Описание деятельности Научного совета Общая и теоретическая геология

Продолжение:

Юрий Васильевич Казанцев – член-корр. АН РБ, доктор геолого-минер. наук, главный научный сотрудник ИГ УНЦ РАН. Член научного совета «Общая и теоретическая геология» Отделения наук о Земле и природных ресурсов АН РБ. 

Особенности строения и происхождения разноориентированных дислокаций Восточно-Европейской платформы позволили выделить здесь два типа надвиговой тектоники: сводово-купольной и прямолинейной дислоцированности. Выявлены участки «просвечивания» одного типа тектоники в зоне развития второго, наиболее благоприятные для обнаружения новых залежей углеводородов. Установлена надвиговая природа ряда палеозойских валов на ее юго-восточном склоне (Каменноложского, Сергеевско-Демского, Тавтиманово-Уршакского, Куганакского и др.). Выявлены новые дизьюнктивные элементы, названные кустовыми дислокациями. Установлены неизвестные ранее структурные формы – клинодислокации горизонтального сжатия, сформировавшиеся в надвиговых зонах в условиях бокового давления в палеозойских толщах и часто располагающиеся над кустовыми дислокациями. Они образованы многочисленными нарушениями, падающими навстречу друг другу и расчленяющими осадочные образования на клиновидные формы, вложенные друг в друга и обращенные острым концом вниз.

Основные закономерности геологии передовых прогибов Восточно-Европейской платформы определены на основе сравнительного формационного и структурного анализов Предуралья, Прикаспия, Каракулевско-Смушковских дислокаций, Преддонецкого прогиба, Предкавказья, Предкрымской и Преддобруджской депрессий. Структурная геология перечисленных регионов характеризуется пластинчато-надвиговым строением. Надвигание происходит со стороны складчатой области к платформе. Встречно направленные падения надвигов образуют клиновидные структуры, которые чаще свойственны молодым передовым прогибам. Степень дислоцированности толщ возрастает от краевой к предгорной зоне, где большим развитием пользуются и сдвиги. Распространявшийся на край платформы режим тектонического сжатия обусловливал не только создание современной структуры депрессий, но и способствовал заполнению их определенными типами осадков, включающих закономерно сменяющийся по латерали ряд: рифовая – депрессионная – флишевая формации. Выше разрез наращивается сульфатно-галогенными толщами, которые в свою очередь перекрываются красноцветной молассой. Наблюдается закономерное наступление во времени фаций предгорных прогибов в сторону платформы, детально описанное Ю.В. Казанцевым ранее в Предуралье.

При тектоническом районировании предгорных прогибов рекомендовано учитывать не только структурную геологию, но и формационный состав. В этом плане предложено выделять три структурно-формационные зоны: краевую (внешнюю), соседствующую с областью сопредельной платформы, предгорную (внутреннюю), пограничную со складчатой областью, центральную (срединную), располагающуюся между двумя первыми. За всей депрессией, находящейся между платформой и складчатой областью, следует сохранить название передовой прогиб (совместно с Т.Т. Казанцевой и А.Р. Гумеровой).
Структурное сочленение Предуралья с Прикаспием и далее к западу с Преддонбасским прогибом обосновано данными геофизики, структурными и формационными материалами. Наиболее активная в палеозое складчатая зона восточного склона Урала, та, которую раньше называли эвгеосинклиналью, направляется на восток, к Тянь-Шаню. Вероятно, Главный Гипербазитовый пояс Урала обнажается к югу в области Султан-Уиздага, где также развит типичный серпентинитовый меланж уральского типа (совместно с Т.Т. Казанцевой).

Обоснован комплексный механизм зарождения и развития соляной тектоники, основой которого является структурный (тектонический) фактор, а гравитационный – им обусловлен.

Установлена синформность Магнитогорского синклинория. Выявлен надвиговый стиль его тектоники. Выделены и доказаны многие надвиговые, надвигово-складчатые и надвигово-сдвиговые дислокации. Дана их характеристика.
Составлены новые геологическая (1:200000 масштаба) и тектоническая карты Магнитогорского синклинория на фактологической и теоретической основах шарьяжно-надвигового направления в геологии.

Установление аллохтонно-синформного строения восточного склона Южного Урала расширяет перспективы его рудоносности: рудные залежи могут располагаться ярусами на различной глубине, приспосабливаясь к многочисленным надвиговым дислокациям. Предложены направления поисков руд, каковыми являются фронтальные зоны надвигов (Казанцев, Казанцева, Камалетдинов, 1999).

Разработана методика картирования дислокаций горизонтального сжатия, базирующаяся на важнейших закономерностях развития платформенных и складчатых областей (совместно с Т.Т. Казанцевой).

