Континентальные платформы

1. Общая характеристика

2. Строение кристаллического фундамента

3. Структуры и формации чехла

4. Стадии развития платформы

5. Полезные ископаемые

Термин платформа появился во французском переводе труда Э. Зюсса «Лик Земли». Эквивалентен ему термин кратон. Представления о платформах разработаны А.П. Карпинским и А.П. Павловым. Позднее Н.С. Шатский выделил молодые платформы, называемые по циклам формирования с приставкой «эпи» (после). В структуре континентов древние платформы занимают около 60 % площади, а молодые – 5 %.

Платформа – крупная почти изометричная область с малоинтенсивными нео- и палеотектоническими движениями и преобладанием равнинного рельефа. В строении древних, сформированных в архее – раннем протерозое, платформ различают кристаллические щиты и плиты. Щиты – относительно поднятые (кряжи и частично низкие горы) территории с развитием сложнодислоцированных и интенсивно метаморфизованных комплексов горных пород архейского и нижнепротерозойского возраста. Тектонисты полагают, что эти комплексы составляют фундамент платформы и объясняют тектоническую стабильность этой структуры. По сути, породы кристаллического щита являются выходами на поверхность гранитно-метаморфического слоя земной коры. В структуре кристаллических щитов выделяют геокомплексы: серогнейсовый и гранулито-гнейсовый нижнего архея, зеленокаменные пояса 2-3-х генераций (АR₁, AR₂, PR₁), протогеосинклинальный позднего архея – нижнего протерозоя, протоавлакогенный. Между этими комплексами установлены резко несогласные соотношения. Метаморфические серии пород прорваны разнообразными интрузиями, становление которых происходило в широком диапазоне геологического возраста (AR₂-PZ₂).

Плиты – площади распространения горизонтально залегающих (наклоны слоев менее 1^о) отложений, слагающих чехол платформы. В пределах плит различают антеклизы и синеклизы. Первые – площади распространения горизонтально залегающих отложений, организованных таким образом, что в центре расположены древние системы. Мощности чехла антеклиз от небольших (300-500 м) до умеренных (3-4 км). Это установлено геофизическими методами и бурением.

Синеклизы – площади распространения горизонтально залегающих отложений, организованные таким образом, что в центре развиты самые молодые системы. Мощности осадочного чехла синеклиз от значительных (4-5 км) до больших (18-22 км).

В отложениях чехла выявлены локальные структуры – валы, палеорифты 1-2-х генераций, иногда зоны внутриплитных складок. При наличии эвапоритовой формации развились солянокупольные структуры (Прикаспий, Иркутский амфитеатр).

По времени становления фундамента платформы подразделены на древние (эпикарельские) и молодые (эпирифейские, эпибайкальские и эпигерцинские). Древние платформы образовались после распада Пангеи -1 примерно 1, 4 млрд. лет (после готской тектонической эры). К ним относят Северо- и Южноамериканские, Восточно-Европейскую, Сибирскую, Китайско-Корейскую, Южнокитайскую, Африканскую, Австралийскую и Антарктическую.

Геологические формации чехла разнообразны, они образуют ряды в пределах одного-двух циклов Бертрана. Состав формаций во многом определялся палеоклиматом. Широким развитием пользуются терригенные аргиллит-алевролит-песчаные формации, нередко угленосные, а также карбонатно-терригенные. При развитии трансгрессий, либо значительного эвстатического повышения уровня моря накапливались карбонатные (слоистые, рифоидные, меловая) формации. В эпохи отступания моря и развития лагунной, либо континентальной озерно-аллювиальной седиментации отлагались эвапоритовая или терригенная угленосная формации. На протяжении следующего цикла формации могут повторяться. За счет органического вещества морских отложений формируются нефть и газ, мигрирующие в положительные структуры и накапливающиеся под непроницаемыми для жидкости и газа экранами.

