Курс лекций: Региональная геология России

Новосибирский государственный университет

Геолого-геофизический факультет

Краткий курс лекций

Учебное пособие для студентов геологических специальностей

Региональная геология России

Д.В. Метелкин

В.А. Верниковский

Н.Ю. Матушкин

Новосибирск 2010

Аннотация

региональный геология континентальный кора

Учебное пособие представляет краткое изложение курса лекций “Региональная геология России” для студентов геологических специальностей Новосибирского госуниверситета, в котором дается описание геологической структуры конкретных регионов и территории России в целом, с позиции современных плейттектонических представлений о строении и развитии Земли. Цель пособия - познакомить читателя с геологическим строением, тектонической структурой, геодинамическими обстановками, этапами и закономерностями формирования континентальной коры Северной Евразии. Рекомендуется для закрепления материала, подготовки к экзамену и самообучения.

Содержание

Предисловие

Глава 1. Введение в региональную геологию России

1.1 Задачи и предмет региональной геологии

1.2 Некоторые теоретические основы

1.3 Районирование территории России

Глава 2. Восточно-европейская платформа и структуры ее обрамления

2.1 Восточно-Европейская платформа

2.2 Тимано-Печорская плита

2.3 Уральская складчатая область

2.4 Пайхой-Новоземельская складчатая область

Глава 3. Сибирская платформа и структуры ее обрамления

3.1 Сибирская платформа

3.2 Байкальская складчато-покровная область

3.3 Байкальский кайнозойский рифтовый пояс

3.4 Енисейско-Саянская складчато-покровная область

3.5 Алтае-Саянская складчатая область

3.6 Таймыро-Североземельская складчато-покровная область

Глава 4. Складчатые области северо-востока и дальнего востока Азии

4.1 Верхояно-Чукотский орогенический пояс

4.2 Корякско-Камчатская аккреционная область и Курило-Камчатская островная дуга

4.3 Юго-Восточная окраина Азии (Сихотэ-Алинь-Сахалинская область и прилегающие территории)

Глава 5. Молодые эпипалеозойские плиты

5.1 Западно-Сибирская плита

5.2 Туранская и Скифская плиты

Глава 6. Средиземноморский орогенический пояс

Глава 7. Основные этапы роста континентальной коры и формирования структуры Северной Евразии

Заключение

Список рекомендуемой литературы

Предисловие

Курс "Региональная геология России" преподается во всех вузах геологического профиля. Однако большинство доступных учебных пособий, изданных до 90 годов, опираются, в основном, на устаревшие геосинклинальные представления. Изложенный в них огромный фактический материал по конкретным регионам России требует переосмысления с позиции основных положений тектоники литосферных плит, что часто вызывает большие затруднения у студентов. Необходимость использования плейттектонического подхода при изучении региональной геологии очевидна. Достаточно открыть любой геологический журнал, чтобы убедиться в том, что теория литосферных плит сегодня является основной геологической парадигмой. Пожалуй, единственным обобщением взглядов на геологическое строение России и сопредельных государств с позиций плитной тектоники является двухтомная монография Л.П. Зоненшайна с соавторами "Тектоника литосферных плит территории СССР". Однако эта книга, изданная в 1990 году, вышла небольшим тиражом и уже стала библиографической редкостью. Кроме того, она, в основном, рассчитана на геологов производственных и научных организаций, а потому часто довольно сложна для восприятия студентами. Появившиеся в последние десять лет новые учебные пособия по исторической геологии (Кузьмин и др., 2000), тектоники континентов и океанов (Хаин, 2000), региональной геотектоники (Хаин, Лимонов, 2004) и многие другие, несомненно, отвечают необходимым требованиям, однако ориентированы на решение несколько иных задач. Вышеизложенная ситуация создает у студентов ложные представления о слабой связи истории и закономерностях развития конкретных геологических структур с тектоникой литосферных плит.

В основу настоящего учебного пособия, которое представляет краткое изложение курса “Региональная геология России” для студентов геологических специальностей Новосибирского государственного университета, положено описание геологического строения ключевых структур и конкретных регионов России с позиции и с использованием современной терминологии тектоники литосферных плит. При составлении этого пособия использовано большое количество периодической литературы, а также упомянутые выше учебники. В тексте нет конкретных библиографических ссылок и списка использованной литературы. Это ни в коем случае не означает, что представленный здесь материал является исключительно авторским. Роль авторов данного пособия состояла лишь в обобщении имеющихся новых данных по геологии России и современных взглядов на историю формирования структуры Северной Евразии. При описании геологии регионов авторы стремились максимально доступно и просто изложить весь необходимый для понимания студентами материал. Работа с учебным пособием, в качестве обязательного условия, предполагает использование геологических, тектонических и геодинамических карт. В книге приведены только некоторые схемы и рисунки, которые помогут в работе с названными картами. Список рекомендуемой литературы также минимальный и включает только доступные учебники, работы обобщающего характера и различного рода пособия, облегчающие понимание изложенного материала.

