Западно-сибирская плита образовалась в процессе геологической эволюции, и ее возраст оценивается в диапазоне от 300 до 200 миллионов лет. Этот период включает значительные тектонические события, которые способствовали формированию ее структуры и состава.
Состав фундамента плиты в основном представлен древними кристаллическими породами, такими как граниты, гнейсы и амфиболиты, а также осадочными формациями, сформировавшимися на ее поверхности. Эти геологические особенности создают сложную картину, важную для исследования истории и развития региона.
Молодые эпипалеозойские плиты
Западно-Сибирская плита представляет собой крупнейшую молодую эпипалезойскую плиту которая занимает обширную территорию (около 3,5 млн. км 2 ) Западно-Сибирской низменности, выполненную мощными толщами осадочных пород. C юга плита ограничена герцинскими и каледонскими складчатыми сооружениями Алате-Саянской аккреционно-коллизионной области, с запада и северо-запада плиту обрамляют позднепалеозойский складчатый пояс Урала, с востока — Сибирская платформа и байкальские образования Енисейского кряжа, а с северо-востока складчатые сооружения Таймыро-Североземельской области. На севере Западно-Сибирская плита открывается в сторону океана и переходит в пассивную окраину, которая большей частью является затопленной окраиной материковых структур. На юго-западе, в районе Тургайской седловины, структуры Западно-Сибирская плиты сочленяется с Туранским эпипалеозойским осадочным бассейном.
Плита имеет двухъярусное строение — разновозрастный (от докебрия до позднего палеозоя) гетерогенный фундамент, обнажающийся в возвышенностях по обрамлению низменности и несогласно перекрывающий его чехол, сложенный мезозойскими и кайнозойскими осадками.
О взаимоотношениях и точной конфигурации различных структурных элементов фундамента плиты нет единого мнения. Однако, совершенно ясно, что в основании Западно-Сибирской плиты находят продолжение структуры ее обрамления.
Предполагается, что большая часть Западно-Сибирской низменности подстилается верхнепалеозойскими комплексами, являющимися продолжениями Иртыш-3айсанской и Томь-Колыванской складчатых зон. Их существование на глубине подтверждается бурением в южной части Западно-Сибирской низменности, где под чехлом вскрыты офиолиты, девонские и нижнекаменноугольные граувакковые отложения и лавы.
Достаточно надежно несколько полос офиолитовой ассоциации устанавливается В Зауралье. Здесь многими скважинами вскрыты гарцбургиты, верлиты, троктолиты, дуниты и габбро-нориты, т.е. ультрабазитовые разности офиолитовой ассоциации. Кроме того, офиолиты обнаружены в скважинах в районе Сургута и Нижневартовска.
Вышесказанное позволило выделить в строении фундамента Западно-Сибирской плиты три офиолитовых пояса: Нижневартовско-Александровский, Зауральский и Западно-Сургутский. Гипербазитам в пределах этих поясов сопутствуют кремнистые сланцы, яшмы и граувакково-черносланцевые толщи в основном девонского возраста.
Ограничить офиолитовые пояса позволяют также тяготеющие к ним интенсивные положительные магнитные аномалии. Позднепалеозойские коллизионные структуры Иртыш-Зайсанской и Томь-Колыванской зон на севере, в районе Обской губы, как предполагается, соединяются с близкими по возрасту складчатыми образованиями внутренних зон Урала, обрамляя, таким образом Ханты-Мансийский древний массив.
Этот массив продолжает на север каледонские и более древние образования Центрального Казахстана. Вскрытые там породы представлены кристаллическими сланцами и гнейсами предположительно рифейского возраста, порядка 1000 — 1200 млн. лет.
