Доуральский этап - связанный с эволюцией Палеоуральского океана, его полным закрытием или крупным аккреционным событием, приведшим к интенсивному росту континентальной коры в обрамлении раннедокембрийской Восточно-Европейской глыбы в конце докембрия.
Уральский океанический этап - связан с раннепалеозойским ростом океанического ложа с рубежа позднего кембрия - ордовика и формированием обширной пассивной окраины Восточно-Европейского континента.
Уральский субдукционный этап - отвечает трансформации преобладающих условий пассивной окраины в активную с образованием, начиная с девона, островодужных систем, выдвинутых в океан.
Уральский коллизионный этап - отвечает столкновению Восточно-Европейской континентальной окраины с Сибирским континентом и Киргизско-Казахстанским супертеррейном в позднем карбоне - перми и повсеместному герцинскому орогенезу. Об этом свидетельствует массовое внедрение гранитоидных батолитов, региональный метаморфизм с формированием гранитогнейсовых куполов в западной части Урала. Возраст большинства массивов оценивается в 290 - 250 млн. лет. Перед фронтом Уральских гор был сформирован глубокий Предуральский краевой прогиб, куда поступали продукты эрозии.
Мезозойско-кайнозойская история региона связана с постепенным разрушением орогена, пенепленизацией и формированием кор выветривания.
2.4 Пайхой-Новоземельская складчатая область
Регион представляет сложно построенное складчатое сооружение, расположенное между седиментационными бассейнами шельфовых акваторий Баренцева и Карского морей, на северном продолжении Урала. Структурный рисунок области определяется дугообразной конфигурацией сложного комплекса складчатых и дизъюнктивных структур, огибающих впадину Карского моря, а также тем, что осадочные комплексы, переработанные раннекиммерийским тектогенезом (перед юрой), формировались на различном основании, принадлежащем двум разновозрастным плитам. На архипелаге обособляются два протерозойских блока - южный неопротерозойский (кадомский возраст консолидации) и северный мезопротерозойский (гренвильский возраст консолидации). Границей между ними служит зона Байдарацкого разлома. Южная и северная части Новой Земли характеризуются также различным строением палеозойско-раннемезозойского осадочного комплекса. На тектонической карте полоса раннекиммерийской складчатости, протягивающаяся в северо-западном направлении через Пай-Хой - Вайгач - южную часть архипелага, накладывается на позднедокембрийские структуры Печорской плиты. Средняя и северная часть Новой Земли располагается на переработанном киммерийской складчатостью блоке мезопротерозойской Свальбардской (Баренцевоморской) плиты.
Южноновоземельский сегмент. В основании Южноновоземельского сегмента области лежит комплекс неопротерозойского возраста, складчатые формы которого образованы кадомским тектогенезом. В строении комплекса преобладают метаморфизованные терригено-карбонатные отложения, подчиненно развиты вулканогенные отложения с маломощными силлами и дайками габбрового состава. Выходы основания наиболее полно представлены на Пай-Хое, Вайгаче и на юге Южно-Новоземельского острова в пределах Пайхойского, Вайгачско-Южноновоземельского поднятий (Южноновоземельская антиформа). Докембрийский фундамент южной части области резко несогласно перекрыто деформированными осадками от ордовика до нижнего триаса.
Североновоземельский сегмент. Североновоземельская часть включает единый неопротерозойско-раннемезозойский комплекс, залегающий непосредственно на гренвильском кристаллическом фундаменте Свальбардской плиты. Крупный выход докембрийских отложений, протяженностью до 100 км находится на северо-западном побережье Северного острова. Толщи представлены слабометаморфизованными (до филлитов) песчано-глинистыми отложениями, содержащими поздненеопротерозойские микрофоссилии, и перекрываются слоями с останками кембрийских трилобитов. Граница между протерозоем и палеозоем согласная, постепенная. Флишоидные и сланцевые формации верхнего докембрия вместе с перекрывающими их граптолитсодержащими толщами кембрия-силура образуют единый структурно-вещественный комплекс, состоящий из флишоидных глубоководных формаций неопротерозоя - среднего ордовика и флишоидно-молассоидных известково-глинистых формаций верхнего ордовика - силура.
