Мезозойско-кайнозойская стадия. Терригенными породами заключительной стадии эволюции плиты сложены среднеюрско-меловой и неоген-четвертичный интервал разреза. В основании отмечается крупный стратиграфический перерыв и угловое несогласие. В юре и раннем мелу Тимано-Печорская плита испытала слабое погружение, в позднем мелу и палеогене континентальная часть современной плиты полностью осушилась; лишь в прибрежной полосе и в море продолжалось малоинтенсивное континентально-морское осадконакопление. На заключительном неоген-четвертичном этапе развития региона большая его часть представляла равнинную сушу.
2.3 Уральская складчатая область
Уральская складчатая область является составной частью Центрально-Азиатского подвижного пояса, разделяющего Восточно-Европейскую, Сибирскую, Таримскую и Китайско-Корейскую древние платформенные области. Складчатые сооружения Урала возникли на месте палеозойского Уральского океана, закрывшегося в конце позднего палеозоя в результате сближения Восточно-Европейской, Сибирской и Казахстанской континентальных глыб. Комплексы, слагающие его современную структуру, залегают в виде серии тектонических чешуй, надвинутых на окраину Восточно-Европейской платформы. Восточные границы скрыты под чехлом молодой Западно-Сибирской плиты. Уральская складчатая область представляет собой типичный пример линейных коллизионных структур. Выделяют внешние (западные) зоны, развившиеся на окраине Восточно-Европейского кратона или вблизи него, и внутренние (восточные), где широко представлены палеозойские комплексы океанического и островодужного генезиса. Границей между внешней и внутренней зонами служит полоса серпентинитового меланжа, маркирующая сутуру Главного Уральского разлома.
Внешние зоны Урала включают автохтонные комплексы Предуральского краевого прогиба, Западно- и Центрально-Уральской складчатых зон.
Предуральский краевой прогиб, заполненный пермской континентальной молассой, представляет собой пограничную с Восточно-Европейской платформой структуру, расположенную вдоль западного борта всего сооружения Урала, кроме Мугоджар и Пай-Хоя. Ширина этой зоны варьирует от 50 до 100 км. В продольном направлении в структуре прогиба выделяется несколько впадин: Бельская, Уфимско-Соликамская, Верхнепечорская, Воркутинская и др. глубиной до 10-12 км. Доверхнекаменноугольные отложения прогиба сходны с одновозрастными толщами Восточно-Европейской плиты. Заложение прогиба началось в позднем карбоне, ранней перми и связано с коллизионными процессами. Первоначально он представлял собой относительно глубоководный бассейн с дефицитным глинисто-кремнисто-карбонатным осадконакоплением. В западной части прогиба развиты биогермные известняки, а на востоке морские молассовые отложения. В кунгурское время в условиях отсутствия связи с океаном в застойных водах в южных частях Урала формировались эвапоритовые толщи, а в северных - угленосные. Дальнейшие деформации и связанный с ними рост Урала привели в поздней перми, раннем триасе к интенсивному размыву складчатых сооружений и постепенному заполнению тылового осадочного бассейна типично моллассовой толщей.
Западно-Уральская зона, представлена в современном эрозионном срезе деформированными палеозойскими отложениями, формировавшимися в условиях пассивной континентальной окраины Восточно-Европейской платформы. Палеозойские образования резко несогласно лежат на породах древнего складчатого основания, и представлены, главным образом, мелководными осадками. Нередки и тектонические покровы, перемещенные из восточных зон, где в палеозое широко развиты океанические и островодужные комплексы. Наиболее типичными отложениями на западном склоне Урала являются шельфовые. Они представлены породами, во многом аналогичными тем, которые развиты на Восточно-Европейской платформе. Возраст подошвы осадочного чехла закономерно омолаживается с севера на юг. На Пай-Хое и Полярном Урале разрез начинается с рубежа кембрия - ордовика. На южном Урале основание шельфового разреза отвечает позднему ордовику - силуру. Состав подошвенной - терригенной части разреза отвечает подстилающим комплексам фундамента платформы. Эпизодически среди них отмечают бимодальные комплексы вулканитов, которые являются индикаторами континентального рифтогенеза. Силурийский интервал разреза сложен преимущественно граптолитовыми сланцами. С верхнего силура в разрезе начинают преобладать известняки. Для нижнего девона характерны мощные рифовые постройки, которые формировали протяженный барьерный риф вдоль всей уральской окраины Восточно-Европейского палеоконтинента. Органогенные известняки преобладают в разрезах и на окраине самой платформы вплоть до конца карбона - нижней перми. На востоке Западно-Уральской зоны карбонатные отложения замещаются флишем и турбидитами, маркирующими край палеоконтинента. На коллизонном этапе, в конце палеозоя вследствие мощного давления с востока (в современных координатах) эти комплексы были дислоцированы и по принципу "домино" надвинуты друг на друга, что послужило причиной формирования чешуйчатой структуры Западно-Уральской складчатой зоны.
