Геологическое строение России

В геологическом отношении территория России состоит из сложной мозаики блоков, образованных разнообразными горными породами, возникшими в течение 3,5–4 млрд лет.

Существуют крупные литосферные плиты толщиной в 100–200 км, которые испытывают медленные горизонтальные перемещения со скоростью порядка 1 см/год за счет конвекции (течения вещества) в глубоких слоях мантии Земли. При раздвижении образуются глубокие трещины — рифты, а в дальнейшем при спрединге возникают океанические впадины. Тяжелая океаническая литосфера при изменении движения плит погружается под континентальные плиты в зонах субдукции, вдоль которых формируются океанические желоба и островные вулканические дуги или вулканические пояса на краях континентов. При столкновении континентальных плит происходит коллизия с образованием складчатых поясов. При столкновении океанической и континентальной плит большая роль отводится аккреции – причленению чужеродных блоков коры, которые могут быть принесены за тысячи километров при погружении и поглощении океанической литосферы в процессе субдукции.

В настоящее время большая часть территории России располагается в пределах Евразийской литосферной плиты. Только складчатая область Кавказа является частью Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. На крайнем востоке находится Тихоокеанская океаническая плита. Она погружается под Евразийскую плиту вдоль зоны субдукции, выраженной Курило-Камчатским глубоководным желобом и вулканическими дугами Курильских островов и Камчатки. В пределах Евразийской плиты проявлены расколы вдоль Байкальского и Момского рифтов, выраженные впадиной оз. Байкал и зонами крупных разломов в Верхоянском хребте. Границы плит выделяются повышенной сейсмичностью.

В геологическом прошлом в результате перемещения литосферных плит образовались Восточно-Европейская и Сибирская платформы. Восточно-Европейская платформа включает Балтийский щит, где метаморфические и магматические породы докембрия развиты на поверхности, и Русскую плиту, где кристаллический фундамент перекрыт чехлом осадочных пород. Соответственно в пределах Сибирской платформ выделяются Алданский и Анабарский щиты, сформированные в раннем докембрии, а также обширные пространства, перекрытые осадочными и вулканогенными породами, которые рассматривают в качестве Среднесибирской плиты.

Между Восточно-Европейской и Сибирской платформами протягивается Урало-Монгольский коллизионный пояс, в пределах которого возникли складчатые системы сложного строения. Значительная часть пояса перекрыта осадочным чехлом Западно-Сибирской плиты, формирование которой началось в начале мезозоя. С востока к Сибирской платформе примыкают разнородные складчатые сооружения, возникшие в значительной степени в результате аккреции.

Архей. Архейские образования выходят на поверхность на Балтийском, Алданском и Анабарском щитах и участвуют в строении фундамента платформ. Они представлены преимущественно гнейсами и кристаллическими сланцами. Породы архея сильно метаморфизованы, вплоть до гранулитовой фации, интенсивно проявлены процессы магматизации и гранитизации. Для архейских пород имеются радиологические датировки в интервале 3,6–2,5 млрд лет. Повсеместно архейские породы интенсивно дислоцированы.

Протерозой

Выделяются нижний и верхний протерозой, резко различающиеся по степени метаморфизма и дислоцированности.

Нижний протерозой участвует в строении щитов наряду с археем. В его составе представлены: гнейсы, кристаллические сланцы, амфиболиты, местами метавулканические породы и мраморы.

Верхний протерозой во многих регионах подразделяется на рифей и венд. По сравнению с нижним протерозоем эти породы отличаются значительно меньшим метаморфизмом и дислоцированностью. Они образуют основание чехла платформенных областей. На Русской плите в рифее местами широко развиты основные вулканиты, а в венде преобладают песчаники, гравелиты, алевролиты и глины. На Сибирской платформе верхний протерозой представлен практически неметаморфизованными песчано-глинистыми и карбонатными породами. На Урале разрез верхнего протерозоя изучен наиболее детально. Нижний рифей сложен глинистыми сланцами, кварцитовидными песчаниками, а также карбонатными породами. В среднем рифее наряду с терригенными и карбонатными породами распространены основные и кислые вулканические породы. Верхний рифей сложен разнообразными терригенными породами, известняками и доломитами. В самых верхах рифея присутствуют основные эффузивы и тиллитоподобные конгломераты. Венд сложен песчаниками, алевролитами и аргиллитами флишоидного строения. В складчатых областях по обрамлению Сибирской платформы верхний протерозой имеет близкое строение.

