Реферат по региональной гидрогеологии на тему:

Тектоника Русской плиты

Работу выполнила

студентка 3 курса

кафедры гидрогеологии

геологического ф-та СПбГУ

Иванова А.А.

Преподаватель:

Вивенцова Е.А.

Санкт-Петербург

2012

Содержание:

1. Геологическое строение Русской плиты и связанные с ней тектонические процессы.. 3

2. Подземные воды на территории Русской плиты и их связь с тектоническими явлениями. 7

3. Список использованной литературы: 10

1. Геологическое строение Русской плиты и связанные с ней тектонические процессы

Русская плита — центральная часть Восточно-Европейской платформы, расположенная между Балтийским щитом на севере, Украинским щитом на юге, Предуральским прогибом на востоке.

Фундамент Русской плиты, покрытый чехлом осадочных отложений, на западе относительно приподнят; местами он залегает выше уровня океана, образуя Белорусскую и Воронежскую антеклизы. Восточная часть Русской плиты характеризуется более глубоким залеганием фундамента и наличием мощного осадочного чехла. В его основании расположены многочисленные рифтовые структуры — авлакогены, выполненные континентальными и мелководно-морскими обломочными и отчасти карбонатными отложениями рифея — нижнего венда, местами с участием основных вулканических пород. Главная система этих палеорифтов пересекает платформу с юго-запада на северо-восток; в районе Москвы в направлении Прикаспия от неё отходит система юго-восточного направления. Ряд авлакогенов меридионального и широтного простирания известен в Волго-Уральской области. В составе осадочного чехла различаются четыре комплекса, разделённые перерывами и несогласиями. Наиболее древний верхневендско-кембрийский (на западе плиты) сложен мелководно-морскими песчано-глинистыми осадками. Следующий ордовикско-нижнедевонский комплекс имеет сходный с нижележащим комплексом состав (на западе и юго-востоке плиты). Наиболее распространён среднедевонско-пермский комплекс (развит в главных депрессиях фундамента — Балтийская, Московская, Мезенская, Прикаспийская синеклизы, Припятско-Днепропетровско-Донецкий авлакоген) — красноцветные обломочные и соленосные отложения в нижней (девон) и верхней (пермь) частях с преобладанием мелководных карбонатов в средней части. Наиболее молодой комплекс чехла — мезозойско-кайнозойский (мелководно-морской и континентальный, песчано-глинистый) развит преимущественно в южной части Русской плиты (в Украинской синеклизе, наложенной на Припятско-Днепровско-Донецкий авлакоген и прогиб, в Прикаспийской синеклизе; на южном склоне Украинского щита — в Причерноморье).

По особенностям орографического рисунка в пределах Восточно-Европейской равнины отчетливо выделяется три полосы: центральная, северная и южная. Через центральную часть равнины проходит полоса чередующихся крупных возвышенностей и низменностей. К северу от этой полосы преобладают низкие равнины, на поверхности которых тут и там гирляндами и поодиночке разбросаны более мелкие возвышенности. По ним в основном проходят водоразделы между Северным Ледовитым, Атлантическим и внутренним (бессточным Арало-Каспийским) бассейнами. Южную часть Восточно-Европейской равнины занимают низменности, из которых на территории России находится лишь Прикаспийская.

Общие черты рельефа Русской равнины предопределены тектоникой, принадлежностью равнины к древней докембрийской платформе, с давнего времени не испытывавшей процессов горообразования. Поэтому Русская равнина лишена высоких горных хребтов, на громадных пространствах она характеризуется небольшим колебанием высот. Средняя абсолютная высота ее около 170 м. Типично платформенный рельеф равнины предопределен тектоническими особенностями платформы: неоднородностью ее структуры (наличием глубинных разломов, кольцевых структур, авлакогенов, антеклиз, синеклиз и других более мелких структур) с неодинаковым проявлением новейших тектонических движений. Почти все крупные возвышенности и низменности равнины тектонического происхождения, при этом значительная часть унаследована от структуры кристаллического фундамента. В процессе длительного и сложного пути развития они сформировались как единые в морфоструктурном, орографическом и генетическом отношении территории.

