Геологическая история

Первые устойчивые ядра на территории будущей Сибирской платформы появились в конце архейской эры в результате беломорской складчатости. Эти ядра явились аналогами беломорид Восточно-Европейской платформы.

В протерозойскую эру архейские глыбы испытали переработку в результате более поздних эпох тектогенеза (карельской и др.).

Начиная с рифея на большей части территории Сибирской платформы формировались осадки платформенного чехла. Это происходило в два этапа авлакогенный и плитный. Одновременно с авлакогенным этапом в западных и южных периферийных частях платформы произошло становление байкальских складчатых сооружений, ставших частью фундамента будущей плиты.

Плитный этап начался в раннем палеозое и знаменовался интенсивным опусканием фундамента и трансгрессией моря, охватившем всю территорию, за исключением Анабарского и Алданского щитов. В это время в морских условиях накапливались терригенные и карбонатные осадки, а в пределах Ангаро-Ленского прогиба и Вилюйской синеклизы – еще и соленосные отложения.

В ордовике наступил период дифференцированных тектонических движений, в процессе которых одни участки платформы погружались, другие испытывали поднятие. В результате этого к концу силура в чехле платформы обособились основные структурные элементы.

В течение среднего палеозоя регион испытывал состояние относительного тектонического покоя.

В позднем палеозое Сибирская платформа прогибалась. В это время интенсивно формировалась Тунгусская синеклиза, где в условиях озерно-болотного режима накапливались угленосные отложения каменноугольной и пермской систем.

В триасе на Сибирской платформе активизировались глубинные разломы, по которым на поверхность поступало огромное количество базальтового расплава, давшего сибирские траппы. Внутри земной коры формировались их интрузивные комагматы.

В юрский и меловой периоды погружение охватило южную и восточную окраины платформы. В это время формируются наложенные впадины: Иркутская, Канская, Рыбинская, выполненные угленосными толщами.

С позднего мела в пределах Сибирской платформы установилась тенденция к воздыманию, которая сохранилась и в кайнозое. В течение палеогена и неогена вся Сибирская платформа была сушей, а в четвертичный период большая ее часть подверглась оледенению.

ЗАПАДНО - СИБИРСКАЯ ПЛИТА

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ФУНДАМЕНТА ПЛИТЫ

Стратиграфия и магматизм

Давно известно, что значительная часть фундамента Западно-Сибирской плиты сложена уралидами. К настоящему времени количество глубоких скважин, вскрывающих фундамент ЗСП, насчитывается несколько тысяч. В основном они размещаются в южной и средней частях плиты. На крайнем севере, где мощность чехла достигает 5-7 км и более, породы фундамента достигнуты лишь единичными скважинами. Для западной (Приуральской) части плиты, где фундамен вскрыт наиболее густой сетью буровых скважин, построены геологические карты домезозойской поверхности. Наиболее крупномасштабная карта Приуральской части ЗСП м 1: 1000 000 издана под редакцией И.Д.Соболева (1975). В последующие годы серия карт фундамента Западно-Сибирской плиты опубликована В.Г.Криночкиным (2005 и др.).

В литературе отсутствует общая сводка домезозойских образований, вскрытых скважинами на всей площади Западно-Сибирской плиты, поэтому здесь приводятся сведения, содержащиеся в отдельных монографиях и статьях, а также собственных материалах авторов.

Характеризуя стратиграфию фундамента ЗСП, А.Э.Конторович, И.И.Нестеров и др. (1975) выделяют докембрийские, кембрийские, ордовикские, силурийские, девонские и каменноугольные образования.

Докембрийские породы представлены на западе и в центре плиты гнейсами, биотитовыми, амфиболовыми, хлорит-серицитовыми и другими сланцами, а также филлитами, кварцитами и мраморами; на северо-востоке – доломитами, пестроцветными сланцами и песчаниками. По докембрийским породам в названной монографии приведены только две датировки, полученные калий-аргоновым методом – 750 и 937 млн лет. Обе цифры касаются гранитов. Остальные пробы гнейсов и гранитов, проанализированные калий-аргоновым методом, дали значения в интервале 205-370 млн лет.

Кембрийские образования, также выделенные условно, на большей части плиты сложены песчаниками, порфиритами, туфами, пестроцветными яшмами и известняками. В Приенисейской зоне кембрий представлен известняками, доломитами, мергелями с прослоями алевритов, аргиллитов и красноцветных песчаников.

К ордовикской системе отнесены метаморфизованные эффузивно-осадочные породы, а в Приенисейской зоне – мощная толща известняково-доломитового состава.

Силурийские образования южной части плиты сложены мощной толщей диабазов, порфиритов, туффитов, претерпевших зеленокаменные изменения, с прослоями алевролитов и глинистых сланцев.

