6.4. Строение чехла
Как уже отмечалось выше, начало формирования платформенного чехла на Сибирской платформе относится ко второй половине раннего протерозоя. К этом времени относится образование удоканской серии, представляющей собой протоплатформенный чехол в западной части Алданского щита. Удоканская серия мощностью около 12 км имеет трехчленное строение. В ее нижней части залегают биотит-графитовые сланцы, углеродистые филлиты, кварциты, в средней части – мраморизованные доломиты и доломитизированные известняки, в верхней части – красноцветные косослоистые песчаники, к которым приурочено уникальное по масштабам Удоканское месторождение медистых песчаников.
На Средне-Сибирской плите в строении платформенного чехла выделены семь структурно-стратиграфических комплексов (снизу вверх): рифейский, венд-кембрийский, ордовик-силурийский, девон-нижнекаменно-угольный, среднекаменноугольно-среднетриасовый, юрско-меловой и кайнозойский.
Важной особенностью строения чехла Сибирской платформы, отличающей ее от Восточно-Европейской, является широкое участие в нем разновозрастных магматических комплексов (рис. 6).
Рис. 6. Схема размещения разновозрастных магматических комплексов
на Сибирской платформе
1-2 – юрско-меловые: 1 – гранитоиды и сиениты (а), вулканиты кислого и среднего состава (б),
2 – щелочные габброиды и сиениты; 3-6 – позднепалеозойско-триасовые: 3 – щелочно-ультраосновная формация (а – кимберлитовые трубки, б – массивы щелочно-ультраосновного состава); 4-6 – трапповая формация (4 – интрузии, 5 – лавы, 6 – туфы); 7-8 – среднепалеозойские: 7 – трапповая формация (а – интрузии, б – вулканиты), 8 – щелочно-ультраосновная формация, кимберлиты; 9 – позднепротерозойско-раннекембрийские траппы, интрузии ультраосновных и щелочных пород; 10 – границы платформы.
Рифейский комплекс.
Распространен на обрамлениях Алданского, Анабарского щитов и Оленекского поднятия.
Нижний рифей (R1). В основании отложений этого возраста залегают серые и красноцветные кварцевые и кварц-полевошпатовые песчаники, содержащие иногда глауконит, и гравелиты. Выше залегают доломиты. Общая мощность около 1,5 км.
Средний рифей (R2). Представлен троекратно повторяющимися ритмами, в нижних частях которых залегают кварц-глауконитовые песчаники, алевролиты и аргиллиты, а в верхних частях – известняки и доломиты. Общая мощность около 3 км.
Верхний рифей (R3). Представлен преимущественно толщей доломитов мощностью около 700 м.
Осадконакопление на платформе сопровождалось внедрением даек, силлов и штоков габбродолеритов траппового типа, а также небольших интрузий щелочно-ультраосновного состава.
Венд-кембрийский комплекс.
Венд (V). Распространен, преимущественно, в антеклизах. В разрезе вендских отложений, как правило, преобладают доломиты и глинистые известняки, подстилаемые песчаниками, иногда красноцветными. Мощность этих отложений в разных частях платформы колеблется в пределах 1-2 км.
Кембрий (Є). В целом для кембрия характерны карбонатно-сульфатно-галогенные отложения.
Нижний и средний кембрий (Є1-2) представлен толщей чередующихся известняков, доломитов, ангидритов, глин, каменной и калийной соли. Мощность до 2 км.
Для верхнего кембрия (Є3) характерны преимущественно массивные доломиты, местами фациально замещающиеся красноцветными косослоистыми песчаниками. Мощность около 500 м.
Ордовик-силурийский комплекс.
Ордовик (O) представлен всеми тремя отделами.
В составе отложений нижнего ордовика (O1) представлены песчаники и алевролиты в нижних частях разрезе, переходящие выше в доломиты и известняки. Местами разрез полностью представлен карбонатными толщами. Мощность до 1 км.
К среднему ордовику (O2) относятся терригенно-карбонатные отложения, сложенные песчаниками, алевролитами, известковистыми песчаниками, мергелями, содержащими фосфоритовые конкреции и фосфоритовые гальки. Местами в разрезе присутствуют доломиты и гипсы. Мощность до 300 м.
Верхний ордовик (O3) представлен красноцветными песчаниками, аргиллитами с прослоями гипсов, фациально замещающиеся известяками и мергелями. Мощность до 300 м.
Отложения силура (S) характеризуются преобладающим карбонатным составом отложений.
Нижний силур (S1) представлен 100-150-метровой толщей известняков, подстилаемых темно-серыми глинистыми сланцами. Местами известняки фациально замещаются гипсо-доломитовыми толщами.
Верхний силур (S2) мощностью до 300 м сложен в нижней части разреза доломитами, мергелями и известняками с прослоями гипсов, а в верхней – гипсо-глинисто-доломитовой толщей.
