Глава II

Стратиграфия

В пределах описываемой территории выходят на поверхность породы кембрийской, ордовикской, силурийской, девонской, юрской систем. Большая часть пород имеет осадочный генезис, также широко распространены вулканические породы. Имеются несколько крупных и множество мелких интрузивных массивов.

Отложения кембрия, ордовика, силура вместе слагают нижний структурный этаж, отражают геосинклинальный этап развития данной территории. Они имеют наибольшие мощности.

Породы нижнего структурного этажа смяты в протяженные линейные складки, прорваны интрузиями и нарушены разрывными нарушениями, ориентированы продольно относительно осей складок. Выше с резким угловым и стратиграфическим несогласием залегают девонские отложения. Они смяты в брахиформные складки. Девонские отложения имеют локальное распространение – сохранившись лишь на возвышенных участках, а также в пределах поверхности опущенного блока грабена. Большая часть девонских отложений снята в результате расчленения территории посредством экзогенных процессов. Породы прорваны сиенитами, а также дайками.

Юрские отложения перекрывают как девонские, так и породы нижнего структурного этажа, также имеют ограниченное распространение, приурочены к возвышенной части описываемой территории. Они залегают с угловым и стратиграфическим несогласием, прорваны исключительно дайками базальтов.

Кембрийская система.

Представлена средним и верхним отделами.

Средний отдел.

Представлен отложениями майского яруса.

Майский ярус ().

Породы распространены повсеместно, представлены известняками с мощными слоями доломитов. Породы майского яруса являются древнейшими породами, установленными в пределах описываемой территории, выходящими на поверхность. Подстилающие породы нигде не обнажаются. Кровля сложена известняками. Фациальные изменения не указаны. Общая мощность более 1000 метров. Об условиях образования карбонатных пород сложно делать выводы исходя только из мощности пород, соотношения слоев известняка и доломита в разрезе стратиграфической колонки, тем более, что пропорции слоев могут быть искажены из-за соблюдения ГОСТов. Даже имея представления о современных условиях осадконакопления карбонатных пород, сложно делать выводы об обстановках, царивших в раннем палеозое.

В настоящее время известны три способа осадконакопления карбонатного материала – биогенный, биохемогенный, хемогенный. Формирование мощных карбонатных толщ происходит главным образом за счет биогенного осаждения. Наиболее мощные карбонатные толщи могут быть сформированы рифообразующими организмами – бентосными формами. «Среди карбонатных формаций геосинклинали обычны рифовые известняки (археоциатовые, коралловые, мшанковые, водорослевые)... Рифовые известняки отличаются отсутствием слоистости, наличием пор и каверн (молодые рифовые известняки, древние – обычно представлены массивными разностями). Протяженность рифов от нескольких десятков и сотен метров до десятков и сотен километров… Иногда среди известняков наблюдаются слои доломитов, особенно много доломитов отмечено в древних карбонатных формациях докембрия и нижнего палеозоя. Мощность карбонатных формаций геосинклиналей от нескольких сот метров до 3 – 5 км…,» - по Н. В. Логвиненко.

Благоприятными для формирования карбонатных осадков являются теплые (среднегодовая температура воды 18-20 градусов C) морские и океанические воды низких широт.

Для образования карбонатной толщи в 1000 м за отрезок времени, соответствующий по длительности майскому ярусу, достаточно скорости 0,25 мм в год – при достаточно медленном стабильном прогибании территории. Такая скорость может быть обеспечена пелагическими организмами (планктон), однако для геосинклинальных областей типичны очень интенсивные поднятия, с которыми сочетаются глубокие опускания, что резко отражается на скорости накопления. Высокую скорость накопления с учетом компенсации вполне могут обеспечить рифообразующие организмы.

Формации рифовых известняков могли также формироваться на внутренних поднятиях – геоантиклиналях на ранней стадии геосинклинального этапа, на мелководных областях морей и океанов, окружающих острова. Они прорваны интрузиями основного состава – габбро, которые также характерны для ранней стадии.

Верхний отдел ()

Породы распространены повсеместно, однако наибольшие по площади выходы пород сосредоточены в северной и восточной части карты. Породы сложены аргиллитами, песчаниками, известняками. На породах майского яруса залегают согласно, основание толщи слагают аргиллиты. Разрез представлен толщей аргиллитов, чередующихся с песчаниками и известняками (появляются в средней части разреза). Слои аргиллитов заметно преобладают в разрезе. Нижняя часть разреза представлена равномощными слоями аргиллитов и песчаников. Средняя часть разреза представлена мощными слоями аргиллитов, в которых присутствуют прослои известняков. Верхняя часть разреза представлена равномощными слоями песчаников и аргиллитов (последние слагают кровлю). В общем, в разрезе преобладают аргиллиты. Ритм (последовательность чередования слоев) не выдержан.

Фациальные изменения не указаны. Общая мощность толщи составляет 800 м.

Аргиллиты - это глины, затвердевшие в результате спрессовывания, дегидратации, перекристаллизации или цементации, образуются в процессе катагенеза на глубинах от 4000 до 10 000 м. Последовательная смена аргиллитов песчаниками, аргиллитов известняками говорит о миграции береговой линии. Резкая смена известняков песчаниками в верхней части разреза говорит о резком положительном тектоническом движении.

Ордовикская система (O_1-2).

Представлена нерасчлененной толщей нижнего и среднего отделов. Породы распространены повсеместно, однако наибольшие по площади выходы пород занимают среднюю и западную части карты. Породы сложены песчаниками, алевролитами, присутствуют линзы известняков. Залегают согласно на отложениях верхнего кембрия. Основание толщи слагают песчаники, кровлю - алевролиты. В разрезе слои песчаников чередуются с более мощными слоями алевролитов. Линзы известняков распределены в разрезе равномерно и присутствуют как в слоях песчаников и алевролитов, так и на их границе. Слои алевролитов превосходят по мощности слои песчаников и, в целом, являются преобладающими в разрезе породами.

Фациальные изменения на карте не указаны. Кровля размыта. Общая мощность составляет 900 м.

Алевролиты, возможно, являются окаменевшими морскими сублиторальными-батиальными (уже глубоководными, но сравнительно близкими к берегу) илами, связанными с плавным скачком в изменении рельефа морского дна и изменением условий отложения осадка (ослабление течений, волнений и т. д.), а значит, и самих осадков. Они характерны для границы песчаного и глинистого материала.

Песчаники наиболее характерны для прибрежной, литоральной полосы, а их сочетание с линзами известняков указывает на исключительное разнообразие условий осадконакопления в данной полосе (теплый климат, температура вод не ниже 20 градусов С, отсутствие терригенного глинистого материала, глубину дна не более 35-40 м).

Силурийская система.

Представлена отложениями нижнего отдела. В них выделены лландоверийский и венлокский ярусы. Залегают на нижележащих породах с угловым и стратиграфическим несогласием.

Лландоверийский ярус (S₁l).

Наибольшие по площади выходы пород занимают среднюю и западную части карты. Породы сложены туфами андезитового состава, песчаниками, конгломератами в основании. Залегают трансгрессивно на размытой поверхности, сложенной алевролитами ордовикской системы, местами перекрывая отложения верхнего отдела юрской системы. Характер взаимоотношений - стратиграфическое и угловое несогласие.

Основание толщи сложено конгломератами. Выше них залегает мощный слой песчаников. Средняя и верхняя часть разреза представлена туфами андезитового состава (составляют около двух третей разреза).

Фациальные изменения на карте не указаны. Мощность толщи 900 м.

Конгломераты указывают на начало трансгрессии, незначительная мощность этого слоя говорит о том, что это морские - базальные конгломераты, результат воздействия прибоя. Песчаники, как уже отмечалось, характерны для мелководной прибрежной зоны. Вулканиты андезитового состава характерны для поздней стадии развития геосинклинальных областей, островных дуг.

Венлокский ярус (S₁v).

Выходы пород имеют несколько меньшее площадное распространение, распространены в западной и центральной части карты и приурочены к ядрам синклиналей. Породы представлены глинистыми и кремнистыми сланцами и песчаниками, на породах лландоверийского яруса залегают согласно. Основание сложено наиболее мощным в разрезе слоем глинистых сланцев. Средняя и верхняя часть разреза представлена равномощными ритмично чередующимися слоями песчаников, глинистых сланцев, кремнистых сланцев. Можно выделить два ритма. Кровля сложена кремнистыми сланцами, размыта.

Фациальные изменения на карте не указаны. Общая мощность более 800 м.

Глинистые и кремнистые сланцы являются продуктами метаморфизма глубоководных, абиссальных осадков. Отложение кремнистых осадков в палеозое носило преимущественно хемогенный характер, только в кайнозое стало носить, в основном, органогенный характер. Песчаники, как уже упоминалось, характерны для мелководной прибрежной зоны. Судя по чередованию фаций можно сказать, что за венлокский век дно дважды поднималось и данный район становился мелководным, и дважды опускалось.

Девонская система.

В пределах данной территории девонские породы имеют локальное распространение. В целом породы залегают в виде брахисинклинальных складок на породах венлокского яруса с резким угловым и стратиграфическим несогласием, слагают средний структурный этаж. Система представлена отложениями канской, глуховской, петровской свит среднего девона и залегающими на них несогласно отложениями франского яруса верхнего девона. Породы сохранились, главным образом, на возвышенных частях водоразделов и в пределах опущенного блока грабена.

Канская свита, средний отдел (D₂kn).

Породы имеют локальное распространение, представлены красноцветными конгломератами. Залегают на отложениях венлокского яруса с резким угловым и стратиграфическим несогласием. Разрез представлен исключительно красноцветными конгломератами. Фациальная изменчивость отсутствует. Мощность 150-200 м.

Конгломераты представляют собой терригенный материал, который заполняет неглубокие отрицательные структуры, возможно, отложения предгорий (делювиально-пролювиальные осадки наземных и частично подводных равнин). Для моласс характерны мощности от сотен и до многих тысяч метров, для базальных конгломератов мощность в 150-200 м велика. Возможно, толща представляет собой результат взаимодествия трансгрессии моря и разрушения невысоких горных сооружений. Красноцветность указывает на засушливость климата.

Глуховская свита, средний отдел (D₂gl).

Породы имеют меньшее, чем породы канской свиты, распространение, представлены базальтовыми порфиритами, туфами, красноцветными песчаниками. На конгломератах канской свиты залегают согласно. Основание сложено базальтовыми порфиритами, кровля - красноцветными песчаниками. Нижняя часть разреза представлена маломощными слоями базальтовых порфиритов, разделенных большим по мощности слоем красноцветных песчаников. Выше порфиритов, в средней части разреза, залегает мощный слой красноцветных песчаников. Далее вверх, в средней - верхней части разреза, красноцветные песчаники сменяются туфами основного состава (слагают около 40 % толщи). Поверх туфов залегают красноцветные песчаники.

В качестве фациальных изменений на карте показана граница слоя туфов. Общая мощность толщи составляет 600 м.

Базальты изливались в воде (условия мелководья), так как следов размытия поверхности лав в условиях суши нет. Возможно, море наступало слишком медленно, в результате слой базальных конгломератов не был сформирован. Далее, с перерывом вулканической активности, в воду поступал терригенный материал, из которого и был сформирован слой песчаников (характерны для прибрежной, мелководной зоны). Красноцветность указывает на засушливость климата. Возможно, часть застывших лав тоже была переработана в песчаный материал.

Туфы являются непосредственным продуктом длительных вулканических извержений, состоят обычно из обломков эффузивных пород и минералов, сцементированных пепловым материалом. Вулканическая активность, скорее всего, осуществлялась в условиях мелководья.

