История Земли: эоны, эры, периоды.
(
27 Этапы формирования земной коры Беларуси. (Основные этапы формирования земной коры: доплатформенный, платформенные (доплитные, плитные). Платформенный рифтогенез.
Доплатформенный этап (архей – ранний протерозой). Формирование кристаллического фундамента.
Протоокеаническая стадия. Формирование Белорусско-Прибалтийского гранулитового пояса, Брагинского и Витебского гранулитовых массивов. Переходная стадия. Складчатость в Центрально-Белорусском прогибе. Чешуйчато-надвиговые (шарьяжные) деформации в гранулитовых областях. Континентальная стадия. Развитие Осницко-Микашевичского вулканоплутонического пояса.
Доплитные этапы. Формирование квазиплатформенного и катаплатформенного чехлов.
Готский квазиплатформенный этап(ранний рифей). Образование изолированных депрессий (Овручской, Бобруйской и др. грабен-синклиналей). Локальный вулканизм.
Раннебайкальский катаплатформенный этап (средний рифей – ранний венд). Формирование в рифейское время Волыно-Оршанского прогиба. Вендское покровное оледенение.
Плитные этапы. Формирование ортоплатформенного чехла.
Позднебайкальский этап(ранний венд – ранний кембрий). Мощный вендский базальтовый вулканизм и образование платобазальтов на юго-западе Беларуси и пластов пирокластических пород на остальной территории. Заложение Балтийско-Приднестровской зоны перикратонных опусканий. Развитие Московской синеклизы и Кобринско-Могилевского прогиба.
Каледонский этап(ранний кембрий – ранний девон). Развитие Балтийско-Приднестровской зоны перикратонных опусканий. Балтийский и Подлясско-Брестский структурные заливы. Каледонская складчатость в Западной Европе и завершение развития зоны перикратонных опусканий.
Герцинский этап (ранний девон – средний триас). Три стадии герцинского этапа на территории Беларуси. Развитие Московской и Балтийской синеклиз. Рифтогенез. Распад Сарматского щита на Украинский кристаллический массив и Воронежскую антеклизу и формирование Припятско-Донецкой рифтовой зоны. Области проявления мощного щелочно-ультраосновного вулканизма. Образование трубок взрыва в районах Жлобина, Рогачева, Уваровичей. Галогенез. Галокинез («соляная тектоника»). Коры выветривания.
Киммерийско-альпийский этап(поздний триас – настоящее время). Киммерийский подэтап (поздний триас – ранний мел), раннеальпийская стадия альпийского подэтапа (поздний мел – середина олигоцена). Развитие Датско-Польского прогиба и Припятско-Днепровской (Украинской) синеклизы. Крупные морские трансгрессии. Карстовые процессы. Логойский метеоритный кратер. Неотектоническая стадия альпийского подэтапа (середина олигоцена – настоящее время). Регрессия последнего моря и повсеместное установление геократического режима. Четвертичные оледенения. Гляциотектоника. Гляциоизостазия. Факторы ледниковой седиментации и ледниковые формы рельефа. Формирование современной гидросети.
Современные геологические процессы.Эндогенные, экзогенные и техногенные процессы и их роль в преобразовании рельефа территории Беларуси.
28 Сейсмогеологическая модель строения и развития земной коры Беларуси
Глубинные сейсмические исследования вдоль профиля Варена (Литва) – Несвиж (Беларусь) – Выступовичи (Украина) показали, что на участке, соответствующем Центрально-Белорусской шовной зоне, в строении земной коры наблюдается резковыраженная деформация глубинных границ (рис. 8). Так, в верхней части коры зафиксировано ярко выражено высокоамплитудное (до 10–12 км) поднятие сейсмической границы с высокой граничной скоростью 6,65 км/с. В средней части коры на глубинах 25–30 км также прослеживается поднятие сейсмической границы с граничной скоростью 6,90 км/с с амплитудой 3–5 км. Поверхность Мохо практически горизонтальная на глубине 50–55 км, с весьма малым наклоном на запад. Западный борт Центрально-Белорусской зоны отмечается глубинным разломом, прослеженным на всю мощность земной коры.