Различие в докембрийской тектонической истории в существенной мере повлияло на палеозойский этап геологического развития региона. В течение кембрийского периода на юге архипелага существовало пенепленизированное поднятие. Кембрий здесь отсутствует и отложения его либо смыты, либо не отлагались; отсутствует или слабо развита ордовикская моласса. В это время на севере продолжал развиваться заложенный еще в конце позднего неопротерозоя прогиб, заполнение которого молассоидными и ритмичными флишоидными формациями продолжалось до конца силура.
В южных частях региона в ордовике - силуре накапливались мощные толщи мелководных карбонатных и терригенно-карбонатных шельфовых осадков. Карбонатное шельфовое осадконакопление продолжалось здесь до середины позднего карбона.
В среднем девоне произошло разделение палеобассейнов с образованием двух зон с различными условиями осадконакопления. На востоке и в центральной части формировался глубоководный прогиб, в котором накапливались батиальные карбонатно-кремнисто-глинистые осадки. На юго-западе и западе сохранялась область мелководного карбонатного осадконакопления. Заложение прогиба сопровождалось базитовым магматизмом с петрохимическими особенностями современных океанических толеитов, синхронного с процессами рифтогенеза в Тимано-Печорском регионе, на Пай-Хое и в акватории Баренцева моря.
На протяжении второй половины карбона - перми на севере Новой Земли формировались маломощные прибрежно-морские карбонатно-терригенные толщи. На остальной территории осадконакопление к концу карбона повсеместно становилось глубоководным. В поздней перми глубоководный прогиб начал заполняться обломочным материалом, поступавшим в большом количестве с Уральского орогена. К середине триаса прогиб завершил свое развитие. На рубеже триаса - юры весь регион испытал мощные деформации и складчатость, сопровождавшиеся внедрением гранитоидов.
На границе мела - палеогена образовалась Карская астроблема - одна из крупнейших в мире импактных структур.
Таким образом, сопоставление геологических комплексов юга и севера Новой Земли иллюстрирует их существенное отличие в строение разрезов, несмотря на внешнее сходство составов. Наиболее существенным отличием является несогласное налегание ордовикских толщ на неопротерозойские (с выпадением кембрия из разреза) и их различный вещественный состав на юге; в противоположность - непрерывность разрезов неопротерозоя - палеозоя при их общей близости состава на севере.
Глава 3. Сибирская платформа и структуры ее обрамления
3.1 Сибирская платформа
Сибирская платформа занимает центральное место в структуре Северной Азии и располагается в междуречье крупнейших рек Восточной Сибири - Енисея и Лены. В плане Сибирская платформа имеет форму неправильного многоугольника, несколько расширяющегося к югу. Границы древней платформы и территории распространения кратонных образований часто не совпадают. Континентальные окраины заняты в различной степени деформированными отложениями платформенного типа и обрамляются аккреционно-коллизионными структурами, нарастившими эту окраину в различное время - от неопротерозоя до мезозоя. Проблема проведения границ Сибирской платформы целиком связана с различным пониманием соотношения недеформированных платформенных отложений, деформированных отложений пассивных континентальных окраин и обрамляющих складчато-покровных поясов. Здесь предлагается один из возможных вариантов.
