Геологическое строение ленинградской, псковской и новгородской областей

Определение "Геологическое строение ленинградской, псковской и новгородской областей" в ЭБНБ

Анализ геологической карты, показывает, что территория Ленинградской, Псковской и Новгородской областей находится в пределах двух крупных структурно-геологических районов: Балтийского кристаллического щита, где сложно дислоцированные метаморфизованные породы архея, нижнего и среднего протерозоя обнажены с поверхности, и северо-западной части Русской плиты, представляющей собой область погружения фундамента под осадочным чехлом.

Геология Ленинградской области определяется тем, что Балтийский кристаллический щит входит в пределы рассматриваемой территории своей самой южной окраиной. Это сравнительно небольшой участок, расположенный на севере Карельского перешейка, имеющий свои характерные геологические и структурные особенности, резко отличные от остальной территории Русской платформы. Особое положение занимает он и на геологической карте; здесь с поверхности развиты древние метаморфизованные толщи, представленные биотитовыми, амфиболо-биотитовыми и слюдяными гнейсами и кристаллическими сланцами архейского и нижнепротерозойского возраста с интрузиями кислых и основных пород. В западной половине Карельского перешейка - у побережья Финского залива широко развиты верхнепротерозойские граниты рапакиви, слагающие мощное плитообразное интрузивное тело. Простираются древние толщи с северо-запада на юго- восток и погружаются к югу под осадочные образования.

Территория, расположенная в пределах северо-западной части Русской плиты, представляет собой область развития осадочных отложений, начиная от верхнепротерозойских (рифейских) до пермских включительно, общей мощностью до 2500 м.

Основной особенностью геологической структуры этой области является пологое моноклинальное залегание слагающих ее образований, с очень слабым падением их к югу и юго-востоку. Соответственно в этом же направлении происходит последовательная смена древних осадочных толщ более молодыми, выходящими на поверхность по восстанию слоев.

Отмеченная закономерность отчетливо выражена на геологической карте, где можно видеть, как полосы распространения на севере более древних образований - верхнего протерозоя и кембрия - последовательно сменяются в южном и юго-восточном направлениях ордовикскими, девонскими, каменноугольными и пермскими отложениями.

На фоне этой общей закономерности залегания слоев выделяются региональные стратиграфические и структурные несогласия. Наиболее крупным структурным несогласием, хорошо выраженным на геологической карте, является прямо противоположное простирание осадочных толщ и древних архейско-, нижне- и среднепротерозойских кристаллических пород. Последние имеют северо-западное простирание, тогда как отложения осадочного чехла простираются в северо-восточном и широтном направлениях. Имеются несогласия между иотнийскими образованиями (шокшинской свитой), развитыми на Онежско-Ладожском перешейке, и перекрывающими их отложениями валдайской серии (кот- линский горизонт), а местами верхнего девона.

Особенно резко выделяется несогласие на геологической карте между ордовикскими отложениями почти широтного простирания и девонскими породами, простирающимися в северо-восточном направлении. При общем погружении как тех, так и других отложений на юг и юго-восток угол падения их различен: ордовикских 10 - 12', девонских 6 - 8'. Стратиграфически несогласно залегают отложения валдайской серии на породах волынской серии. Последние формировались в глубоких прогибах фундамента и представляют собой поэтому иной структурный план по сравнению со всей вышележащей осадочной толщей.

Менее значительные, стратиграфические перерывы, получившие очень слабое отражение на геологической карте, фиксируются между нижним и средним кембрием, в основании пакерортского горизонта нижнего ордовика, между девоном и карбоном, карбоном и Пермью (на среднекаменноугольных отложениях залегает татарский ярус верхней перми) и, наконец, между дочетвертичными и четвертичными отложениями.

Таким образом, тектоническая перестройка на описываемой территории происходила на границе нижнего и среднего протерозоя, в начале и конце позднего протерозоя, в доживетский период, в конце позднего девона, а также в послекарбоновое и послепермское время.

