envelope
+7(3412)916-456 cylph@rambler.ru

История геологического развития территории Удмуртии


На территории современной Удмуртии произошло несколько тектонических циклов. Нижняя часть фундамента сформировалась в конце архея в результате беломорского цикла, а верхняя – карельского, в раннем протерозое. В начале каждого цикла земная кора прогибалась, затапливалась морем, на дне которого накапливались толщи осадочных терригенных пород. В заключительные стадии циклов они подвергались интенсивной складчатости, метаморфизму и превратились в гнейсы и амфиболиты. При их консолидации образовался Волго-Камский эпикарельский щит с крупными грабенами – Калтасинским и Кокарским.

Архейская группа состоит из двух комплексов: Кольского и беломорского, сложенных глубоко метаморфизованными породами. Древнейший кольский комплекс сохранился на очень небольших участках. Это гнейсы, происшедшие за счет глубокого метаморфизма (ультраметаморфизма) вулканических пород основного состава. Возраст пород Кольского комплекса более 3000 млн. лет.

Беломорский комплекс распространен шире, породы обнажаются по берегам Белого моря и образуют архейский Беломорский массив. Это различные гнейсы и кристаллические сланцы, происшедшие за счет глубокого метаморфизма как магматических, так и осадочных пород. Среди них встречаются также мраморы. Все породы очень сильно перемяты в сложные складки, их мощность составляет несколько километров. Возраст пород беломорского комплекса определен в интервале 2900—2600 млн. лет.

Породы беломорского комплекса залегают в сравнительно просто построенных уплощенных впадинах, отличающихся от настоящих геосинклиналей. Поэтому их называют «протогеосинклиналями» (т. е. предшественниками геосинклиналей). В результате беломорской складчатости, которая проявилась в конце архейской эры, протогеосинклинали превратились в архейские складчатые массивы. Протерозойские породы распространены шире архейских, они образуют складчатые системы северо-западного направления. В составе протерозоя на Балтийском щите выделены три комплекса: нижнекарельский, верхнекарельский и ятулийский.

Нижнекарельский комплекс состоит из разных кристаллических сланцев, кварцитов, мраморов и гнейсов мощностью в Карелии 2000—3500 м, а в Финляндии — до 8000—12000 м. Большинство этих пород имело морское происхождение; первоначально они представляли собой глинистые, песчаные и карбонатные осадки, которые чередовались с продуктами подводного вулканизма — лавами, туфами. Позже все они подверглись метаморфизму и превратились в указанные метаморфические породы. Нижнекарельский комплекс прорван различными интрузиями (граниты, габбро и др), все породы смяты в сложные линейные складки. Состав, мощность и условия залегания пород нижнекарельского комплекса свидетельствуют о том, что они формировались уже в настоящих геосинклинальных условиях. Возраст нижнекарельского комплекса отвечает большей части раннего протерозоя (породы формировались в интервале 2600—1900 млн. лет) и в конце этого рубежа все породы были охвачены карельской складчатостью.

Верхнекарельский комплекс сильно отличается от нижнекарельского как по составу, так и по условиям залегания пород. Он состоит в основном из обломочных пород — метаморфизованных конгломератов, кварцитов, кварцитовидных песчаников с прослоями вулканических образований. Все эти породы имеют меньшую мощность, слабее метаморфизованы и образуют более простые складчатые структуры, чем нижнекарельские. По своему характеру они напоминают молассовую формацию, которая образуется на орогенном, заключительном этапе геосинклинального развития. Верхнекарельский комплекс формировался в интервале 1900—1800 млн. лет.

Ятулийский комплекс представлен слабометаморфизованными осадочными породами: кварцитовидными песчаниками, глинистыми и кремнистыми сланцами, мраморизованными доломитами, залегающими почти горизонтально и имеющими мощность до 700—1200 м. Редко встречаются вулканические породы. По составу отложений, мощности и условиям залегания ятулийский комплекс отвечает уже платформенному этапу развития. Возраст ятулийского комплекса — конец раннего протерозоя (интервал 1800—1650 млн. лет); в это время начал формироваться платформенный чехол Восточно-Европейской платформы.

После образования ятулийского комплекса произошло внедрение своеобразных гранитов рапакиви (по-фински означает «гнилой камень»). Эти темно-красные граниты имеют очень крупные кристаллы полевых шпатов, они внедрялись и застывали в платформенных условиях и не подверглись дальнейшей деформации и метаморфизму. В Карелии, Финляндии и Швеции этими гранитами сложены крупные массивы, они давно разрабатываются как ценный строительный материал. В Санкт-Петербурге из этих гранитов были высечены Александрийская колонна и колонны Исаакиевского собора.

В докембрии существовали организмы, лишенные скелетных образований. Большинство из этих мягкотелых организмов не сохранилось в ископаемом состоянии, что не позволяет палеонтологам восстановить органический мир докембрия. По редким находкам бесспорно установлено, что в архее уже существовали простейшие одноклеточные растительные организмы, а в конце протерозоя обитали представители большинства типов животных. Это свидетельствует о длительном и сложном процессе эволюции органического мира в докембрии, который ученые пока еще не в состоянии проследить.

