Балтық қалқаны: Еуропаның ежелгі қыртысының бөлігі

Кіріспе

Жер қыртысының ежелгі сегменті

Балтық қалқаны (немесе Фенноскандия қалқаны) – Шығыс Еуропа кратонына жататын Жер қыртысының сегменті, ол Фенноскандияның, Ресейдің солтүстік-батысының және Балтық теңізінің солтүстік бөлігін қамтиды. Ол негізінен архейлік және протерозойлық гнейстерден және тектоникалық белсенділік нәтижесінде көптеген деформацияларға ұшыраған жасыл тас түрлерінен тұрады. Онда Еуропа құрлығының ең көне тау жыныстары кездеседі, олардың қалыңдығы 250–300 км-ге жетеді. Балтық қалқаны бес провинцияға бөлінеді: Фенносканиядағы Свекофенн және Свеконорвегия (немесе Оңтүстік-Батыс гнейс) провинциялары, сондай-ақ Ресейдегі Карелия, Беломор және Кола провинциялары. Соңғы үшеуі бірнеше блоктар мен кешендерге бөлінеді және 3100–2500 млн жыл бұрын пайда болған ең көне жыныстарды қамтиды. Ең жас тау жыныстары 1700–900 млн жыл бұрынғы Свеконорвегия провинциясына жатады. Бұрын ежелгі құрлықтың бөлігі болған Балтық қалқаны, көршілес қыртыс фрагменттерімен соқтығысу арқылы кеңейді. Осы тектоникалық процестер нәтижесінде пайда болған таулар кейіннен эрозияға ұшырап, бүгінде аймақ көбінесе жазық болып табылады. Плейстоценнің бес мұз басу кезеңі мен одан кейінгі шегінулер Балтық қалқанының үстіндегі шөгінділерді жойып, Скандинавиядағы кең аумақтарды ашық қалдырды. Осы себепті ол Шығыс Еуропаның геологиялық тарихын және динамикасын зерттейтін геофизиктер үшін маңызды. Балтық қалқанының мұздықтармен сүрінуі және қысылуы аймақтағы көптеген көлдер мен өзендердің пайда болуына себеп болды, ал жер бетінде тек құмды шөгінділердің жұқа қабаты сақталды. Топырақтың көп бөлігі – морена, құм мен тау жыныстарының сұрғылт-сары қоспасы, үстіне жұқа гумус қабаты жатқан. Ландшафтқа қарағай, шырша және қайыңның үш түрінен басқа ештеңе ұқсамайтын тығыз орман басымдық етеді, оның шекараларын анық көрсетеді. Топырақ қышқыл және әктас сияқты карбонаттарға жақын жоқ. Ежелгі мұздықтардың шаюы және топырақтың қышқылдығы палеонтологиялық тұрғыдан қызықты материалдарды, мысалы, қазбаларды жойды. Балтық қалқаны темір, никель, мыс және платина тобындағы металдар сияқты маңызды өнеркәсіптік минералдар мен кендерге бай. Канада қалқанымен және Оңтүстік Африка мен Батыс Австралияның кратондарымен ұқсастығы бар Балтық қалқаны алмаз бен алтынның болуына қатысты көптен бері күдік тудырып келген. Қазіргі уақытта солтүстіктегі Орталық Лапландияның жасыл тас белдемі пайдалы алтын кен орындарын ұстауға мүмкіндік беретін зерттелмеген аймақ деп есептеледі. Жақында жүргізілген зерттеулер Кола түбегінде алмаз бар кимберлиттердің көптеген санын және Финляндиядағы алтын кен орындарын (мүмкін кең көлемде) анықтады.

The Baltic Shield (or Fennoscandian Shield) is a segment of the Earth's crust belonging to the East European Craton, representing a large part of Fennoscandia, northwestern Russia and the northern Baltic Sea. It is composed mostly of Archean and Proterozoic gneisses and greenstone which have undergone numerous deformations through tectonic activity. It contains the oldest rocks of the European continent with a thickness of 250–300 km. The Baltic Shield is divided into five provinces: the Svecofennian and Sveconorwegian (or Southwestern gneiss) provinces in Fennoscandia, and the Karelian, Belomorian and Kola provinces in Russia. The latter three are divided further into several blocks and complexes and contain the oldest of the rocks, at 3100–2500 Ma (million years) old. The youngest rocks belong to the Sveconorwegian province, at 1700–900 Ma old. Thought to be formerly part of an ancient continent, the Baltic Shield grew in size through collisions with neighbouring crustal fragments. The mountains created by these tectonic processes have since been eroded to their bases, the region being largely flat today. Through five successive Pleistocene glaciations and subsequent retreats, the Baltic Shield has been scoured clean of its overlying sediments, leaving expansive areas (most within Scandinavia) exposed. It is therefore of importance to geophysicists studying the geologic history and dynamics of eastern Europe. The scouring and compression of the Baltic Shield by glacial movements created the area's many lakes and streams, the land retaining only a thin layer of sandy sediment collected in depressions and eskers. Most soil consists of moraine, a grayish yellow mixture of sand and rocks, with a thin layer of humus on top. Vast forests, featuring almost exclusively the three species pine, spruce and birch, dominate the landscape, clearly demarcating its boundaries. The soil is acidic and has next to no carbonates such as limestone. The scouring by the ancient glaciers and the acidity of the soil have destroyed all palaeontologically interesting materials, such as fossils. The Baltic Shield yields important industrial minerals and ores, such as those of iron, nickel, copper and platinum group metals. Because of its similarity to the Canadian Shield and cratons of southern Africa and Western Australia, the Baltic Shield had long been a suspected source of diamonds and gold. Currently, the Central Lapland Greenstone Belt in the north is considered to be an unexplored area that has the potential to hold exploitable gold deposits. Recent exploration has revealed a significant number of diamond bearing kimberlites in the Kola Peninsula, and (possibly extensive) deposits of gold in Finland.