Характер структуры и вещественный состав погруженной части фундамента в пределах Русской плиты устанавливается в основном по геофизическим данным (плотности и намагниченности пород). Интерпретация их и материалы бурения показали, что кристаллические образования, слагающие фундамент в этом районе, являются непосредственным продолжением региональных складчатых структур осадочно-эффузив- ных и интрузивных комплексов, развитых в южной части Балтийского кристаллического щита.

Здесь выделяются массивы, сложенные гранито-гнейсами и гнейсо- гранитами архейского возраста, и окаймляющие их подвижные зоны свекофенид и карелид, имеющие субмеридиональную и северо-западную ориентировку складчатых структур. Это сложно дислоцированная (с многочисленными разломами со смещениями блоков фундамента) толща гнейсов различного состава с подчиненными амфиболитами, кварцитами архейско-нижнепротерозойского возраста (складчатые сооружения свекофенид) и ладожская серия нижне-среднепротерозойского возраста, представленная биотитовыми и амфиболо-биотитовыми гнейсами с пропластками сланцев, амфиболитов и скарнированных карбонатных пород.
В восточной части Онежско-Ладожского водораздела гранито- гнейсы и гнейсо-граниты перекрыты кварцито-песчаниками иотния (шокшинская свита).

Современная поверхность фундамента в рассматриваемом районе осложнена двумя узкими локальными прогибами, выполненными наиболее древними осадочными образованиями (рифейскими и волынскими), песчаниками и кварцито-песчаниками, пер>еслаивающимися с диабазами и эффузивами пластового типа. Один из них, установленный бурением в Валдайско-Крестецком районе (Крестецкий авлакоген), имеет крутой уступообразный склон в сторону Московской синеклизы северо-восточного простирания. Максимальная глубина погружения- фундамента здесь превышает 2500 м. Другой прогиб выявлен на западном и юго-восточном берегах Ладожского озера и, по всей вероятности, охватывает значительную часть акватории (Ладожский прогиб).
Разлом, ограничивающий опущенный блок с запада, имеет северо-западное направление, параллельное берегу Ладожского озера. Погружение фундамента здесь более 600 м, ширина грабена около 150 км.

Валдайско-Крестецкий и Приладожский районы характеризовались в позднем протерозое (волынское время) проявлениями вулканической деятельности. Об этом свидетельствует присутствие в песчано-глини- стых породах волынской серии базальтов, базальтовых порфиритов и туфогенных пород (скважины Крестцы, Паша, Кондратьево).

Кроме названных впадин, поверхность фундамента осложнена небольшими локальными поднятиями. Наиболее значительным из них,, относительно хорошо изученным бурением, является Локновский выступ (в осадочном чехле - Локновский вал), расположенный в 20 км юго-западнее г. Пскова. На территории Псковской области распространяется только восточное окончание вала, получившего основное развитие к западу - на территории Эстонии (Локновско-Мынистская зона: дислокаций). Эта структура имеет субширотное простирание, протяженность около 60 км и относительную высоту более 300 м. С юга вал: ограничен разломами широтного простирания, расположенными кули- сообразно, а также крутым уступом с восточной стороны.

В строении Локновского вала принимают участие кристаллические породы фундамента, отложения вендского комплекса, кембрия, ордовика и девона. Однако в сводовой части структуры породы среднего девона непосредственно залегают на нижнекембрийских отложениях.

Локальные поднятия с небольшими амплитудами (10 - 50 м) были выявлены и частью разведаны и в других Местах. Это Гатчинская, Павловская, Колпинская. Озерецкая структуры, образующие структурную» зону северо-восточного простирания, а также локальные структуры: Котловская (в районе ст. Котлы), Лопатовская (в районе г. Пскова), Будогощская (в районе г. Будогощи) и Вины-Крестецкая (между городами Крестцы и Новгородом в районе деревень Вины и Невской).

Не исключается возможность, что целый ряд как положительных, так и отрицательных гравитационных и магнитных аномалий относительно небольших размеров, выявленных в Лужском, Волосовском, Сясьском, Киришском и других районах Ленинградской области, а также в Новгородской и Псковской областях, связаны с небольшими морфоструктурами, осложняющими поверхность фундамента.