Восточный борт характеризуется резко выраженной впадиной по верхней сейсмической границе с амплитудой до 10 км, небольшим прогибом по второй сейсмической границе и узколокальным поднятием до 5 км по поверхности Мохо. В нижней коре пояса выделены наклонные на запад границы – отражатели, прослеживаемые в земной коре Украинского щита. В целом в земной коре Центрально-Белорусской зоны относительно соседних блоков зафиксированы более высокие скорости сейсмических волн (в верхней половине коры до 0,25 км/с, в нижней – до 0,10 км/с). В верхней мантии на глубине 60–65 км установлена горизонтальная отражающая граница.
Еще задолго до постановки в этом районе ГСЗ рядом геологов-тектонистов высказывалась мысль о том, что Центрально-Белорусская зона, возможно, является зоной сочленения стыка крупных блоков фундамента – Фенноскандинавского на северо-западе и Сарматского на юго-востоке. Но такого прекрасного подтверждения геофизикой этих соображений вряд ли кто ожидал. Этот сейсмический результат вдохновил известного геолога-тектониста академика Р.Г.Гарецкого разработать геологическую модель истории формирования земной коры Центрально-Белорусской зоны и сопредельных территорий вдоль геотрансекта .
Рассматриваемый геотраверс пересекает основные тектонические элементы фундамента (Восточно-Литовский пояс, Белорусско-Балтийский гранулитовый пояс) и платформенного чехла (Белорусская антеклиза, позднерифейский Волыно-Оршанский палеопрогиб с Оршанской впадиной, палеозойский Припятский прогиб и развитая над ним западная часть мезозойско-кайнозойской Припятско-Днепровской синеклизы).
Территория Беларуси расположена в пределах двух основных сегментов Восточно-Европейского кратона – Фенноскандинавского и Сарматского, которые имеют разное строение и развитие земной коры. Субмеридионально вытянутые Восточно-Литовский пояс (протяженностью около 400 км при ширине до 160 км) и Белорусско-Балтийский гранулитовый пояс (1000 ´ 100–200 км) принадлежат Фенноскандии. Они ограничены Белостокским и Кореличским надвигами, имеющими, видимо, листрический характер и мантийную глубину заложения. Гранулитовый пояс серией листрических надвигов разбит на чешуи и пластины (листроплаки), которые сложены из чередующихся между собой гранулитовых, интенсивно бластомилонитизированных и гранитизированных пород. Абсолютный возраст пород по недавним определениям уран-свинцовым методом равен 1,9–1,7 млрд. лет, хотя некоторые исследователи считают их более древними. Этот метабазит-гранулитовый комплекс целиком слагает верхнюю земную кору, которая имеет мощность 15–20 км. Мощность средней коры Фенноскандии достаточно выдержана и равна 12–15 км. Нижняя кора имеет мощность 20–25 км. Общая мощность земной коры в пределах Белорусской антеклизы достигает 50–60 км.
Земная кора Сарматии в качестве единого континентального сегмента сформировалась ко времени 2,3–2,8 млрд. лет. На ее северо-западной окраине расположен Осницко-Микашевичский вулкано-плутонический пояс, который сложен наиболее молодыми различными по составу магматическими комплексами, причем отмечено омоложение пород с северо-запада на юго-восток – от наиболее ранней (2,02 млрд. лет) метагаббро-диабазовой формации через наиболее широко распространенную диорит-гранодиорит-гранитную (2,0–1,97 млрд. лет) до кварц-сиенит-гранитной формации житковичского комплекса и Коростенского плутона (1,8–1,75 млрд. лет). Породы магматического пояса наложены на архейские амфиболито-гнейсовый и гнейсо-гранулитовый комплексы верхней земной коры. Осницко-Микашевичский пояс ограничен глубинными листрическими разломами докембрийского заложения. Мощность верхнего слоя земной коры примерно равна 20 км, уменьшаясь в районе Припятского прогиба до 16–18 км. Мощность средней коры колеблется от 8 до 13 км.
Нижняя кора имеет мощность от 10 до 20 км, причем наибольшие ее значения относятся к Припятскому прогибу, хотя общая мощность земной коры здесь наименьшая (35–40 км).
