Экзогенные геологические процессы на юге Ивановской области

Со следами размыва и базальными песчаниками в основании на венде залегают кембрийские отложения, общая мощность которых228м. Нижний кембрий сложен глинами с прослоями алевролитов и песчаников. В его верхней части залегает почти белая коалиновая глина – кора выветривания нижнекембрийских пород. Отложения нижнего кембрия в нижней части содержат фауну алданского яруса. Выше со стратиграфическим перерывом  алегает толща песчаников с прослоями красноцветных глин и алевролитов, условно отнесенная к среднему кембрию. Отложения верхнего кембрия представляют собой зеленовато-серые глины с обломками брахиопод.

Вскрыты ордовикские отложения, мощностью 89 м. В основании она представлена серо-зелеными глинами с прослоями мергелей, известняков и доломитов. Выше залегают органогенные известняки с прослоями мергелей и остатками кораллов, брахиопод, трилобитов и криноидей среднего ордовика.

Из разреза выпадают верхний ордовик, силур и нижний девон. Таким образом, отложения девона залегают на среднем ордовике со стратиграфическим несогласием.

Девонские отложения начинаются толщей глинистых, карбонатных и песчаных пород среднего девона мощностью 41 м, условно относящимися к эйфельскому ярусу. Вышележащий живетский ярус имеет мощность 153 м. Он сложен кварцевыми песками и песчаниками с единичными прослоями серых и коричневых глин с остатками остракод. К среднему девону отнесена и восемнадцатиметровая перекрывающая толща песчаников, пестроцветных алевролитов, глин и песчаников. Отложения верхнего девона представлены мощностью 327 м, состоящей из известняков, сменяющихся вверх по разрезу чередованием мергелей, доломитов, известняков и глин. Над ними залегают известняки, доломиты и мергели с прослоями глин мощностью 211 м.

Начиная с каменноугольного периода, о стратиграфии осадочного чехла можно судить не только по результатам глубокого бурения, но и по многочисленным гидрогеологическим скважинам, поэтому они хорошо палеонтологически изучены. Каменноугольные отложения представлены всеми тремя отделами. Нижний карбон (мощность около 90 м) в нижней части сложен алевролитами и глинами, а выше – карбонатными породами визейского яруса. Мощность среднего карбона около 200 м, он состоит преимущественно из доломитов с прослойками глин и известняками в верхней части толщи. Верхний карбон (около 160 м) представлен в основном серыми и светло-серыми доломитами, тонкозернистыми, иногда органогенно-обломочными, мелкозернистыми которые переслаиваются со слабо доломитизированными желтовато- и светло-серыми известняками. В доломитах и известняках содержаться гнёзда и кристаллы гипса, а так же остатки брахиопод, пелеципод, фузулинид, кораллов и морских лилий. В верхней части верхнего карбона залегают светло-серые, желтовато- и зеленовато- светло-серые мелкозернистые, загипсованные доломиты, переслаивающиеся со светло-серыми, органогенно-обломочными, пористыми и кавернозными известняками; встречаются остатки древней фауны: брахиоподы и фузулиниды.

Отложения пермской системы представлены морскими лагунными отложениями нижнепермских ассельского, сакмарского и нерасчлененных артинского-кунгурского ярусов, а также верхнепермскими отложениями казанского (морскими) и татарского (континентальными) ярусов. На дневную поверхность пермские отложения не выходят, они повсеместно перекрыты нижним триасом [18].

В основании нижнего отдела пермской системы лежит ассельский ярус, мощностью около 30 м, который представлен серовато- и желтовато-белыми, мелко- и тонкозернистыми доломитами, слабо трещиноватыми с многочисленными гнёздами, кристаллами и редкими прослоями гипса и органогенно-обломочного известняка. Без следов перерыва на доломитах ассельского яруса залегает сакмарский ярус, имеющий мощность около 35 м. Он сложен светло-серыми, желтовато- и серовато-белыми, мелко- и тонкозернистыми доломитами с гнёздами и кристаллами гипса, слабо трещиноватыми и массивными, плотными и порывистыми. Трещины распределены горизонтально, имеют неровные поверхности. Доломиты сильно огипсованы, в их толще наблюдаются прослои известняков серовато- и желтовато-белых, мелкозернистых, органогенно-обломочных доломитизированных. Нерасчленённые артинские-кунгурские отложения (общей мощностью 70 – 80 м) сложены сульфатной толщей, литологически подразделяющейся на две пачки. Нижняя пачка (мощностью до 40 м) состоит из плотных голубовато-серых мелкокристаллических ангидритов и светло-серых кристаллических гипсов, содержащих прослои светло-серых мелкозернистых доломитов, мергелей и коричневых доломитизированных глин. В верхней пачке (до 40 м) прослои доломита отсутствуют, она сложена гипсами и ангидритами с единичными маломощными прослойками мергелей и глин. В верхней части пачки имеется 4 – 6 м слой чистого гипса.