Девонско-нижнекаменноугольный комплекс.
Этот комплекс распространен ограничено. Особенность этого комплекса заключается в том, что на этом возрастном уровне начал проявляться интенсивный трапповый магматизм на Сибирской платформе, который своё максимальное развитие получил в среднекаменноугольно-среднетриасовое время.
Девон (D). Распространен, как правило, на обрамлениях синеклиз.
Нижний девон (D1). Отложения этого времени представлены пестроцветными карбонатными алевролитами и аргиллитами с прослоями известняков мощностью до 100 м.
Средний девон (D2). К этом уровню относятся карбонатно-соленосные отложения, в состав которых входят чередующиеся в разрезе и по простиранию глинистые и битуминозные известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, горизонты каменной соли.
К верхнему девону (D3) относятся аргиллиты, гипсы, ангидриты – в нижней части разреза, доломиты и известняки – в средней части и доломиты, гипсы, ангидриты с пластами каменной соли – в верхней. Мощность до 750 м.
Образования нижнего карбона (C1) обладают сложным и пестрым литолого-фациальным составом. Для турнейского яруса (C1t) характерны известняки, замещающиеся по латерали толщей чередующихся песчаников и базальтовых лав. В составе визейского (C1v) и серпуховского (C1s) ярусов преобладают терригенно-карбонатные отложения (песчаники, алевролиты, известняки). Мощность 100-900 м.
В девонско-раннекаменноугольное время на территории Сибирской платформы широко проявился магматизм основного и щелочно-ультраосновного состава. В разрезе D1 и D2 присутствуют мощные потоки и покровы базальтовых лав траппового типа. С ними ассоциируют многочисленные дайки, силлы, штоки долеритов и габбродолеритов. Мощность даек достигает 20 м, а их протяженность 160 км.
Щелочно-ультраосновные интрузии (щелочные пироксениты, перидо-титы) сопровождаются дайко- и трубообразными телами кимберлитов, содержащих минералы-спутники алмазов (пироп, пикроильменит и др.)
Среднекаменноугольно-среднетриасовый (тунгусский) комплекс. Это преимущественно континентальные образования, слагающие Тунгусскую синеклизу, на площади около 1,5 млн. кв.км, что составляет почти 25% площади всей Сибирской платформы.
В разрезе этого комплекса выделяются три толщи: нижняя – продуктивная (C2-P), средняя – туфогенная (Т1, местами опускаясь в Р2), верхняя – лавовая (Т1-2).
Средний карбон-пермь (C2-P). Образования этого стратиграфического интервала выделены как продуктивная толща.
Отложения С2 и С3 сложены аргиллитами, алевролитами, песчаниками с пластами и линзами углей, имеющих местами промышленное значение. Мощность до 400 м.
Отложения перми также являются угленосными. Они представлены чередующимися аргиллитами, алевролитами, конгломератами, гравелитами с пластами углей, достигающими мощности 70 м. В ряде мест в разрезе пермских отлоэжений залегают покровы базальтовых лав и горизонты их туфов. Мощность пермских образований 600-800 м.
Нижний-средний триас (T1-2). Этот стратиграфический интервал представлен преимущественно туфами и базальтовыми лавами, содержащими прослои, горизонты, пласты туфоалевролитов, туфоаргиллитов, туфопесчаников, а местами и известняков и даже ангидритов. Мощность образований этого интервала достигает 2 км.
Пермо-триасовый (Р-Т) трапповый магматизм слагает основной объем Тунгусской синеклизы. Этот магматизм реализован в виде мощных (2,5-3 км) накоплений базальтов, их туфов и сопровождающих интрузий, занимающих объем около 1 млн. км3. В этом магматическом комплексе резко преобладают лавы и интрузии, занимающие около 80% всего разреза, на долю туфового материала приходится только 20%. Базальты часто имеют миндалекаменные текстуры. В результате синвулканической гидротермальной деятельности миндалины часто заполняются кальцитом, в том числе, водяно- прозрачным исландским шпатом, часто имеющим промышленное значение. Интрузии представлены, главным образом, долеритами и габбродолеритами, слагающими штоки, силлы, дайки, блюдце- и воронкообразные тела. Дайки часто образуют сближенные рои, протягивающиеся на 400-500 км при мощности отдельных даек до 100 м. Большинство интрузий является недифференцированными. В случае дифференцированных (камерных) интрузий в них проявлена определенная зональность, выраженная следующим образом: в нижних частях камер находятся пикритовые долериты, в средних частях – оливиновые долериты, в верхних – лейкократовые и кварцевые долериты и габбродолериты и даже гранодиориты. К пикритовым долеритам нижних частей камер приурочены залежи медно-никелевых руд Норильского района. Интрузии долеритов оказывают метаморфизующее контактовое воздействие на вмещающие породы. В частности, при пересечении долеритами пластов углей, в зоне контакта образуются залежи графита (Курейское и др. месторождения).
