Файл: Физические свойства пород Балтийской синеклизы..pdf

Г л а в а I. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ЛИТОЛОГИЧЕСКИХ РАЗНОСТЕЙ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА БАЛТИЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ

ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ БАЛТИЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ

Структура поверхности фундамента

Тектоническое., строение Балтийской синеклизы наиболее четко отражено в рельефе поверхности кристаллического фун­ дамента (рис. 2).

Поверхность кристаллического основания является опорным геофизическим горизонтом при использовании КМПВ, а также магнитометрического, гравиметрического и частично электроразведочного методов. При составлении тектонической схемы наряду с материалами, полученными названными методами, учтены сейсморазведочные данные о поверхности ордовика, о составе и внутренней структуре фундамента, его блоковом стро­ ении и геологические сведения о структуре осадочного чехла (Кузик, 1970; Файтельсон, Мишина, 1970). Для тектонических построений в экваториальной части Балтийской синеклизы ис­ пользованы сейсморазведочные данные, представленные Балтий­ ской экспедицией ВНИИМОРГЕО.

На севере и западе Балтийская синеклиза обрамлена сложно построенным склоном Балтийского щита, на востоке граничите Латвийской седловиной и Белорусским массивом, а на юге и юго-западе раскрывается в ДатсКо-ПоЛьский прогиб. Балтий­ ская синеклиза является частью Северо-Европейского нефтега­ зоносного бассейна, приуроченного к области перикратонного опускания Восточно-Европейской платформы и расположенного в основном в пределах Северо-Германской низменности и аква­ тории Северного моря.

На основании исследования аномальных физических полей с привлечением других данных получены относительно детальные представления о составе и внутренней структуре докембрийского фундамента Балтийской синеклизы на суше. Магнитометриче­ ские исследования в акваториальной части позволяют на ос­ нове экстраполяции составить общее представление о распреде­ лении структур кристаллического основания в пределах .всей рас­ сматриваемой части синеклизы.

В качестве основных и наиболее значительных по размерам структур фундамента можно выделить докембрийские массивы, сложенные гранитоидами, гранитами и основными породами.

10

Рис. 2. Тектоническая схема кристаллического фундамента Прибалтики.

1 — стратоизогнпсы поверхности кристаллического фундамента; 2 — границы надпорядковых структур; 3 — разрывные нарушения в фундаменте, установленные .буре­ нием и сейсморазведкой; 4 — разрывные нарушения в фундаменте по геофизическим

данным; 5—6 — межблоковые зоны достоверные (5) и предполагаемые (6); 7 — ме­ сторождения нефти.

Надпорядковые структуры Восточно-Европейской платформы: А — Балтийский щит; Б — склон Балтийского щита; В — Латвийская седловина; Г — Белорусско-Мазурская антеклиза.

Докембрийскке структуры: свекофенно-карелнды — Средне-Латвийская ветвь (С-Ла),

ская (З-Лн), Северо-Готландская (С-Го).

Структурно-тектонические зоны в пределах Балтийской синеклизы: I — восточная лрибортовая часть, II — восточная прносевая часть, III — осевая часть.

Крупные структурно-тектонические области (блоки): Па — Курземский, 116 — Курш­ ский, Ив — Прегольский; Нм — Неманская межблоковая зона; Ю-Ла — ЮжноЛатвийская межблоковая зона.

И

Курземский массив гранитов-рапакиви и габбро-анортоЗитов занимает Курземский п-ов, большую часть Рижского залива и в пределах Балтийского моря распространяется далеко на за­ пад. Более обширный Поморский массив* гранитоидов и габброидов расположен южнее р. Неман и также охватывает зна­ чительную площадь экваториальной части синеклизы. К Кур­ земскому массиву с юга примыкает докембрийская структура, сложенная древними, предположительно архейскими и нижне­ протерозойскими, образованиями гранулитовой фации метамор­ физма — Западно-Литовская серия.

По петрографическому составу ультраосновные, основные и кислые породы Курземского и Поморского массивов сопоста­ вимы с Коростенским комплексом, лабрадоритами Волыни и по­ родами Выборгского массива. Большинство исследователей от­ носят их к интрузивным образованиям протерозоя (готский цикл).

Иную точку зрения относительно генезиса и возраста пород высказывает А. Я. Лунц (1972), предполагая, что габбро-оливи- нито-лабрадоритовая формация Западной Латвии возникла в результате преобразования первичных мелкозернистых лабрадоритов архейского возраста. Раннее преобразование связано с интенсивным процессом перекристаллизации мелкозернистых лабрадоритов в средне—крупнозернистые разновидности, а позднее (готское) — с наложенными метасоматическими про­ цессами оливинизации и пироксенизации лабрадоритов, с их базификацией.

