Тектоническое строение территории Ленинградской, Псковской и Новгородской областей

Методика тектонического анализа. Кристаллическое основание и осадочный чехол Русской плиты

Кристаллическое основание и осадочный чехол Русской плиты по физическим свойствам и условиям залегания горных пород резко отли­чаются друг от друга. Этим обстоятельством обусловлены различия методов их изучения и неодинаковая степень изученности.

Кристаллический фундамент

Магнитные (воздушные и наземные) исследования, проведенные в большом объеме в пределах Балтийского щита и Русской плиты в сочетании с данными бурения, показали, что аномальное магнитное поле обусловлено в основном вещественным со­ставом пород архейско-протерозойского фундамента. При этом учиты­валась возможность возникновения аномалий от магнитных пород и относительно молодых магнитных интрузий в осадочном чехле. При интерпретации аномалий силы тяжести принималось во внимание то, что в общем случае аномалии обусловлены глубинными изменениями плотности в подкоровом веществе, изменениями плотности пород, сла­гающих структуры фундамента (консолидированной коры), и измене­ниями структуры и мощности осадочного чехла.

Магнитные и гравитационные поля Восточно-Европейской платформы в основном характеризуются обширными областями с мозаич­ным строением, разделенными, а частью опоясанными зонами линей­ных аномалий. При этом на основании совместного анализа физиче­ских полей и геологического строения обнаженных районов Балтий­ского щита было установлено соответствие областей с мозаичным строением магнитного и гравитационного полей древним массивам бо­лее ранней консолидации (докарельские ядра), а окаймляющих их си­стем полосовых аномалий — областям приспособления более молодой карельской складчатости.

Для удобства интерпретации магнитного поля рассматриваемой территории была использована карта магнитных- пород фундамента, составленная под редакцией В. Н. Зандера (1967), которая характери­зует форму, простирание, намагниченность отдельных тел и дает воз­можность провести по этим признакам районирование поля.

 За эта­лоны были приняты разновозрастные структуры фундамента восточ­ной, обнаженной части Балтийского щита в пределах Карельской АССР. Для анализа гравитационного поля использована сводная кар­та Ag. Анализ аномалий по форме, размерам, ориентировке и протя­женности позволил провести районирование наблюденного поля kg,. а также разделить аномалии на два типа: аномалии, связанные с гео­логическими структурами, составом и плотностью пород, слагающих верхнюю часть фундамента, и аномалии глубинного характера.

По материалам аэромагнитных и гравитационных съемок пред­ставилось возможным установить, с различной степенью вероятности, тектонические нарушения. При этом наиболее отчетливо выделялись нарушения, сопровождающиеся внедрением интрузий, — они интерпре­тировались как зоны глубинных разломов. Все глубинные разломы обычно приурочены к контурам разновозрастных и тектонически раз­личных структур. Тектонические нарушения, не сопровождающиеся интрузиями, могут быть выделены по резкой смене простирания и по рез­кому горизонтальному градиенту аномалии. .

Для установления относительного возраста складчатости сущест­венное значение имеют особенности внутренней структуры фундамента. Так, наличие антиклинальных структур может служить основанием для предположения о развитии древних образований, а наличие синкли­нальных структур — о развитии молодых образований.

Анализ магнитных и гравитационных аномалий и данные опреде­лений физических свойств горных пород фундамента в пределах обна­женной части Балтийского щита, систематизированные Н. Б. Дортман (1964 г.), позволили установить геофизические характеристики различ­ных структур, стратиграфических комплексов и отдельных литологиче­ских разностей пород фундамента.

1. Синклинории в эвгеосинклинальных областях в магнитном и гравитационном полях отображаются относительно повышенными зна­чениями А Г и A g, в то время как антиклинории характеризуются отно­сительно пониженными значениями А Г и Ag. Указанная закономер­ность резче всего проявляется для нижнепротерозойских систем и не­сколько менее определенно для зон нижнепротерозойской переработки более древней складчатости.