Палеозой

В составе палеозоя выделяются кембрийская, ордовикская, силурийская, девонская, каменноугольная и пермская системы.

На Русской плите в кембрийской системе развиты характерные «синие глины», сменяющиеся алевролитами и мелкозернистыми песчаниками. На Сибирской платформе в нижнем и среднем кембрии распространены доломиты с пластами ангидритов и каменной соли. На востоке они фациально замещаются битуминозными карбонатными породами с прослоями горючих сланцев, а также с рифовыми телами водорослевых известняков. Верхний кембрий образован красноцветными песчано-глинистыми породами, местами карбонатами. В складчатых областях кембрий отличается разнообразием состава, большой мощностью и высокой дислоцированностью. На Урале в нижнем кембрии распространены основные и кислые вулканиты, а также песчаники и алевролиты с рифогенными известняками. Средний кембрий выпадает из разреза. Верхний кембрий образован конгломератами, глауконитовыми песчаниками, алевролитами и аргиллитами с кремнистыми сланцами и известняками в виде отдельных прослоев.

Ордовикская система на Русской плите сложена известняками, доломитами, а также карбонатными глинами с желваками фосфоритов и горючими сланцами. На Сибирской платформе в нижнем ордовике развиты разнообразные карбонатные породы. Средний ордовик сложен известковистыми песчаниками с прослоями ракушняковых известняков, иногда с фосфоритами. В верхнем ордовике развиты песчаники и аргиллиты с прослоями алевролитов. На Урале нижний ордовик представлен филлитовидными сланцами, кварцитовидными песчаниками, гравелитами и конгломератами с прослоями известняков и местами с основными вулканитами. Средний и верхний ордовик сложены в нижней части преимущественно терригенными породами, а в верхней – известняками и доломитами с прослоями мергелей, аргиллитов и алевролитов, восточнее преобладают базальты, кремнистые туффиты и туфы.

Силурийская система на Русской плите сложена известняками, доломитами, мергелями и аргиллитами. На Сибирской платформе в нижнем силуре распространены органогенные глинистые известняки с прослоями мергелей, доломитов и аргиллитов. В верхнем силуре проявлены красноцветные породы, включающие доломиты, мергели, глины и гипсы. На Западном Урале в силуре развиты доломиты и известняки, местами глинистые сланцы. Восточнее они сменяются вулканогенными породами, в том числе базальтами, альбитофирами, кремнистыми туффитами. В пределах аккреционного пояса на северо-востоке России отложения силура разнообразны по составу. В верхнем силуре развиты карбонатные породы: в центре и на востоке Урала появляются красноцветные породы и конгломераты. На крайнем востоке страны (Корякский автономный округ) преобладают базальты и яшмы с известняками в верхней части разреза.

Девонская система на Русской плите существенно различается по строению в ее различных частях. На западе в основании девона развиты известняки, доломиты, мергели и мелкогалечные конгломераты. В среднем девоне появляется каменная соль совместно с красноцветными терригенными породами. Верхняя часть разреза отличается развитием глин и мергелей с пластами доломитов, ангидритов и каменной соли. В центральной части плиты возрастает объем терригенных пород. На востоке плиты совместно с красноцветными породами широко распространены битуминозные известняки и сланцы, выделяющиеся в качестве доманиковой формации. На Сибирской платформе девон в ее северо-западной части сложен эвапоритами, карбонатными и глинистыми отложениями, в восточной части – вулканогенно-осадочными породами с пластами каменной соли и эвапоритов. В отдельных районах на юге платформы развиты грубообломочные красноцветные толщи с покровами базальтов. На западе Урала в нижнем девоне преобладают известняки, наряду с песчаниками, алевролитами и аргиллитами. В среднем девоне также распространены известняки с примесью песчаников, алевролитов, глинистых и кремнистых сланцев. Верхний девон начинается песчано-глинистой толщей. Выше залегают известняки с пластами мергелей, доломитов и битуминозных сланцев. В восточных районах Урала в нижнем и среднем девоне развиты вулканогенные породы основного и кислого состава, сопровождаемые яшмами, глинистыми сланцами, песчаниками и известняками. Местами в девонских отложениях Урала отмечены бокситы. В Верхоянско — Чукотской складчатой системе девон представлен преимущественно известняками, глинистыми сланцами и алевролитами. Существенные отличия имеет разрез Колымо-Омолонского массива, где в девоне получили распространение вулканогенные породы, в том числе риолиты и дациты, сопровождаемые туфами. В более южных областях аккреционного пояса на северо-востоке России распространены преимущественно терригенные породы, местами достигающие большой мощности.