Аңшылу хронологиясы

Кембрийге дейінгі дәуірде болған таулар мезопротерозойдың соңында, рапакиви граниттерінің енуі кезінде, эрозияға ұшырап, жазыққа айналды. Кейінгі эрозия Джотния шөгінділерінің жиналуы кезінде жер бедерін одан да тегіс етті. Протерозой эрозиясы ондаған шақырымға жетіп, қазіргі Финляндияда көрінетін прекамбрийлік тау жыныстарының көп бөлігі ежелгі массивтердің "тамыры" болып табылады. Лаврентия және Балтика силур және девон кезеңдерінде соқтығысып, қазіргі Скандинавия тауларымен салыстыруға болатын аумақта, Каледония таулары деп аталатын Гималай сияқты алып тау тізбегін құрды. Каледониялық орогенез кезінде Финляндия, шөгінділермен жабылған, суға батқан алдылық алап болды; кейінірек болған көтерілу мен эрозия осы шөгінділердің барлығын жойды. Финляндия көміліп қалған күйінде сақталған, ал Финляндиялық Лапландияның инсельберг жазығының соңғы креда немесе палеоген кезеңінде педипланация немесе эчпланация арқылы қалыптасқаны болжанады. Финляндиялық Лапландиядағы ескі мезозойлық бет эрозиядан аман қалмауы мүмкін. Батысқа қарай, Муддус жазықтары мен оның инсельбергтері палеогендегі Солтүстік Скандинавия тауларының көтерілуіне байланысты, эрозиялық және педипланациялық процестер арқылы қалыптасты. Солтүстік Скандинавия тауларының негізгі көтерілуі палеогенде болды, ал Оңтүстік Скандинавия таулары мен Оңтүстік Швеция күмбезі неогенде көтерілді. Көтерілу оқиғалары Шығыс Гренландияның көтерілуімен бір уақытта болды. Бұл көтерілулердің барлығы Жердің литосферасындағы алысқа таралатын кернеулермен байланысты деп есептеледі. Осы көзқарас бойынша, Скандинавия таулары мен Оңтүстік Швеция күмбезі алып антиклинальді литосфералық бүктемелерге теңестірілуі мүмкін. Бүктелулер қабықтың жұқадан қалыңға өтетін аймағына көлденең қысымның әсерінен туындауы мүмкін (барлық пассивті шеттер сияқты). Скандинавия тауларының көтерілуі Солтүстік Швецияның біртіндеп еңкейіп, аймақтың параллель су ағызу жүйесінің қалыптасуына әсер етті. Оңтүстік Швеция күмбезінің көтерілуі пидмонттік сатының пайда болуына және Эриданос өзенінің тосқауылға ұшырауына, оны оңтүстікке бұруға әкелді. Төртінші мұз дәуірінде мұздықтардың эрозиялық әрекеті нәтижесінде әлсіз тау жыныстары, ауа райына ұшыраған тау жыныстары мен шұңғыл материалдар жойылды. Мұздықтар шегінуімен эрозияға ұшыраған ойыстар қазіргі Финляндия мен Швециядағы көптеген көлдерге айналды. Тау жыныстарындағы жарықтар ауа райы мен эрозияға ерекше сезімтал болды, нәтижесінде теңіз және көлдерге тікелей кіреберістер пайда болды.

Mountains that existed in Precambrian time were eroded into a subdued terrain already during the late Mesoproterozoic, when the rapakivi granites intruded. Further erosion made the terrain rather flat at the time of the deposition of Jotnian sediments. With Proterozoic erosion amounting to tens of kilometers, many of the Precambrian rocks seen today in Finland are the "roots" of ancient massifs. Laurentia and Baltica collided in the Silurian and Devonian, producing a Himalayas sized mountain range named the Caledonian Mountains roughly over the same area as the present day Scandinavian Mountains. During the Caledonian orogeny, Finland was likely a sunken foreland basin covered by sediments; subsequent uplift and erosion would have eroded all of these sediments. While Finland has remained buried The inselberg plain of Finnish Lapland is estimated to have formed in Late Cretaceous or Paleogene times, either by pediplanation or etchplanation. Any older Mesozoic surface in Finnish Lapland is unlikely to have survived erosion. Further west, the Muddus plains and its inselbergs formed—also by etching and pediplanation—in connection to the uplift of the northern Scandinavian Mountains in the Paleogene. The northern Scandinavian Mountains had their main uplift in the Paleogene, while the southern Scandinavian Mountains and the South Swedish Dome were largely uplifted in the Neogene. The uplift events were concurrent with the uplift of Eastern Greenland. All of these uplifts are thought to be related to far field stresses in Earth's lithosphere. According to this view, the Scandinavian Mountains and the South Swedish Dome can be likened to a giant anticlinal lithospheric folds. Folding could have been caused by horizontal compression acting on a thin to thick crustal transition zone (as are all passive margins). The uplift of the Scandinavian Mountains resulted in the progressive tilt of northern Sweden, contributing to create the parallel drainage pattern of that region. As the South Swedish Dome uplifted, this resulted in the formation of a piedmonttreppen and the obstruction of the Eridanos River, diverting it to the south. The Quaternary ice ages resulted in the glacier's erosion of irregularly distributed weak rock, weathered rock mantles, and loose materials. When the ice masses retreated, eroded depressions turned into the many lakes seen now in Finland and Sweden. Fractures in the bedrock were particularly affected by weathering and erosion, leaving as result straight sea and lake inlets.