На востоке от Томь-Колыванской зоны под чехлом Западно-Сибирской плиты находят свое продолжение раннепалеозойские аккреционно-коллизионные и островодужные комплексы Кузнецкого Алатау испытавшие сильнейшие деформации в ордовике-силуре и погребенные структуры Минусинских наложенных впадин Алтае-Саянской области. Основание самой восточной части плиты слагает вытянутая вдоль левобережья Енисея Приенисейская зона, являющаяся продолжение байкальских складчатых структур Енисейского кряжа, а далее на север погруженный борт Сибирской платформы, который сложен в этой части, судя по разрезам районов Туруханска и Игарки, довольно мощным существенно карбонатным разрезом верхнего докембрия, нижнего и среднего палеозоя. Наибольшие разногласия существуют по поводу строения фундамента северной части Западно-Сибирской низменности, скрытой под мощным чехлом осадков. Неясны взаимоотношения между погруженным краем Сибирской платформы и герцинидами Урала. Согласно одним взглядам край Сибирской платформы вряд ли проходит далеко на запад и кора в этой части имеет субокеанический тип, согласно другим взглядам принято считать, что древний докембрийский фундамент с палеозойским чехлом распространен под всей северной частью Западно-Сибирской низменности вплоть до п-ова Ямал.
По данным ГСЗ, Западно-Сибирская низменность на большей своей части подстилается континентальной корой. Ее мощность в целом составляет 43-46 км. в западной части (продолжение Уральских структур), 39-43 км. под окраиной Сибирской платформы, 36-37 км в центральной части.
Таким образом наблюдается некоторое сокращение мощности от периферии к центральной части низменности, где по современным данным фиксируется достаточно типичная рифтогенная картина глубинного строения с утонением континентальной коры. Как правило палеорифты выражены впадинами глубиной до 2 км., которые ограничены сбросами.
Они достаточно надежно устанавливаются по геофизическим данным. Им свойственны положительные гравитационные аномалии, соответствующие распространению в их пределах тяжелых базальтовых пород. С грабенами ассоциирует и повышение теплового потока по сравнению с его значениями за их пределами.
Кроме того также характерны четкие магнитные аномалии, вытянутые вдоль грабеновых структур. В настоящее время в фундаменте Западно-Сибирской низменности прослеживается несколько палеорифтовых систем.
Это протяженные, вытянутые в субмеридиональном направлении структуры, наиболее выраженным из которых является Колтогорско-Уренгойский грабен, вытянутый практически через всю плиту, уходя в основание Южно-Карской впадины Карского моря. От него косо к северо-западу отходит Ямальский грабен. Оба грабена обычно объединяет в единую систему (Ямало-Пуровский авлакоген). Вдоль восточного края Западно-Сибирской низменности протягивается второй хорошо выраженный палеорифт — Худосеевский грабен. На крайнем юго-западе низменности вблизи стыка с Уралом прослеживается выходы на поверхность структур Челябинского грабена.
Грабены выполнены толщами (туринская и челябинская серии), среди которых, с одной стороны, присутствуют контрастные вулканические серии (базальты близкие по составу океаническим толеитам и субщелочные риолиты), а с другой—конгломераты, образующие типичную грабеновую фацию. Временем формирования этих структур, согласно современным данным считается поздняя пермь — триас.
Геохимические исследования вулканических серий выполняющих грабеновые структуры свидетельствуют о том, что толеитовые и субщелочные базальты раннего триаса являются полными геохимическими аналогами пород трапповой формации Сибирской платформы. На синхронность начального этапа излияния траппов Уренгойского и Норильского районов указывают выполненные в последнее время палеомагнитные данные.
Однако продолжительность траппового эпизода в истории этих двух провинций, вероятно, различны. Предполагается, что вулканическая деятельность в пределах Уренгойско-Колтогорского грабена Западно-Сибирской плиты имела место в течении более длительного периода времени, что, вероятно, связано с продолжительной генерацией здесь океанической коры.
Идея о вероятном раскрытии океанического ложа (Обского палеоокеана) впервые возникла при изучении данных геофизических исследований: установлены характерные магнитные аномалии вдоль простирания Колтогоро-Уренгойской системы грабенов. Гипотезу Обского палеоокеана подтверждают имеющиеся палеомагнитные данные которые фиксируют расхождение положения триасовых палеомагнитных полюсов Восточной Европы и Сибири.
