Герцинский этаж

Начало герцинского этапа развития ВЕП датируется эмским веком раннего девона, окончание – поздним триасом. Заложенный ранее в восточной части ВЕП Русско-Балтийский прогиб в течение среднего девона постепенно расширяется в западном направлении. В позднем девоне в восточной части ВЕП возникает обширная Восточно-Русская впадина, функционировавшая в течение всего карбона и перми.

Девонские отложения выходят на дневную поверхность в трех основных районах: Главном девонском поле, Центральном девонском поле и Львовско-Кишиневской впадине.

Ниже приведены разрезы отложений девонской системы наиболее важных районов.

Девонские отложения Львовско-Кишиневской перикратонной впадины общей мощностью 600-1000 м сложены (снизу вверх):

- песчано-глинистыми осадками с остатками рыб (нижний эйфель), лагунной доломит-ангидритовой толщей (средний эйфель), морскими глинисто-карбонатными отложениями (верхний эйфель - живет) общей мощностью 100-200 м;

- известняковой толщей (верхний девон) мощностью 500-800м.

Разрез нижнего-среднего девона (начиная с эмского яруса) Русско-Балтийского прогиба имеет следующий вид (снизу вверх),

Эмский ярус представлен переслаиванием песчаников и глин морского происхождения.

Нижний эйфель сложен песчано-глинистыми континентальными и мелководно-морскими отложениями (мощность первые десятки метров), сменяющимися эвапоритами (галит и ангидрит) и доломитами и еще выше мелководно-морскими доломитами и известняками мощностью 50-100 м.

Средний-верхний эйфель сложен также мелководно-морскими глинистыми известковыми отложениями мощностью 100-200 м.

Живетский ярус представлен чередованием мелководно-морских пачек глинисто-известковистого и песчано-глинистого состава мощностью 150-300 м (песчано-глинистые отложения в пределах Татарского свода нефтеносны). В возрожденных Кировском и Доно-Медведицком авлакогенах мощность живета достигает 500-600 м.

Верхний девон в западной части Восточно-Русской впадины представлен в нижней своей части аллювиально-дельтовыми отложениями (до 50-100 м), сменяющимися вверх по разрезу известково-глинисто-песчаными морскими кадками (до 100 м), и в верхней – красноцветными песчано-глинистыми отложениями (100-200 м).

В центральной части впадины верхний девон сложен мергелисто-карбонатными отложениями.

Верхнедевонские отложения восточной части Восточно-Русской впадины подразделяются на три комплекса: нижнещигровский (D3fr1), верхнещигровский (D3fr2) и фаменско-турнейский (D3fm-C1t).

В составе нижнещигровского комплекса выделяются пашийский и кыновский нефтеносные горизонты, представленные чередованием пачек песчано-алеврито-глинистого и известково-глинистого состава. Мощность комплекса варьирует от десятков (поднятия) до 700 (в Кировском прогибе, унаследованном от рифей-ранневендского авлакогена) метров.

В позднещигровское время происходит смена терригенного мелководного осадконакопления существенно карбонатным (и, предположительно, более глубоководным). Этот комплекс сложен маломощной (50-100 м) толщей глинисто-кремнисто-карбонатных отложений, обогащенных органическим веществом (доманиковая нефтематеринская фация).

Фаменско-турнейские отложения были сформированы в шельфовой обстановке. Представлены они в основном карбонатными (органогенными известняками и доломитами) отложениями мощностью 200-300 м (фаменский ярус) и известняками с прослоями аргиллитов и алевролитов мощностью 150-200 м (турнейский ярус). В пределах глубоководных некомпенсированных прогибов Камско-Кинельской зоны в это время происходило накопление глинисто-кремнистых известняков, битуминозных сланцев, аргиллитов и мергелей (доманиковая фация) общей мощностью до 200-300 м (в том числе, фаменский ярус – 100-200 м, турнейский – до 100 м). Прогибы эти обрамлялись барьерными рифами. Рифтогенные известняки, слагающие их, позднее сыграли роль литологических ловушек, вместивших промышленные скопления нефти, возникшей первоначально в нефтематеринских отложениях доманиковой фации.

Девон Прикаспийской впадины представлен терригенными отложениями (нижний девон - нижний фран) и выше (средний фран - турне) – глубоководными глинисто-кремнисто-карбонатными битуминозными осадками доманикового типа. Вдоль северной и западной границ Прикаспийской впадины наблюдается пояс развития карбонатных рифовых известняков общей мощностью до 500 м.

