5.4. Строение чехла

В строении чехла Русской плиты выделены 5 структурно-стратиграфических комплексов (снизу вверх): рифейский, венд-кембрийский, нижнепалеозойский (ордовикско-нижнедевонский), средне-верхнепалео-зойский (среднедевонско-пермский), мезозойско-кайнозойский (триас-кайнозойский).

Рифейский комплекс.

Рифейские толщи распространены в центральных и окраинных частях платформы. Наиболее полные разрезы рифея расположены на западном Урале, о которых речь будет идти при рассмотрении этого региона. Рифей центральной части платформы представлен всеми тремя отделами.

Нижний рифей (R₁). В его нижней части залегают красноцветные кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники с горизонтами базальтов траппового типа. Вверх по разрезу они сменяются темными аргиллитами с прослоями мергелей, доломитов и алевролитов. Еще выше залегает мощная толща доломитов с прослоями аргиллитов. Мощность около 3,5 км.

Средний рифей (R₂). Представлен преимущественно сероцветными песчаниками с прослоями доломитов и базальтов траппового типа общей мощностью около 2,5 км. В стратифицированном разрезе залегают пластовые тела долеритов, габбродолеритов.

Верхнийй рифей (R₃). В его основании залегают кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники, выше – красные аргиллиты и алевролиты с прослоями доломитов, еще выше – чередование аргиллитов, алевролитов, песчаников и доломитов; завершается разрез доломитами. Общая мощность около 2 км.

Венд-кембрийский комплекс.

Венд (V). Представлен преимущественно терригенными и вулканогенными образованиями.

В нижней части располагаются преимущественно красноцветные песчаники, алевролиты, ленточные глины, тиллиты. [Тиллиты – это метаморфизованные моренные отложения]. Наличие тиллитов – наиболее характерный признак нижних частей разреза вендских отложений. Это, в свою очередь, свидетельствует о проявлении в вендское время интенсивного оледенения (Валдайское оледенение), которое по своим распространению и интенсивности сопоставимо с оледенением четвертичного времени.

Средняя часть венда представлена песчаниками, алевролитами с горизонтами базальтов, трахибазальтов и их туфов.

Верхняя часть разреза венда представлена пачками чередующихся песчаников, алевролитов, аргиллитов, в том числе красноцветными, содержащими желваковые фосфориты. Общая мощность вендских образований около 1,5 км.

Кембрий (Є). Отложения кембрия общей мощностью около 600-700 м распространены преимущественно в Прибалтике на южном склоне Балтийского щита. Они представлены терригенными отложениями, включающими глины, кварцевые песчаники с глауконитом и мелкими желваками фосфоритов.

Нижнепалеозойский (ордовикско-нижнедевонский комплекс).

Ордовик (O). Отложения ордовика общей мощностью не более 500 м распространены в основном в западных частях платформы. 9

Отложения О₁ – глауконитовые песчаники с обильными фосфатизированными раковинами брахиопод; местами они образуют раковинный конгломерат, в котором содержание Р₂О₅ достигает 30%, и они приобретают промышленное значение как фосфатное сырье. Верхняя часть разреза О₁ представлена известняками, доломитами, мергелями.

Отложения О_2-3 образованы карбонатными отложениями (известняки, доломиты, мергели), среди которых залегают прослои и горизонты горючих сланцев (кукерситы) мощностью до 5 м, которые в Ленинградской области и Эстонии имеют промышленное значение и отрабатываются (Эстонский или Ленинградский сланцевый бассейн).

Силур (S). Отложения нижнего и верхнего силура обычной мощности не более 250 м (с локальными увеличениями до 900 м) представлены преимущественно карбонатными отложениями, формирующими крупные рифовые массивы. Среди карбонатных отложений превалируют органогенные известняки, присутствуют также доломиты и мергели. Местами в самых верхах разреза силура присутствуют бентонитовые глины.

Нижний девон (D₁). Нижнедевонские отложения общей мощностью до 1,6 км представлены чередующимися пачками песчаников, алевролитов, глинистых доломитизированных известняков, аргиллитов.