По палеомагнитным данным Фенноскандия и Сарматия до времени 2,1–2,0 млрд. лет имели различное географическое положение и были разъединены бассейном с океанской корой. В течение раннего протерозоя происходили процессы аккреции различных террейнов, доменов, островных дуг, которые привели к формированию главных сегментов континентальной коры Восточно-Европейского кратона – Фенноскандии и Сарматии. Ко времени 2,0 млрд. лет океанская кора к северо-западу от Сарматии подверглась субдукции, а на ее окраине начал формироваться Осницко-Микашевичский пояс. Постепенный процесс субдукции океанской коры под континентальный сегмент Сарматии зафиксирован в отмеченном ранее последовательном омоложении пород магматических комплексов пояса с северо-запада на юго-восток.
Ко времени 1,85 млрд. лет континентальная кора восточной части Фенноскандии, несомненно, уже была сформирована. Поэтому, начиная с этого времени, субдукция, скорее всего, завершилась и сменилась коллизией континентальных сегментов Сарматии и Фенноскандии, окончательное соединение которых в общий блок фундамента кратона произошло около 1,7 млрд. лет тому назад.
На месте стыка этих сегментов сформировались Центрально-Белорусская зона. Она прослежена более чем на 600 км при ширине около 60 км. Эта сутурная зона имеет очень сложное строение: она состоит из серии клиновидных блоков разновозрастных метаморфических и магматических комплексов, разбитых разноориентированными разломами. Вдоль западного края зоны протягивается узкая полоса так называемой рудьмянской серии (породы гранулитовой фации: амфиболитовые гнейсы, кальцифиры, кристаллические сланцы, пироксенолиты, мраморы и др.), далее – породы околовской серии (гнейсо-сланцевый комплекс). По геолого-петрологическим и геохимическим особенностям породы обеих толщ принадлежат островодужной ассоциации. Среди магматических образований наиболее примечательны породы русиновского комплекса (диабазы, метадиабазы, метагаббро-диабазы, габброиды, горнблендиты), которые по геохимическим характеристикам близки к офиолитовым ассоциациям океанского дна. В этой зоне намечается существенное увеличение мощности всей земной коры до 55–60 км, а также ее нижней части (до 18–20 км).
В доплатформенную стадию развития сформировалась континентальная кора Восточно-Европейского кратона с нормальной средней мощностью (40–50 км). Наибольшие мощности земной коры были приурочены, с одной стороны, к наиболее древним архейским блокам, а с другой – к полосам сутурных зон, в пределах которых происходило скучивание различных террейнов, доменов, островных дуг, образование аккреционных линз и в результате более интенсивное формирование континентальной коры. Эти утолщенные участки континентальной коры и послужили теми ядрами, вокруг которых стали образовываться такие крупные платформенные элементы как щиты и антеклизы.
Такой участок наиболее мощной земной коры возник в районе Центрально-Белорусской сутурной зоны между субширотными трансформными разломными (сдвиговыми) зонами – Полоцко-Курземской на севере и Припятско-Брестской – на юге. Это предопределило первичное метоположение будущей Белорусской антеклизы, которая сформировалась в результате более стабильного тектонического положения на месте утолщенной земной коры и литосферы в целом. Соседние территории более тонкой земной коры и особенно ослабленных разломных зон подверглись внутриконтинентальным процессам рифтогенеза и последующим прогибаниям впадин и синеклиз, что привело к еще большему утоньшению земной коры и литосферы. Наиболее существенно деструкция коры и литосферы произошла в Припятском прогибе в позднем девоне, когда в результате листрического раскалывания, захватившего всю земную кору, сформировалась типичная структура рифтового генезиса. К ней приурочена наименьшая мощность земной коры и литосферы (соответственно 35–40 и 100 км и менее), в то время как Белорусская антеклиза характеризуется наибольшей их мощностью (50–60 км и до 200 км и немного более).
Сопоставление мощностей земной коры и литосферы с платформенными тектоническими элементами привело к выводу, что современное их распределение связано главным образом с платформенным этапом развития, когда процессы континентального рифтогенеза и формирование надрифтовых синеклиз, впадин и прогибов привели к существенному утонению коры и литосферы при сохранении значений мощностей на поднятиях, особенно таких крупных, как щиты и антеклизы.