Юго-восточная граница платформы совпадает с Монголо-Охотским швом, отделяющим раннедокембрийские кристаллические комплексы Алдано-Станового выступа фундамента от складчатых сооружений Монголо-Охотского пояса сформированного в конце юры - раннем мелу. К западу, поля развития раннедокембрийских образований этого щита «теряются» среди палеозойских гранитоидных батолитов Байкальской складчатой области. В качестве границы их распространения принимается условная субмеридиональная линия, продолжающая к югу Жуинский разлом. В пределах Северного Прибайкалья платформу ограничивают покровные комплексы Северо-Байкальской или Патомской структурной дуги. Эта территория занята преимущественно неопротерозойскими осадочными сериями шельфовой окраины Сибири. Южнее располагается Байкало-Муйский аккреционный пояс, отделяющий структуры кратона от складчатых сооружений Байкальской области. Юго-западную окраину древнего континентального массива формируют докембрийские структуры Саяно-Енисейской области. В качестве ясной границы можно назвать Главный Саянский и Приенисейский разломы, вдоль которых к кратону примыкают неопротерозойский Приенисейский и раннекаледонский Алтае-Саянский аккреционные пояса. Вся западная окраина платформы перекрыта мезозойско-кайнозойский осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты. Здесь на основе геофизических данных ее ограничивают долиной р. Енисей. На севере Сибирская платформа обрамлена складчато-надвиговыми структурами Таймырско-Североземельской области. Сама структурная граница вновь погребена под осадками эпипалеозойского бассейна, формирующего здесь крупный Енисей-Хатангский прогиб, и находится, приблизительно, в осевой его части. За восточную границу платформы принимаются передовые надвиги Верхоянской покровной области, во фронте которых сформирован Предверхоянский краевой прогиб.
Фундамент Сибирской платформы. Архейско-палеопротерозойский фундамент платформы состоит из двух крупных блоков (супертеррейнов): Алдано-Станового и Ангаро-Анабарского, сшитых в конце палеопротерозоя Акитканским поясом. Западную окраину кратона формирует протяженный Ангарский пояс гренвильского возраста.
Выступом Аладано-Станового блока фундамента является крупнейший на платформе одноименный щит, занимающий ее юго-восточную часть. В строение щита участвуют два главных тектонических элемента: Алданский мегаблок, занимающий северную его часть, и Становой мегаблок, расположенный южнее.
Алданская глыба разбита субмеридиональными разломами на четыре тектонических элемента. Гранит-зеленокаменные области представлены на западной окраине Чара-Олекминским террейном и на восточной окраине Батомгским террейном. Расположенная между ними Алдано-Учурская (Центрально-Алданская) гранулит-гнейсовая область состоит из двух террейнов: Западно-Алданского и Тимптоно-Учурского (Восточно-Алданского).
В пределах Алдано-Учурской области распространены плутонические породы тоналит-трондъемитового состава. Подчиненное значение принадлежит двум супракрустальным толщам. Первая сложена высокоглиноземистыми сланцами и кварцитами, т.е. метаморфизованными «зрелыми» осадочными породами продуктами переотложения древних кор выветривания. Для второй типичными являются основные кристаллосланцы, метаграувакки, метапелиты и железистые кварциты. Первичными породами были вулканиты основного состава и алеврито-глинистые осадки с прослоями карбонатов. Породы претерпели как минимум две эпохи регионального амфиболитового и гранулитового метаморфизма в позднем архее и палеопротерозое. Полям развития указанных комплексов свойственны гранитогнейсовые купола, овальной и неправильной в плане формы диаметром десятки километров, в ядрах которых вскрываются граниты и мигматиты. Время формирования континентальной коры Алдано-Учурской области традиционно считается древнейшим: в интервалах 3.8-3.5 (Западно-Алданский террейн) и 3.3-3.2 млрд. лет (Тимптоно-Учурский террейн). Появившиеся в последнее время прецизионные изотопные данные свидетельствуют, что возникновение гранитогнейсовых куполов, как отражение коллизионных процессов, связанных с формированием внутренней структуры области, отвечает палеопротерозою - 2.2-2.0 млрд. лет.