С девонским периодом связано проявление щелочного интрузивного магматизма (Хибинский и Ловозерский массивы) и базальтового вулканизма (отмечен в основании отложений, слагающих Кировский регенерированный прогиб и Татарский свод).

Каменноугольные отложения покрывают значительную часть Русской плиты, выходя на поверхность в западном крыле Московской и обрамлении Прикаспийской синеклиз.

В течение каменноугольного периода продолжается погружение Восточно-Русской впадины, осадконакопление происходит также в Прикаспийской и Львовской впадинах. Начиная со среднего карбона происходит постепенное изменение гумидного тропического климата, господствовавшего почти на всей территории ВЕП в раннем карбоне, на более сухой – аридный – в позднем.

Проиллюстрируем строение каменноугольных отложений в типовых районах их распространения.

Разрез каменноугольной системы центральной зоны Восточно-Русской впадины (Московская синеклиза):

C1t1 - доломиты, известняки, мергели (50-80 м);

C1t2 - песчаники, алевролиты, глины с прослоями бурых углей (30-35 м):

C1v12 - ( бобриковский горизонт) – континентальные аллювиально-лимнические песчано-алевритовые (на СВ – бокситоносные) отложения (10-100 м);

C1v22 - песчаники, алевриты, глины аллювиально-дельтовые и болотные (20-60 м);

C3v3 (окский горизонт) - известняки, доломиты, глины (50-100м);

C1s1 - каолиновые глины коры выветривания;

C2m - морские карбонатные отложения → терригенные отложения → глинистые известняки → известняки, доломиты, мергели, глины (100-150 м);

C3 - известняки, доломиты, мергели, глины, отдельные пестроцветные пачки, в верхней части преобладают доломиты (150м).

Разрез каменноугольных отложений восточной зоны Восточно-Русской впадины (Волго-Уральская антеклиза) имеет следующий вид:

C1t - (см. выше фаменско-турнейский комплекс);

C1v1 - толща песчаников, алевролитов, аргиллитов с прослоями углистых сланцев и линзами углей (n х 10 - 150-200 м);

C1v2 (бобриковский горизонт) - кварцевые песчаники, алевролиты и аргиллиты с растительными остатками, отмечаются прослои углистых сланцев и углей;

C1v3-s - известняки и доломиты (200-500 м);

C2b - известняки, реже доломиты, в верхней части – также глины и алевролиты (50-150 м);

C2m - пестроцветные терригенные и карбонатные осадки (верейский горизонт, выше – органогенно-детритовые и обломочные известняки с прослоями доломитов);

C3 - известняки, реже доломиты, иногда с включениями гипса и ангидрита (150-200 м).

В пределах Прикаспийской впадины в разрезе карбона наблюдается чередование мощных терригенных пачек (нижнее визе, башкирский - московский ярусы) с относительно маломощными карбонатно-кремнисто-глинистыми (другие ярусы и подъярусы). Как и в девоне Прикаспийская глубоководная впадина отделялась от Восточно-Русской барьерными рифами, сложенными органогенными известняками.

Разрез карбона Львовской впадины имеет мощность 800-1000 м. Сложен он снизу вверх: c1t-v1 - континентальные гравелиты и песчаники (5-50м) → известковистые глины (150м);

C1v3-C1b - континентальные угленосные гравелиты. песчаники и глины (700-800 м).

Пермские отложения ВЕП представлены преимущественно карбонатными морскими фациями (нижняя пермь) и терригенными континентальными (верхняя пермь) фациями.

Пермские отложения присутствуют в Московской, Мезенской синеклизах, Волго-Уральской антеклизе, Прикаспийской, Польско-Литовской синеклизах, площади которых в пермский период были залиты водами Восточно-Русского, Прикаспийского и Польско-Литовского бассейнов.

Восточно-Русский бассейн в перми на востоке граничит с воздымающимся горным сооружением Урала, отделенным от него Предуральским краевым прогибом, на юго-востоке – с Прикаспийским бассейном (через пояс барьерных рифов).