Верхней отдел пермской системы, имеющий мощность около 110 м, состоит из двух ярусов. Из отложений казанского яруса на территории изучаемого района развит только нижнеказанский подъярус, который подвергается сильному размыву. Его мощность доходит до 33 м, сложенных в основном светло- и желтовато-серыми, тонко- и мелкозернистыми, органогенно-обломочными, огипсованными вторичными доломитами, образовавшимися за счет органогенно-обломочных известняков. В отложениях встречаются прослои гипсов, мергелей, известняков, а также многочисленные фаунистические остатки брахиопод, гастропод, мшанок, кораллов, пелеципод. Татарский ярус представлен нижним и верхним подъярусами. Уржумский горизонт нижнего подъяруса делится на нижнеустьинскую и сухонскую свиты общей мощностью 60 – 68 м. Отложения нижнеустьинской свиты (около 40 м) представлены преимущественно обломочными породами: алевролитами, переслаивающимися песчаниками и глинами. Алевролиты имеют блеклые коричневато-серые серо-коричневые цвета, разнозернистые, неравномерно глинистые, плотные с прожилками гипсов. Песчаники нижнеустьинской свиты коричневато-серые и серые, тонкозернистые; глины красновато- и серо-коричневые алевритовые, плотные. Породы огипсованы и доломитизированы, в них встречаются прослои мергелей, доломитов и гипсов. Сухонская свита сложена серовато- и красновато-коричневыми неравномерно песчанистыми глинами, участками аргиллитоподобными, с прослоями мергелей, алевритов, аргиллитов, доломитов, песчаников и песков. В отложениях мощностью 20 – 28 м содержится значительное количество остатков древней фауны: в основном филлоподов и остракод. Верхний подъярус татарского яруса представлен северодвинским горизонтом, залегающим на сухонской свите со следами размыва и конгломератом в основании. Мощность отложений, сложенных песками коричневыми, полимиктовыми, мелко- и тонкозернистыми, в различной степени глинистыми, с прослоями глин, составляет около 15 м в основании толщи. Залегающий конгломерат состоит из галек, песчаника и глинисто-карбонатных пород с остатками фауны остракод [12].

Отложения мезозойской эры представлены на территории изучаемого района только нижним триасом [Приложение 1].

Триасовая система представлена в районе обоими ярусами. Индский ярус имеет сложное литологическое строение. Он состоит из нескольких ритмичных пачек, в которых наблюдается или увеличение зернистости пород вверх по разрезу, от хорошо отмоченных глин через алевролиты к песчаникам, или, напротив, от рыхлых песчаников с карбонатным гравием к глинам. Индский ярус мощностью около 30м залегает на размытой поверхности верхней перми. Он сложен коричневыми и красновато коричневыми сильно песчанистыми, комковатыми, слабо карбонатными глинами с прослоями алевритов, песков и песчаников с органогенными включениями, характерными для нижнего триаса (остатками филлопод и остракод). Оленёкский ярус (мощность50 – 60м) представлен глинами с маломощными прослоями песчаников. В основании его залегает конгломерат мощностью 0,1 – 0,25м, состоящий из галек, песчаника и глинисто-карбонатных пород размером до одного сантиметра. Выше залегает толща серовато-коричневых, комковатых и плитчато-оскольчатых, алевритистых и песчанистых глин с прослоями алевритов, песчаников и алевролитов. В средней части глинистой пачки обнаруживается прослой оолитового известняка мощностью 0,4 – 1м, включающего большое количество гастропод. В отложениях также содержатся многочисленные остатки филлопод и остракод, изредка позвоночных. Более молодые отложения, кроме четвертичных, отсутствуют [24].

Четвертичные отложения распространены на территории изучаемого района повсеместно. Как правило, по своему генезису они могут быть отнесены к двум основным типам: ледниковому – гляциальному (лат. claciales – ледяной) и водно-ледниковый – флювиогляциальный (лат. fluvius – река). Ледниковый тип отложений связан с геологической деятельностью покровов льда в течение ледниковых эпох. Флювиогляциальные отложения обязаны своим происхождением водно-ледниковым потокам, они формировались преимущественно по периферии покровов льда, когда они значительно сокращались, вплоть до полного таяния. Флювиогляциальные формы образовывались и во время наступления ледника, но имели ограниченное распространение в пограничных регионах ледникового покрова и внеледниковых областей [11].