Докембрийские массивы разобщены относительно узкими ли­ нейными структурами, представленными метаморфическими по­ родами — гнейсами, сланцами, разгнейсованными интрузивами и связанными с ними гранитоидами, по возрасту и составу пред­ положительно сопоставляемыми со свекофенно-карелидами Бал­ тийского щита. Эти отложения в Латвии вскрыты скважинами к югу и западу от Рижского залива, где они образуют так на­ зываемую Среднелатвийскую ветвь свекофенно-карелид, ориен­ тированную в северо-восточном направлении.. Представляется вероятным, что через северную часть Рижского залива и Мюонзундский архипелаг свекофенно-карельские структуры продол­ жаются на запад в пределах акватории, будучи ориентированы в субширотном и северо-западном направлениях. Другая ветвь свекофенно-карелид западного простирания выделяется в бас­ сейне р. Неман. На море полоса магнитных аномалий, соответ­ ствующая этим докембрийским образованиям, сильно сужа­ ется, особенно в зоне сочленения приосевой и осевой частей си­ неклизы. К западу от нас. п. Швянтой полоса вытянутых и

эту докембвийскую структур называют Мазурским интрузивным массивом (Зносско, Кубицки, Рыка, i972).

12

рельских комплексов Прибалтики, вновь достигает в ширину .бо­ лее 70—80 км и четко прослеживается через акваторию в се­ веро-западном направлении к о. Готланд. Третья ветвь свеко- фенно-карелид, протягивающаяся через Белорусский массив, охватывает также восточную прибортовую часть Балтийской синеклизы. В восточной части Литовской ССР она вскрыта ря­ дом скважин.

Балтийской синеклизе в поверхности фундамента соответст­ вует крупная асимметричная впадина с крутым западным и по­ логим ступенчатым восточным бортом (см. рис. 2). Осевая часть впадины вытянута в субмеридиональном направлении и по про­ стиранию совпадает с центральной частью впадины Балтий­ ского моря. Фундамент погружается в южном и юго-западном направлениях с глубины —1000 до —5000 м (в осевой части)!

Судя по магнитометрическим данным и сейсморазведочным профилям, осевая часть Балтийской синеклизы состоит из вы­ тянутых в меридиональном направлении опущенных и относи­ тельно приподнятых ступеней. В рельефе фундамента ампли­ туды отдельных поднятий достигают 1000 м. Депрессии между ними асимметричны, и можно предполагать, что они образова­ лись в результате разнонаправленных движений в меридиональ­ ном направлении вытянутых блоков фундамента с некоторым смещением их вдоль поперечных разломов преимущественно северо-западного простирания.

В пределах акватории Балтийского моря Балтийская синек­ лиза с запада и севера обрамлена широкой сложно построен­ ной переходной к Балтийскому щиту зоной. Внешняя, примы­ кающая к открытой части щита часть переходной зоны пред­ ставляет собой ряд узких депрессий в поверхности фундамента, отдельные участки которых выполнены верхнепротерозойскими отложениями мощностью несколько сотен метров. В эту зону входят впадина Финского залива и впадины, примыкающие с севера и запада к о-вам Готланд и Борнхольм. Примыкающая к плите часть переходной зоны сильно расчленена поперечными прогибами и поднятиями. Ширина ее составляет от 50 км на западе до 100— 150 км и более в районе Моонзундского архипе­ лага. Наименьшую ширину переходная зона имеет в районе соч­ ленения осевой части Балтийской впадины с депрессией Ботни­ ческого залива и на границе с Датско-Польским прогибом. По­ ложительные структуры этой зоны в виде более или менее приподнятых блоков расположены на территории о-вов Готланд,

•Сааремаа, Хийумаа и Борнхольмского выступа.

Впадины и прогибы ориентированы в основном в северо-за­ падном направлении, т. е. в прямом соответствии с направле­ нием простираний магнитных аномалий, отражающих преобла­ дающие простирания докембрийских комплексов пород в пре­ делах акватории. Это определяет зависимость направления и

13

очертаний структур поверхности фундамента второго порядка от структурного плана докембрия.