Совпадение палеополюсов достигается эйлеровым поворотом Сибирского полюса приблизительно на 15 градусов против часовой стрелке. Следовательно расхождение полюсов может быть объяснено поворотом Сибири по отношению к Восточной Европе по часовой стрелке при раскрытии океанического пространства. Время раскрытия океана оценивается как 235-218 млн. лет., а величина раскрытия могла составить 270 км., при скорости спрединга порядка 1,6 см/год. К югу скорость спрединга, вероятно, постепенно уменьшалась, в результате чего образовался океанический бассейн клиновидной формы. С историей этого океана, вероятно, и связан начальный этап формирование собственно комплексов чехла Западно-Сибирской плиты.
Самыми древними породами осадочного чехла являются нижнеюрские отложения (тюменская свита и ее аналоги), выходящие на поверхность в краевых частях плиты. Они резко несогласно перекрывают разновозрастные, гетерогенные комплексы основания.
В общем структурном плане плита представляет собой огромную плоскую впадину или синформу с пологомоноклинальными западным, южным и восточным крыльями, более погруженной внутренней — центральной частью и наиболее опущенной северной частью. На фоне крупных тектонических элементов в структуре собственно плитного комплекса вырисовывается множество более мелких структурных форм — брахиформных, нередко коробчатых поднятий и прогибов, флексур, отражающих длительно происходившие смещения блоков фундамента относительно друг друга.
Вверх по разрезу отчетливость этих форм и их относительные амплитуды постепенно снижаются. Мощность осадочного чехла в южной (приподнятой) части плиты не превышает 3 км., на севере низменности суммарная мощность отложений чехла достигает 10 — 12 км. Полоса максимальных мощностей приурочена к впадине над Колтогорско-Уренгойским грабеном.
Отложения юры здесь согласно залегают на мощной толще черных и серых аргиллитов, алевролитов и песчаников среднего-позднего триаса. По своему строению разрез юрско-меловых и кайнозойских отложений чехла Западно-сибирской плиты имеет исключительно обломочный тип и характеризуется перемежаемостью мелководно-морских и континентальных фаций, часты дельтовые осадки, отмечаются следы многочисленных трансгрессий и регрессий, связанные с эвстатическими колебаниями уровня океана. Подъем уровня моря отмечаются в поздней юре, раннем мелу, позднем мелу и эоцене-среднем олигоцене. В это время возникали условия некомпенсированных бассейнов, когда глубина моря могла достигать 700 м. и более. Так, например, это было в поздней юре, когда отлагались богатые органическим веществом битуминозные глины знаменитой баженовской свиты.
Таким образом, как было показано выше, формирование осадочного бассейна Западной Сибири является следствием пермо-триасового рифтогенеза и кратковременного спрединга с образованием ложа Обского палеоокеана. После прекращения растяжения и отодвигания Сибири от Европы пространство между ними стало опускаться вследствие охлаждении литосферы. В ходе развития, погружение компенсировалось поступлением обломочного материала, так что ложе бассейна постоянно находилось вблизи уровня моря. В общем случае Западно-Сибирский бассейн является примером осадочного бассейна, возникшего на месте области с прекратившимся рифтогенезом.
Тектоническая структура Западно-сибирской равнины
Тектоническая структура Западно-Сибирской равнины
Западно-Сибирская равнина с общей площадью 3,5 млн. кв. км принадлежит к аккумулятивному типу равнин. Это одна из крупнейших низменных болотистых областей на земле, покрытая тундрой и тайгой. Долгое время суровый климат и мерзлота препятствовали геологическому изучению территории. Сегодня равнину геологи относят к наличию одноименной тектонической плиты.
Фундамент ее наиболее хорошо изучен по периферии. Методом бурения глубоких и сверхглубоких скважин довольно хорошо исследованы геологами ее южная область и центр. Если бурение недоступно, ученые пользуются геофизическими данными. Тектоническое строение и структура крупной Западно-Сибирской плиты весьма разнообразна и не вполне ясна.
Оживленную научную дискуссию вызывает именно строение фундамента. Большинство ученых сходятся во мнении, что кристаллический фундамент состоит из крупных геоблоков, консолидированных и разделенных глубинными разломами.
