Геологическая история и полезные ископаемые. По сложившейся традиции Средняя Сибирь выделяется в единую природную страну, главным образом по единству геотектонических признаков. Главное ее ядро составляет кристаллический фундамент — Сибирская платформа. В результате интенсивной докембрийской складчатости осадочные породы, отложившиеся более миллиарда лет тому назад в архейское — и нижнепротерозойское время, стали гнейсами, кристаллическими сланцами, мраморами. Они пронизаны гранитными и другими интрузиями, вызвавшими металлическое оруденение. Позже жесткая платформа уже не подвергалась складчатым движениям.
В нижнепалеозойское время она погружалась под уровень моря. Возможно, это было связано с начавшимся каледонским горообразованием на севере Таймыра и в Саянах. В результате почти вся поверхность платформы в течение кембрийского, ордовикского и силурийского периодов палеозойской эры, т. е. в течение примерно 170 млн. лет, была занята морем, в котором горные породы накопились мощностью от 1500 до 6000 м.
В основании нижнекембрийской толщи лежат базальные конгломераты. Их гранитная, кварцитовая, мраморная галька образовалась при разрушении и размыве гор, и поэтому конгломераты распространены преимущественно в отложениях южной части Средней Сибири. В то же время по южной и западной окраинам платформы формировались мелководные соленосные отложения.
В среднекембрийскую эпоху море углубилось, и во многих местах, особенно в северной части платформы, накопились мощные толщи известняков. Верхнекембрийская эпоха характеризуется обмелением моря и жарким засушливым климатом. Поэтому почти везде, но особенно в южной половине платформы, отлагались красноцветные песчаники, мергели со слоями гипса и поваренной соли.
С кембрийскими отложениями связаны богатейшие месторождения соли, а в 1962 г. близ пос. Марково (Нефтеленск) на Лене обнаружены впервые в мире богатые месторождения кембрийской нефти.
Морские ордовикские и силурийские отложения представлены зеленоватыми, серо-желтыми, иногда пестроцветными известковистыми песчаниками, мергелями, глинистыми доломитами. В начале ордовикского периода море углублялось. Об этом свидетельствуют мощные толщи известняков с морской фауной и водорослями. В среднеордовикских отложениях, особенно в центральной части платформы, широко распространены фосфориты, которые чаще всего образуются при обмелении моря.
С конца силурийского периода среднесибирское море начало отступать с юга и центра платформы, а в девонском и нижнекаменноугольном времени (200–250 млн. лет назад) морские заливы заходили только на западную, северную и восточную ее окраины. В них накопились известняки и мелководные пестроцветные песчаниково-мергелистые отложения с гипсом и солью.
Уже со среднепалеозойского времени начинается дифференциация платформы, что в некоторой степени вызвало существенные различия в современных ландшафтах северной, западной и восточной частей Средней Сибири.
В верхнем палеозое (верхнекаменноугольная эпоха и весь пермский период) западная часть платформы испытывала прогиб — формировалась Тунгусская синеклиза. В условиях влажного теплого климата среди озер и болот росли древовидные папоротники, хвощи, плауны. Они послужили материалом для накопления многочисленных слоев углей в озерно-болотных континентальных отложениях.
В связи с опусканием платформенного участка возникали трещины и разрывы. Вместе с угленакоплением происходили излияния и внедрения магмы основного состава, образовавшей базальты и долериты. Внедрения и излияния базальтовой магмы всегда характерны для опускающихся участков платформ, в то время как внедрения гранитной магмы обычно происходят во время подъема и горообразовательных движений. В конце палеозоя и особенно в начале мезозоя (триасовый период) западная часть Сибирской платформы была ареной интенсивной вулканической деятельности: отлагались вулканические туфы, базальтовые потоки покрывали огромные площади. Мощность их сейчас достигает 2000 м.
С внедрением долеритов в угольные пласты каменный уголь превращался в графит. С долеритами связаны полиметаллическое оруденение, магнетит, титано-магнетит, некоторые слюды. К жерлам вулканов центрального типа (трубки взрыва) приурочены месторождения алмазов.