Средне-верхнепалеозойский (среднедевонско-пермский) комплекс.

Средний и верхний девон (D₂-D₃). Отложения D₂ и D₃ широко распространены на платформе. На поверхность они выходят в Прибалтике, где образуют Главное девонское поле, и в Воронежской антеклизе – Центральное девонское поле. На остальной части Русской плиты они вскрыты многочисленными скважинами, пробуренными в связи с проведением геологоразведочных работ на нефть и газ.

На Центральном девонском поле отложения D₂ в объеме эйфельского и живетского ярусов представлены пестроцветными песчаниками в нижней части разреза (так называемые «древние красные песчаники»), которые перекрываются пачками переслаивающихся мергелей, глин, доломитов, гипсов, песчаников. Отложения D₃ (франский и фаменский ярусы) представлены известняками и доломитами с прослоями пестрых глин. Общая мощность отложений среднего и верхнего девона не превышает 150-200 м.

На Главном девонском поле отложения D₂ представлены преимущественно песчаниками с прослоями известняков и доломитов, а отложения D₃ имеют преимущественно карбонатный (известняково-доломитовый) состав. Общая мощность этих отложение не более 450 м.

В Днепровско-Донецком авлакогене средне-верхнедевонские образования достигают мощности 3,3 км. Они представлены здесь сложным чередованием с фациальными замещениями песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками, доломитами, ангидритами, гипсами, пластами каменной соли. В этом разрезе залегают пласты, покровы и потоки базальтов траппового типа, трахибазальтов и их туфов.

К среднему-позднему девону относится формирование массивов нефелиновых сиенитов (Хибинского и Ловозерского) на Балтийском щите. Кроме того, к уровню D₃-С₁ относится формирование кимберлитов южного берега Белого моря, относящихся к Архангельской алмазоносной провинции.

Карбон (C). Каменноугольные отложения широко распространены на платформе.

Можно выделить два типа разреза каменноугольных отложений: 1) терригенно-карбонатный (подмосковный) и 2) терригенный угленосный (донецкий).

Первый тип разреза относится к Московской синеклизе, второй – к Днепровско-Донецкому авлакогену.

Каменноугольные отложения Московской синеклизы устроены следующим образом.

Турнейский ярус С₁t представлен известняками, чередующимися с прослоями и пачками пестрых глин и известковых конгломератов.

Визейский ярус С₁v. В его нижней части залегают кварцевые пески, переслаивающиеся с огнеупорными глинами, обогащенными глиноземом, пластами бурых углей. Мощность угленосной толщи обычно составляет 20-30 м, местами увеличиваясь до 70 м. Угли имеют промышленное значение и разрабатываются шахтами в Тульской, Калужской и Московской областях. На северо-западе Московской синеклизы (Ленинградская область) на этом уровне расположено Тихвинское месторождение бокситов.

Верхняя часть визейского яруса сложена светлыми песками с прослоями глин, содержащими редкие конкреции фосфоритов, маломощными (до 1 м) прослоями бурых углей и известняков. Завершается разрез визейского яруса известняками.

Серпуховской ярус С₁s представлен преимущественно известняками.

Общая мощность отложений нижнего карбона около 300 м.

Средний карбон С₂. В его основании залегают красноцветные косослоистые пески, сменяющиеся вверх по разрезу известняками, доломитами, мергелями. Мощность 100-150 м.

Верхний карбон С₃ также образован известняками, доломитами, мергелями. Мощность около 150 м.

Принципиально иное строение имеют каменноугольные отложения Днепровско-Донецкого авлакогена. Они представлены исключительно терригенными угленосными отложениями общей мощностью 10-11 км. В разрезе выделяется 15 региональных свит, из которых 5 свит относятся к нижнему карбону, 7 – к среднему и 3 – к верхнему. Эти отложения представлены сложно ритмично переслаивающимися песчаниками, аргиллитами, алевролитами, пластами и линзами каменных углей. Породы имеют, как правило, темносерую или черную окраску. В этом разрезе присутствуют также маломощные (первые см, до 1 м) прослои известняков. Всего в разрезе Донбасса выделено около 300 угольных слоев и пропластков, из которых половина имеет промышленное значение. Обычные рабочие мощности угольных пластов составляют 1-1,2 м. Угли Донбасса высококачественные; сверху вниз они изменяются от газовых до антрацитов. Наиболее угленасыщенными являются свиты верхней части среднего карбона и нижней части верхнего карбона.

