В работе на основе геофизических и геологических данных показано строение докембрийского фундамента древних платформ северного полушария — Европейской, Сибирской, Северо-Американской и северной части Африканско-Аравийской платформы. Приводятся карты поверхности фундамента платформ, тектонического районирования и данные о глубинном строении и толщине земной коры. Описываются тектонические процессы раздробления древних платформ и переработки их окраин под влиянием складчатости. Образование структур фундамента и осадочного чехла платформ рассматривается как результат деформаций, связанных со сжатием, растяжением и горизонтальными перемещениями глыб земной коры. На основании сравнительного анализа тектоники и нефте-газоносности в породах осадочного чехла платформ сделаны выводы о связи месторождений нефти и газа с зонами глубинных разломов п флексур.
Работа рассчитана на широкий круг геологов, работающих в области геологии нефти и газа, и геофизиков.
Таблиц 8. Библ. 746 назв. Иллюстраций 74.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Поиски и разведка нефти, газа, железных руд и других полезных ископаемых на докембрийских платформах приводят к необходимости более полного изучения не только структур их осадочного чехла, но и структурных форм поверхности фундамента и его внутреннего строения. С этими задачами прикладной геологии тесно связаны общие научные проблемы строения и развития земной коры, которые также требуют систематизации и анализа данных о структуре глубоких слоев земной коры и еще более глубоких, подкоровых слоев мантии.
В связи с этими потребностями в СССР, США и других странах проводится широкий круг исследований по методу глубинного сейсмического зондирования, равно как и площадные гравиметрические и магнитные съемки. Накопившийся мировой материал по сейсмологическим и гравиметрическим данным о строении земной коры обобщен в ряде работ, выполненных в СССР в Геологическом институте АН СССР (Кропоткин и др., 1958; Гурарий, Соловьева, 1963, 1964) и в других организациях (Борисов, 1967; Беляевский и др., 1967; Деменицкая, 1967; Сажнна, Грушинский, 1966; Фотиади, 1958; Фотиади, Каратаев, 1963), а также в работах Дж. Вулларда, Б. Гутенберга и других зарубежных исследователей.
В предлагаемой вниманию читателей коллективной работе на основании геологических и геофизических данных рассмотрены наиболее изученные из докембрийских платформ — Европейская ' (Восточно-Европейская, или Русская), Северо-Американская, Сибирская и Африканско-Ара-вийская. Сплошными магнитными съемками, позволяющими провести тектоническое районирование фундамента, покрыты только Европейская и Сибирская платформы и некоторые части Северо-Американской (главным образом Канадский щит). Гравиметрическими съемками освещена почти вся территория перечисленных платформ (кроме Аравийской части Африканско-Аравийской платформы).
Сейсмические исследования позволяют судить о толщине земной коры и о разделении ее на осадочный слой (чехол), «гранитный» слой (кристаллический фундамент, сложенный гранитами, гнейсами и метаморфическими породами различного состава) и так называемый «базальтовый», или промежуточный, слой, вероятно состоящий главным образом из глубоко метаморфизованных основных пород. Такие иследования проведены на Европейской и Северо-Американской платформах и у окраин Африки (Красное море, побережье Кении), в то время как вся внутренняя территория Сибирской и Африканско-Аравийской платформ ими не охвачена.
Большое количество буровых данных в сочетании с данными сейсмозондирования и магнитометрии позволило в наиболее полном, современном виде пересоставить в изогипсах карту поверхности фундамента Европейской платформы (Б. М. Валяев). По Северо-Американской платформе была использована недавно опубликованная в США карта поверхности фундамента. По территории Северной Африки и Аравии имеется довольно много буровых данных, определяющих формы поверхности фундамента в нефтеносных районах. Однако на большей части площади Африканско-Аравийской платформы таких данных еще недостаточно. В основу нашего обзора положена карта поверхности ее фундамента, составленная Комиссией по Международной тектонической карте под редакцией Ж. Шубера.