Обобщенный разрез пермских отложений Восточно-Русского бассейна имеет следующий вид:

P1a - морские мелководные доломиты, доломитовые известняки с богатой фауной фораминифер, кораллов и брахиопод (0-100м (до 180м));

P1s-ar - морские мелководные мергели, доломиты, ангидриты, гипсы (в восточных зонах Московской синеклизы – прослои каменных углей) (n х 10 м);

P1k - ангидриты с прослоями доломитов и мергелей (n х 10 -100-150м);

P2u - континентальные красноцветные аллювиально-дельтовые и озерные отложения (глины, алевриты, косослоистые песчаники с пресноводной фауной) (200-300 м); в направлении на запад мощность отложений снижается до десятков метров;

P2kz - морские отложения обширного внутриконтинентального Казанского моря (песчаники, мергели, известняки и доломиты с остатками брахиопод, пелеципод и др.) (100-200 м);

P2t - континентальные (аллювий, дельтовые и озерные отложения) красноцветные песчаники (часто косослоистые), алевролиты, глины, мергели, известняки и доломиты, часто гипсоносные (200-500 м).

Суммарная мощность пермских отложений Востока Русской плиты составляет, таким образом, 600-1300 (достигая 2000 м).

Пермский разрез Прикаспийской впадины имеет мощность, достигающую 7-10 км.

Ассельско-артинский комплекс нижней перми представлен во внешней части прогиба карбонатной толщей мелководных известняков и доломитов, слагающих барьерные рифы мощностью 1-1,5 км, во внутренней – маломощной (n х 100м) толщей глубоководных карбонатно-кремнисто-глинистых отложений.

Кунгурский ярус сложен соленосной толщей мощностью 1-3 км во внешней до 4-6 км во внутренней части впадины. Она представлена мощными пачками галита (в верхней части также калийных и магниевых солей) с прослоями глин. Формирование соленосной толщи происходило в глубоководной лагуне в условиях аридного климата и быстрого и значительного опускания. Общие оцененные запасы галита в пределах впадины составляют около 1 трлн. т, калийных солей – 45 млрд. т.

Верхнепермские отложения, обнажающиеся в соляных куполах, сходны с отложениями Восточно-Русской впадины, но имеют значительно большую мощность.

Триасовые отложения выходят на поверхность в пределах Прикаспийской, Московской и Мезенской синеклиз. Формирование их происходило в условиях аридного (ранний - средний триас) и влажного гумидного (поздний триас) климата в нескольких изолированных внутриконтинентальных впадинах.

В Прикаспийской впадине (синеклизе) мощность триасовых отложений достигает 3-3,5 км. Они имеют следующее строение (снизу вверх):

T1i - красноцветные терригенные отложения (200-300 м, до 1,4 км – в центральной части впадины);

T1o - мелководно-морские глинисто-карбонатные отложения (от 100 м до 1000 м – в центральной части впадины);

T2 - морские известняки, глины, песчаники (до 250 м);

T3 - континентальные пестро- и сероцветные отложения (глины с прослоями песчаников, алевролитов и углей) (600-700 м).

Нижнетриасовые отложения Московской синеклизы представлены красноцветными континентальными осадками мощностью до 200 м. В разрезе нижнего триаса выделяют 5 седиментационных циклов, каждый из которых начинается песчаниками и заканчивается алевролитами и глинами с известковистыми конкрециями.

На рубеже триаса и юры в пределах Урала и Тимана происходят заключительные деформации сжатия, в результате которых, в частности, геологические комплексы Тиманской зоны были надвинуты на Мезенскую синеклизу.

В конце триаса почти вся территория ВЕП была осушена. В обрамляющих ВЕП подвижных поясах в герцинский этап происходят следующие события:

- в рассекающем тело ВЕП Днепрово-Донецком авлакогене на границе ранней и поздней перми происходят складчатые деформации, и он превращается в интракратонную складчатую зону;

- в северной части Средиземноморского пояса (пассивной окраине океана Тетис), в области, находящейся между Днепрово-Донецким авлакогеном, Украинским щитом на севере и Горным Крымом и Большим Кавказом – на юге, в конце перми происходят блоково-складчатые деформации, и далее она развивается в плитном режиме (Скифская плита);

- в западной части Урало-Азиатского пояса в конце палеозоя в результате коллизии ВЕП и микроконтинентов – террейнов (Казахстанского, Мугоджарского и др.) происходит возникновение горного сооружения, а на границе с ВЕП – Предуральского краевого прогиба.