Пермь (Р). Пермские отложения распространены преимущественно на восточной окраине платформы, в Предуралье, где они наиболее полно изучены.

Для пермских отложений также характерны два типа разреза, которые разделены Тиманским кряжем.

К северу от Тиманского кряжа пермские отложения существенно терригенные континентальные, угленосные. Мощность их колеблется от 1 до 7 км. К этим отложениям приурочен Печорский (Воркутинский) угольный бассейн. Угленосные толщи представлены сложным чередованием песчаников, аргиллитов, алевролитов, небольшим количеством известняков, пластов углей. В угленосной толще насчитывается до 150-250 угольных пластов и пропластков. Марочный состав углей колеблется от бурых до антрацитов. Обычные рабочие мощности пластов 1,5-3,5 м, иногда достигают 30 м. Наиболее угленасыщенными являются отложения нижней перми и нижней части верхней перми.

К югу от Тиманского кряжа разрез пермских отложений более разнообразен и представляется следующим образом. В основании нижней перми залегает толща пестроцветных конгломератов, песчаников, алевролитов, аргиллитов, известняков. Обломочный материал состоит из пород, слагающих горный Урал. Мощность этой толщи не менее 500-600 м.

Параллельно и несколько выше по разрезу расположена мощная толща известняков, слагающих крупные карбонатные рифовые массивы. Мощность известняков в рифовых массивах достигает 1 км.

Границе нижней и верхней перми отвечают пестроцветные эвапоритоносные отложения, представленные сложным чередованием песчаников, доломитов, известняков, мергелей, гипсов, ангидритов, калийных, магниевых и каменных солей. Все эти породы находятся в тесном переслаивании и фациальных взаимопереходах. Мощность этих отложений достигает 5 км. На этом возрастном уровне расположены Верхнекамский и Печорский соленосные бассейны.

Верхняя часть верхней перми сложена меденосными пестроцветными карбонатно-глинисто-песчаными отложениями, представленными чередующимися песчаниками, мергелями, известняками, глинами, алевролитами, аргиллитами, конгломератами. В этой толще расположено большое количество проявлений и мелких месторождений медистых песчаников, на основе которых еще в XVII веке зарождалась медная промышленность Урала. Мощность меденосных отложений достигает 1 км.

Для всех отложений пермского возраста характерны мелководные прибрежно-морские, лагунные, дельтовые, прибрежно-континентальные условия накопления.

Мезозойско-кайнозойский (триас-кайнозойский) комплекс.

Триас (T). Триасовые отложения широко распространен3ы на платформе и представлены всеми тремя отделами.

Нижне- и среднетриасовые отложения обладают определенной двойственностью своего положения. С одной стороны, они завершают предыдущий комплекс, а с другой – начинают мезозойско-кайнозойский комплекс. Некоторые исследователи нижне- и среднетриасовые отложения рассматривают в составе средне-верхнепалеозойского структурно-стратиграфического комплекса.

Отложения нижнего триаса (T₁) представлены преимущественно континентальными отложениями, сложенными пестроцветными грубыми косослоистыми песчаниками с прослоями конгломератов, алевролитами, глинами, мергелями; в глинах и алевролитах иногда отмечаются конкреции сидеритов. Мощность отложений T₁ в разных местах платформы колеблется от 200 до 850-900 м.

Отложения среднего триаса (T₂) также представлены континентальными пестроцветными песчано-глинистыми отложениями мощностью до 800 м.

Для верхнего триаса (T₃) также характерны пестро- и сероцветные песчано-глинистые отложения, иногда содержащие прослои бурых углей, мощностью до 1 000 м.

Преимущественно континентальный характер триасовых отложений отражает общую особенность развития Земли в это время, которая характеризовалась геократическим режимом.