Впервые доказана ведущая роль горизонтальных тектонических движений в формировании структуры Крыма, северного и западного шельфа Черного и Азовского морей. Установлено, что современная структура Крыма представляет собой краевой прогиб олигоцен-миоценового возраста, названный Майкопским, разделенный седловинами и поднятиями на отдельные ванны (Каркинитскую, Керченско-Таманскую, Альминскую и др.). Формирование прогиба происходило в условиях сжатия на южном краю Восточно-Европейской платформы, погружавшейся перед фронтом аллохтонов, шарьированных с юга.

Обнаружено и детально описано большое количество различных дислокаций, главными из которых являются региональные надвиги с южным, но иногда и северным падением сместителей. Установлено, что надвиги создали тектонические чешуи, пластины и клиновидные структуры, прослеживаемые в плане в субширотном направлении  на  многие километры и надвинутые последовательно друг на друга (Казанцев и др., 1989).

Предложен оригинальный механизм зарождения и функционирования грязевых вулканов – спутников нефтяных и газовых месторождений. Он работает в условиях горизонтального сжатия, формирующего сначала фронтальную складчато-надвиговую структуру, осложненную затем сдвиговым нарушением, в плоскости которого и создается канал вулканического аппарата, обеспечивающего поступление жидкости вверх. В результате каждого нового импульса движений происходит извержение грязевого вулкана. Очевидно, присутствие грязевулканической деятельности является прямым свидетельством современной тектонической активности региона.

Осуществлено сейсмотектоническое картирование территории Башкортостана. Впервые для центрального, южного и восточного Башкортостана приведена характеристика современной сейсмотектонической активности и составлена в масштабе 1:200000 карта микросейсмического районирования. На ней выделены зоны повышенной сейсмической опасности, совпадающие с расположением основных структурных элементов региона – надвиговых дислокаций. Эти зоны современной сейсмоактивности являются опасными для размещения крупных промышленных объектов.

С 2001 года публикуются наши представления о возможности образования нефти и газа и в современное время. Предложена сейсмотектоническая методика для обнаружения пополненных запасов углеводорода в месторождениях, считавшихся отработанными (совместно с Т.Т. Казанцевой). В настоящее время на территории Башкортостана в них добывают нефть.

Заседание отделения наук о Земле 2003 г.

Сравнительный анализ геологии Урала и Карпат. Экспедиция на Карпаты. Начало девяностых годов двадцатого столетия.

Зилаирский синклинорий. Совместная экспедиция с учеными из Новосибирска и Санкт-Петербурга, 1991 г.

Сейсмотектоническая карта Башкортостана

Изучение зоны сопряжения Каратаусского аллохтона и Юрюзано-Сылвинской впадины. Экспедиция «Янгантау», 2001 г.

Изучение дислокаций образований перми в районе курорта г. Красноусольска. Экспедиция 2006 г.

Ташастинская структура Предуралья

Зона смятия восточной оконечности Ташастинской структуры. Экспедиция 2008 г.

Виктор Николаевич Пучков – член-корреспондент РАН, доктор геолого-минер. наук, директор ИГ УНЦ РАН. Член научного совета «Общая и теоретическая геология» Отделения наук о Земле и природных ресурсов АН РБ.

Результаты многолетних исследований на Урале и Приуралье изложены автором в монографии «Геология Урала и Приуралья (актуальные проблемы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении)».

В основе систематизации материала, характеризующего Урал, лежит структурно-исторический принцип. Вещественные комплексы Урала, отражающие его тектонику и геологическую историю, естественным образом делятся на пять структурных ярусов, отвечающих пяти крупнейшим этапам его развития: архейско-раннепротерозойский, соответствующий времени формирования континентального блока Волго-Уралии и его слияния с другими субконтинентами Балтики (Протобалтики); рифейско-вендский, развитие которого закончилось образованием тиманид; палеозойско-раннемезозойский, отвечающий развитию уралид; среднеюрско-миоценовый платформенный и плиоцен-четвертичный нео-орогенный. Каждый из последующих этапов значительно короче предыдущего.

1. Архейско-раннепротерозойский ярус представлен исключительно метаморфическими пара- и ортопородами, местами сохраняющими реликты гранулитового метаморфизма. В течение протерозоя и палеозоя гранулиты последовательно подвергались метаморфизму все более низких ступеней, от ареального амфиболитового до приразломного зеленосланцевого. На каждом этапе площадь ретроградного метаморфизма сокращалась. Достоверные архейские породы в пределах Урала выходят только в Тараташском выступе, однако, судя по сейсмическим данным, кристаллический фундамент Волго-Уралии прослеживается непрерывно от платформы до осевой части Тагило-Магнитогорской мегазоны. На севере Урала, где кристаллический фундамент представлен тиманидами, рубеж, на котором наблюдается спад метаморфизма, размыв и кардинальное несогласие, проходит на уровне порядка 1700±50 млн. лет, и этот рубеж отвечает времени амальгамации Балтики.