Сложно построенная зона,- переходная от Балтийского щита к Русской плите, с характерной морфологией осложняющих ее структур более высокого порядка и зависимостью от структур­ ного плана докембрийского фундамента прослеживается за пре­ делами Балтийского моря на восток и северо-восток вплоть до Белого моря, где с отдельными отрицательными, структурами этой зоны связаны отрицательные морфоструктуры в пределах депрессий Ладожского, Онежского и других озер. Поэтому в пределах сочленения Балтийского щита с Балтийской впадиной переходную зону в генетическом отношении более правильна связывать со склоном Балтийского щита, нежели с бортом впа­ дины. Поверхность фундамента в пределах склона Балтийскогощита достигает глубин от —900 до — 1200 м.

Западная бортовая часть Балтийской синеклизы, очень уз­ кая и относительно крутая, непосредственно примыкает к осе­ вой части. Поверхность фундамента погружается в интервалах абсолютных отметок от — 1200 до —2500 м.

Все пункты исследования физичеоких параметров располо­ жены в восточной части синеклизы. Восточный борт в целом от­ личается моноклинальным залеганием поверхности фундамента с глубиной ее. погружения от —800' до — 1500 м. На северном и восточном бортах выделяется ряд относительно пологих струк­ тур более высокого порядка: впадина Рижского залива, Елгавский прогиб, Слокский выступ, Латвийско-Литовская монокли­ наль и др.

Между осевой и бортовой частями выделяется обширная сту­ пенчато погружающаяся в юго-западном направлении структур­ ная область. Отдельные ее ступени-блоки различаются особен­ ностями строения поверхности и внутренней структурой фун­ дамента, а также строением осадочного чехла. Крупноблоковый характер строения Прибалтики был установлен А. Ш. Файтельсоном в 60-х годах (Файтельсон, Мишина, 1970). По совре­ менным данным о .строении осадочного чехла и фундамента в приосевой части Балтийской синеклизы, на территории Совет­ ской Прибалтики можно выделить три крупных блока: Курзем­ ский, Куршский и Прегольский.

В пределах Курземского блока глубины залегания поверх­ ности фундамента колеблются в пределах от — 1200 до — 1400 м. Разрывные нарушения и отдельные локальные поднятия ори­ ентированы в основном в северо-восточном и широтном направ­ лениях. Для Куршского блока характерны широтные и мериди­ ональные простирания нарушений, локальные поднятия большей частью изометричны. Поверхность фундамента ступенеобразнопогружается в юго-западном направлении в интервале абсолют­ ных отметок от —1400 до —2000 м. Наиболее крупный Тельшайский разрыв имеет амплитуду ~200 м. Прегольский блок ха­

14

рактеризуется северо-западным, широтным и' меридиональным лростиранием структур. Глубина поверхности фундамента изме­ няется в интервале от — 1400 до —3000 м.

Курземский и Куршский блоки разделены Южно-Латвий­ ской поперечной переходной зоной, представляющей собой со­ пряженную горст-грабенообразную .структуру типа ступени ши­ риной около 40 км, ограниченную с севера и юга широтными разломами различной протяженности. Амплитуда наиболее, крупного Лиепайско-Салдусского разлома достигает 400 м. Большим количеством мелких поперечных нарушений ЮжноЛатвийская зона раздроблена на ряд поднятий и прогибов бо­ лее высокого порядка. Неманская поперечная переходная зона, разделяющая Куршский и Прегольский блоки, представляет со­ бой сложную систему разломов северо-западного простирания, обусловливающих мелкоблоковость строения всей полосы их развития шириной до 50 км. Амплитуды отдельных разломов не превышают десятков, реже — сотен метров.

Крупные блоки восточной приосевой части Балтийской синек­ лизы осложнены рядом субмеридионально вытянутых ступеней, состоящих из более мелких с различной степенью наклона бло­ ков, создающих в рельефе фундамента сложную систему асим­ метричных прогибов и зон поднятий. Относительная амплитуда поднятий и прогибов не превышает нескольких сотен метров. К этим ступеням приурочены зоны локальных поднятий.

Структура осадочного чехла

Блоковое строение фундамента и дифференцированный ха­ рактер движений по тектонически активным зонам, ограничива­ ющим блоки, находят отражение в многоярусном строении оса­ дочного чехла. В осадочном чехле Балтийской синеклизы выделяются три структурных яруса: байкальско-каледонский, девонско-каменноугольный и пермско-мезозойский, которые раз­ делены региональными поверхностями размыва и углового не­ согласия, фиксирующими в разрезе основные этапы формирова­ ния современного структурного плана Балтийской синеклизы. Это хорощо видно на геологическом профиле (см. гл. II,

рис. XII).

' Мощность нижнего байкальско-каледонского структурного

части синеклизы составляет 1700 м.

Из схем распределения мощностей основных литолого-стра- тиграфических комплексов (см. гл. II, рис. 16—24) следует, что

15