Стадии развития платформ следующие. После формирования горно-складчатого сооружения возникают «корни» гор – земная кора аномально большой мощности с наличием мощного гранитно-метаморфического слоя. Процессами денудации на протяжении сотен миллионов лет горы разрушаются до тех пор, пока не образуется континентальная кора «нормальной» мощности (45-50 км). Это стадия кратонизации. Затем возникает раннеавлакогенная стадия – заложение палеорифтов при перестройке подкоровых циркуляций, либо подходе к основанию коры мантийного диапира. В авлакогенах накопились вулканогенная, вулканогенно-терригенная и терригенная формации. Следующая стадия – синеклизная, на ее протяжении над авлакогеном продолжается унаследованное прогибание и закладывается синеклиза. Затем наступает плитный этап. Это интервал времени, продолжительностью в сотни миллионов лет, когда преимущественно в мелких шельфовых морях формировались отложения чехла. Плитный этап разнообразился короткими эпизодами развития авлакогенов II-III генераций. Наконец, наступает эмерсионная стадия, когда появляется континентальная платформа, так как море уходит, возникает рельеф равнины с кряжами и горными сооружениями на щитах.

Кратко охарактеризуем строение древних платформ Северного полушария. Северо-Американская платформа расположена в пределах Канады и Соединенных Штатов Америки. Ее частью, отчлененной погружениями конца мелового и палеогенового периодов, является большая часть Гренландии. На востоке платформа граничит с герцинской складчатой системой Аппалачей по краевому тектоническому шву (линия Логана). В пределах Восточной Гренландии еще один краевой шов определяет выходы фундамента платформы от каледонид Северо-Востока Гренландии. На севере граница платформы проходит по разломам и Арктическому перикратонному прогибу. На западе ограничением платфомы являются складчатые сооружения Скалистых гор, а на юге – Примексиканский прогиб, рассматриваемый как кайнозойская плита. Значительную часть платформы занимает Канадский щит, в пределах которого выделены системы докембрийской складчатости – кеноранская (провинции озера Верхнего и Невольничья), гудзонская, или карельская (провинции Черчилл, Лабрадор и Пенокийская), эльсонская, или позднекарельская (провинция Найн) и гренвильская (провинция Гренвилл). Довольно большие участки Канадского щита покрыты осадочным чехлом палеозойского возраста (О-D), которые составляют крупную и плоскую синеклизу Гудзонова залива. Другая значительная площадь развития осадочного чехла расположена на севере, где находятся небольшие синеклизы Волластон, Виктория, Джонс-Ланкстер и Фокс.

В пределах плитной части платформы выделены плиты Мидконтинента и Великих равнин, в пределах которых есть синеклизы и значительно реже антеклизы (Цинцинати, Бенд, свод Озарк). В западном Техасе находится субширотная зона горстов и грабенов с деформированными отложениями палеозоя, образующая авлакоген Вичита.

Особенностями данной платформы является позднее завершение формирования фундамента (примерно 1 млрд. лет назад) и длительный разрыв (порядка 500 млн. лет) между кратонизацией и началом формирования осадочного чехла. В палеозое платформа обнаружила существенную подвижность, а с конца мезозоя северо-западная (моря Баффина и Лабрадорское, Гудзонов залив) и южная (Мексиканский залив) части испытали блоковые и прогибовые опускания.

Восточно-Европейская платформа занимает большую территорию России и простирается на приграничные территории стран Скандинавии, Балтии, а также Белоруссию и Украину. На северо-западе граница Балтийского щита проходит по надвигу скандинавских каледонид. На севере площадь продолжается под опусканиями Баренцева моря. Очень четко выражена восточная граница платформы вдоль герцинид Урала. На юге она проходит в мелководной части Каспийского моря, по границе складчатого сооружения Большого Донбасса, по краю мезозойско-кайнозойской Скифской плиты, Предкрымскому и Предкавказскому передовым прогибам альпид. В равнинных районах Польши и Германии граница платформы проведена по зоне разломов Тейсера-Торнквиста, установленной по сейсмическим данным. На платформе выделен приподнятый в рельефе Балтийский щит, более низкий и частично прикрытый кайнозойскими отложениями Украинский щит, слегка погруженный под отложениями чехла Воронежский и Белорусский массивы. В структуре щитов широким развитием пользуются архейские сооружения с многочисленными интрузиями. Пространство между археидами занято карелидами. На западе и северо-западе по берегам Балтийского моря развиты складчатые сооружения готского, дальсланского и байкальского возраста. Последние развиты также в Тиманском кряже на северо-востоке платформы. В пределах Русской плиты по данным геофизических и буровых работ выделены синеклизы (Мезеньская, Печорская, Московская, Балтийская, Украинская и Прикаспийская) и крупная Волго-Уральская антеклиза. Меньшими по размерам структурами являются моноклизы, прогибы, своды и седловины. В основании осадочного чехла и в нижних его горизонтах распространены многочисленные авлакогены, ориентированные в северо-западном и северо-восточном направлениях. По геоморфологическим особенностям Восточно-Европейская платформа низкая, причем в краевых ее частях произошли опускания с образованием внутренних (Белое, Балтийское, Каспийское и Черное) и краевых (Баренцево) морей. Прилегающими структурами являются Западно-Сибирская и Скифская молодые платформы (плиты).