Девонские образования в центральной части ЗСП представлены эффузивами среднего и основного состава, туфами, туфопесчаниками с прослоями карбонатных сланцев и известняков. На Колпашевской площади вскрыты черные углистые аргиллиты и алевролиты с прослоями гравелитов и песчаников. В восточной части плиты девон представлен грубообломочными красноцветными породами с прослоями алевролитов и песчаников.

Отложения карбона в западной части плиты сложены углисто-глинистыми сланцами, алевролитами, песчаниками, известняками, туфами и покровами диабазов.

Палеозойские (особенно девонские и каменноугольные) отложения во многих случаях охарактеризованы фаунистически.

Пермские осадки, состоящие из субгоризонтально залегающих песчано-глинистых пород с прослоями углей, вскрыты на территории полуостровов Ямал и Гыданский, а также в Ляпинской мегавпадине, где они несогласно перекрываются мезозойскими отложениями.

По породам фундамента развита древняя кора выветривания, которая хорошо изучена в Приуральской части ЗСП.

Более обширные материалы по составу и строению фундамента ЗСП содержатся в монографии В.С.Суркова и О.Г.Жеро (1981), которые в концентрированном виде приведены ниже (рис.15).

В Приуральском регионе разрез фаунистически охарактеризованного палеозоя начинается с эффузивно-осадочной толщи, вскрытой скважинами. Кроме эффузивов и туфов встречены пласты пестроокрашенных яшм и яшмовидных сланцев с остатками радиолярий девонского возраста.

Каменноугольные отложения наиболее полно представлены в Тургайском прогибе. В западной его части нижний карбон представлен вулканогенными образованиями среднего состава валерьяновской свиты, а также глинисто-карбонатными породами, в восточной – карбонатными осадками с большим количеством остатков криноидей, брахиопод и кораллов.

В зоне сочленеия Урала и Казахстана широко развита андезитовая формация, вскрытая скважинами и состоящая из порфиритов среднего и основного состава и их туфов, чередующихся с аргиллитами, алевролитами и редкими прослоями доломитизированных органогенных известняков с фораминиферами девона.

В Приуральской части фундамента широко развиты отложения триаса, которые подразделены на челябинскую и туринскую серии.

Челябинская серия объединяет отложения среднего и верхнего триаса. Она залегает в небольших грабенах и сложена внизу базальтами и базальтовыми порфиритами, которые в верхней части разреза чередуются с пачками песчано-глинистых отложений, включающих прослои конгломератов. В Приуралье челябинская серия представлена угленосной толщей.

Наиболее полный разрез отложений туринской серии вскрыт Тюменской опорной скважиной и Ярской скважиной 3-Р, которые пересекли покровы основных эффузивов, чередующихся с туфами, конгломератами, песчаниками, алевролитами и аргиллитами.

В Приуральском регионе скважинами вскрыты крупные гранитные батолиты, получившие наименования по названиям разведочных площадей: Красногвардейский, Улугушский, Смоленский, Гришинский, Шаимский, Пунгинский, Березовский. Они сложены биотитовыми, биотит-амфиболовыми, амфиболовыми и двуслюдяными гранитами. Наиболее крупный из них (2000 км²) –Красногвардейский, расположенный в пределах Камышловского поднятия, сложен гнейсовидными гранитоидами и окружен гнейсовой оторочкой.

На этих же площадях вскрыты многочисленные массивы ультраосновных и основных пород.

В Центрально-Западносибирском регионе в Иртышско-Васюганском междуречье многочисленными скважинами вскрыты вулканогенные и вулканогенно-осадочные толщи, претерпевшие метаморфизм зеленых сланцев. В пределах Нижневартоского района встречена флишоидная толща, состоящая из серицитизированных и хлоритизированных песчаников, алевролитов, аргиллитов. Возраст этих толщ не определен.

В пределах Томской и Тюменской областей широко распролстранена карбонатно-глинистая формация с фауной фораминифер фаменского и турнейского ярусов. среднего карбона. На ряде площадей вскрыта среднепалеозойская карбонатная формация, представленная темно-серыми органогенными известняками, доломитами с маломощными прослоями эффузивов основного состава. Известняки и доломиты битуминозные. Углы падения всех вскрытых пород палеозоя около 45⁰.

Скважины Центрально-Западносибирского региона вскрыли серпентиниты, гарцбургиты и многочисленные интрузии, среди которых преобладают гранитоидные.

Среднепалеозойские отложения, охарактеризованные фаунистически, представлены терригенно-карбонатными толщами девона и карбона, содержащими пачки вулканических пород среднего и кислого состава. Рядом скважин встречен разрез среднего палеозоя, сложенный преимущественно вулканитами островодужного генезиса.

Приказахстанский регион. В южной части в фундаменте плиты продолжаются структуры Центрального и Восточного Казахстана. Скважинами вскрыты светло-серые кварциты, темно-серые кварцево-слюдистые сланцы, гнейсы, хлоритовые сланцы, гранат-биотит-кварцевые сланцы. Все эти породы отнесены условно к докембрию – раннему палеозою на основании сходства их с соответствующими образованиями Кокчетавской глыбы.

