нижнепалеозойских пород, кото­рые еще в раннем плейстоцене размещались в приподнятой области сноса, существование в Бот­ническом заливе опущенного блока сохранившихся от эрозии верхнепротерозойских и нижнепалео­зойских отложений.

Котловину Балтийского моря по особеннос­тям геологического строения, истории развития и морфологии можно разделить на две существен­но отличающиеся части: западную и восточную. Западная Балтика расположена на площади За­падно-Европейской молодой платформы. Здесь в основном незначительные глубины, на дне моря под четвертичной толщей выступают мезозойско-кайнозойские морские отложения. В эоцене, в олигоцене и, в меньшей степени, в миоцене сюда со сто­роны Северного моря распространялась шельфовая область обширного трансевропейского морско­го бассейна [321]. В плейстоцене в оформление этой части котловины Балтики сравнительно большой вклад внесли эрозионные процессы, в частности, ледниковая экзарация [340]. Поэтому в отношении Западной Балтики можно сделать заключение об относительно спокойном и преимущественно унас­ледованном характере тектонического развития с конца мезозоя до настоящего времени.

Совершенно иную геологическую историю имеет восточная часть современной акватории Балтийского моря, расположенная в пределах Вос­точно-Европейского кратона. Приуроченные к Балтийской синеклизе палеозойские и мезозойские морские трансгрессии охватывали только южную периферию современной акватории Восточной Балтики. В еще более узкой полосе здесь (Самбийский полуостров, Гданьский залив и др.) распрост­ранены палеогеновые морские отложения. Север­ная большая часть Восточной Балтики в течение длительного геологического времени вплоть до эемского (муравинского) межледниковья (около 130 тыс. лет на­зад) оставалась приподнятой областью сноса в сводовой части Балтийского щита.

Бассейн Восточной Балтики в основном сфор­мировался в течение последних 0,4 млн. лет. До середины плейстоцена нет свидетельств существования Балтийского моря. В то время речной сток осуществлялся со стороны Фенноскандии через территорию будущей котловины в сторону крупных пресноводных водоемов Центральной Европы. Изменения связаны с началом голып-тейна. Трансгрессия гольштейнского моря проис­ходила со стороны Северного моря и достигала территории Литвы и Латвии на востоке (рис. 6.8). Появление в гольштейнском александрийском) межледниковье морского бассейна в вос­точной части Балтийской депрессии сопровожда­лось перестройкой речной сети и изменением на­правления течения рек на территории прилегаю­щих районов запада Восточно-Европейского кратона. Ботнический и Финский заливы образо­вались уже после гольштейна.

В позднем плейстоцене во время земского меж­ледниковья котловина Балтики в основном уже приобрела близкие к со­временным очертания, причем площадь земского морского водоема была даже большей, чем совре­менной акватории (см. рис. 6.8). Между Онежским озером и Белым морем существовал пролив шири­ной до 200 км. На Онежско-Беломорском водораз­деле на отметках до 120-140 м выше современно­го уровня Балтики еще в конце 30-х гг. были ус­тановлены морские отложения. Г.И. Горецкий [89] доказал эемский возраст этих отложений и пока­зал, что морской пролив, получивший название Карельского межледникового моря, имел значи­тельные размеры при нормальной солености вод и небольшой ( около 20 м) глубине.

Во время деградации последнего (поозерского, вайхзельского) ледникового по­крова (около 10-12 тыс. лет назад) в котловине Балтийского моря располагалась серия быстро ме­нявших свои очертания приледниковых озер. Около 11-12 тыс. лет назад образовалось Балтийское ледниковое озеро, оставившее следы трех основ­ных связанных с остановками ледника на рубеже гряд Сальпаусселька-1, -2 и -3 фаз своего развития в виде береговых линий на разной высоте [63-64]. В ре­зультате отступления ледникового края около 10,3-10,7 тыс. лет назад произошел спуск Балтий­ского ледникового озера. На относительно корот­кое время в Восточной Балтике образовалось Иольдиевое море, которое через пролив в Цент­ральной Швеции имело соединение с Атлантичес­ким океаном. Позднее из-за быстрого изостатического поднятия пролив закрылся и образовалось Анциловое озеро, которое существовало в интервале геологического времени с 9,5 до 7-8 тыс. лет назад.

После нового соединения Балтийского моря с океаном через Датские проливы началась солоноватоводная литориновая стадия. Береговые линии названных водоемов поздне- и послеледниковых этапов развития Балтийского бассейна вследствие изостатического воздымания испытали значитель­ную деформацию. Наиболее значительное подня­тие (до 180-200 м) установлено на своде Балтийско­го щита с максимумом вблизи северного оконча­ния Ботнического залива, при этом изолинии изостатических движений ориентированы перпендикулярно к оси Ботнического залива (рис. 6.9).

По-видимому, одновременно с поднятием бортов залива происходило относительное опускание его дна. В результате взаимодействия перечислен­ных факторов произошло некоторое сокращение общей площади морского водоема при возрастании его глубины и сформировались современные очер­тания берегов Ботнического и Финского заливов. В настоящее время продолжается изостатическое поднятие бортов Ботнического залива (со скоро­стью до 7-8 мм в год) и, очевидно, тектоническое прогибание грабенов в его осевой части.