Каменноугольная система на Русской плите образована в основном известняками. Только на юго-западном ограничении Московской синеклизы на поверхность выходят глины, алевролиты и пески с залежами угля. На Сибирской платформе в нижней части карбона распространены преимущественно известняки, а выше песчаники и алевролиты. На западе Урала карбон образован преимущественно известняками, иногда с пластами доломитов и кремнистых пород, тогда как только в верхнем карбоне преобладают терригенные породы с массивными телами рифовых известняков. На востоке Урала распространены флишоидные толщи, а местами развиты вулканиты среднего и основного состава. В отдельных районах развиты терригенные угленосные толщи. Преимущественно терригенные породы участвуют в строении складчатого пояса на северо-востоке России. В южных областях этого пояса распространены глинистые и кремнистые сланцы, часто сопровождаемые вулканитами среднего и основного состава.

Пермская система на Русской плите в нижней части представлена известняками, сменяющимися вверх по разрезу эвапоритами, местами с каменной солью. В верхней перми на востоке плиты возникли песчано-глинистые красноцветные отложения. В более западных районах распространены пестрые по составу отложения, включающие песчаники, алевролиты, глины, мергели, известняки и доломиты. В верхней части разреза среди терригенных пород присутствуют пестроцветные мергели и красноцветные глины. На Сибирской платформе пермь сложена преимущественно терригенными породами, местами с пластами каменных углей, а также с прослоями глинистых известняков. В складчатых системах Дальнего Востока в перми наряду с терригенными породами развиты кремнистые сланцы и известняки, а также вулканогенные породы различного состава.

Мезозой

В составе мезозоя выделяются отложения триасовой, юрской и меловой систем.

Триасовая система на Русской плите сложена в нижней части песчаниками, когломератами, глинами и мергелями. В верхней части разреза преобладают пестроцветные глины с пластами бурого угля и каолиновыми песками. На Сибирской платформе триасовыми породами сформирована Тунгусская синеклиза. Здесь в триасе образовались лавы и туфы базальтов большой мощности, относимые к трапповой формации. В Верхоянской складчатой системе развиты песчаники, алевролиты и аргиллиты большой мощности. В пределах аккреционного пояса на Дальнем Востоке проявлены известняки, кремнистые породы, вулканогенные породы среднего состава.

Юрская система на Русской плите представлена в нижней части песчано-глинистыми породами. В средней части разреза, наряду с глинами, песчаниками и мергелями появляются известняки и бурые угли. В верхней юре преобладают глины, песчаники и мергели, во многих районах с желваками фосфоритов, иногда с горючими сланцами. На Сибирской платформе юрские отложения заполняют отдельные впадины. В Лено-Анабарской впадине развиты мощные толщи конгло-мератов, песчаников, алевролитов и аргиллитов. На крайнем юге платформы во впадинах залегают терригенные отложения с пластами углей. В складчатых системах Дальнего Востока в юре преобладают терригенные породы, сопровождаемые кремнистыми сланцами и вулканитами среднего и кислого состава.