Центрально-Уральская складчатая зона представляет собой область почти непрерывных выходов докембрийских пород (доуралид). Древние массивы здесь могут быть условно разделены на два типа. Первый тип представлен поднятыми блоками фундамента Восточно-Европейской платформы, перекрытыми отложениями, формировавшимися на пассивной окраине кратона (Башкирский и Кваркушский массивы). Наиболее древние погребенные образования имеют архейско-палеопротерозойский возраст и представлены характерными типами пород: гнейсами, амфиболитами и мигматитами. Перекрывающие их мезопротерозойско-неопротерозойские осадочные толщи сложены цикличной последовательностью обломочных и карбонатных пород, образовавшихся в основном в мелководных условиях за счет сноса обломочного материала с континента. На двух уровнях в этом разрезе появляются вулканиты трахибазальтового состава, связанные с эпизодами растяжения при формировании пассивной окраины.
Ко второму типу доуралид относятся складчатые образования позднего докембрия, представленные преимущественно неопротерозойскими островодужными комплексами, а также более древними комплексами кратонного типа (микроконтинентами), которые нарастили кристаллическое основание Восточно-Европейского палеоконтинента к востоку (в современных координатах) и оформили структуру Центрально-Уральского аккреционно-коллизионного пояса в конце докембрия (кадомская орогения). Наиболее многочисленны они на Северном и Полярном Урале - в пределах Центрально-Уральского и Харбейского поднятий, а также слагают обширные пространства в основании смежной Тимано-Печорской плиты. Аналогичные следы позднедокембрийского роста коры предполагаются на Южном Урале в пределах поднятия Уралтау. В ядрах указанных антиформных структур обнажаются высокометаморфизованные породы (гнейсово-мигматитовая ассоциация), периферические части представлены трансгрессивными вулканогенно-осадочными отложениями неопротерозоя. Вулканиты представлены зонально-метаморфизованными породами дифференцированной базальт-андезит-дацитовой известково-щелочной серии, характерной для островодужных образований. Часто в ассоциации с вулканитами в разрезе присутствуют глаукофановые сланцы, указывающие на аккреционно-коллизионную обстановку. В обрамлении доуральские комплексы несогласно перекрыты существенно карбонатными отложениями ордовика-карбона, которые представляют единый фациальный ряд с отложениями Западно-Уральской зоны и смежной Тимано-Печорской плиты.
Зона Главного Уральского разлома представляет собой тектонический шов, выраженный мощной зоной серпентинитового меланжа изменчивой ширины - от нескольких до 20 км. Сама система разломов является фронтальной зоной крупнейшего глубинного шарьяжа, по которому симатические комплексы восточных зон надвинуты на сиалическое основание западной части Урала. Останцами этого покрова являются разновеликие блоки и пластины различных комплексов пород развивавшихся на коре океанического типа, которые встречаются во внешней зоне Урала. Остатки этих же пород, в том числе различные члены офиолитовой ассоциации: гипербазиты, габбро, подушечные лавы, кремнистые осадки и т.п., расположены среди развальцованной серпентинитовой матрицы, внутри полосы маркирующей зону надвига. Часто шовная зона выражена бластомилонитами, метаморфическими сланцами, в том числе глаукофановыми, эклогитами, т.е. породами, формирующимися при больших давлениях. Развитие эклогит-глаукофанового метаморфизма может свидетельствовать о том, что большая часть этих комплексов возникла во фронтальных зонах островных дуг в условиях частой аккреции (например, островная дуга - микроконтинент или симаунт). Таким образом, формирование зоны главного Уральского разлома неразрывно связано с аккреционно-коллизионными процессами.
Внутренние зоны Урала наиболее полно обнажены на Южном Урале и включают Тагило-Магнитогорскую, Восточно-Уральскую и Зауральскую зоны.
Тагило-Магнитогорская зона включает полосу прогибов, сопровождающую с востока зону Главного Уральского разлома. С юга на север обосабливаются Западно-Мугоджарский, Магнитогорский, Тагильский, Войкаро-Щучьинский синклинории. По своему строению зона представляет синформную структуру, состоящую из серии тектонических покровов, наслоенных друг на друга. В строении покровов участвуют ордовикско-каменноугольные плутонические, вулканогенные и осадочные комплексы пород, которые рассматриваются как образования океанических впадин, островных дуг, краевых вулканических поясов, связанных с ними глубоководных флишевых трогов и мелководных терригенных и карбонатных толщ, перекрывающих новообразованную в палеозое континентальную кору. Выступы архейско-протерозойского сиалического фундамента здесь отсутствуют. В целом Тагило-Магнитогорскую зону можно представить как поле развития океанических (офиолитовых) и островодужных (известково-щелочных) комплексов, составляющих так называемый “зеленокаменный пояс Урала”. Формирование вулканических комплексов субдукционного генезиса происходило в несколько этапов. Островодужный вулканизм начался в среднем ордовике и продолжался в силуре. Комплексы соответствующего возраста отмечены в пределах Сакмарской пластины. Раннедевонские вулканиты андезибазальтового типа слагают полосу вдоль восточного борта Магнитогорского синклинория (Ирендыкская дуга). Позднедевонкие и раннекарбоновые субдукционные комплексы вскрываются в пределах Магнитогорской полосы.