На неровной поверхности докембрийского фундамента Русской плиты лежат толщи докембрийских (венда, местами рифея) и фанерозойских осадочных пород со слабонарушенным залеганием. Мощность их неодинакова и обусловлена неровностями рельефа фундамента (см. рис.1), который и определяет основные геоструктуры плиты. К ним относят синеклизы — области глубокого залегания фундамента (Московская, Печорская, Прикаспийская, Глазовская), антеклизы — области неглубокого залегания фундамента (Воронежская, Волго-Уральская), авлакогены — глубокие тектонические рвы, на месте которых впоследствии возникли синеклизы (Крестцовский, Солигаличский, Московский и др.).

Московская синеклиза — это одна из древнейших и сложных внутренних структур Русской плиты с глубоким залеганием кристаллического фундамента. В ее основе залегают Среднерусский и Московский авлакогены, заполненные мощными толщами рифея, выше которых залегает осадочный чехол венда и фанерозоя (от кембрия до мела). В неоген-четвертичное время она испытала неравномерные поднятия и в рельефе выражена довольно крупными возвышенностями — Валдайской, Смоленско-Московской и низменностями — Верхневолжской, Северо-Двинской.

Печорская синеклиза расположена клинообразно на северо-востоке Русской плиты, между Тиманским кряжем и Уралом. Неровный блоковый ее фундамент опущен на различную глубину — до 5000-6000 м на востоке. Заполнена синеклиза мощной толщей палеозойских пород, перекрытой мезокайнозойскими отложениями. В северо-восточной ее части находится Усинский (Большеземельский) свод.

В центре Русской плиты расположены две крупные антеклизы — Воронежская и Волго-Уральская, разделенные Пачелмским авлакогеном. Воронежская антеклиза полого опускается к северу в Московскую синеклизу. Поверхность ее фундамента покрыта маломощными отложениями ордовика, девона и карбона. На южном крутом склоне залегают породы карбона, мела и палеогена. Волго-Уральская антеклиза состоит из крупных поднятий (сводов) и впадин (авлакогенов), на склонах которых расположены флексуры. Мощность осадочного чехла здесь не менее 800 м в пределах самых высоких сводов (Токмовский).

Прикаспийская краевая синеклиза представляет собой обширную область глубокого (до 18-20 км) погружения кристаллического фундамента и относится к структурам древнего заложения, почти со всех сторон синеклиза ограничена флексурами и разломами и имеет угловатые очертания. С запада ее обрамляют Ергенинская и Волгоградская флексуры, с севера — флексуры Общего Сырта. Местами они осложнены молодыми разломами. В неоген-четвертичное время происходило дальнейшее погружение (до 500 м) и накопление мощной толщи морских и континентальных отложений. Эти процессы сочетаются с колебаниями уровня Каспия.

Погребенный кристаллический фундамент Русской платформы имеет неровный, горный рельеф, с колебаниями высот до 1500—2000 м на расстоянии 100—150 км. Такие резкие колебания поверхности фундамента объясняются тектоническими нарушениями, а не эрозионным размывом.

Осадочные породы, покрывающие кристаллический фундамент платформы, имеют спокойное, близкое к горизонтальному залегание. Однако в ряде мест они собраны в пологие и протяжённые валы (Окско-Цнинский, Жигулёвский, Вятский), куполовидные поднятия, флексуры, соляные купола, а кое-где наблюдаются и более резкие тектонические нарушения осадочного покрова в виде сбросов. Лучше всего они выражены по окраинам платформы, и особенно на юго-востоке ее — на Приволжской возвышенности и в Заволжье. Древние и молодые глубинные разломы, а также кольцевые структуры определили блоковое строение плит, направление речных долин и активность неотектонических движений. Преобладающее направление разломов — северо-западное.

В последнее время среди осадочного покрова Русской платформы найдены вулканические эффузивные породы. Это говорит о том, что Русская платформа испытывала проявления вулканизма уже в послепротерозойское время. Особенно энергично вулканизм протекал в девоне, в эпоху каледонской складчатости.

