В отличие от Западной Сибири границы Средней Сибири на разных схемах физико-географического районирования не совпадают. Это связано с большей контрастностью природы внутри страны, с менее четкими ее границами, неоднозначной трактовкой имеющихся у исследователей фактических данных и с недостаточной комплексной физико-географической изученностью пограничных районов, характеризующихся переходной ландшафтной структурой. Наибольшие разногласия возникают в отношении северных и восточных границ страны.
В изучение природы Средней Сибири большой вклад был внесен крупными экспедициями, организованными еще в XVIII столетии: Великой Северной экспедицией (1733-1743гг.) и ее Академическим отрядом под руководством И.Г. Гмелина, Академическими экспедициями второй половины века (П.С. Паллас и др.).
Одним из замечательных событий в географическом изучении Средней Сибири в первой половине XIX в. была Сибирская экспедиция натуралиста и географа А.Ф. Миддендорфа (1843-1844 гг.), организованная по поручению Академии наук. Перед исследователем были поставлены задачи изучения многолетней мерзлоты и жизни в высоких широтах вдали от морей. Миддендорф был первым ученым исследователем Таймырского полуострова. Он не только изучал органический мир этой территории, установил закономерности распространения древесных пород на их северном пределе, но и охарактеризовал геологию и рельеф Северо-Сибирской низменности и гор Бырранга. Миддендорф первым определил границы распространения мерзлоты в Сибири, установил ряд температурных градиентов, изучая мерзлоту в колодцах и скважинах Якутска, и рассчитал мощность мерзлоты в Якутске (204 м), которая позднее была практически подтверждена бурением (214м).
В последней четверти XIX столетия в Средней Сибири проводился ряд экспедиционных исследований, охвативших северные и центральные районы. Особенно большое значение имела экспедиция А.Л. Чекановского (1873-1875 гг.), осветившая в геологическом и географическом отношении огромные пространства Среднесибирского плоскогорья от Нижней Тунгуски до устьев Оленека и Лены. Чекановский впервые дал описание сибирских траппов.
В начале XX столетия изучались месторождения вилюйской соли, золота, каменного угля, железных руд. Геологом И.П. Толмачевым (1905-1906 гг.) было открыто Анабарское плоскогорье и выделен Анабарский массив как отдельная единица Сибирской платформы. В 1909-1914 гг. проводились рекогносцировочные почвенно-ботанические исследования отрядами многолетней экспедиции Переселенческого управления в южной части Средней Сибири (в бассейне Ангары, верхнего течения Лены и Нижней Тунгуски, на междуречье Лены и Вилюя). Постепенно накапливались материалы по климату, условиям судоходства на реках, влиянию мерзлоты на растительность и т. д.
В 1914 г. Переселенческим управлением была издана трехтомная работа - «Азиатская Россия» с атласом карт, в которой было отражено достаточно полное для того времени представление о природе Средней Сибири.
Основной задачей исследований в советские годы явилось изучение природных ресурсов Средней Сибири и условий их освоения с целью развития производительных сил этого крупного региона. Многочисленные экспедиции Министерства геологии вели поиски полезных ископаемых. Уже в первые послереволюционные годы С.В. Обручевым (1917-1924 гг.) был открыт крупнейший в мире Тунгусский каменноугольный бассейн, занимающий площадь свыше 1 млн. км2. С 1925 г. вела многолетние исследования Якутская комплексная экспедиция АН СССР. В послевоенные годы здесь работали экспедиции Совета по изучению производительных сил по изучению ресурсов Красноярского края и Якутии, В 1959 г. в Иркутске был создан Институт географии Сибири и Дальнего Востока СО АН СССР, ведущий разнообразные географические исследования (ныне Институт географии Сибири СО РАН).
К настоящему времени в недрах Средней Сибири обнаружены многочисленные месторождения разнообразных полезных ископаемых, довольно существенно изменилось картографическое изображение Среднесибирского плоскогорья, особенно его западной части, и Центральноякутской низменности, изучены гидроэнергетические ресурсы крупнейших рек и условия строительства на них ГЭС. Много сделано по изучению рельефа, климатических условий и агроклиматических ресурсов, многолетней мерзлоты и ее влияния на другие компоненты природы и особенности освоения территории, почв и растительности, в том числе лесных и кормовых ресурсов.
Геологическое строение и история развития территории
Тектонической основой Средней Сибири служит древняя Сибирская платформа, граница которой обычно проводится по северной окраине Среднесибирского плоскогорья. Тектоническое положение северной части Средней Сибири определяется неоднозначно. Долгое время территорию Таймыра и Северо-Сибирской низменности считали областью герцинской складчатости, затем в ее пределах стали выделять участки каледонской, байкальской и мезозойской складчатости. Все это нашло отражение на тектонических картах (1952, 1957, 1969 и 1978 гг.). Однако последними работами по тектонике Таймыра установлено, что в его строении, как и в строении Анабарского массива, принимают участие метаморфические комплексы фундамента, перекрытые протерозойскими отложениями. Это дало основание М.В. Муратову (1977 г.) отнести Таймыр к категории щитов, включив его в состав Сибирской платформы. Все большее число исследователей поддерживают эту точку зрения.
