Геологическое строение рельеф и полезные ископаемые красноярского края
Главной особенностью геологического строения Красноярского края, является то, что на его территории находится значительная часть древней Сибирской платформы и обрамляющие ее структуры Урало-Монгольского эпипалеозойского складчатого пояса. Описание этих структур в данной главе приводится, в основном, по статьям, изложенным в Горной энциклопедии.
Сибирская платформа занимает пространство между Енисеем и Леной. Фундамент этой платформы обнажается в Анабарском массиве, сложенном в основном породами архея. Осадочный чехол платформы накапливался с рифея. После среднего триаса большая часть платформы стала областью размыва. Урало-Монгольский пояс заложен на докембрийской континентальной коре, общей с корой древней платформы, но подвергшейся интенсивной деструкции в рифее, особенно во второй его половине. В результате этой деструкции возникли обширные бассейны с океанической корой, составляющие Палеоазиатский океан, в котором, однако, сохранились участки континентальной коры – микроконтиненты (Тувино-Монгольский и другие, более мелкие). Реликты океанической коры этого океана – многочисленные офиолитовые зоны. В то же время с позднего рифея происходили деформации осадочно-вулканогенных толщ и внедрение гранитоидов в обрамлении Сибирской платформы.
Позднерифейский (байкальский) диастрофизм наиболее интенсивно проявился на Таймыре и архипелаге Северная Земля, в Енисейском кряже, частично в Алтае-Саянской складчатой области. Позднекембрийская (салаирская) эпоха диастрофизма затронула большую часть Алтае-Саянской складчатой области, в частности западный склон Восточного Саяна, Кузнецкий Алатау, территорию Тывы. В формировании Западного Саяна Большое значение имел позднесилурийский – раннедевонский (каледонский) диастрофизм. Территория к западу от Енисея скрыта под мощным (до 15 км) чехлом Западно-Сибирской плиты.
Сибирская платформа ограничена зонами глубинных разломов – краевыми швами, хорошо выраженными гравитационными ступенями, и обладает полигональными очертаниями. Современные границы платформы в мезозое и кайнозое и хорошо выражены в рельефе. В пределах Центральной Сибири западная граница платформы совпадает с долиной р. Енисей, с севера она отделена Енисей-Хатангским прогибом от южной окраины гор Бырранга Таймырской складчатой области. На юго-западе платформа граничит с Енисейским Кряжем и отделяется от Саян Главным Восточно-Саянским разломом.
На платформе выделяется раннедокембрийский фундамент и платформенный чехол (рифей – антропоген). Архейский фундамент обнажается на севере Сибирской платформы в пределах Анабарского массива (Анабарский щит, Анабарская антеклиза), совпадающего с современным Анабарским плато высотой свыше 900 м. Массив сложен, в основном, архейскими (свыше 3,5 млрд лет) глубокометаморфизованными гнейсами, плагиогнейсами, чарнокитами, мраморами гранулитовой фации регионального метаморфизма. Эти породы в дальнейшем (2,5 – 1,5 млрд лет) претерпели не менее чем двухактную гранитизацию, внедрение крупных интрузий анортозитов и сильный регрессивный метаморфизмвдоль меридиональных разломов. На западесохранились обломочныеотложения раннего протерозоя. На платформенной стадии –развития Анабарский массив неоднократно затапливался морем, здесь внедрялись малые интрузии долеритов и кимберлитов. В целом фундамент платформы резко расчленен сильно метаморфизованными архейскими породами. Cлабее метаморфизованные толщи нижнего протерозоя сохранились в отдельных грабенах, залегают полого и являются образованиями протоплатформенного чехла. На северной окраине Анабарского массива размещается палеогеновая Попигайскаяастроблема.
Типичный чехол Сибирской платформы начинает формироваться c рифейского времени. В его составе выделяются семь комплексов. Рифейский комплекс представлен карбонатно-терригенными пестроцветными породами, мощностью 4 – 5 тыс. м, заполняющими авлакогены и пологие впадины.
Вендско-кембрийский комплекс сложен мелководными терригенными и терригенно-карбонатными отложениями, в то числе соленосными толщами. Мощность комплекса около 3 тыс. м. Ордовикско-силурийский комплекс представлен пестроцветными терригенными породами, а также известняками и доломитами, мощностью 1 – 1,5 тыс. м. Девонско-нижнекаменноугольный комплекс распространен ограниченно. На юге он представлен континентальными красноцветными толщами с траппами, на севере – пестроцветными карбонатно-терригенными отложениями (5-6 тыс. м).