Сибирская платформа целиком находится на территории России. Западная ее граница проходит, примерно, по Енисею до устья Подкаменной Тунгуски и далее следует на юго-восток по Ангаро-Бахтинскому краевому разлому, до широты р. Ангары. Далее, за овалом Канско-Тасеевской синеклизы она проходит на юго-восток вдоль Главного Саянского разлома. Западнее Иркутска происходит пересечение названного дизъюнктива и Северо-Байкальского краевого шва. На востоке платформа граничит с Приверхоянским краевым прогибом мезозоид и далее на юго-восток - с Сетте-Дабанским антиклинорием.

Породы фундамента обнажены в пределах весьма крупного Алданского и небольшого Анабарского щитов и в выступах прилегающих складчатых сооружений (Южно-Енисейский, Канский, Шарыжелгайский и др.) В структуре щитов широко представлены архейские и частично кеноранские и карельские складчатые сооружения, преобразованные метаморфизмом и прорванные последовательностью интрузивных комплексов.

В плитной части платформы выделены Вилюйская, Канско-Тасеевская и Тунгусская синеклизы, Алданская, Анабарская, Байкитская и Непско-Ботуобинская антеклизы, краевые Ангаро-Ленский и Енисей-Хатангский прогибы, Чадобецкое поднятие, Кемпендяйский прогиб, Иркинеевский, Уджинский и др. авлакогены, своеобразная Непская зона внутриплатформенной складчатости. В юго-западной части платформы развиты соляные диапиры.

Отличительными особенностями Сибирской платформы являются высокое стояние относительно уровня моря, начало формирования осадочного чехла со среднего рифея, широкомасштабный платобазальтовый магматизм конца перми и триаса, проявление среднепалеозойского и раннемезозойского этапов тектоно-магматической активизации с формированием продуктивных интрузий Ангаро-Илимского, Маймеча-Котуйского, Ботуобинского и др. комплексов.

В метаморфических и интрузивных формациях щитов заключены крупнейшие месторождения железных руд, марганца, золота, урана, платиноидов, камнесамоцветного и керамического сырья, облицовочного камня (лабрадорит, гранит рапакиви и др.). В формациях осадочного чехла размещены месторождения железных руд, бокситов и фосфоритов, россыпи минералов титана, циркона, монацита, инфильтрационные скопления урана, сурьмы и висмута. Большое значение имеют месторождения каменного угля, особенно коксующихся марок. В энергетических целях используются бурые угли. В осадочных чехлах преимущественно молодых платформ сосредоточены крупнейшие и менее значительные месторождения нефти и газа. Особенно показательна в этом отношении Западно-Сибирская плита. В антеклизах древних платформ также немало крупных и значительных месторождений углеводородов (Волго-Уральская провинция, Байкитская антеклиза, Ленно-Тунгусская провинция. С этапами тектоно-магматической активизации связаны месторождения руд железа, меди и никеля, апатита и флогопита, редких земель и алмазов. До последней четверти XX в. в России месторождения алмазов были разведаны и добывались в Сибирской платформе (Якутская алмазоносная провинция), позднее они открыты и уже начали отрабатываться в Восточно-Европейской платформе (провинция Зимнего берега). Нерудное сырье разнообразно, ценность имеют месторождения известняка, гипса, серы, солей. В краевых прогибах, кроме чисто осадочных, развиты стратиформные месторождения меди и полиметаллов.