Многие положения теории четвертичных материковых оледенений до сих пор являются спорными. Не вполне понятны причины, обуславливающие ритмическое наступление и отступание огромных массивов льда, дискуссионным является вопрос о количестве циклов оледенений, однако, основные положения ледниковой теории сегодня представляются уже незыблемыми и находят однозначное решение у различных специалистов:

1. Древнее оледенение было. При этом оно являлось многократным: ледниковые и межледниковые эпохи чередовались друг с другом.

2. Древнее оледенение было глубоко своеобразным в различных местных природных условиях. Отмечаются некоторые местные особенности развития древних ледниковых форм в различных природных условиях.

По результатам проведения геолого-геоморфологических работ обнаружены следы трёх оледенений: днепровского, московского и валдайского. Кроме перечисленных генетических типов отложений широко развиты древний аллювий двух надпойменных террас, покровные суглинки на водоразделах, современные озерно-болотные и аллювиальные образования. Мощность четвертичной толщи изменяется от 20 до 80 м. [34].

Нижнечетвертичные отложения являются наиболее древними. Повсеместного распространения не имеют. На территории изучаемого района они, очевидно, представлено только водно-ледниковыми, аллювиальными, озерными и болотными отложениями нерасчлененными окско-днепровского горизонта (f, lgl ok – ll dn), сложенного песками разнозернистыми с гравием и галькой, супесями, глинами и алевритами.

Среднечетвертичные отложения наиболее широко распространены на территории города. Они представлены сложным комплексом, в котором выделяются московская морена, а также флювиогляциальные образования днепровско-московского и московского горизонтов.

Днепровско-московский горизонты имеют мощность от 1 до 25м. Это водно-ледниковые, аллювиальные, озерные и болотные отложение нерасчлененные (f, lgll dn – ms), сложенные флювиогляциальными светло-серыми песками разнозернистыми с гравием, галькой и валунами, с прослоями глин, суглинков и алевритов. Залегают они на дочетвертичных, как правило – триасовых, породах и перекрываются московской мореной. Образование отложений относится ко времени отступания днепровского и наступления московского ледника. Днепровско-московские (межморенные) отложения часто выходят на дневную поверхность.

Московский горизонт представлен мореной (gll ms) мощностью 10 – 20 м, в некоторых местах она достигает 40м. Морена, представлена коричневыми и красновато-коричневыми, грубопесчанистыми, плотными, однородными суглинками с прослоями песков и супесей (мощность 1 – 6м), с небольшим количеством гальки и валунов кремния, гнейса, гранита и других пород. На территории изучаемого района, морена развита очень широко. Она часто обнажается по берегам рек. Обычно морена залегает на днепровско-московских отложениях.

Аллювиальные и водно-ледниковые отложения времени максимального распространения ледника (a, f, lgll msmax) широко развиты в исследуемом районе. Сложены они песками и супесями, светло-серыми, мелко- и тонкозернистыми, тонкослоистыми, с гравием, галькой, реже валунами. Мощность отложений от 3 – 8м. Пески обычно залегают в нижней части разреза, супеси – в верхней. Образование флювиогляциальных отложений связано с максимальным распространением московского ледника, залегают они плащеобразно на различных абсолютных высотах, часто выходят на поверхность.

Водно-ледниковые отложения времени отступания ледника (f, lgll mss) имеют мощность от 4 до 8м. Широко распространены. Залегают зандровые пески на московской морене на различных высотах. Представлены они песками серыми, серовато- желто-коричневыми, кварцево-полевошпатными, разнозернистыми, в различной степени глинистыми, с примесью гравия и гальки различных пород (иногда с прослоями суглинков и супесей мощностью до 5,5м). Имеющиеся в изучаемом районе зандровые пески соответствуют раннему этапу отступания ледника, они образовывались южнее краевых образований московского ледника. Лежат пески непосредственно под почвенным слоем, поэтому часто вскрываются долинами рек и оврагами [45].

Средне-верхнечетвертичные отложения развиты в виде отдельных изолированных пятен. Из отложений, относящихся к этому времени, наиболее распространен нерасчлененный комплекс отложений перигляциальных зон московского и валдайского оледенений на водоразделах (pr II – III, pr III), залегающий на московской морене. Представлены покровные образования бурыми, желтовато-серыми, светло-серыми, тонкими, легкими, пылеватыми, плотными, пористыми суглинками с характерной столбчатой отдельностью, линзочками и прослоями песков. В покровных отложениях преимущественно преобладают пылеватые (алевритовые) частицы, содержание которых составляет 46 – 56%, содержание песка меняется от 20 – 40%, глинистая часть составляет 11 – 19%. Накопление покровных отложений происходило в основном во время валдайского оледенения, однако за границей московского оледенения они могли отлагаться талыми водами московского ледника. Вопрос о происхождении этих отложений на изучаемой территории не выяснен. Предложен ряд гипотез, связывающих образования покровных суглинков с эоловыми, флювиогляциальными, элювиально-флювиогляциальными и другим процессами или с комбинациями указанных процессов. Мощных покровных суглинков изменяется от 1 до 3 м.