Среднекаменноуголный-среднетриасовый комплекс развит в Тунгусской синеклизе и представлен угленосной толщей среднего карбона – перми мощностью до 1 тыс. м и триасовой вулканогенной толщей (3 –4 тыс. м), подразделяющейся на нижнюю – туфовую и верхнюю– лавовую (недифференцированные толеитовые базальты) части. Все отложения прорваны дайками, штоками и силлами базальтов. Верхнетриасовый-меловой комплекс сложен континентальными и реже морскими песчано-глинистыми угленосными отложениями (4,5 тыс. м), распространенными лишь на окраинах платформы. Кайнозойский комплекс развит локально и представлен континентальными отложениями и ледниковыми образованиями.
Сибирская платформа характеризуется интенсивным магматизмом, проявлявшемся в раннем протерозое, рифее – раннем кембрии, среднем палеозое, верхнем палеозое-триасе и в позднем мезозое. Особенностью является широкое проявление ультраосновного магматизма и значительного по объему траппового магматизма (более 1 млн. км3).
С породами Сибирской платформы связаны крупнейшие залежи каменного угля
(более 70% всех ресурсов России), крупные месторождения нефти и газа, железорудные месторождения. Медно-никелевые месторождения Норильского рудного района связаны с трапповым магматизмом. Известны месторождения редкоземельных элементов, алмазов, фосфоритов, апатита, графита, гипса, каменной и калийной солей, флогопита и других полезных ископаемых.
Енисей-Хатангский прогиб разделяет Сибирскую платформу и Таймырско-Североземельскую складчатую область. По мнению многих исследователей прогиб является палеорифтом, зложившемся в дотриасовое время. Заполнен он мощной (до 10 тыс. м) толщей морских и континентальных отложений.
Пространственно и генетически с прогибом связана Енисейско-Анабарская газо-нефтеносная провинция, которая на западе раскрывается в Западно-Сибирскую нефтегазоносную провинцию.
Таймырско-Североземельская складчатая область имеет байкальское метаморфическое основание с блоками архейских пород. С севера основание обрамляется пологодеформированным терригенно-карбонатным комплексом верхнего рифея – девона, а с юга – терригенными и карбонатными отложениями ордовика – нижнего триаса с трапповой формацией в верхах разреза и со складчатостью в среднем триасе. Магматические породы гранитного состава тяготеют к полю докембрийсеих отложений, т. е. распространены, главным образом, в северной части Таймыра. Магматические породы основного состава в форме силлов, даек и штоков располагаются в его южной части, где они связаны с терригенной толщей верхнего палеозоя и изредка слагают небольшие интрузивные тела среди древних пород в северных районах полуострова. Со среднетриасовой складчатостью связано внедрение трещинных и лакколитообразных малых щелочных интрузий, даек лампрфиров, габбро и перидотитов. В структурном отношении Таймырско-Североземельская складчатая область предсавляет собой систему линейных дислокаций докембрийских, палеозойских и раннемезозойских пород, простирающихся в восточно-, северо-восточном направлении.
В пределах области известны месторождения угля (Таймырский каменноугольный бассейн) пермского возраста, месторождения цветных металлов, золота, редких металлов и рассеянных элементов.
Западно-Сибирская плита – молодая платформа, соответствующая площади Западно-Сибирской низменности от восточных склонов Урала до Енисея. Горизонтально залегающие мезозойские и кайнозойские отложения мощностью 4 –6 тыс. м образуют платформенный чехол части Урало-Монгольского геосинклинального складчатого пояса. Складчатый фундамент плиты разновозрастный, гетерогенный. В Приенисейской части – байкальско-салаирский, на юге, на продолжении складчатых систем Кузнецкого Алатау и Восточного Саяна каледонский. В низовьях р. Енисей фундамент герцинский. Нижний этаж фундамента образован дислоцированными осадочными и вулканогенными толщами докембрия и низами палеозоя. В восточной части плиты это Касский и Чулымский массивы. В среднем и верхнем палеозое в ряде мест шло накопление осадков в полуплатформенных условиях. В основании платформенного чехла развит комплекс континентальных триасово-нижнеюрских Отложений, заполняющих систему рифтовых впадин (тафрогенов) субмеридионального направления. В мезозое восточная окраина плиты неоднократно становилась областью относительного подъема, на что указывают случаи разрыва кровли юры и верхнего мела, а также выпадение из разреза ряда свит. Более молодые отложения до антропогена включительно представлены, преимущественно, морскими песчано-глинистыми отложениями.
С Западно-Сибирской плитой генетически связана Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция. Отложения нижней и средней юры восточной окраины плиты угленосны (Канско-Ачинский угольный бассейн).