Глубинное строение Сибирской платформы, за исключением ее южной части, изучено недостаточно. Поэтому публикуемая карта поверхности фундамента, составленная Ю. А. Трапезниковым, должна рассматриваться как один из возможных вариантов, согласующийся с последними результатами геофизических исследований.
Ограничиваясь вопросами глубинного строения, мы, естественно, смогли привести только самые необходимые сведения относительно тектоники и истории формирования осадочного чехла, составляющего верхний структурный этаж платформ. Однако было обнаружено, что локализация залежей нефти и газа в осадочном чехле имеет определенную корреляцию со структурными формами поверхности фундамента, в частности с флексур-но-сбросовыми зонами, которые могли служить путями проникновения углеводородов глубинного происхождения в верхние слои земной коры. Это предположение подтвердилось в результате специального сбора керна из скважин, достигших фундамента, и изучения битуминозности до-кембрийских пород. Битумы типа легкой нефти оказались рассеянными в породах кристаллического фундамента в гораздо более широких пределах, чем представлялось ранее.
Таким образом, в нашей работе подробно рассматривается строение консолидированной коры докембрийских платформ — от поверхности фундамента (являющейся одновременно подошвой осадочного чехла и связанной с его тектоникой в своих структурных формах) до поверхности Мохо-ровичича, которая считается нижней границей земной коры. Подкоровые слои, залегающие ниже нее, принадлежат к верхней мантии и состоят пз более плотных пород ультраосновного состава (перидотитов, дунитов и пр.).
В первой части, написанной И. А. Соловьевой, приведены геофизические данные о строении земной коры в целом, т. е. главным образом о ее толщине и разделении на «базальтовый» и «гранитный» слои. Подчеркнута низкая точность определений толщины коры, получаемых на основании анализа аномалий силы тяжести, и разноречивость в интерпретации данных глубинного сейсмозондирования (в зависимости от применяемой методики).
Во второй части Р. А. Гафаров, основываясь главным образом на анализе особенностей магнитного поля, подробно описывает строение кристаллического фундамента платформ. На картах докембрийских платформ показано тектоническое районирование фундамента с выделением архейских «нуклеарных» массивов, характеризующихся магнитным полем мозаичного типа, и более поздних протерозойских и рифейских (принадлежащих к байкальскому орогеническому циклу) геосинклинальных складчатых систем. Они отображаются в магнитном поле аномалиями линейно вытянутого, полосового типа.
Составление достаточно обоснованных карт внутреннего строения фундамента древних платформ северных материков создало возможность их сравнительного тектонического анализа. На примере этих платформ, вп-
димо, наиболее четко выступают основные закономерности формирования фундамента, заключающиеся в последовательном росте «гранитного» слоя земной коры древних платформ в ходе геосинклинального развития архейских и протерозойских систем и его сложного латерального перераспределения в пространстве в связи с горизонтальными движениями.
В третьей и четвертой частях (написанных Б. М. Валяевым, П. Н. Кропоткиным и Ю. А. Трапезниковым) приведены карты поверхности фундамента четырех упомянутых платформ в изогипсах и дано описание структурных форм этой поверхности. Рассмотрен вопрос о том, как проводить эту поверхность в областях позднепротерозойской складчатости (байкалидах) и на платформах, консолидированных в дорифейское время (Ю. А, Трапезников). Освещена связь нефтегазоносности платформ со структурными формами поверхности фундамента (Б. М. Валяев).
В заключении П. Н. Кропоткин касается в основном вопроса о генезисе платформенных структур и о прежних («первоначальных») и современных контурах ограничений докембрийских платформ. Подчеркнута гетерогенность платформ, как правило состоящих из обломков более древних — архейских, раннепротерозойских массивов ранней консолидации (в том числе протоплатформ, «нуклеарных ядер»), разделенных более поздними складчатыми поясами, которые формировались в протерозойских или позднепротерозойских (рифейских) геосинклинальных прогибах. Основываясь на теории изостазии и на аналогиях с позднейшей мезо-кайнозойской историей платформ, следует считать, что заложение в докембрии этих промежуточных геосинклинальных прогибов было связано с раздроблением обширных более древних массивов в обстановке растяжения земной коры, приводившей к ее утонению и разрыву. Смя-гие геосинклиналей и формирование новых складчатых поясов, которые цементировали ранее разобщенные массивы, вероятно было связано с эпохами сжатия земной коры.