2. Архейские срединные массивы характеризуются ярко выражен­ным мозаичным строением магнитного и гравитационного полей. Маг­нитные тела на площади развития пород архейского возраста имеют не­значительную насыщенность, хаотическое расположение, небольшие раз­меры, намагниченность их колеблется от 0 до 500 единиц *. Гравитаци­онные аномалии имеют как положительные, так и отрицательные зна­чения. В антиклиналях, сложенных архейскими породами, увеличи­вается удельный вес пониженных значений как полного вектора магнит­ного поля (А Г), так и поля силы тяжести Ag. В общем случае архей­ские системы сложены гнейсами и характеризуются широким развитием процессов мигматизации и гранитизации.

3. В пределах Балтийского щита и его склонов нижнепротерозой­ские складчатые системы отображаются в магнитном и гравитацион­ном полях выдержанными по простиранию, удлиненными магнитными телами преимущественно большой намагниченности — около 1500 еди­ниц. Высокая намагниченность обусловлена наличием магнетит- и пир­ротинсодержащих сланцев и гнейсов, интрузий основных и ультраоснов­ных пород.

В антиклинальных структурах нижнепротерозойской складчатости возрастает удельный вес менее интенсивных аномалий, вплоть до слабо или вообще немагнитных участков, к которым приурочиваются и отно­сительно пониженные значения поля силы тяжести.

4. Архейские области консолидации, переработанные нижнепроте­розойскими складчатыми движениями, характеризуются как мозаичны­ми так и линейными магнитными и гравитационными полями. На карте магнитных пород наряду с телами, ориентированными в разных направлениях и небольших размеров, с намагниченностью до 500 единиц, появляются тела выдержанного простирания, удлиненной формы с от­носительно большой намагниченностью. При этом сильномагнитные тела, как правило, группируются вдоль отдельных зон, по которым, по- видимому, переработка происходила наиболее интенсивно.

5. Участки развития среднепротерозойского комплекса пород не имеют отчетливо выраженных геофизических характеристик, но в то же время в магнитном поле они характеризуются несколько повышенными значениями ДГ. Магнитные тела здесь преимущественно удлиненной формы, с намагниченностью до 600 единиц. В гравитационном поле эти участки отмечаются относительно пониженными значениями \g. По- видимому, среднепротерозойские породы в подавляющем большинстве случаев подстилаются суперкрустальными образованиями нижнего про­терозоя, а потому их геофизическая характеристика определяется сум­марным эффектом от нижнє- и среднепротерозойских пород.

6. Зоны развития гранитов или вообще зоны повышенной гранити­зации выделены по минимуму силы тяжести и отсутствию магнитных аномалий.

7. Основные и ультраосновные породы отображаются резкими ло­кализованными аномалиями как в поле силы тяжести, так и в магнит­ном поле.

Границы разновозрастных складчатых комплексов можно также проводить по региональным зонам стыков линейных аномалий с зонами мозаичного строения поля. В общем случае определение относительного возраста пород можно осуществлять по характеру взаимоотношения аномалий. Так, при пересечении различных аномалий более молодую складчатость будут отображать те из них, которые в зоне пересечения прослеживаются без перерывов. При огибании линейными аномалиями какой-либо области эти аномалии также отражают более молодую складчатость.

Все разновозрастные, тектонически различные структуры, выделен­ные по указанной выше методике, были затем сопоставлены с имеющи­мися данными по определению абсолютного возраста пород, вскрытых в их пределах.

Рельеф современной поверхности архейско-протерозойского фундамента () построен по данным глубокого бурения и интерпре­тации материалов аэромагнитной съемки, сейсморазведки и электро­разведки, по отметкам абсолютной высоты. Всего для построения этого рельефа учтены результаты бурения 450 скважин, а также данные вычислений глубин залегания фундамента по геофизическим материалам в 1000 точках.

Распределение скважин и геофизическая изученность площади крайне неравномерны, а потому достоверность изображенного рельефа на разных участках различна.

Все выделенные в пределах погруженных склонов Балтийского щита разломы по степени их обоснованности разделены на две группы: достоверные и предполагаемые. К достоверным отнесены разломы, уста­новленные бурением или прослеженные по данным нескольких геофизи­ческих методов и сопровождаемые при этом разломами или флексурами в осадочном чехле. Разломы, установленные только по геофизическим данным, отнесены к предполагаемым.