Восточно-Уральская зона - зона развития докембрийских комплексов бывших микроконтинентов (доуралид) с аллохтонами, сложенными палеозойскими породами офиолитовой и островодужной серий. В результате широко проявленного высокотемпературного метаморфизма палеозойские комплексы иногда становятся неотличимыми от докембрия, образуя структуры, напоминающие гранитогнейсовых купола с характерным двухъярусным строением. В ядрах куполов, образуя нижний ярус, преобладают архейско-протерозойские комплексы, которые в результате многократного метаморфизма и метасоматоза сформировали полифазный комплекс: от центра купола наблюдается смена гнейсов и мигматитов на кристаллические сланцы, а ближе к краям на амфиболиты с реликтами гранулитовой фации метаморфизма. Верхний ярус слагает периферию куполов и представлен сланцевой оболочкой, которая образована по палеозойским породам океанического и островодужного происхождения и, таким образом, структурно не согласована с ядром. Образование купольных структур естественно связать с диапировым всплыванием мобилизованного сиалического основания уже после того, как палеозойские комплексы были надвинуты на докембрийское основание. При этом метаморфизму подвергались как древние, так палеозойские комплексы. А сам метаморфизм носил концентрически зональный характер, убывая к периферии куполов. Названная ассоциация формирует поднятия, такие как Зауральское и Восточно-Уральское, Мугоджарское (последние иногда объединят в Урало-Тобольский антиклинорий и выделяют в качестве “гранитно-метаморфической оси Урала”). Время образования куполов соответствует времени внедрения гранитных массивов и отвечает заключительному этапу формирования складчатой структуры Урала - на рубеже карбона - перми.
В отношении природы самих доуралид Восточно-Уральской зоны нет единого мнения. Многие из них, по представлениям некоторых исследователей, могут быть обломками собственно Восточно-Европейского континента, которые могли быть отторгнуты на этапе позднепротерозойского или раннепалеозойского рифтогенеза и присоединились к нему вновь лишь в позднем палеозое на герцинском коллизионном этапе развития орогена. С определенной долей уверенности такую модель можно принять для Зауральского массива, в пределах которого есть согласованные с платформой осадочные комплексы позднего докембрия - кембрия и присутствует ордовикский рифтогенный комплекс синхронный индикаторам раскола коры в Западно-Уральской зоне.
Зауральская зона - наиболее восточная и наиболее погруженная область распространения палеозоид. Характерной чертой является присутствие позднепалеозойских вулканоплутонических комплексов. Преимущественным развитием пользуются позднедевонско-каменноугольные известково-щелочные вулканиты (Валерьяновский пояс), отвечающие активной окраине Киргизско-Казахстанского супертеррейна. Пояс образован андезитами, андезибазальтами, дацитами и прорывающими их диоритами и гранодиоритами. С запада он сопровождается офиолитами и островодужными комплексами силура и девона, которые рассматриваются в качестве образованного во фронте субдукционного меланжа. К востоку, в тылу пояса развиты карбонатные и карбонатно-терригенные отложения верхнего девона и нижнего карбона, ниже которых залегают красноцветные осадочные и вулканические породы сопоставимые с отложениями Центрального Казахстана.
Согласно вышесказанному, общую структуру Урала можно представить образованной из двух структурных комплексов: нижнего “автохтонного” (доуральского - докембрийского) и верхнего “аллохтонного” (уральского - палеозойского). К нижнему структурному комплексу принадлежит фундамент Восточно-Европейской платформы, вместе с залегающим на нем неопротерозойским чехлом осадков пассивной континентальной окраины, а также позднедокембрийским аккреционно-коллизионным комплексом Центрально-Уральского пояса. Верхний структурный комплекс образован тектоническими чешуями океанических и островодужных ассоциаций, которые надвинуты на доуральскую окраину Восточной Европы. Складчатое сооружение Урала возникло на месте палеозойского океана, эволюции которого предшествовал Доуральский (Палеоуральский) цикл, закончившийся кадомской орогенией и ростом континентальной коры на рубеже докембрия - кембрия. Некоторые исследователи придерживаются точки зрения, что палеозойский бассейн Уральского океана не является новообразованным, а унаследован от Доуральского, формирование которого сопоставляют с расколом докембрийского суперконтинента. Таким образом, в геологической истории Уральского региона можно выделить четыре главных тектонических этапа: