Глава 2. Геологическое строение районов практики

2.1. Геологическое строение окрестностей города Старица.

Фундамент Русской платформы сложен архей­скими, нижне- и среднепротерозойскими кристаллическими магматическими и метаморфическими породами.

По данным (Логунов Н.С. и др., 1983) глубокого бурения (до отметки 1200,15 м) на глубине 1000-1200 м от поверхности вскрываются породы верхнего протерозоя (PR3) терми­нального рифея (PR3 Pt) валдайской серии (vd) поваровской подсерии (pv) представленные повсеместно на территории Тверской области аргиллитами, ар­гиллитоподобными глинами, переслаивающиеся алевролитами, глинами и пес­чаниками мощностью 100-800 м (мощность в Старице до 455 м).

Выше лежит кембрийская система (Т) представленная нижним отделом (T1) балтийской серией (T₁ b) сложенная песчаниками, аргиллитоподобными гли­нами, глинами с прослоями песчаников мощностью 34-83 м. Средне-верхний отдел (T_2-3) представлен ижорской свитой (T_2-3 iz) сложенной песками, в осно­вании алевритами мощностью 14,7-52,5 м.

Ордовикская система (О) представлена нижним отделом (О₁) тремадокским ярусом (O₁ t) пакерортским горизонтом (pk) кувшиновской толщей (kv) сло­жена аргиллитоподобными глинами песками мощностью от 7 до 36 м; оболов­ской толщей (ob) сложенной песками, алевролитами, песчаниками мощностью 40-74 м; диктианемовой толщей (dk) состоящей из алевролитов, песчаников, углистых глин на скважине «Селигер» мощностью 8,85 м в ю-в направлении выклинивающейся; онтикским надгоризонтом (on) волховским и кундинским горизонтом (v₁+kd) сложенный аргиллитоподобными глинами, мергелями, из­вестняками мощностью 30-45 м. Средний отдел (О₂) представлен пуртским надгоризонтом (p) таллинским и кукерским горизонтами (tl+kk) состоит из гли­нистых и доломитизированных мергелей, известняков мощность 60-70 м.

В Московской синеклизе нижние слои среднего девона (D₂) представлены живетским ярусом (gv) пярнуским горизонтом (pr) ряжской толщей (rz) пред­ставленной повсеместно песками, песчаниками с подчиненными прослоями алевролитов и глин, встречаются прослои мергелей и песчаников наименьшая мощность в Старице 31 м; наровским горизонтом (nr) морсовско-мосоловской толщей (mr+ms) состоящей из мергеля, доломитов, ангидрита с прослоями гипса, глин, в верхней части песчаники, алевролиты и аргиллитоподобные глины (в Старице на глубине 935 м) мощностью до 100 м; черноярской толщей (ch) сложенная песками, песчаниками, глинами (в Старице от 922 м) мощно­стью 18-35 м; старооскольским горизонтом (st) сложенного песками с про­слоями алевролитов, песчаников, глин (Старица - 856 м) мощностью 100-120 м.

Верхний отдел (D₃) представлен франским ярусом (fr) нижнефранским по­дьярусом (fк₁) пашийским и киновским горизонтами (p+kn) нижнещигровской подсвитой (sc₁) состоящих из песков с прослоями песчаников, в кровле аргил­литоподобных глин (Старица - 742 м) мощностью 110-120 м; саргаевским гори­зонтом (cr) вергнещигровской подсвитой (scr2) в основании представленной мергелями, известняками, с прослоями глин, выше залегают известняки с про­слоями мергелей (Старица - 687 м) мощностью 55-65 м; семилукским горизон­том (sm) сложенным глинами с прослоями известняка и мергеля (Старица - 620 м) мощностью 67,5 м; верхнефранским подьярусом (fr₂) бурегским горизонтом (br) петинской свитой (pt) в нижней части, состоящей из известняков, выше за­легают аргиллитоподобными глинами с прослоями песчаников, алевролитов (Старица – 590 м) мощностью 30-40 м; воронежским горизонтом (vr) сложен­ным глинами с подчиненными прослоями песков и песчаников, мергелей (Ста­рица - 520 м) мощностью 50-70 м; елановским и ливенским горизонтом (ev+lv) – песчаники с переслаивающими глинами, мергелями, пачками известняков, в верхней части глин с прослоями песчаников, в кровле пачками известняков (Старица - 455 м) мощностью 40-70 м; фаменским ярусом (fm) нижнефамен­ским подьярусом (fm1) задонским и елецким горизонтами (zd+el) – глины с подчиненными слоями известняков, мергелей, песчаников (Старица – 408 м) мощностью 30-60 м; верхнефаменским подьярусом (fm2) лебедянским и дип­ковским горизонтами (le+d) – глинами с подчиненными мергелями, доломи­тами, в нижней части глинами с песчаниками (Старица - 290 м), мощностью в среднем 95м.

Девонские отложения. Нижнедевонских отложений на территории Твери, как и на всей площади северо-запада Европейской части России, не обнаружено.

Образование девонских пород происходило на протяжении среднего и верхнего этапов девонской истории земли.

Средний девон. В основании этой толщи встречены разнозернистые кварцевые пески и песчаники, чередующиеся друг с другом. Из среднедевонских пород значительный интерес представляет сульфатно-карбонатный комплекс. Накопление пород происходило в прибрежно-лагунных условиях осолоненных бассейнов при интенсивном испарении, о чем свидетельствуют наличие гипса, барита.

Верхний девон. На песчано-глинистых отложениях среднего девона залегают сравнительно однообразные толщи горных пород, среди которых преобладают известняки, мергели. Выше залегают зеленовато-серые и зеленоватые доломиты, мергели и доломитизированные известняки, мергели с обильной фауной кораллов.

Выше залегают карбонатные, карбонатно-глинистые и сульфатные горные породы с органическими остатками (данково-лебедянские слои).

Отложения среднего и верхнего девона залегают с морской фауной игло­кожих, брахиопод, двуство­рок, гастропод, остракод, мшанок, реже кораллов. Максимальная мощность де­вона до 500-800 м.

Карбон является довольно продолжительным периодом в истории Земли, его продолжительность 60 (350-290) млн лет. В нашей стране принято деление карбона на: нижний (С₁) состоящего из ярусов (веков) – турнейского (С₁ t), ви­зейского (С₁ v), серпуховского (C₁^s); средний (С₁) – башкирского (С₂^b), москов­ского (С₂^m); верхний (С₃) – касимовский (С₃^k), гжельский (С₃^g).

Каменноугольные отложения залегают на девонских породах со следами размыва. С начала каменноугольного периода платформа начала погружаться, и была покрыта мелководным морем. Западная часть этого бассейна часто осу­шалась, здесь накапливались терригенные осадки, сносимые с Балтийского щита.

Каменноугольные отложения на территории п. Сахарова пользуются повсеместным распространением и непосредственно залегают на породах верхнего девона. Они относятся к нижнему, среднему и верхнему отделам каменноугольной системы.

В разрезе Воробьевского (Городского) карьера (прил. 2.табл. 1.) характерно преобла­дание карбонатных пород с обилием фораминифер, брахиопод, двустворок, гастропод, иглокожих, редко гониатитов. Отложения, типично платформенные, накапливались в теплом морском бассейне. Старицкие известняки издавна раз­рабатывались и использовались в строительном деле в поволжских городах.

Карбоновые отложения в Старицком районе представлены:

1. Нижним отделом карбона (С₁) в котором выделяют:

1. Визейский ярус (С₁^v) нижнего карбона состоящего из:

- аксинского горизонта (С₁^k ak) сложенный песчано-глинистой пачкой в нижней части и карбонатно-глинистой в верхней. Мощность толщи 10 м, мес­тами до 20 м;

- михайловского горизонта (С₁^v mh) в нижней части - песчаные глины с прослоями песков, в верхней – известняки с прослоями серых и черных глин. Мощность горизонта от 13 до 26 м;

- веневского горизонта (С₁^v cr) представленного известняками, в основании которых лежат глины и иногда пески, мощностью 14-26 м.

2. Серпуховской ярус (C₁^c) представленного:

а) нижнесурпуховским подярусом состоящим из:

- таруского горизонта (С₁^c tr) сложенного серыми и темно-серыми извест­няками, мощностью от 5 до 12 м;

- стешевского горизонта (С₁^c st) в основании и в верхней части которого за­легают мергели, в средней части известняки и доломиты мощностью 2-5 м. Общая мощность горизонта 16-20 м;

б) верхнесурпуховским подярусом состоящим из:

- протвинского горизонта (С₁^c pr) представленного хрупкими, светло-се­рыми известняками, местами окремнелыми, в верхней части выветренными и трещиноватыми. Общая мощность 8-20 м.

Средним отдела карбона (С₂) в котором выделяют:

1. Московский ярус (С₂^m) среднего карбона, в котором представленного:

а) нижнемосковским подярусом состоящим из:

- верейского горизонта (С₂^m vr) несогласованно залегающего на эродиро­ванных протвинских известняках, представленного глинами с прослоями алев­ритов, песков, песчаников и доломитов, общей мощностью от 13 до 32 м;

- каширского горизонта (С₂^m k) сложенного известняками, мергелями, до­ломитами, в основании подстилаемые глинами. Мощность горизонта 34-44 м. Выходы горизонта наблюдаются в устьях притоков первого порядка реки Волги. Горизонт представлен холохоленской (сh) свитой;

б) верхнемосковским подярусом состоящим из:

- подольского горизонта (С₂^m pd) представленного в верхней части извест­няками – воробьевская свита (v), в нижней – мергелями и глинистыми извест­няками – cтарицкая свита (st). Мощность горизонта 23-28 м. Имеются выходы по берегам Волги и ее притоков. В районе г. Старица горизонт перекрывается отложениями мячковского горизонта, на остальной части четвертичной толщей;

- мячковский горизонт (С₂^m m) сложенного белыми и светло-серыми по­ристыми и кавернозными известняками, представлена нижнедоломитовой сви­той (i) и молоковской (m). Максимальная мощность достигает 18 м. Повсеме­стно перекрывается четвертичными отложениями. Мячковские известняки сла­гают верхнюю пачку карбонатных пород в обнажениях Городского месторож­дения.

Четвертичные отложения распространены повсеместно (приложение рис. 2) Их мощность от 5 до 85 м (максимальная мощность в дочетвертичных долинах рек). Обычно чет­вертичные отложения расчленяют на плейстоцен (Q), объединяющий леднико­вые и межледниковые толщи, и голоцен (Q₁^v), охватывающий послеледниковые и современные образования. В плейстоцене, в областях развития континенталь­ного оледенения, отчетливо выделяются отложения нижнего (Q₁), среднего (Q₂) и верхнего (Q₃) «ярусов», каждый из которых охватывает одно межледниковье и венчается отложениями оледенения (Меннер, 1991). Эти три подразделения и голоцен были положены в основу четырехчленного деления четвертичной сис­темы (Вторая сессия INQUA, Москва, 1934).

Позднее каждое из этих подразделений подвергалось дальнейшему разде­лению на горизонты, соответствующие отложениям межледниковий и оледе­нений. Одни авторы (Яковлев, 1956; Москвитин, 1954 и др.) выделяют до шести оледенений, другие (Мирчик, 1928; Герасимов, Марков, 1939; Герасимов и др., 1963) – только три, а В.И.Громов (1948) по смене фаунистических комплексов млекопитающих отмечает, только одно резкое похолодание, падающее на рис­ское и вюрмское время. Четвертичные отложения окрестностей Старицы пред­ставлены:

Нижне-среднечетвертичным ярусом (Q₁) состоящим из:

- окско-днепровского горизонта (Q₁, dn-ms) сложенного водно-леднико­выми, аллювиальными, озерными и болотными отложениями. Залегает весьма ограничено. Мощность до 12 м.

2. Среднечетвертичным ярусом (Q₂) состоящим из:

- днепровского горизонта (Q₂, dn) представленного суглинками в нижней части темно-коричневые плотные суглинки, в верхней части более рыхлые пес­чанистые и глинистые красно-бурых тонов. Мощность обычно 5-10 м, макси­мально - 41 м;

- днепровско-московский горизонт (Q₂, dn-ms) сложенного водно-леднико­выми, аллювиальными, озерными и болотными отложениями. В районе г. Ста­рицы это желто-серые пески с включением гравия и гальки. Мощность от 3 до 8 м на водоразделах и до 20-26 м в древних долинах;

- московский горизонт (Q₂, ms) представленный желтовато-бурыми и ко­ричневато-бурыми песчаными и валунными суглинками с большой примесью гравийно-галечникового материала. Средняя мощность 5-10 м, однако, часто встречаются линзы с мощностью 20-25 м (максимально – до 50 м). Слагает значительные части водораздельных поверхностей и третью надпойменную террасу Волги.

3. Верхнечетвертичный ярус (C₃) состоящий из:

- валдайского надгоризонта (Q₃^v) состоящего из озерных и аллювиальных отло­жений занимающих понижения рельефа, представленных зеленовато-серыми алевритистыми глинами, мощностью 2-6 м и песками разнозернистыми, мощно­стью до 1 м; комплекса отложений перегляциальной зоны покрывающего водо­раздельные поверхности представленного лессовидными суглинками, мощно­стью 2-3 м;

- средневалдайским-верхневалдайским горизонтом (Q₃ v_2-3) представлен­ного аллювиальными отложениями песками и суглинками, слагающими вторую (надпойменную) террасу реки Волга. Мощность 3-6 м;

- верхневалдайским горизонтом (Q₃ v₃) сложенным песками и суглинками (чаще встречаются гравийные пески и галечники), мощностью 4-12 м. Этими отложениями сложена первая терраса (верхняя пойма) реки Волги.

4. Современные отложения (Q₄) – аллювиальные слагают поймы рек и представлены супесями, суглинками, песками, в руслах рек гравийно-галечни­ковым материалом; болотные образования распространены весьма ограничено и представлены торфом либо песками мощностью 1-5 м.