         Таким образом, можно сделать вывод о том, что современный рельеф, претерпевший длительную и сложную историю, оказывается в большинстве случаев унаследованным и зависимым от характера древней структуры и проявлений неотектонических движений.

Почти все крупные возвышенности и низменности Русской равнины имеют тектоническое происхождение. При этом значительная часть их унаследована от структуры кристаллического фундамента: выступам соответствуют возвышенности, впадинам — низменности. Однако в центральных частях Русской равнины такое соответствие современных форм рельефа древним структурам не всегда удается установить, а в ряде случаев наблюдается резкое несоответствие современного рельефа с древними структурами. Северные Увалы, например, расположены на месте наиболее погруженной, осевой части Московской синеклизы, значительная часть Приволжской возвышенности представляет Ульяновско-Саратовскую синеклизу, Окско-Донская низменность оформилась на восточном склоне Воронежской антеклизы. Несоответствие современного рельефа древним структурам в большинстве случаев установилось сравнительно недавно и явственно наметилось только с середины третичного периода. В центральной и северо-западной частях равнины тектоническая обусловленность современной орографии выражена менее ясно. В формировании крупных черт рельефа здесь усиливается роль эрозионного размыва и денудации. Силурийский глинт в Прибалтике и Ленинградской области, равно как и карбоновый глинт — западный обрыв Валдайской возвышенности, можно рассматривать в качестве крутых уступов огромных куэст, выработанных в палеозойских породах различной плотности, обнаруживающих слабое падение в юго-юго-восточном направлении.

Современный рельеф Русской равнины во многом обусловлен новейшей тектоникой. Она проявляется в форме эпейрогенических движений небольшого размаха. Как правило, в новейшее время (неоген — четвертичный период) возвышенности сохраняли тенденцию к поднятию, низменности — к опусканию. Неотектонические движения на равнине проявились с разной интенсивностью и направленностью: на большей части территории они выражены слабыми и умеренными поднятиями, слабой подвижностью, а Прикаспийская и Печорская низменности испытывают слабые опускания.

Возвышенности Русской равнины с их давно уже проявляющейся тенденцией к поднятию представляют области сноса, энергичного течения эрозионных процессов. На геологических картах они обрисовываются выходом на поверхность более древних коренных пород, чем породы, слагающие рядом расположенные низменности. Наоборот, многие низменности, обладающие тенденцией к опусканию, являются областями накопления рыхлых верхнетретичных и четвертичных осадков, районами ослабленных эрозионных процессов.

         Развитие морфоструктуры северо-запада равнины связано с движениями краевой части Балтийского щита и Московской синеклизы, поэтому здесь развиты моноклинальные (наклонные) пластовые равнины, выраженные в орографии в виде возвышенностей (Валдайская, Смоленско-Московская, Белорусская, Северные Увалы и др.), и пластовые равнины, занимающие более низкое положение (Верхневолжская, Мещерская). На центральную часть Русской равнины оказали влияние интенсивные поднятия Воронежской и Волго-Уральской антеклиз, а также опускания соседних авлакогенов и прогибов. Эти процессы способствовали формированию пластово-ярусных, ступенчатых возвышенностей (Среднерусская и Приволжская) и пластовой Окско-Донской равнины. Восточная часть развивалась в связи с движениями Урала и края Русской плиты, поэтому здесь наблюдается мозаичность морфоструктур. На севере и юге развиты аккумулятивные низменности краевых синеклиз плиты (Печорская и Прикаспийская). Между ними чередуются пластово-ярусные возвышенности (Бугульминско-Белебеевская, Общий Сырт), моноклинально-пластовые возвышенности (Верхнекамская) и внутриплатформенный складчатый Тиманский кряж.