Енисейский кряж – это часть Енисее-Саяно-Байкальской области рифейской и байкальской складчатости, которая с юго-запада и с юга обрамляет Сибирскую платформу. К ней относятся: Енисейский кряж, Восточный Саян (его северо-восточная часть), Хамар-Дабан. Эта складчатая область, вместе с Таймыро-Североземельской и Саяно-Алтайской, представляет собой открытую часть Урало-Монгольского (Урало-Охотского) складчатого пояса в пределах Центральной Сибири.
Структуры Енисейского кряжа имеют северо-западное направление и со всех сторон ограничены глубинными разломами и зонами разрывных нарушений значительной амплитуды. Архейские глубокометаморфизованные породы – кристаллические сланцы, гранулиты, гранатовые и гиперстеновые гнейсы распространены в южной Канско-Ангарской части Енисейского кряжа. Гнейсы прорываются габбро-норитами, анортозитами и гранитоидами архейского-раннепротерозойского возраста. По составу и условиям образования канский метаморфический комплекс обнаруживает много общих черт с подобными образованиями Анабарского массива. Метаморфические толщи, относимые к нижнему протерозою, широко распространены в Енисейском кряже. Это разнообразные гнейсы, кристаллические сланцы с прослоями мраморов, амфиболитов, кварцитов. Глубокий метаморфизм этих пород связан с гранитоидной интрузией конца раннего протерозоя.
Преобладающее распространение в структурах Енисейского кряжа имеют средне- и верхнепротерозойские отложения, имеющие значительную мощность и перекрывающие нижний протерозой с признаками углового несогласия. Представлены они, преимущественно, глинистыми и кристаллическими сланцами, мраморами, известняками и доломитами. Значительную роль в составе отложений играю песчаники, алевролиты. В разрезе средне-верхнепротерозойских отложений отмечается не менее четырех стратиграфичских перерывов. До начала кембрия эти отложения собраны в сложные складки, прорваны интрузивными породами различного состава и частично размыты.
Нижнекембрийские карбонатные породы имеют локальное распространение, трансгрессивно, местами с резким угловым несогласием, залегают в отдельных грабенах на всех более древних отложениях Енисейского кряжа. Они дислоцированы значительно слабее и образуют пологие складки северо-западного направления. Терригенно-карбонатные отложения верхнего кембрия трансгрессивно, с мощными толщами конгломератов в основании, залегают на осадках нижнего кембрия. Мезозойские и кайнозойские терригенные отложения заполняют плоские прогибы в окраинных частях Енисейского кряжа или карстовые воронки как по периферии, так и во внутренних частях его, в областях развития карбонатных толщ нижнего кембрия и докембрия.
Интрузивный магматизм Енисейского кряжа разнообразен как по возрасту, так и по составу. Архейские и протерозойские образования прорваны широко распространенными гранитоидными интрузиями, а также резко ограниченными по распространению основными и ультраосновными породами в виде даек и мелких тел. Отмечаются небольшие интрузивные тела щелочных пород. Наиболее молодые магматические образования связаны с траппами Сибирской платформы и проявлены форме даек и силлов.
В пределах Енисейского кряжа выявлено много месторождений полезных ископаемых, в том числе очень крупных. Это руды железа, марганца, хрома, цветных и редких металлов, рассеянных элементов, золота, месторождения талька и магнезитов.
Алтае-Саянская складчатая область. Это область палеозойской складчатости Южной Сибири, протягивающаяся от котловины оз. Зайсан на западе до оз. Байкал на востоке. Образована системами различно ориентированных хребтов и разделяющими их впадинами, прорезанными долинами рек Оби и Енисея и их притоками. В пределах юга Центральной Сибири главными горными сооружениями являются Саяны, нагорье Сангилен, Восточный и Западный Танну-Ола, Кузнецкий Алатау. Крупным межгорным понижениям соответствуют Минусинская и Тувинская впадины. Рельеф Алтае-Саянской складчатой области сформировался в результате активизации тектонических движений в неогеновое и четвертичное время.
Палеозойские складчатые структуры Алтае-Саянской области продолжаются на юг, на территорию Монголии, на север они погружаются под чехол мезозоя-кайнозоя Западно-Сибирской плиты, на востоке обрамляют Сибирскую платформу, на западе смыкаются с одновозрастными структурами Казахстана. Алтае-Саянская складчатая область, являясь частью сложного по строению Урало-Монгольского пояса, обладает разнородными
геологическими особенностями, резко различными простираниями складчатых структур и их торцевыми сочленениями по глубинным разломам. Здесь располагаются байкальские и салаирские (Восточный Саян, Кузнецкий Алатау), каледонские (Западный Саян) складчатые системы, а также крупные массивы с дорифейским фундаментом (Сангилен).