В результате аналогичных же процессов растяжения или сжатия границы докембрийских платформ в течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя подверглись существенному изменению и переработке. Платформы южного ряда (Африканско-Аравийская, Южно-Американская, Индийская и др.) представляют собой сейчас разобщенные блоки крупнейшей докембрий-ской платформы — Гондваны. Сибирская платформа также является частью более обширной древней докембрийской платформенной глыбы, испытавшей в палеозое раздробление (вероятно, в связи с растяжением). Однако в дальнейшем отторгнутые от нее блоки — массивы Колымский, Охотский и другие — были вновь припаяны к оставшейся части Сибирской платформы вследствие мезозойской складчатости.
Мезо-кайнозойской складчатостью и надвигами были захвачены окраины Индийской платформы (при образовании Гималаев), Сибирской (на востоке), Северо-Американской (на западе), Китайской (почти по всей площади). Все эти деформации, происходившие различно в зависимости от того, попадала ли данная платформа в течение той или иной эпохи в зону полей растяжения или полей сжатия земной коры, сильно изменили внешние контуры платформ. Они привели к созданию на платформах, с одной стороны, сбросов, грабенов, авлакогенов (тафрогеосинкли-палей), синеклиз и паралиагеосинклиналей (прогибов на границе с океаном) , с другой — сводовых и валообразных поднятий, складок и надвигов (Кэй, 1955).
Рассматривается также вопрос о генезисе «базальтового» и «гранитного» слоев земной коры платформ. Эти слои соответствуют этапам формирования вулканогенно-осадочного комплекса (а — инициальный магматизм основного состава, б — осадконакопление, гранитизация, кислый магматизм) в тех докембрийских геосинклиналях различного возраста, из которых сформировался складчатый фундамент платформ.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Пред и словпе (П. Н. Кропоткин)............... 5
Часть I. Геофизические данные о строении земной коры древних платформ
северного полушария (И. А. С о л о в ь е в а)......... 9
Глава I. Европейская платформа.............. 9
Глава II. Северо-Американская платформа.......... 36
Часть II. Тектоника фундамента и типы магнитных полей древних платформ
северного полушария (Р. А. Г а ф а р о в).......... 61
Глава I. Европейская платформа.............. 62
Глава II. Сибирская платформа.............. 115-
Глава III. Северо-Американская платформа.......... 147
Глава IV. Общие выводы................. 170
Часть III. Структурные формы поверхности фундамента Европейской платформы и северной части Африканско-Аравийской платформы (в связи с вопросами нефтегазоносности платформенного чехла)
(Б. М. Валяев) ..............: : : : 176
Глава I. Европейская платформа.............. 176
Глава II. Северная часть Африканско-Аравийской платформы . . 228.
Часть IV. Структурные формы поверхности фундамента Сибирской платформы
(Ю. А. Т р а п е а н и к о в)................ 249
Часть V. Структурные Аормы поверхности фундамента Северо-Американской
платформы (П. Н. К р о п о т к и н, Ю. А. Т р а п е з н и к о в) . . . 292
Часть VI. Глубинное строение и деформации древних платформ (в связи с вопросами нефтегазоносности платформенного чехла) (П. Н. Кропоткин) ........... 321
Глава I. Гетерогенность фундамента древних платформ и его позднейшая переработка............... 321
Глава II. Формирование тектонических структур на древних платформах .................... 34S
Глава III. Значение глубинной тектоники для нефтегеологического
районирования платформ............ 35&
Литература........................ 365*
Цена: 600руб.