2. Подземные воды на территории Русской плиты и их связь с тектоническими явлениями

Подземные воды распространены на всей территории Восточно-Европейской равнины. Здесь расположен огромный гидрогеологический регион, который выделяют как Восточно-Европейскую платформенную артезианскую область. Впадины фундамента служат резервуарами для скопления вод различных по величине артезианских бассейнов. В пределах России здесь выделены три артезианских бассейна первого порядка: Среднерусский, Восточно-Русский и Прикаспийский. В их пределах существуют артезианские бассейны второго порядка: Московский, Сурско-Хоперский, Волго-Камский, Предуральский и др. Одним из крупных является Московский бассейн, приуроченный к одноименной синеклизе, который содержит напорные воды в трещиноватых карбоновых известняках. Эти воды поступают на поверхность из буровых скважин и служат источником водоснабжения огромной территории центра Европейской России.

Вертикальные неотектонические движения значительной амплитуды, которые за послемиоценовое время на окраинах артезианской области достигли 500-600 м, привели к образованию разломов, а также оживлению разгрузки и перетекания подземных вод, возникновению «гидрогеологических окон».

В фундаменте наибольшие притоки иногда при самоизливе наблюдаются в зонах тектонических нарушений, где они достигают 10 л/с.

Химический состав вод фундамента в зоне выветривания и в залегающем выше водоносном комплексе совпадает. В краевых частях артезианской области – это пресные воды, а на глубинах более 2 км – это обычно рассолы. Воды зон тектонических нарушений и глубокого залегания отличаются специфическим составом.

Наибольшая обводнённость наблюдается в местах пересечения тектонических нарушений, на участках развития трещин оперения и в зонах молодых разломов субширотной ориентировки. В тектонических зонах до глубин 200-500 м обычно вскрываются пресные воды гидрокарбонатного состава. Часто в них отмечаются повышенные содержания сульфатов и хлоридов, а также присутствие специфических компонентов, например, радона. В тектонических нарушениях вскрываются также солёные воды и рассолы, происхождение которых связывается с проникновением вод древних морских бассейнов и лагун, формированием вод метаморфогенного происхождения.

Также с зонами тектонических нарушений может быть связано проникновение различных газов в подземные воды.

Что касается чехла Восточно-Европейской артезианской области, то в нём выделены 16 основных водоносных комплексов и две региональные водоупорные толщи.

В долинах Волги, Камы и других рек рассолы верхнекаменноугольного водоносного комплекса по зонам тектонических нарушений часто подходят к поверхности и засоляют аллювиальные водоносные горизонты.

В Днепропетровско-Донецкой и Прикаспийской впадинах интенсивно проявилась солянокупольная тектоника. Соляные купола и гряды внедряются в вышележащие верхнепермские и мезо-кайнозойские отложения. На этих участках и в зонах тектонических нарушений происходят интенсивная разгрузка и перетекание рассолов. Сами соли приурочены к нижнепермской водоупорной толще.

Итак, на участках развития солянокупольной тектоники и в зонах тектонических нарушений образуются так называемые гидрогеологические окна, через которые осуществляется гидродинамическая связь верхних и нижних гидрогеологических этажей. К таким окнам приурочена разгрузка солёных вод и рассолов из глубоких горизонтов. Подобные условия наблюдаются в долинах рек Волги, Камы, Волхова, Шелони, в котловине оз. Ильмень и других местах.

Важное регулирующее влияние на интенсивность разгрузки оказывают современные тектонические движения. Амплитуда неотектонических колебаний на Русской платформе достигает 600 м. Эти колебания способствуют углублению дренирования водоносных комплексов и образованию новых зон разгрузки подземных вод. На контактах районов с разной направленностью движений (поднятия и опускания) возникают условия для интенсивного перетекания подземных вод разных горизонтов. Особенно заметны эти явления на окраинах Воронежской и Белорусской антеклиз.

3. Список использованной литературы:

1.     Кирюхин В.А., Толстихин Н.И. Региональная гидрогеология: Учебник для вузов – М.: Недра, 1987

2.     Гидрогеология СССР. Сводный том в пяти выпусках. Вып. 3. Ресурсы подземных вод СССР и перспективы их использования. М., «Недра», 1977

3.     http://www.mining-enc.ru/r/russkaya-plita/

4.     http://www.geonature.ru/rusgeo/3-3-1.htm

5.     http://www.geonature.ru/rusgeo/3-3-3.htm

6.     http://big-archive.ru/geography/physical_geography_of_the_USSR/29.php