В Приказахстанском регионе несколькими скважинами встречены небольшие тела серпентинизированных гипербазитов и габбро, группирующиеся в цепочки вдоль глубинных разломов.

Приенисейский регион. В этой части плиты пробурено небольшое количество скважин, достигших фундамента. Скважины размещаются в районах севернее и северо-западнее Енисейского кряжа. Здесь скважинами вскрыты метаморфические породы (хлорит-биотитовые, слюдисто-кварцевые сланцы с графитом). Они отнесены авторами условно к докембрию.

Игарские скважины вскрыли карбонатные породы (органогенные известняки, доломиты с небольшим количеством терригенного материала) кембрия, ордовика и силура.

В Пур-Тазовском районе глубокие скважины вскрывают несколько типов разрезов палеозоя:

а)карбонатный (Верхне-Пурпейская площадь);

б)терригенный (Комсомольская и Южно-Русская площади);

в)туфогенно-терригенный (Северо-Толькинская, Южно-Часельская и Светлогорская площади);

г)вулканогенный (Толькинская, Харампурская, Западно-Красноселькупская и Западно-Таркосалинская площади).

Вулканогенный разрез этого района изучен по глубоким скважинам В.Д.Старковым (Баранов, Старков, Паршин 1991), что позволило предварительно разделить осадочно-вулканогенную толщу на два комплекса.

К первому комплексу относятся монотонного состава базальтовые лавы, вскрытые в Западно-Красноселькупской скважине 46 в интервале 4165-4427 м.

Второй комплекс включает туфы и туффиты с обломками вулканитов среднего и основного состава и подчиненные им по объему базальтовые порфириты, вскрытые скважинами 15 (Южно-Часельская площадь, интервал 3857-3879 м), 300 (Толькинская площадь, интервал 3691-3702 м), 304 (Северо-Толькинская площадь, интервал 3861-3870 м). По вещественному составу комплекс имеет сходство со среднедевонской вулканогенно-молассовой формацией зеленокаменных зон восточного склона Среднего и Южного Урала, выделенной Г.Ф.Червяковским (1972). Формирование таких толщ происходит в конце позднеостроводужной стадии развития подвижных зон в эпоху тектонической перестройки, являющейся предвестником континентального этапа.

В.Г.Криночкиным (1983) изучены вулканиты западного крыла Красноленинского поднятия. Здесь в скважинах 800-р и 802-р Емъеговской площади вскрыт разрез андезито-базальтового комплекса, представленный базальтовыми, андезито-базальтовыми порфиритами и их туфами с подчиненными прослоями тонкоплитчатых глинистых сланцев. Базальтовые порфириты зеленовато-серого цвета массивные или миндалекаменные, часто милонитизированные. Вкрапленники представлены плагиоклазом и моноклинным пироксеном. В туфах обломочный материал состоит из базальтов и редких обломков мраморизованных известняков. Мощность вскрытой толщи 1100 м.

По мнению В.Г.Криночкина, кратко охарактеризованные вулканиты по химизму близки к базальтовым высокоглиноземистым порфиритам островодужных серий, уральскими аналогами которых являются вулканические породы именновской и ирендыкской свит.

В последние годы были проведены комплексные исследования магматических и метаморфических комплексов доюрского основания Приуральской части Западно-Сибирской плиты, результаты которых изложены в ряде статей К.С.Иванова, Ю.Н.Федорова, Ю.Л.Ронкина, Ю.В.Ерохина и других. Изучен состав, возраст, формационная и геодинамическая природа гранитоидов.

Обнаружены относительно низкие величины первичных отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0,7046 – 0,7047), свидетельствующие о значительной доле океанического и островодужного материала, служившего субстратом для генерации материнского расплава гранитоидов. При определении абсолютного возраста гранитоидов, вскрытых скважинами, получены значения 230,231, 202,228 млн лет.

Этими же авторами составлен ряд карт доюрского фундамента области сочленения Западно-Сибирской плиты и структур Приполярного Урала

На карте фундамента этого района выделены следующие комплексы пород:

1. Офиолиты (базальты, яшмы) ордовикского возраста;

2. Батиальная терригенно-черносланцевая формация ордовика-раннего силура;

3.Вулканогенно-осадочные комплексы среднего палеозоя островодужного типа (девон);

4. Карбонатные отложения девона и карбона;

5. Терригенные и терригенно-сланцевые отложения карбона;

6. Серпентиниты;

7. Плагиограниты;

8. Граниты (ранняя пермь);

9. Метаморфическое сланцевое обрамление гранитов.

Возраст гранитов и их метаморфического обрамления – раннепермский (калий-аргоновый метод).

Образования промежуточного структурного этажа к которым относится триасовая система, вскрыты многими картировочными и глубокими скважинами. Наиболее полный разрез триаса опубликован ИИ.Нестеровым (2004) по Тюменской сверхглубокой скважине 6-СГ.