Верхнечетвертичные отложения залегает непосредственно под современными, они сложены озерными и болотными отложениями, а также отложениями надпойменных террас.

Микулинский горизонт представлен аллювиальными, озерными и болотными отложениями (a, l, h III mk), перекрытыми только современными болотными образованиями. Мощность отложений составляет около 12 м. Залегают они на московской морене. Сложены микулинские отложения песком грязно-зеленовато-серым, глинистым, разнозернистым; глиной темно-серой, сильно известковистой, с гнездышками торфа; торфом землистым, почти черного цвета; илом темно-зеленовато-синим, глинистым, с растительными остатками. Встречаются перегнившие остатки растений.

Нижневалдайский горизонт валдайского надгоризонта представляет собой аллювиальные отложения второй надпойменной террасы (a(2t) III v1), которые имеют ограниченное распространение. Терраса является структурно-аккумулятивной, её высота достигает 6 – 10 м., а мощность аллювия не превышает 3 – 7 м. Аллювий сложен серыми, серовато-желтовато-коричневыми, разнозернистыми песками, в которых встречаются прослои супесей, суглинков и гавийно-галичного материала.

Средневалдайский – верхневалдайский горизонты представлены аллювиальными отложениями первой надпойменной террасы (a(1t) III v2 – 3). Они развиты по долинам рек. Терраса почти всегда аккумулятивная. Аллювий, обычно, не уходит под урез воды и залегает на морене или подморенных песках. Мощность аллювия первой террасы обычно 6 – 7 м. Образование первой надпойменной террасы относится к середине и к концу валдайского оледенения [34].

Верхнечетвертично-современные отложения выражены на территории только в виде эоловых отложений (v III - IV). Они развиты на поверхности первой и второй надпойменных террас в виде небольших песчаных холмов с относительными высотами не более 1,5 м. Своим происхождением они обязаны эоловым процессам, происходившим в голоценовое и верхнечетвертичное время.

Современные отложения представлены отложениями современных рек и болот.

Аллювиальные отложения (a IV) слагают пойменные террасы рек, многочисленных оврагов и балок. Выраженность террасы зависит от размеров водотока, поэтому у разных рек она колеблется от нескольких метров до 2 км. Высота поймы также колеблется от нескольких сантиметров до 2 – 3,5 м. Пойма сложена песками различной окраски и зернистости, суглинками, супесями, реже гравийными песками с примесью гальки различных пород. Мощность пойменных отложений изменяется от 1 – 2 до 10 – 13 м. Подстилается современный аллювий, как правило, московской мореной, водно-ледниковыми отложениями времени отступания московского ледника или водно-ледниковыми межморенными отложениями московско-днепровского горизонтов.

Болотные образования (h IV) имеют очень широкое распространение на территории изучаемого района. Особенно они распространены в долинах рек, на водоразделах. Преобладающим типом болот являются низинные, однако встречаются и водораздельные верховые. Отложения болот имеют мощность от 2 – 3 до 10 м. Представлены они торфом и в меньшей степени глинами и суглинками, неравномерно гумусированными и иловатыми, изредка встречаются болотные мергели [27].

3.2 Тектоника

Территория изучаемого района расположена в центральной части Восточно-Европейской платформы на южном борту московской синеклизы. В основании описываемой территории выделяется кристаллический фундамент, отражающий архейско-нижнепротерозойскую стадию развития платформы. Залегающий над фундаментом осадочный чехол, соответствует платформенному этапу ее развития от верхнего протерозоя до четвертичного периода. Кристаллический фундамент сложен архейскими и нижнепротерозойскими интенсивно дислоцированными гнейсами, гранито-гейсами и кристаллическими сланцами, прорванными гранитами и ультрабазитами. Площадь кристаллического фундамента не представляет собой плоскую поверхность, она постепенно погружается в северо-восточном направлении. Интенсивность погружения невелика – в среднем она составляет 5 м. на километр. На фоне этого общего погружения отмечаются отдельные пологие поднятия и впадины. В районе города Южи выделяется поднятый участок с амплитудой 100 – 200 м., связанный с интрузией основных и ультраосновных пород. Возраст кристаллических пород определен в диапазоне 1510 – 1850 млн. лет. На кристаллическом фундаменте с резким угловым несогласием залегают верхнепротерозойские, палеозойские, мезозойские и кайнозойские отложения, образующие осадочный чехол платформы.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7