Меловая система на Русской плите сложена терригенными и породами с желваками фосфоритов и глауконитом. Верхняя часть разреза отличается появлением известняков, а также мергелей и писчего мела, опок и трепелов, местами с обильными конкрециями кремней. На Сибирской платформе широко распространены различные терригенные породы, в отдельных районах содержащие пласты углей и лигнитов. В складчатых системах Дальнего Востока распространены преимущественно терригенные породы большой мощности, иногда с кремнистыми сланцами и вулканитами, а также с пластами углей. В мелу на Дальнем Востоке образовались протяженные вулканические пояса на активных окраинах континента. В пределах Охотско-Чукотского и Сихотэ-Алинского поясов развиты вулканогенные породы различного состава. На Сахалине и Камчатке мел сложен терригенными породами большой мощности, наряду с кремнистыми породами и вулканитами.

Кайнозой

Палеогеновая система на Русской плите сложена опоками, песчаниками и алевролитами, в отдельных районах мергелями и фосфоритоносными песками. На Западно-Сибирской плите палеоген образован опоками, диатомитами, аргиллитами, песками. Местами встречаются прослои железных и марганцевых руд. В отдельных районах присутствуют линзы бурых углей и лигнитов. На Дальнем Востоке отдельные впадины выполнены терригенными толщами большой мощности. В вулканогенных поясах они сопровождаются базальтами. На Камчатке развиты андезиты и риолиты.

Неогеновая система на Русской плите сложена песками и глинами миоцена, а выше — известняками плиоцена. На Западно-Сибирской плите неоген представлен преимущественно глинами. На Дальнем Востоке в неогене распространены галечники, пески и глины. Существенная роль принадлежит вулканическим породам, особенно распространенным на Камчатке и Курильских островах.

Четвертичная система (квартер) проявлена практически повсеместно, но мощность отложений редко превышает первые десятки метров. Значительная роль принадлежит валунным суглинкам — следам древних покровных оледенений.

Интрузивные образования различного возраста и состава широко распространены на щитах и в складчатых поясах. Наиболее древние архейские комплексы на щитах представлены ортоамфиболитами и другими ультраосновными и основными породами. Более молодые гранитоиды архея слагают комплексы с возрастом 3,2–2,6 млрд лет. Крупные массивы образуют щелочные граниты и сиениты протерозоя с радиологическим возрастом 2,6–1,9 млрд лет. В краевой части Балтийского щита распространены граниты рапакиви с возрастом 1,7–1,6 млрд лет. В северной части щита выделяются интрузии щелочных сиенитов каменноугольного возраста — 290 млн лет. В Тунгусской синеклизе наряду с вулканитами широко распространены пластовые интрузии — силлы долеритов. В вулканических поясах Дальнего Востока развиты крупные интрузии гранитоидов, образующие совместно с вулканитами вулкано-плутонические комплексы.

В последние десятилетия проведены большие работы по изучению прилегающих акваторий, включавшие морские геофизические работы и бурение скважин. Они были направлены на поиски месторождений углеводородов на шельфе, что привело к открытию ряда уникальных месторождений. В результате стало возможным показать строение акваторий на геологической карте, хотя в восточных морях российского сектора Арктики карта остается во многом схематичной. Из-за недостаточной изученности пришлось в некоторых местах показать нерасчлененые отложения. Морские бассейны выполнены осадочными породами мезозоя и кайнозоя большой мощности с отдельными выходами палеозоя и гранитоидов разного возраста на поднятиях.

В Баренцевоморском бассейне на докембрийском основании развит чехол осадочных пород с выходами триаса и юры вдоль его бортов, а в центре – с широким распространением верхнего мела – палеоцена. Под дном Карского моря прослеживается продолжение Западно-Сибирской плиты с чехлом мела и палеогена. В морских бассейнах восточного сектора Арктики значительные части акватории перекрыты неогеновыми осадками. В срединно-океаническом хребте Гаккеля и около островов Де-Лонга развиты вулканиты. Вблизи островов прослеживаются продолжения выходов пород мезозоя и палеозоя.

В Беринговом, Охотском и Японском морях из-под сплошного чехла неогеновых отложений местами выступают более древние осадочные породы, вулканиты и гранитоиды, образующие реликты микроконтинентов.