Глава 1. Введение в региональную геологию России

1.1 Задачи и предмет региональной геологии

Предметом курса “региональная геология России” является изучение всех аспектов геологического строения разнообразных тектонических элементов, составляющих современную структуру территории России. Что понимается под изучением “всех аспектов геологического строения” конкретного региона? Прежде всего, это изучение геологических комплексов: осадочных, метаморфических, магматических, слагающих данный регион, и отражающих определенные, сменяющие друг друга во времени основные этапы его развития. Во-вторых - расшифровка структуры региона, а именно: условий залегания комплексов, их взаимоотношений, последовательности формирования, как временной, так и пространственной, палеогеодинамической обстановки в которой они были сформированы. И наконец, рассмотрев эти вопросы, необходимо восстановить основные этапы геологической истории региона, дать ее периодизацию. При этом важно не только выявление индивидуальных черт строения того или иного региона, но и общих закономерностей, присущих одновозрастным структурным единицам, удаленным друг от друга на значительные расстояния. Последнее означает, что в нашем курсе мы не будем строго ограничиваться рамками одной территории, а будем стремиться найти геолого-структурное сходство со смежными регионами, что, в общем-то, и понимается под термином районирование.

Какие задачи необходимо решить, чтобы описать все аспекты геологического строения региона? Для этого необходимо:

установить и обосновать границы рассматриваемого объекта, его взаимоотношения с окружающими структурами;

провести тектоническое районирование, т.е. выявить основные типоморфные тектонические элементы, составляющие структуру региона;

описать строение, состав, характерные особенности геологических комплексов, слагающих каждый элемент структуры;

обосновать геодинамическую обстановку, в которой формировались указанные геологические комплексы;

уяснить временную последовательность смены одной геодинамической обстановки на другую;

реконструировать историю геологического развития региона, этапы формирования его структуры.

Несомненно, решение такого спектра задач невозможно без знания теоретических основ тектоники, стратиграфии, минералогии, петрографии и других наук геологического плана. По сути, региональная геология - дисциплина, которая является связующим звеном между основными направлениями геологической науки, поскольку только совокупность геолого-геофизических знаний, может дать достоверное представление о геологическом строении любого региона - от конкретного месторождения до земной коры, в целом.

1.2 Некоторые теоретические основы

Перед тем как приступить к систематическому изучению территории России, необходимо рассмотреть наиболее важные для восприятия курса положения. Одной из наиболее важных задач при изучении того или иного региона является районирование. В настоящее время наиболее распространены два основных подхода к районированию: геодинамическое и тектоническое.

Геодинамическое районирование. Теоретической основой этого направления является тектоника литосферных плит, а в основу положен принцип выделения комплексов-индикаторов геодинамических обстановок. Соответственно, геодинамическая карта любого масштаба несет информацию об условиях формирования конкретных структурных элементов, составляющих участок земной коры, отображенный на ней. Индикаторными формациями называют определенные совокупности осадочных, магматических и метаморфических пород, которые образуются в строго определенной геодинамической и геотектонической обстановке и являются, соответственно, индикаторами этих обстановок в прошлом. Таким образом, использование индикаторных формаций при районировании базируется на принципе актуализма, который предполагает сходство геологических процессов, протекающих в настоящее время с геологическими процессами прошлых эпох. Многообразие современных геодинамических обстановок может быть сведено к четырем основным группам: океанические, активные окраины континентов, пассивные окраины континентов, внутриконтинентальные, для каждой из них характерен свой набор пород (табл. 1).

Таблица. 1 Основные комплексы индикаторы геодинамических обстановок

Одной из разновидностей геодинамического районирования является террейновый анализ. В основу террейнового анализа положена концепция, представляющая любой регион в виде мозаики разнородных структурных элементов - обломков континентов, островных дуг, образования ложа океанов и их окраинных морей, внутриокеанских поднятий и т.п. Ключевыми понятиями террейнового анализа являются кратон, тектоно-стратиграфический террейн (для краткости просто террейн) коллизия (аккреция), амальгамация, перекрывающие и “сшивающие” образования. Дадим краткое определение этим понятиям.

Кратон - сформированный в докембрии крупный жесткий участок земной коры (докембрийский кристаллический фундамент древних платформ). Временем кратонизации (консолидации) участка земной коры называют момент времени, после которого этот участок не менял своего внутреннего строения.

Террейн - ограниченный разломами блок регионального масштаба, характеризующийся однородностью и целостностью стратиграфии, тектонического стиля и геологической истории, отличный от смежных террейнов. В зависимости от геодинамической природы и тектонического наполнения террейны подразделяются на ряд типов. Краткая характеристика основных из них приводится ниже.

Кратонный террейн - фрагмент (обломок) кратона, образованный раннедокембрийскими кристаллическими породами.

Миогеоклинальный террейн (террейн континентальной окраины) - фрагмент пассивной континентальной окраины (континентального склона и его подножия), образованный мелководными шельфовыми осадочными комплексами, дистальными турбидитами склона или относительно глубоководными осадками подножия континента.

Островодужный террейн - фрагмент островной вулканической дуги, образованный вулканогенными, вулканогенно-осадочными и интрузивными породами островодужного генезиса; могут присутствовать надсубдукционные офиолитовые комплексы.

Океанический террейн - фрагмент океанической коры, обдуцированный на континентальную кору; образован офиолитами, может включать также фрагменты подводных вулканических островов, гайотов и т.п.

Аккреционный террейн - фрагмент аккреционного клина окраинно-континентальной (андского типа) или островной (тихоокеанского типа) магматической дуги сложенный хаотическим комплексом пород.

Турбидитовый террейн - террейн, сложенный мощными толщами турбидитов (флиша), которые могут иметь различное, окончательно не выясненное происхождение; эти толщи могут представлять собой накопления континентального склона и его подножия, преддугового и тылового прогибов вулканической островной дуги или выполнение трогов перед фронтом продвигающихся тектонических покровов.