Строение гранит-зеленокаменных областей Алданского мегаблока (Чара-Олекминский и Батомгский террейны) отличается большим разнообразием. В составе зеленокаменных поясов, простирающихся в меридиональном направлении, преобладают вулканиты основного, реже среднего и кислого составов, метаморфизованные в условиях зеленосланцевой и амфиболитовой фаций. Распространены также метаосадочные породы - преобразованные гравуакки, пелиты, карбонаты и железистые кварциты. Названный комплекс, выполняет узкие прямолинейные прогибы, обладающие всеми признаками структурных швов. Его формирование связывают с эволюцией океанических бассейнов, разделявших гранулито-гнейсовые террейны. Последние сложены преимущественно среднеархейскими (3.3-3.2 млрд. лет) диорит-тоналитами, монцодиоритами, гранулитами, кристаллическими сланцами, гнейсами. Полученные изотопные датировки указывают на дискретный характер формирования коры региона. Первые признаки амальгамации сиалических масс в пределах Чаро-Олекминского террейна проявляются 3.0-2.9 млрд. лет назад. Кульминационные метаморфические события, связанные, вероятно, с коллизионным этапом и формированием основной структуры гранит-зеленокаменной области, отвечает интервалу 2.8-2.6 млрд. лет.
Особое строение имеет Становой мегаблок. Наряду с архейскими породами, метаморфизованными в гранулитовой фации, широко распространены комплексы амфиболитовой фации метаморфизма. Здесь по структурным особенностям, особенностям состава метаморфических комплексов выделяют три террейна: Западно-Становой гранулит-амфиболитовый террейн, Восточно-Становой гранит-зеленокаменный террейн и Чогарский гранулит-амфиболитовый террейн. Однако отличительной особенностью Станового мегаблока является многократная тектономагматическая переработка, которая продолжалась здесь вплоть до кайнозоя. Наиболее интенсивно эти события проявлены на позднеюрском - раннемеловом этапе и вызваны субдукционным процессами со стороны Монголо-Охотского подвижного пояса.
Формирование структуры Алдано-Станового супертеррейна в результате сближения континентальных блоков и закрытия океанических бассейнов в основном была завершена в свекофеннскую тектономагматическую эпоху - около 1.9-1.8 млрд. лет назад. Этому этапу отвечает широко проявленный гранитоидный магматизм, оформление зон тектонического меланжа (Становая, Амгинская, Тыркандинская системы), которые характеризуются признаками, присущими коллизионным швам на границах архейско-палеопротерозойских террейнов. К палеопротерозойским комплексам Алдано-Станового щита также относятся толщи удоканской серии, выполняющие одноименный прогиб на юго-западе Чара-Олекминской области. В качестве основной причины заложения этой впадины предполагают рифтогенез на рубеже 2.2 млрд. лет. Ее выполняет мощная (до 12 км.) толща красноцветных, континентальных, обломочных пород. Нижняя часть толщи метаморфизована в условиях зеленосланцевой и отчасти амфиболитовой фаций и деформирована гранитогнейсовыми куполами, возникшими за счет ремобилизации архейского субстрата. Время метаморфизма 1.9-1.85 млрд. лет соответствует коллизионному этапу становления структуры Алдано-Станового супертеррейна. Этому же времени отвечает внедрение гранитов Кодарского массива, интрудирующего осадочные комплексы Удоканского прогиба.
К палеопротерозойским комплексам кратона также принадлежат вулканические пояса: Акитканский, прослеживающийся в Приморском хребте вдоль западного побережья оз. Байкал, и Улканский, расположенный на восточной окраине Алданского мегаблока. Акитканский пояс является эталоном протерозойских известково-щелочных вулканических поясов. Он сложен андезитами, трахитами, трахиандезитами, игнимбритами, порфиритами, многочисленными туфогенными образованиями, которые ассоциируют с грубообломочными вулканогенно-обломочными толщами молассоидного облика, что позволяет сравнить его с вулканоплутоническими поясами активных континентальных окраин. Акитканский пояс фиксирует окраину Ангаро-Анабарской глыбы и свидетельствует, что в палеопротерозое она была отделена от Алдано-Станового супертеррейна. Формирование пояса завершилось анорогенным магматизмом около 1.8-1.7 млрд. лет назад.