В соответствии с геотектоническим районированием северо-запада Русской платформы в пределах рассматриваемой территории расположены следующие части региональных структур первого порядка (типа синеклиз и антеклиз): юго-восточный подземный склон Балтийского кристаллического щита, северо-западный склон Московской синеклизы,. часть восточного склона Балтийской синеклизы, восточная часть Латвийской седловины и северная окраина Белорусско-литовского выступа кристаллического фундамента. Границы между ними условные, так как одна структура служит естественным продолжением другой. Например,, юго-восточный склон Балтийского щита является частью или продолжением северо-западного склона Московской синеклизы. Одни исследователи (В. А. Котлуков, 1955 г. и др.) границу между ними условно проводят по абсолютной отметке погружения фундамента 500 м, другие - по разлому в фундаменте в Крестецко-Валдайском районе, т. е. несколько восточнее меридиана Невель - Старая Русса - Тихвин.

Южная и юго-восточная части склона Балтийского кристаллического щита, занимающего почти всю северную половину Ленинградской области, характеризуются пологим и относительно неглубоким (500 - 600 м) погружением фундамента к югу и юго-востоку под углом 9 - 14', или 2,5 - 4 м на 1 км. В пределах этого региона породы осадочного чехла имеют широтное и субширотное простирание и залегают почти горизонтально или со слабым наклоном слоев под углом 6 - 12' в том же юго-восточном направлении, что и фундамент.

Северо-западный склон Московской синеклизы охватывает всю восточную и юго-восточную части описываемого региона. Это одна из наиболее крупных и древних структур Русской платформы, заложенная еще в позднепротерозойское время. Склон синеклизы имеет северовосточное простирание и погружение к юго-востоку. На рассматриваемой территории эта часть структуры является областью наиболее глубокого залегания фундамента и развития наибольших мощностей осадочных толщ (свыше 2500 м).

Восточные склоны Балтийской синеклизы и Латвийской седловины, а также северная окраина Белорусско-литовского выступа фундамента расположена на западе и юго-западе территории (в, Псковской области). Данные о глубинах залегания фундамента и мощностях осадочного чехла на окраинных частях этих структур весьма скудные и .основываются на единичных скважинах. На северо-восточном склоне Балтийской синеклизы, являющейся в то же время южным склоном Балтийского щита, фундамент полого наклонен на юг и погружен на 500 - 600 м. Широкое развитие здесь получили среднедевонские и более древние осадки.

Латвийская седловина, расположенная между южным склоном Балтийского щита и Белорусско-Литовским выступом, является относительно погруженной частью фундамента до глубины 700 - 800 м. Простирание структуры близкое к широтному. Особенностью ее является отсутствие в разрезе ордовикских отложений и трансгрессивное залегание девонских пород на кембрийских. Несмотря на то, что в пределы рассматриваемой территории входят части склонов нескольких региональных структур, выделяемых по фундаменту, они почти не получили существенного отражения ни в строении осадочного чехла, ни в смене фаций отложений разного времени. Таким образом, Латвийская седловина, и вся территория, сложенную осадочными образованиями, следует рассматривать как единый регион с относительным однообразием и постоянством фациального состава одновозрастных отложений, как в области выхода их на поверхность, так и в более или менее погруженных частях. Наблюдающиеся слабые изменения фаций, а также довольно значительное увеличение мощности отдельных горизонтов вполне закономерны; они связаны в основном с особенностями палеогеографических условий осадконакопления в мелководной или глубоководной частях бассейна, в разной степени удаленных от области сноса.

Другой характерной особенностью геологического строения осадочного чехла, кроме его моноклинального залегания, является широкое развитие структурно-денудационных форм дочетвертичного рельефа, представляющих собой плато, сложенные палеозойскими породами, и глинты-уступы, ограничивающие эти плато. Формирование куэстового рельефа связано здесь прежде всего с древней эрозией, а также, возможно, с проявлением эндогенных процессов и новейших тектонических движений.

В направлении с севера на юг выделяются следующие структурно- денудационные формы дочетвертичного рельефа: 1) Предглинтовая низменность, 2) Ордовикское плато, обрывающееся к северу Балтийско-Ладожским глинтом, 3) Девонская равнина (так называемое Главное девонское поле), 4) Карбоновое плато, ограниченное с северо-запада и запада Карбоновым уступом.