Геология Западно-Сибирской равнины
Находится равнина Западной Сибири на одноименной эпигерцинской тектонической плите, которая имеет явно выраженную двухярусную структуру. В основании своем она представлена разновозрастным от докембрия до палеозоя гетерогенным фундаментом. Основание тектонической плиты – это, прежде всего депрессия с крутыми бортами с северо-востока.
Обнажается он в немногочисленных возвышенных областях по краям низменности. Покрыты породы фундамента слоем морских и континентальных мезозойских и кайнозойских геологических отложений глин и песчаников мощностью до 1000 метров. В понижениях основания плиты мощность отложений достигает до 3-4 тысяч метров. В фундаменте плиты геологи различают три офиолитовых вулканических пояса. Их назвали по местоположению Нижневартовско-Александровским, Зауральским и Западно-Сургутским, здесь проявляются черпнолсланцевые отложения, кремнистые сланцы и яшмы девонского возраста.
Возраст фундамента ученые определяют допалеозойским временем, древней байкальской, следующей за ней каледонской и герцинской складчатостью. Он расчленен глубокими тектоническими разломами разного геологического возраста. Линии разломов Омско-Пурского и Зауральского простираются субмеридионально.
Схемы расположения обособленных тектонических структур на равнине показывают, что в фундаменте плиты можно различить прибортовую и обширную внутреннюю области, он имеет впадины и поднятия. Перекрывает его чехол из осадочных пород мезозойского и кайнозойского возраста. В чехле различают морские и прибрежно-континентальные отложения до 3-4 тысяч метров на юге и 7-8 тысяч метров на севере. На юге сформировались молодые наносные и озёрные толщи осадков, севернее морские и ледниковые.
История формирования территории
Формирование плиты началось в позднеюрском периоде. Тогда, в результате действия геологических сил земли огромная площадь между Уралом и Сибирской платформой постепенно стала опускаться. Плита неоднократно испытывала при развитии воздействие морских трансгрессий.
В олигоценовый период древнее море ушло с Западно-Cибирской плиты, здесь образовалась огромная по размерам озерная наносная аллювиальная равнина. В олигоцене и позже в неогене отдельные ее части испытали тектонические поднятия и опускания под действие внутренних сил земли. Во время развития территория неоднократно заливалась морем в юрском, меловом и палеогеновом периодах. В этом состоит причина постоянной заболоченности равнины на огромных пространствах.
В верхнем триасе плита дифференцированно погружалась и постепенно накапливала осадочный чехол. В мезозойское и кайнозойское геологическое время эти процессы продолжились при продолжительном прогибании плиты. Сегодня чехол сложен песчаными, алевролитовыми, аргиллитовыми, континентальными и глинистыми отложениями до 8 км на севере равнины. При возникновении тектонических движений на разных этапах развития в чехле возникали локальные геологические структуры. В таких поднятиях на территории приразломных зон образовались вместилища газа и нефти.
В олигоцене тектоническими подвижками произошло отчленение моря Западной Сибири от крупного Арктиктического бассейна. Недолго в центре плиты еще сохранялся морской режим, но в олигоцене море покинуло равнину. Поэтому верхний горизонт чехла слагают континентальные озерно-аллювиальные и песчано-глинистые отложения до 2 км мощностью.
В неогеновом периоде стали постепенно обособляться Обь-Енисейские субширотные поднятия, находятся они над крупным Транссибирским разломом и четко соответствуют возвышенности Сибирские Увалы. Именно тогда в неогеновом периоде сформировались постепенно основные черты рисунка орографии равнины. Понижения в рельефе соответствовали прогибам, по ним протекали крупные реки. Древнее море было на 200 метров ниже современного уровня, дно Карского моря было сушей.
Тектонические структуры
В самой погруженной северной области плиты расположены Ямало-Гыданская и Надым-Тазовская синеклизы. Их разделяет узкий субширотный Мессояхский мегавал. В центре плиты находится крупная Хантейская антеклиза. В ней геологи различают два оформившихся свода, их назвали Сургутским и Нижневартовским. Крупными антеклизами являются Кеть-Вахская и Хантейская.