Излившиеся и изверженные магматические, очень плотные горные породы основного химического состава темного цвета (базальты, диабазы, долериты, диабазовые порфириты) получили сборное название траппов. «Трапп» — слово шведское, означающее «лестница». Действительно, среднесибирские основные магматические породы своей современной ступенчатой формой напоминают гигантские лестницы.
К середине мезозойской эры формирование Тунгусской синеклизы закончилось. Начиная с нижнеюрской эпохи (около 150 млн. лет назад) западная часть Сибирской платформы начала медленно подниматься. Прекратилась вулканическая деятельность. Начался размыв платформенных, почти горизонтально залегающих отложений.
Одновременно с подъемом западной части платформы опускаются Западно-Сибирская и Северо-Сибирская низменности. Они занимаются мелководными морями. Прогибаются и предгорные окраины платформы' вдоль Восточного Саяна и особенно вдоль Верхоянской складчатой системы с прилегающим к ней восточным выступом — Вилюйской синеклизой. В Предсаянском прогибе накопилась континентальная угленосная толща алевролитов, аргиллитов и глин. Вилюйская синеклиза и наиболее подвижный Приверхоянский прогиб в течение юрского и мелового периодов (на протяжении более 100 млн. лет) неоднократно занимались морским мелководным заливом и осушались. В результате накопилась галечно-песчано-глинистая толща с углями до 7 —12 км мощностью.
Траппы-ступени лавовых покровов
Фото Э. Фишера
В юрский, меловой и палеогеновый периоды в Средней Сибири преобладал мягкий и влажный климат, так как кругом были теплые моря. Это эпохи углеобразования.
С конца палеогенового периода, т. е. во время интенсивного проявления альпийских горообразовательных движений, с территорий Западной Сибири и Дальнего Востока отступили моря. Средняя Сибирь, оказавшаяся в средней части огромного материка, становится континентальной страной с суровым, сравнительно сухим климатом. В результате постепенно исчезают широколиственные леса, господствовавшие в начале неогена.
В Средней Сибири формируется тайга как самостоятельный тип ландшафта. Дальнейшее развитие растительности в общем шло по пути вымирания теплолюбивых видов, обеднения лесов и укрепления господства лиственницы. Если в конце неогена в восточной части господствовали североамериканские виды темнохвойных пород с грабом, липой и др., а на юге — хвойно-широколиственные леса, то в нижнечетвертичное время они заменяются сибирской темнохвойной тайгой, а со среднечетвертичного времени — светлохвойной с мелколиственными лесами.
Обеднение растительного покрова связано с развитием многолетней мерзлоты грунтов, которая распространена в Средней Сибири повсеместно, за исключением крайнего юго-запада.
Сибирская платформа имеет большую мобильность, особенно в краевых частях и на севере. С подвижностью связаны дизъюнктивные (т. е. в вертикальном направлении — сбросово-разрывные) и пликативные (складчатые) тектонические нарушения. Имеются трещины разрыва, а в приподнятых участках углы наклона слоев горных пород достигают 20° и даже 40–50°. Вертикальные движения вызывали неоднократную перестройку гидрографической сети. Этот процесс происходит и сейчас. Подъемы последних геологических эпох привели к интенсивному расчленению и сносу рыхлого покрова в районах Тунгусской синеклизы и, наоборот, к накоплению рыхлых отложений в Вилюйской синеклизе, а также Северо-Сибирской низменности. В результате большая, западная, часть платформы отличается выходами коренных пород, скалистыми выступами, каменисто-щебенчатыми грунтами и почвами.
Север Таймыра занимают горы Бырранга. Формирование этой складчатой системы началось (на севере) в каледонскую эпоху, а окончилось (на юге) в герцинскую. С середины мезозоя при вертикальном подъеме западной части Сибирской платформы поднимается и Бырранга. Между этими двумя системами образовался компенсационный прогиб — Енисейско-Хатангская впадина, представляющая собой современную Северо-Сибирскую низменность. В нем накопились мощные толщи мезозойских галечных и песчано-глинистых отложений.