Триасовый (Т) щелочной ультраосновной магматизм проявлен, в основном, в северной части платформы, между Анабарским щитом и Оленекским поднятием. Ареал этого магматизма известен в геологической литературе как Меймеча-Котуйская щелочно-ультраосновная провинция. (Название дано по рекам Меймеча и Котуй).
Толща щелочных ультраосновных пород, мощностью не менее 1000 м сложена, лавами нефелиновых базальтов, их туфов, трахибазальтов, гавайитов, авгититов, меймечитов. Они имеют ранне-среднетриасовый возраст, и фациально замечают, а местами перекрывают трапповый комплекс. С лавами ассоциируют интрузивные породы в виде даек и силлов нефелиновых долеритов, меймечитов. Известны также сложные многофазные дифференцированные интрузии размером до сотен кв.км. Ранние фазы этих интрузий представлены пироксенитами, оливинитами, перидотитами, поздние фазы – ийолитами и мельтейгитами, с которыми ассоциируют карбонатиты. Непременным элементом щелочного ультраосновного магматизма являются кимберлитовые трубки, имеющие площадь до 3,5-5 тыс. кв. км, а также дайки кимберлитов мощностью до нескольких метров и протяженностью в первые км. На платформе известно около 300 кимберлитовых трубок, примерно половина, из которых является алмазоносными. Среди кимберлитовых трубок встречаются не только триасовые, но и юрские и девон-раннекаменноугольные, которые имеют промышленное значение.
На склонах Оленекского поднятия залегают морские терригенные отложения триаса, не связанные с тунгусским комплексом. Они представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, туффитами, содержащими местами небольшие горизонты мергелей. Такая ассоциация свойственна всему разрезу триасовых отложений – от нижнего до верхнего триаса включительно. Мощность этих отложений достигает 800-1000 м.
Юрско-меловой комплекс.
Распространен, главным образом, на окраинах платформы, в пределах синеклиз и прогибов.
Юра (J). Юрские отложения, имеющие преимущественно континентальную природу, на платформе представлены всеми тремя отделами.
Обобщенный разрез юрских отложений следующий.
Нижняя юра (J1) представлена конгломератами, полимиктовыми песчаниками, глинами, местами с прослоями известняков и сидеритов и бурых углей. Мощность до 470 м.
Средняя юра (J2) сложена песчаниками и глинами мощностью до 150-200 м.
Верхняя юра (J3) представлена в основном алевролитами и песчаниками с пластами коксующихся углей, достигающих 25-метровой мощности, и потому имеющих промышленное значение (Нерюнгринское месторождение в Южно-Якутском угольном бассейне). Мощность до 1,5 км.
Меловые отложения (К), образованные существенно терригенными породами, в принципиальном плане наследуют ареалы юрских отложений.
Нижний мел (К1) представлен как в морских, так и в континентальных фациях. Морские отложения (глины, алевролиты) приурочены к северной окраине платформы, где они перекрываются континентальными угленосными. В Лено-Вилюйской синеклизе отложения нижнего мела являются исключительно континентальными, угленосными, содержащими до 35 угольных пластов рабочей мощности до 5 м, которые разрабатываются на месторождениях Ленского угольного бассейна. Мощность отложений нижнего мела достигает 1,8 км.
Верхний мел (К2) распространен только в Лено-Вилюйской синеклизе, где достигает мощности 450-1 000 м, и здесь в его сложении участвуют кварцевые пески, песчаники, глины.
В юрское и меловое время на Сибирской платформе, главным образом, в ее юго-восточной части происходила интенсивная магматическая деятельность. Она реализована в виде протяженных до 100 км и мощностью до 250 м даек долеритов (продолжающих пермо-триасовый трапповый магматизм), интрузий кимберлитов, сиенитов, нефелиновых сиенитов, гранитов, гранодиорит-порфиров.
Кайнозойский комплекс.
Палеогеновые (P) и неогеновые (N) отложения распространены ограничено. Наиболее полный их разрез представлен в Лено-Вилюйской синеклизе. Здесь нижний палеоген (палеоцен) представлен кварцевыми и кварц-полевошпатовыми песками мощностью до 380 м, средний палеоген (эоцен) отсутствует, верхний палеоген (олигоцен) – это пески, глины, лигниты мощностью до 30 м, нижний неоген (миоцен N1) – это железистые пески (мощностью до 120 м). Завершается разрез плиоцен-четвертичными (N2-Q) песками, галечниками и глинами. Все эти отложения имеют континентальный генезис – это озерные, делювиальные, аллювиальные, делювиально-пролювиальные накопления.
Четвертичные (Q) отложения (пески, галечники, глины) также являются континентальными образованиями, и они представлены всеми генетическ ими типами – аллювиальным, элювиальным, пролювиальным, делювиальным, ледниковым, флювиогляциальным.