2. Рифейско-вендский ярус, развитие которого закончилось образованием тиманид, значительно более широко распространен на поверхности, по сравнению с нижележащим; он обнажен преимущественно на западном склоне Урала; породы этого возраста спорадически наблюдаются и на его восточном склоне, вероятно соединяясь на глубине в фундамент одного или нескольких микроконтинентов. Наиболее полно, с обнажением подошвы, ярус развит в пределах Башкирского антиклинория Южного Урала, где позднепротерозойские (мезо- и неопротерозойские) отложения представлены мощной (более 15 км) толщей слабо метаморфизованных пород, традиционно подразделяемых на местные типовые стратоны рифея и венда. В вендское время эти породы были деформированы в результате орогенических процессов, приведших к образованию складчатого сооружения тиманид. Тиманиды прослеживаются расширяющейся полосой, структуры которой образуют виргацию, от западного склона Южного и Среднего Урала до фундамента каледонид Свальбарда, обнажаясь в Центрально-Уральской зоне и на Тимане и слагая фундамент Тимано-Печорско-Баренцевоморского бассейна, вскрытый довольно немногочисленными скважинами на суше.

Анализ развития Южного, Среднего Урала и Урала и Тимана в среднем рифее позволяет предположить, что их зоны, прилежащие к Восточно-Европейскому кратону , вошедшие позже в тиманский ороген в качестве экстернид, представляли собой рифтогенную пассивную континентальную окраину Протобалтики. Полевые исследования и литературные данные позволяют пунктирно наметить простирание пассивной континентальной окраины от Южного Урала до Гренландии, при учете, что тесные связи Протобалтики и Лаврентии не только не нарушились, но и укрепились благодаря гренвилльско-свеконорвежской орогении, приведшей к образованию суперконтинента Родинии, полностью сформировавшегося к 1000 млн. лет. В пределах тиманид, в промежутке 1400-600 млн. лет гренвилльские и более поздние орогенические события не устанавливаются, что является дополнительным аргументом в пользу предлагаемой трактовки.

Начавшийся 800-750 млн. лет назад распад Родинии с течением времени распространился на территорию Лаврентии - Амазонии - Балтики, что выразилось в широком развитии вулканитов и базитовых интрузий со щелочным уклоном на востоке Башкирского антиклинория, в Кваркушском антиклинории, на Тимане и Приладожье в интервале 720-600 млн. лет. Рубеж 615 млн. лет считается в настоящее время одним из наиболее поздних эпизодов распада Родинии, с отделением континента Балтики (в узком смысле слова) от Лаврентии с Гренландией и Амазонии.

В интервале 600-550 млн. лет вдоль тимано-уральской окраины Балтики нарастают орогенические движения и начинается формирование Тиманского орогена, что сопровождается формированием молассы, сосредоточенной в краевом и нескольких межгорных прогибах, метаморфизмом и внедрением гранитных интрузий, развитых в антиклинориях, в ряде случаев имеющих отчетливую куполообразную форму. Структуры тиманид меняют простирание от субмеридионального, близкого к уральскому на юге до северо-западного на севере Урала и Тимане, образуя виргацию.

3. Палеозойско-раннемезозойский ярус, отвечающий развитию складчатого пояса уралид, имеет по отношению к тиманидам отчетливо наложенный характер. При этом если на юге простирания тиманид и уралид более-менее совпадают, то на севере между ними имеется четкое азимутальное несогласие, отразившееся в структурах уралид наличием поперечных поднятий и опусканий.

Анализ формаций, слагающих уралиды (выявление присущих им комплексов-индикаторов), позволяет восстановить черты геодинамической эволюции региона и сделать вывод о проявлении здесь типичного цикла Вильсона. На Урале выделяются:

• Рифтогенные эпиконтинентальные формации ордовикского возраста, предварявшие заложение Палеоуральского океана и представленные грубообломочными полимиктовыми отложениями и субщелочными вулканитами.
• Комплексы пассивной континентальной окраины, представленные двумя фациальными типами: шельфовым (ордовикско-каменноугольные мелководные терригенные, преимущественно олигомиктовые, и карбонатные осадки) и батиальным (терригенные алевролито-глинистые, кремнистые осадки, олигомиктовый флиш, конденсированные пачки кремней и карбонатов с пелагической фауной). Возраст ордовикско-девонский на юге и до каменноугольного на севере.
• Океанические комплексы (офиолиты) ордовикского и отчасти девонского возраста, отвечающие древней мантии и трем слоям океанической коры.
• Надсубдукционные комплексы (ордовик-карбон), представленные преимущественно вулканитами известково-щелочной и контрастной натрориолитовой формаций. Кроме того, выделяются офиолитоподобные комплексы, связанные с растяжением над зоной субдукции, с образованием толеитовых базальтов и параллельных даек. К ним также относятся расслоенные плутоны платиноносного типа и интрузии тоналит-гранодиоритовой формации.
• Коллизионные комплексы (фамен-пермь), представленные граувакковым флишем и молассой, метаморфическими HP-LT комплексами, а также анатектическими гранитами Главной гранитной Оси Урала, образование которых сопровождается зональным метаморфизмом высоких температур и умеренных давлений.