Петровская свита, средний отдел (D₂pt).

Породы имеют локальное распространение, представлены андезитовыми порфиритами, туфами, песчаниками, залегают согласно на породах глуховской свиты. Основание сложено мощным слоем андезитовых порфиритов, которые слагают также нижнюю и среднюю часть толщи. Выше (средняя часть разреза) залегают меньшие по мощности слои туфов среднего состава, песчаники (слои равномощные). Кровля сложена аналогичными по мощности туфам слоем андезитовых порфиритов, размыта. Около 70% мощности представлены андезитовыми порфиритами.

Фациальные изменения на карте не указаны. Общая мощность толщи менее 400 м.

Андезитовые порфириты характерны для зрелой стадии орогенного этапа, материал стал менее глубинным. Излияние происходило в водной среде, так как нет следов размытия, характерных для суши. Далее излияние лав сменяется выбросом пепла и вулканокластического материала. Затем на некоторое время вулканическая активность прекращается и в условиях мелководья накапливается песчаный терригенный материал. Наличие андезитовых порфиритов в кровле петровской свиты говорит об активизации вулканической активности.

Франский ярус, верхний отдел (D₃f).

Породы имеют локальное распространение: западный склон главного водораздела и опущенный блок системы грабен. Отложения представлены красноцветными конгломератами и песчаниками, залегают на порфиритах петровской свиты с угловым несогласием, местами залегают на отложениях глуховской свиты. Залегание пород соответствует трансгрессивному. Основание сложено мощным слоем красноцветных конгломератов. Средняя и верхняя часть разреза представлена равномощными чередующимися слоями красноцветных песчаников и красноцветных конгломератов. Кровля сложена красноцветными песчаниками, размыта.

Фациальные изменения на карте не указаны. Общая мощность более 500 м.

Слои конгломератов характерны для периодов интенсивных резких тектонических движений с образованием отрицательных структур - впадин, прогибов и их заполнением. Песчаники соответствуют периодам спокойного осадконакопления в мелководных условиях. И те и другие представляют собой терригенный материал. Красноцветность указывает на аридизацию климата.

Юрская система.

В пределах описываемой территории представлена отложениями дубовской свиты нижней юры и сокурской свиты верхней юры. Отложения имеют локальное распространение, сохранились лишь на юго-западной части описываемой территории. Залегают субгоризонтально, местами с наклоном до 6 градусов. Юрские породы перекрывают как отложения среднего, так и нижнего структурного этажей. То есть к моменту начала отложения юрских пород девонские отложения были частично сняты и, вероятно, девонские толщи уже тогда представляли собой группу останцов, либо наступление моря происходило ингрессивно. Юрские отложения составляют верхний структурный этаж.

Дубовская свита, нижний отдел (J₁db).

Породы имеют единичное распространение, показаны на юго-западной части карты. Породы представлены песчаниками, алевролитами, углями. На породах франского яруса залегают с угловым и стратиграфическим несогласием. В разрезе песчаники и алевролиты чередуются с углями. Основание разреза и кровлю слагают песчаники.

Фациальные изменения на карте не указаны, но выделены слои углей. Общая мощность толщи 140 м.

Отложения, возможно, относятся к береговой болотной фации. Пески, алевриты являются характерными породами, подстилающими болотные отложения, а также служащими их кровлей. Угли характерны для влажного климата, указывают на бурное развитие на данной территории растительности.

Сокурская свита, средний отдел (J₂sk).

Породы имеют единичное распространение и показаны на юго-западной части карты. Породы представлены песчаниками, углями, глинистыми сланцами. Залегают согласно на породах дубовской свиты. Основание разреза сложено песчаниками, кровля - глинистыми сланцами, средняя часть - углями.

Фациальные изменения на карте не указаны, но показан слой углей. Общая мощность толщи более 100 м.

Условия отложения осадков аналогичны условиям дубовской свиты.