Южнее от них находятся субширотные Кулундинская и Среднеиртышская синеклизы. Выделяется по размерам Хантымансийская и Чулымская синеклизы. Над Колтогорско-Уренгойской рифтовой зоной расположен Пурский желоб. Худосейский тектонический желоб соединяется с небольшой Чульманской синеклизой.
Между чехлом и допалеозойским фундаментом расположен переходный слой горных пород триасового и юрского геологического возраста. Формирование его геологи связывают с подвижками фундамента, в результате которых сформировалась рифтовая зона внутри континента с грабенообразными понижениями. В них шло накопление осадочных и вулканогенных угленосных горизонтов, их мощность достигает до 5 км. Вулканические толщи переходного геологического слоя представляют собой базальтовые лавы. Формирование рифтовой зоны на континенте в Западной Сибири не продолжилось, новый океан не образовался.
Связь тектоники с полезными ископаемыми
В отложениях осадочного чехла равнины сосредоточены горизонты чистой пресной, минерализованной подземной воды и рассола. В некоторых районах есть горячие источники с температурами от 100 о С до 150°С. В недрах плиты есть в промышленных масштабах богатейшие месторождения природного газа и нефти. Сосредоточены они в недрах перспективного для добычи Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. На глубине более двух километров в отложениях Ханты-Мансийской крупной синеклизы, в Салымском, Сургутском и Красносельском районах в пластах, принадлежавших к баженовской свите, сосредоточены богатейшие в стране залежи сланцевой нефти.
Связь тектонического строения с рельефом
Современные формы рельефа равнины часто обусловлены длительным геологическим развитием территории, ее тектоническим строением и влиянием процессов физического выветривания. Современный орографический рисунок зависит от тектонической структуры и строения плиты.
Это постепенно происходит даже в условиях длительного мезокайнозойского прогибания и процесса накопления мощных толщ рыхлых отложений. Такая аккумуляция нивелирует все неровности эпигерцинского фундамента, находящегося в относительном позднем кайнозойском спокойствии. Небольшая амплитуда новых тектонических подвижек обусловливает низменный гипсометрический статус равнины. Максимальными амплитудами поднятий на равнине стали высоты от 100 до 150 м на периферии, севернее и ближе к центру наблюдаются тождественные опускания. На обширной территории равнины можно выделить низменные и возвышенные участки.
Вся территория равнины Западной Сибири ступенчато погружается с юга к северу и выглядит в орографическом рисунке ступенчатым гигантским амфитеатром, он открыт к побережью Карского моря. В ее орографической структуре геоморфологи выделяют три высотных уровня. Половина территории относится к первому уровню высотой до 100 метров. Вторым гипсометрическим уровнем являются высоты от 100 м до 150 м, третьим от 150 м до 200 м, некоторые участки до 250—300 м.
Рельеф Западной Сибири однообразен, практически ровен с преобладанием высоты 100 метров. Только на периферии, на западе, севере и юге высота орографических структур достигает 300 метров. В центре равнины расположены крупные Среднеобский и Кондинский низменные участки. На севере раскинулись обширные Надымская, Нижнеобская и Пурская низменности.
По периферии равнины расположены невысокие Туринская, Ишимская, Северо-Сосьвинская равнины, Чулымо-Енисейское и Приобское плато, Нижнеенисейская, Верхнетазовская и Тымская возвышенности. Единой цепочкой внутри равнины проходят 150-метровые отдельные гряды Сибирских Увалов. Параллельно им расположена обширная Васюганская равнина.
Четкое соответствие наблюдается возвышенностей Люлимвор и Верхнетазовской антиклинальным тектоническим структурам. Синеклизам в фундаменте плиты соответствуют Кондинская и Барабинская низменности. Нередко встречаются на равнине несогласные или инверсионные структуры. Так, Васюганская равнина сформировалась на пологой синеклизе, а Чулымо-Енисейское плато расположено на тектоническом прогибе фундамента плиты.
- ← Лысая гора в Яйском районе
- Спасская церковь в Иркутске →