На завершающих этапах цикла Вильсона развитие уралид осложняется влиянием суперплюма, распространившимся на огромную территорию от Центральной Сибири до Урала и от Таймыра до Алтая. Область триасового траппового базальтового вулканизма обрамлялась на Урале проявлениями контрастного вулканизма и малыми гранитоидными интрузиями. После затухания суперплюмовых процессов, в ранней юре имела место древнекиммерийская фаза альпинотипной складчатости.

4. Среднеюрско-миоценовый платформенный ярус формировался на территории Урала как часть единого чехла Западно-Сибирской плиты и соответствующего яруса Восточно-Европейской плиты. Начиная с позднеюрского времени, никакого Урала не было: направления захороненных русел палеорек поздней юры и раннего мела на восточном склоне Южного Урала имели северо-западные простирания, указывая на неуральское расположение низкого водораздела. В течение рассматриваемого промежутка времени имели место три трансгрессивно-регрессивных цикла с максимумами в поздней юре, позднем мелу и среднем эоцене. Сравнение морских фаунистических комплексов, особенно в периоды позднемеловой и среднеэоценовой трансгрессий, неизбежно приводит авторов палеогеографических схем к выводу о связи западных и восточных морей через проливы, пересекавшие уральскую территорию. Вплоть до миоцена включительно состав песчаников и конгломератов был олигомиктовый, преимущественно кварцевый, что также характеризует платформенные условия.

5. Плиоцен-четвертичный нео-орогенный ярус отвечает этапу формирования современных Уральских гор и отличается полимиктовым характером обломочных отложений речных русел и террас, ледниковых долин и поверхностей выравнивания. Что касается общей характеристики нео-орогенного этапа, то следует подчеркнуть, что его динамика связана с напряжениями сжатия и является отдаленным эхом происшедшего в недавнее время взламывания платформ вокруг Альпийско-Гималайского складчатого пояса. Надо также подчеркнуть, что наши данные показывают ошибочность ряда постулатов, принимавшихся без должного обсуждения в течение последних десятилетий. Считалось, что неотектонический этап начался в позднем олигоцене (на деле – в плиоцене) и что наиболее высокие нагорные террасы имеют мезозойский возраст (на деле – кайнозойский). Глубина пост-меловой (а фактически плиоцен-четвертичной) эрозии в осевой части горного Урала, по данным фишн-трекового и (U-Th)/He анализов, местами могла достигать 1000-1500 м, что в несколько раз больше прежних оценок.

Основные выводы по металлогении Урала, имеющие общетеоретическое значение, контролирующиеся нижеперечисленными факторами, связанными прямо или опосредованно с тектоникой и геодинамикой, следующие:

1. Присутствие, пропорция или отсутствие океанических, окраинно-континентальных, рифтовых, субдукционных и других специфических формаций индикаторов геодинамических условий с присущим каждой из них спектром полезных ископаемых.
2. Положение этих комплексов внутри структуры и по отношению к земной поверхности. И орогенические, и эпейрогенические движения приводили к их захоронению, или наоборот, эксгумации на уровни, определяющие доступность и экономическую привлекательность вмещаемых ими месторождений. Шарьяжные перемещения в ряде случаев приводили к появлению месторождений в пределах несвойственной им структурно-фациальной зоны.
3. Возникновение и развитие породных бассейнов, обеспечивающее образование месторождений осадочного и эпигенетического типов.
4. Интенсивность орогенической переработки первичных комплексов путем деформаций, метаморфизма, анатексиса, наложения гидротермальных, метасоматических процессов, с возникновением вторичных, более богатых концентраций за счет бедных первичных.
5. Климатические и тектонические особенности развития региона на платформенной стадии, размещение карстующихся пород, развитие и захоронение сети речных долин, т.е. факторы, контролирующие гипергенные процессы и формирование россыпей.
6. Возникновение возрожденных эпиплатформенных горных сооружений (вне цикла Вильсона), влияющее на процессы эксгумации, захоронения, транспортировки, аккумуляции, эрозионного разрушения и перераспределения полезных ископаемых.
7. Определенный спектр полезных ископаемых не вписывается в плейт-тектоническую концепцию, будучи напрямую связан с проявлениями плюмов и суперплюмов.
   

На обнажении докембрия Башкирского антиклинория. 2006 г.

С участниками Международной геологической экскурсии по стратиграфии древних толщ Башкирского антиклинория. 2006 г.