Восточный Саян протягивается в юго-восточном направлении более чем на 1000 км от левобережья Енисея (к северо-западу от Красноярска) до южной оконечности оз. Байкал. Общее юго-восточное простирание крупнейших хребтов Восточного Саяна отвечает простиранию главных тектонических структур. По возрасту складчатых сооружений Восточный Саян делится на северо-восточную, более древнюю (байкальскую) часть, обладающую некоторым сходством с Енисейским кряжем, и юго-западную, более молодую (салаирскую). Северо-восточную часть слагают в различной степени метаморфизованные докмбрийские породы. Наиболее древние из них – разнообразные гнейсы, амфиболиты нижнего протерозоя слагают Канскую, Арзыбейскую, Бирюсинскую глыбы. Центральный Дербинский антиклинорий сложен более молодыми дорифейскими и частично рифейскими породами – разнообразными сланцами, амфиболитами, мраморами. В небольших по площади прогибах развиты терригенно-карбонатные кембрийские образоавания (Манский прогиб). Значительную роль в геологическом строении этой части Восточного Саяна играют разновозрастные гранитоидные интрузии. Главный Саянский разлом отделяет северо-восточную (байкальскую) часть Восточного Саяна от юго-западной.
Кузнецкий Алатау, юго-западная часть Восточного Саяна и его продолжение в северо-восточной Тыве – салаирские раннекаледонские складчатые системы, которые по составу осадков, последовательности их накопления и особенности тектонического развития довольно близки между собой. Верхнепротерозойские вулканогенно-карбонатные отложения здесь имеют крайне ограниченное распространение. В основном эти системы сложены венд-нижнекембрийскими карбонатными породами. Орогенный комплекс представлен молассами нижнего-среднего кембрия. В этих системах широко проявлен магматизм, разнообразный как по времени, так и по составу – от ультраосновного до кислого. Наиболее крупные интрузивные тела сложены плагиогранитами, гранитами. С раннедевонским диастрофизмом связаны мелкие штокообразные тела щелочных пород. Комагматичные им щелочные эффузивные породы имеют локальное распространение и являются мощного нижнедевонского вулканогенного комплекса, залегающего в основании разреза Минусинской впадины. Эта впадина, или система впадин (Минусинский прогиб) имеет северо-западное простирание и отделяет Восточный Саян от Кузнецкого Алатау. По мнению многих геологов образование Минусинского прогиба связано с нижнедевонским палеорифтом. Прогиб заполнен вулканогенными, преимущественно базальтовыми породами нижнего девона и терригенными, в верхах угленосными отложениями среднего девона – перми.
Западный Саян в плане имеет форму вытянутого с юго-запада на северо-восток эллипса, ограниченного со всех сторон разломами. Внутреннее строение каледонид Западного Саяна сложное и в значительной мере обусловлено свойственым ему покровно-шарьяжным характером структуры. Традиционно эта структура разделяется на Северо-Саянскую, Центральносаянскую, Борусскую и Куртушибинскую зоны, вытянутые согласно общему простиранию системы. Северо-Саянская зона сложена пестрыми, вулканогенно-осадочными отложениями венда-кембрия общей мощностью 7-8 тыс. м, среди которых в зоне меланжа отмечаются породы офиолитовой ассоциации. В Куртушибинской и Борусской зонах развиты, преимущественно, нижнепалеозойские диабазы, кварциты, глинисто-кремнистые сланцы, гипербазиты. Эти породы образуют сложную тектоно-осадочную смесь с широким развитием меланж-олистростромовых покровов, в т. ч. офиолитовых. Центральносаянская зона (поздние каледониды) сложена мощнейшим (по некоторым оценкам до 20 тыс. м) комплексом вулканогенно-флишоидных отложений раннего палеозоя, прорванных многочисленными гранитными интрузиями. Для зоны характерно интенсивное тектоническое скручивание и неравномерный метаморфизм. Иногда выделяют в качестве самостоятельной и более древнюю Джебашскую зону вдоль северного края Западного Саяна. В ее пределах развиты метаморфизованные вулканофлишоидные отложения.
Разнообразие и сложность геологического строения Алтае-Саянской складчатой области обуславливают наличие множества месторождений полезных ископаемых. Наиболее крупные и значительные из них в пределах юга Средней Сибири – месторождения угля, железа, алюминия, молибдена, кобальта, золота, хризотил-асбеста, родусит-асбеста, мрамора и других полезных ископаемых.
Таким образом, в геологическом строении территории Красноярского края принимают участие отложения всех возрастных периодов от архея до антропогена. Литологически эти отложения представлены всеми типами горных пород. Все это позволяет предполагать, что на территории края находится множество уникальных геологических объектов.