Каждое из перечисленных плато, ограниченных уступами, характеризуется выходом на поверхность одновозрастных осадочных отложений, начиная от наиболее древних - вендских и кембрийских на юге Карельского перешейка и в Предглинтовой низменности до ордовикских пород, развитых на Ордовикском плато, девонских отложений, представляющих собой Главное девонское поле, и каменноугольных отложений, слагающих Карбоновое плато.

За исключением грабенообразных впадин (Крестецкой и Ладожской), где встречены самые древние осадочные толщи (рифея и волынской серии), на остальной территории непосредственно на фундаменте залегают более молодые образования. Это песчано-глинистые отложения валдайской серии вендского комплекса (гдовский и котлинский горизонты), а выше глины с песчаником в основании балтийского комплекса (ломоносовская и лонтоваская свиты) нижнего кембрия. Отложения эти слагают территорию Предглинтовой низменности - вдоль побережья Финского залива и восточного берега Ладожского озера - и южную часть Карельского перешейка. К югу от глинта они погружаются под ордовикские, а на северо-востоке под верхнедевонские породы.

Характерно, что отложения вендского комплекса и нижнего кембрия (балтийской серии ) на всей площади их развития представлены, в общем, одними и теми же, преимущественно глинистыми, в той или иной степени алевритистыми породами.

После континентального перерыва, наступившего вслед за отложениями лонтоваских (синих) глин (о чем свидетельствует наличие коры выветривания), накапливались предположительно среднекембрийские осадки (тискреский горизонт). Они представлены кварцевыми песчаниками, обнажающимися в основании глинта.

Выше по разрезу следуют ордовикские отложения, слагающие Ордовикское плато, которое протягивается в широтном направлении от р. Сяси - на востоке до западной границы Ленинградской области и далее на территорию Эстонии. К северу Ордовикское плато круто обрывается уступом - глинтом различной высоты и крутизны. Глинт сложен нижнеордовикскими известняками (волховскими и кундскими) с подстилающими их леэтсским (песчано-глинистой глауконитовой толщей) и пакерортским (оболовыми песчаниками и диктионемовыми сланцами) горизонтами.

Ордовикское плато сложено известняками и доломитами нижнего, среднего и на отдельных участках верхнего отделов ордовика, перекрытых на большей части площади четвертичными образованиями мощностью от 0,5 до 20 м. К югу от широты г. Кингисеппа - Гатчины - Кириши ордовикские отложения постепенно погружаются под толщу девонских пород (в сторону Московской синеклизы), где глубина их залегания составляет 500 - 600 м. Здесь в области Московской синеклизы развиты более глинистые отложения, и среди карбонатных пород встречаются мощные глинисто-мергелистые прослои, особенно в средней части разреза ордовикской системы.
Погружение Московской синеклизы в кембрийский и ордовикский периоды вызвало довольно резкое увеличение мощностей отдельных стратиграфических горизонтов на юго-востоке территории.

К югу и северо-востоку от ордовикского плато распространяется обширная девонская равнина, называемая Главным девонским полем, составляющая около двух третей всей рассматриваемой территории. В северной ее части на поверхности прослеживается полоса развития среднедевонских отложений, представленных красноцветными песками и песчаниками (старооскольский горизонт), залегающими на мергелях и глинах наровского горизонта. Местами в пониженных участках поверхности ордовикских пород развиты пески пярнуского горизонта. Еще далее к югу и востоку распространяется обширная площадь развития весьма пестрых и не выдержанных по простиранию и в разрезе пород франского и фаменского ярусов верхнего девона.

Франский ярус характеризуется здесь двумя фациально отличными разрезами: юго-западным, представленным морскими карбонатными и в меньшей степени глинистыми фациями, и северо-восточным (Сясьский и Оятский районы) - прибрежно-континентальными, преимущественно терригенными песчано-глинистыми образованиями. Отложения фаменского яруса, развитые в восточных районах (восточнее оз. Ильмень), имеют более или менее однотипный разрез, преимущественно песчано- глинистый. На западе и юго-западе девонские осадки распространяются на территорию Эстонии и Латвии.