Юра (J). Юрские отложения представлены всеми тремя отделами. Наиболее распространены отложения верхнего отдела, менее – среднего и совсем ограниченно – нижнего. Для юрских отложений характерны как морские, так и континентальные условия накопления.

Нижнеюрские (J₁) отложения в своей нижней части сложены континентальными песчано-глинистыми толщами, а в верхней – морскими глинами, известняками, песчаниками, содержащими прослои оолитовых лептохлорит-гидрогетитовых железных руд. Мощность около 250 м.

Среднеюрские (J₂) отложения в центральных частях платформы являются преимущественно морскими, и они образованы песчаниками с прослоями известняков, глинами, содержащими многочисленную фауну аммонитов, которые наиболее распространены в районах Поволжья. Здесь мощность среднеюрских отложений не превышает 220-250 м. В западной части Прикаспийской синеклизы отложения этого времени являются преимущественно континентальными – это песчано-глинистые толщи с пластами бурого угля, иногда имеющего промышленное значение. Мощность этих отложений увеличена здесь до 500 м.

Верхнеюрские (J₃) отложения обычной мощности до 300 м сложены преимущественно морскими глинами, содержащими прослои глауконитовых песков, желваки фосфоритов, конкреции марказита, а также горизонты горючих сланцев; последние в ряде районов имеют промышленное значение и разрабатываются.

Мел (K). Меловые отложения являются преимущественно морскими образованиями.

Нижнемеловые (K₁) отложения представлены преимущественно песчано-глинистыми породами с глауконитом и желваками и пластами фосфоритов. Мощность отложений в различных частях платформы колеблется от 100-120 до 500 м.

Верхнемеловые (K₂) отложения являются преимущественно карбонатными – это мергели, известняки, писчий мел. Среди карбонатных пород присутствуют горизонты глауконитовых песков, опок, трепела, кремнистых глин и фосфоритов. Мощность не более 500 м.

Палеоген (P). Отложения палеогена распространены только в южной части платформы, в северном Причерноморье, где представлены как морскими, так и континентальными отложениями.

Нижний палеоген – палеоцен (P₁) образован 80-метровой толщей песков с прослоями глин, опок, кремнистых глауконитовых песков.

Средний палеоген – эоцен (P₂) общей мощности до 100 м сложен в нижней и верхней частях морскими отложениями, состоящими из глауконитовых песков, песчаников, глин, а в средней части – углефицированными кварцевыми песками с прослоями бурых углей.

Верхний палеоген – олигоцен (P₃) мощностью до 200 м представлен песчано-глинистыми толщами, содержащими промышленные залежи марганцевых руд (Южно-Украинский марганцевый бассейн).

Неоген (N). Неогеновые отложения также распространены преимущественно в южной части платформы.

Отложения нижнего неогена – миоцена (N₁) устанавливается определенная последовательность в смене снизу вверх по разрезу континентальных отложений лагунными, а затем и морскими. В нижней части миоцена залегают континентальные угленосные терригенные отложения, в средней части находятся лагунные пестроцветные глины с пластами гипсов, а в верхней – известняки, образующие крупные рифовые массивы. Общая мощность отложений миоцен3а приближается к 500 м.

Верхний неоген – плиоцен (N₂) представлен преимущественно морскими песчано-глинистыми отложениями мощностью 200-400 м, содержащими пласты оолитовых осадочных железных руд (Керченский железорудный бассейн).

Четвертичные отложения (Q) распространены повсеместно и представлены разнообразными генетическими типами: ледниковыми, флювиогляциальными, аллювиальными, элювиальными, делювиальными и пр. Ледниковые и флювиогляциальные отложения преобладают в северных частях платформы – это валуны, пески, моренные суглинки. В южных частях платформы преобладают лёссовые толщи. Аллювиальные отложения приурочены к долинам рек, где слагают разновозрастные террасы, элювий развит на водораздельных пространствах, делювий развит на их склонах. На побережье Балтийского и Черного морей известны морские террасы, сложенные преимущественно песками. С ними связаны морские россыпи янтаря (побережье Балтийского моря, Калининградская область), а также ильменит-цирконовые россыпи Причерноморья (Южная Украина).