Таким образом, территория Средней Сибири практически совпадает с Сибирской платформой. Лишь юго-восточная часть платформы, ее Алданский щит, лежащий в основе Алданского нагорья, рядом исследователей (С.С. Воскресенский, 1968; Н.И. Михайлов, 1961; Н.И. Михайлов, Н.А. Гвоздецкий, 1976 и др.) не включается в состав Средней Сибири. Основанием для этого служат существенные различия в современной природе Алданского нагорья и Средней Сибири, обусловленные тем, что его развитие на протяжении длительной мезокайнозойской истории существенно отличается от развития остальной территории платформы и сближается с северобайкальскими нагорьями.
Фундамент платформы сложен архейскими и протерозойскими складчатыми комплексами и имеет расчлененный рельеф. В Анабарском и Таймырском массивах породы фундамента (гнейсы, кварциты, мраморы, граниты) выходят на поверхность. Области неглубокого залегания фундамента (до 1-1,5 км) располагаются на окраинах Анабарского массива, северном склоне Алданского щита, на западной окраине платформы (Туруханское поднятие, склон Енисейского массива) и пересекают территорию с северо-востока на юго-запад от низовий Лены к Восточному Саяну. Складчатые структуры Енисейского поднятия были созданы в позднем протерозое (байкальская складчатость).
Поднятия фундамента разделены обширными и глубокими впадинами: Тунгусской, Пясинско-Хатангской, Ангаро-Ленской и Вилюйской, которая на востоке смыкается с Предверхоянским краевым прогибом. Впадины заполнены осадочными толщами большой мощности (8-12 км). Лишь в Ангаро-Ленском прогибе мощность чехла не превышает 3 км.
Формирование осадочного чехла Сибирской платформы началось в нижнем палеозое общим погружением, вызвавшим крупную морскую трансгрессию. Для отложений кембрия характерна большая фациальная изменчивость и перерывы в осадконакоплении, свидетельствующие о довольно большой подвижности территории. Наряду с конгломератами, песчаниками и известняками по окраинам платформы в морских лагунах накапливались красноцветные толщи, содержащие соли и гипсы.
Но преобладают среди нижнепалеозойских отложений известняки и доломиты, выходящие на поверхность на обширных пространствах.
В конце силура почти вся территория испытала поднятие, явившееся отзвуком каледонской складчатости на соседних с платформой территориях. Морской режим сохранился лишь в Пясинско-Хатангской впадине и в северо-западной части Тунгусской синеклизы. В течение девона территория платформы продолжала оставаться сушей. В раннем девоне заложился Южнотаймырский авлакоген, где накопился полный разрез девонских отложений.
В верхнем палеозое в условиях медленного погружения на обширной территории Тунгусской и Пясинско-Хатангской синеклиз устанавливается озерно-болотный режим. Здесь накопились мощные пласты тунгусской свиты. Нижняя часть этой свиты, представлена так называемой продуктивной толщей - чередованием песчаников, глинистых и углистых сланцев, алевролитов и прослоек каменного угля. Мощность этой толщи до 1,5 км. К ней приурочены промышленные пласты каменного угля, распространенные на огромной территории.
Продуктивная угленосная толща пронизана многочисленными интрузиями основных магматических пород и перекрыта вулканогенной толщей, состоящей из туфов, туфобрекчий, лавовых покровов с прослоями осадочных пород. Ее формирование связано с проявлением платформенного трещинного магматизма в конце перми - триасе, обусловленного активизацией разломов и дроблением фундамента, совпавшего с тектоническими движениями в соседнем Урало-Монгольском поясе. Созданные им эффузивные и интрузивные образования основного состава носят названия траппов, а сам магматизм - траппового магматизма.
Траппы - характерная особенность геологического строения Сибирской платформы, резко отличающая ее от Русской платформы, формы залегания траппов разнообразны. В их распределении прослеживается четкая закономерность. В Курейской впадине - наиболее глубоко опущенной северо-западной части Тунгусской синеклизы преобладают мощные базальтовые (лавовые) покровы. Секущие интрузии (дайки, жилы, штоки) господствуют в центральной части синеклизы. Лакколиты и пластовые интрузии (силлы) наиболее характерны для ее западной, восточной и южной окраин, где проходят главные зоны разломов, отделяющих синеклизу от других структур. Здесь же сосредоточена и основная масса трубок взрыва (кольцевых структур). Вне пределов Тунгусской синеклизы траппы встречаются значительно реже (на Таймыре, по северной окраине Анабарского массива).