Карбонатный уступ протягивается в субмеридиональном направлении от оз. Селигер на юго-западе до Онежского озера на северо-востоке, примерно по линии Торопец - Валдай - Тихвин, или ограничивается с запада распространением каменноугольных отложений, слагающих Карбоновое плато.

Нижне- и среднекаменноугольные отложения, имеющие субмеридиональное простирание, представляют собой северо-западную окраину Подмосковного бассейна. Ширина полосы развития карбоновых отложений на широте г. Пестово составляет 225 - 240 км, в районе Демянска 30 - 40 о и в северной части 10 - 15 км. К нижней песчано-гли- нистой части разреза (бобриковский и тульский горизонты визейского яруса) приурочены такие полезные ископаемые, как бокситы, огнеупорные глины, бурые угли. Вышележащая толща переслаивающихся известняков с песчано-глинистыми породами алексинского и Михайловского горизонтов характеризуется весьма непостоянной мощностью песчаных пачек, которые колеблются от 1 до 20 м, во впадинах до 40 м. Наиболее полный разрез этих отложений представлен в обнажениях на р. Мете. Несколько восточнее Карбонового уступа и полосы выхода на поверхность песчано-глинистых пород (тульский горизонт) распространяется собственно Карбоновое плато, сложенное мощной толщей известняков, местами (на севере) доломитов с прослоями глин и мергелей веневского, тарусского и стешевского горизонтов визейского яруса и протвинского горизонта намюрского яруса. Мощности отдельных горизонтов непостоянны, с общей тенденцией сокращения к западу и к северо-западу.

Среднекаменноугольные отложения, трансгрессивно залегающие на размытой поверхности протвинских известняков, слагают восточную, часть Карбонового плато. Они представлены в основании песчано-глинистыми отложениями с прослоями карбонатных пород (верейский горизонт) и известняками (каширский и подольский горизонты) общей мощностью около 45 м.

Самыми молодыми образованиями осадочной толщи являются песчано-глинистые отложения татарского яруса верхней перми, образующие небольшой «залив» обширного пермского бассейна, развитого восточнее на смежной территории. Они трансгрессивно залегают на среднекаменноугольных (каширских) известняках в пределах небольшого участка в районе г. Пестово, где их мощность составляет 10 - -12 м.

С поверхности вся территория покрыта четвертичными отложениями различной мощности и разного генезиса. Мощность их варьирует от 2 - 10 м на отдельных участках Ордовикского плато и Предглинтовой низменности до 150 - 226 м в древних дочетвертичных депрессиях и долинах. Здесь развиты среднечетвертичные (московский ледниковый горизонт), верхнечетвертичные (микулинский межледниковый горизонт и валдайский надгоризонт) и современные отложения.

Региональные особенности геологического строения рассматриваемой территории обусловили образование специфического комплекса полезных ископаемых, связанного главным образом с зонами краевых частей морских бассейнов. Являясь окраинной частью Русской плиты, непосредственно примыкающей к Балтийскому щиту, эта территория в течение палеозоя неоднократно подвергалась воздействию тектонических движений, что вызвало частую изменчивость режима осадконакопления и определило особенности формирования различных видов полезных ископаемых. Так, например, в прибрежно-морских условиях с неустойчивым положением береговой линии в ордовике происходило образование фосфоритов, в девоне - гипсов, в карбоне - бурых углей. В относительно спокойных условиях морского режима в ордовике формировались горючие сланцы, а также мощные карбонатные толщи, которые дали огромные запасы строительных, а в каменноугольное время - флюсовых, известняков для цветной и черной металлургии.

Тектонические движения, вызвавшие наибольшие поднятия суши и отступание моря, происходившие на рубеже девона и карбона, способствовали развитию довизейской латеритной и аллитной кор выветривания, явившихся материалом для образования промышленных залежей огнеупорных глин, бокситов и минеральных красок.

Повсеместное развитие моренного покрова и аккумулятивных ледниковых и водно-ледниковых форм неоднократно наступавших ледников четвертичного времени также является одним из существенных источников полезных ископаемых - преимущественно строительных материалов, широко используемых в народном хозяйстве Северо-Запада.