Все это свидетельствует о молодом возрасте котловин Восточной Балтики, Финского и Ботни­ческого заливов, которые в совокупности, по-види­мому, представляют собой закладывающуюся рифтовую систему. Последний вывод подтверждает­ся рядом различных признаков. Прежде всего это - глубокие впадины в рельефе дна, с которы­ми связаны максимальные амплитуды неотектонических прогибаний. Они имеют форму узких линейно вытянутых структур грабенового типа. Гольштейн-голоценовые прогибания достигают здесь наибольших величин (150-200 м и более). Новей­шая разломная сеть ограничивает и отчетливо вырисовывает эти грабенообразные структуры. Внутри дна заливов и юга Восточной Балтики разломы намечают ряд блоковых линейных структур типа горстов (Центрально-Ютландское поднятие) и грабенов (Западно- и Восточно-Готландский грабены). К краевым ограничениям грабенов приурочена повышенная сейсмичность. Эти особенности наиболее четко видны на при­мере Ботнического залива (см. рис. 6.9), который рас­положен в зоне максимальных значений послелед­никовых современных вертикальных движений. Побережья залива отличаются высокой сейсмич­ностью, что связано с приуроченностью эпицент­ров к зонам разрывных нарушений, протягиваю­щимся вдоль залива. Локальные положительные аномалии теплового потока зафиксированы во внутренних частях моря (район островов Готланд, Куршский, Финский заливы и др.). В Готландско-Ботнической зоне грабенов отмечается сокраще­ние мощности земной коры, причем разница в за­легании поверхности Мохо достигает 10-15 км.

Д.И. Гарбар [35], который выделяет структуру Финского залива под названием Таллинско-Петербургского рифта, кроме отмеченных ранее призна­ков, указывает, что здесь зафиксированы локаль­ные аномалии электропроводности, серия эпицент­ров землетрясений с магнитудой 2-4 балла и глубинами гипоцентров в 15-20 км, многочислен­ные интенсивные аномалии радона и других газов, полоса радиоактивных аномалий. Финская зона грабенов не ограничивается Финским заливом, а, скорее всего, протягивается далее на восток-севе­ро-восток и включает прогибы Ладожского и Онежского озер и Белого моря. В целом Готландско-Ботническая и Финская зоны грабенов обра­зуют формирующуюся в новейший этап развития Восточно-Балтийскую рифтовую систему, кото­рая геометрически имеет характерный рисунок типа «тройного сочленения».

По аналогии с геодинамическими особенностями эволюции других континентальных рифтов (напрмер, Припятского палеорифта) в первую фазу (фаза растяжения) эволюции молодой Восточно-Балтийской рифтовой системы в широкой (до 250-300 км и более) полосе, захватывающей большую часть Беларуси и примерно соответствующей площади Белорусско-Балтийской синеклизы (рис. 6.10), должна развиваться система протяженных листрических сбросов, субпараллельных простиранию основного (Ботнического) луча «тройного сочленения», а также серия ограничиваемых такими нарушениями крупных ступеней.

Многие особенности неотектонического структурного плана Беларуси, Стран Балтии и прилегающих районов России, а также выявленный характер неотектонических полей напряжений этого региона вполне согласуются с таким сценарием. Формирующимися глубинными листрическими сбросами, фрагментами наследующими более древние разломы в платформенном чехле и фундаменте (Скидельский, Щучинский, Василевичский, Чашникский и др.), могут оказаться наиболее крупные неотектонические флексурно-разломные зоны субмеридионального простирания (Гродненско-Кобринская, Витебско-Лоевская и др.). Смоленская ступень Воронежско-Тверской антеклизы и почти вся Литовско-Эстонская моноклиналь уже сейчас имеют характер крупных ступеней, имеющих достаточно отчетливо выраженные уступы и занимающих разные гипсометрические уровни. Эти структуры в общих чертах отвечают трем выделенным В.А.Исаченков крупным гипсометрическим ступеням в рельефе кровли коренных (дочетвертичных) пород: Центрально-Русской, Белорусско-Прибалтийской и Балтийской [115].

Третьим из наиболее значимых факторов новейшего тектогенеза запада Восточно-Европейского кратона является воздействие плейстоце­новых ледниковых покровов (в том числе периодичес­кое появление и последующее снятие значительной гра­витационной нагрузки на площади распространения ледников, обусловившее гляциоизостатические колеба­тельные вертикальные

перемещения земной коры с ам­плитудой до нескольких десятков и даже первых сотен метров, а также, возможно, изостатическое поднятие блоков земной коры по периферии об­ласти плейстоценовых древнематериковых оледенений. Особенности проявления гляциоизостатических движений на территории Беларуси рассмотрены в главе 4. Геодинамическая модель гляциоизостатической активизации тектонических движений и гляциотектонической переработки подстилающих ледник пород представлена на рис. 6. 11. Среди крупных неотектонических структур территории Беларуси, на формирование которых заметное влияние оказали гляциоизостатические процессы, прежде всего следует назвать Полоцкую депрессию. Скорее всего, ледниковая нагрузка влияла не только на «оживление» блоковых движений земной коры, но и на подземную гидросферу и галокинез.

Выводы. Определен интервал геологического времени, соответствующий неотектонической стадии в составе киммерийско-альпийского этапа тектогенеза применительно к территории Беларуси (поздний олигоцен-антропоген); в рамках неотектонической стадии выделено 3 подстадии: раннеолигоцен-среднемиоценовая, позднемиоцен-раннеплейстоценовая и среднеплейстоцен-голоценовая, существенно отличающиеся по характеру осадконакопления, тектонических процессов, геодинамических обстановок. Установлены основные фазы неотектонической активизации, приходящиеся на средний миоцен и средний плейстоцен и соответствующие рубежам между новейшими формациями. Выявлены главные геодинамические факторы, определявшие характер неотектонических процессов, особенности напряженного состояния верхней части земной коры на территории Беларуси и смежных областей запада Восточно-Европейского кратона (воздействие Альпийско-Карпатского орогена, заложение в среднем плейстоцене Восточно-Балтийской рифтовой системы, гляциоизостатическое и гляциотектоническое воздействие плейстоценовых ледников).