Последние данные, полученные при изучении архейских пород под микроскопом, показали, что «рубеж жизни» опустился почти до 3,5 млрд. лет. Крайне немногочисленные палеонтологические находки из архейских пород, которые пока еще трудно расшифровать, известны из Африки, Северной Америки, Австралии и европейской части России. Наиболее древние из них (3,2—3,4 млрд. лет) происходят из Южной Африки, где обнаружены мельчайшие шаровидные тельца, принадлежащие, по-видимому, простейшим одноклеточным растительным организмам. В более молодых архейских породах Южной Африки (3 млрд. лет) найдены в виде известковых корок самые древние строматолиты — продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей. В древнейших породах на Украине (3,1 млрд. лет), обнаружены микроскопические округлые образования, возможно, органического происхождения. Жизнь зародилась в архее еще в условиях бескислородной атмосферы.

В раннем протерозое (2,6—1,6 млрд. лет) продолжали свое развитие простейшие одноклеточные животные и сине-зеленые водоросли. Органических остатков из отложений этого времени известно немного. Органические остатки с хорошо сохранившимся клеточным строением известны из нижнепротерозойских отложений, но все клетки еще были безъядерные.

Органический мир достиг разнообразия в позднем протерозое и особенно в его конце — венде. Верхнепротерозойские известняки содержат в массовом количестве разнообразные строматолиты, при помощи которых разрабатывается стратиграфия рифея и венда.

Наиболее богаты палеонтологическими остатками отложения венда (680—570 млн. лет). В них обнаружены не только многочисленные одноклеточные организмы, но и бесспорные отпечатки мягкотелых многоклеточных: кишечнополостных — медуз, червей, членистоногих, иглокожих и др. Их находки известны из вендских отложений России, Украины Англии, США, Африки, Австралии.

Очень интересны находки многоклеточных из Южной Австралии (Эдиакара, хребет Флиндерс). Здесь в вендских отложениях найдено более 1500 отпечатков разнообразных морских медуз, червей, членистоногих и других бесскелетных животных хорошей сохранности.

По-видимому, они жили в мелководных лагунах, где и были погребены. Медузы заплывали на мелководье. Попадая на песок, они гибли и оставляли четкие слепки. Очевидно, еще отсутствовали хищники: у животных не было зубов и ни у одного организма не найдены следы укусов. На берегу Белого моря в вендских отложениях обнаружены многочисленные отпечатки разнообразных мягкотелых животных и следы их жизнедеятельности (норки, следы ползания, питания и т. д.).

Венд представляет собой важный начальный этап в эволюции беспозвоночных многоклеточных животных.

Учебник Савельева стр.43

В конце протерозоя (R, V) произошел байкальский цикл, сопровождавшийся магматизмом. В раннем рифее (R1 тюрюшевское время) начинает формироваться осадочный чехол Удмуртии из континентальных и прибрежно-морских терригенных пород, а по разломам проникают диабазовые интрузии. Со среднего рифея (R2) море покрывает восточную половину территории республики, а с середины венда (V) вся территория испытывала общий подъем, что привело к образованию коры выветривания.

В первой половине палеозоя, т.е. в течение всего каледонского цикла господствовали континентальные условия. Вторая половина (герцинский цикл) ознаменован погружением территории и трансгрессией Уральского моря с эйфельского века среднего девона (D2e), где накапливались глинисто-карбонатные породы. Максимума трансгрессия достигла в позднекыновское время (D3fr1kn2), когда море покрывает всю территорию Удмуртии. На его дне накапливаются карбонаты доманиковых фаций – битуминозные известняки и доломиты, а во впадинах – рифогенно-карбонатные массивы (особенно в Камско-Кинельской).

В течение карбона и перми происходят дифференцированные движения Волго-Уральской области. В условиях смены прибрежно-морских равнин и мелководного моря образуются полигенные фации (глинисто-песчаные и карбонатные) с пластами углей и включениями гипса. Только в конце татарского века произошел подъем почти всей территории Удмуртии. В раннетриасовую эпоху вновь погружается северная часть, чем и заканчивается герцинский цикл геологического развития.

В мезозойскую и кайнозойскую эры сохраняются континентальные условия. Многие крупные локальные поднятия и разломы находят свое отражение в рельефе земной поверхности или конфигурации р. Камы и ее притоков. Из этого следует, что территория Удмуртии испытывает тектонические движения и в настоящее время. Море вторглось лишь однажды, в акчагыльский век неогена по Каме , Вятке и их притокам (Кильмезь, Вала, Иж, Кырыкмас).

Четвертичный период характеризуется формированием перигляциальных и гумидных типов осадков, образующих почти сплошной тонкий литологический чехол. Основная их часть образовалась в перигляциальных условиях ледниковых эпох. Смена оледенений и межледниковий вызывала чередование эрозионных циклов с активной аккумуляцией соответствующих отложений: перигляциальный аллювий, делювиально-солифлюкционные осадки перекрываются нормальным аллювием, делювием, почвой, современным наилком.