Введение

Московская синеклиза – крупнейшая (площадь свыше 1 млн км2) депрессия центральной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП). Термин «синеклиза» впервые предложил А.П. Павлов (1903), а позднее он более полно охарактеризовал эти структуры и выделил Среднерусскую синеклизу (Павлов, 1909). Только после опубликования работы Н.С. Шатского (1940) этот термин и соответствующие ему структуры получили современное понимание, а более уточненная по форме и размерам Среднерусская синеклиза была названа им Подмосковной. В дальнейшем Н.С. Шатский (1941, 1946) считал, что эту синеклизу правильнее называть Московской. По классификационным признакам она является наиболее типичным представителем интракратонных синеклиз, имеющих осадочное выполнение и расположенных над системой палеорифтов (Гарецкий, Нагорный, 1987). Подошва синеклизных структурно-формационных комплексов чехла залегает в центре депрессии на отметках от -3,0 до -3,5 км, воздымаясь к северу и юго-западу до +0,1 км. Синеклизный (плитный) чехол лежит как на породах фундамента, так и на доплитных, прежде всего катаплатформенных, структурно-формационных комплексах чехла. Последний выполняет ряд палеорифтов, заложившихся и развивавшихся в рифее – раннем венде, т. е. до образования Московской синеклизы. Центр депрессии наложен на Среднерусский авлакоген, который состоит из четырех ветвей: Сухонской, Валдайской, Тверской и Московской; юго-запад – на Оршанскую впадину; юг – на северо-западный фланг Пачелмского авлакогена; северо-запад – на Ладожский прогиб (рис. 1).

Строение и эволюция Московской синеклизы, наряду с другими структурами платформенного чехла ВЕП, ранее рассматривались в работах Н.С. Шатского (1940, 1946), М.В. Муратова и др. (1962), Н.С. Иголкиной и др. (1970), В.Е. Хаина (1977) и др. В последнее время при рассмотрении развития Московской синеклизы значительное внимание уделялось геодинамическим обстановкам, приведшим к ее заложению или погружению тех либо иных частей в определенные геотектонические этапы. Однако развернутая и полная модель процесса эволюции синеклизы от ее зарождения до вхождения ее территории в иные структуры окончательно не создана. Этому вопросу и посвящена настоящая работа.

1. геологическое строение

Территория Московского региона расположена в центральной части Русской (или Восточно-Европейской) платформы. Как и всем платформенным сооружениям, Русской платформе присуще двухярусное строение. Ее нижний структурный этаж - кристаллический фундамент - сложен древними породами архейской и протерозойской эры, а верхний этаж (платформенный чехол) слагают преимущественно осадочные породы палеозоя, мезозоя и кайнозоя. (Рис.1)

ПОРОДЫ ФУНДАМЕНТА Русской платформы представлены различными магматическими и метаморфическими образованиями, включающими гнейсы, амфиболиты, филлиты, различные сланцы и кварциты, прорванные интрузиями гранитов, сиенитов и диоритов.

Рис. 1 Геологический профиль через центральную часть Московского региона

1 – мезокайнозойские отложения; 2 – верхнекаменноугольные отложения; 3 – среднекаменноугольные отложения; 4 – нижнекаменноугольные отложения; 5 – верхнедевонские отложения; 6 – среднедевонские отложения; 7 – нижнедевонские отложения; 8 – вендские отложения, 9 – рифейские отложения; 10 – кристаллические породы архейпротерозойского возраста, 11 – глубинные разломы

В ВЕРХНЕПРОТЕРОЗОЙСКОЕ ВРЕМЯ на подвижных участках Русской платформы закладывались глубокие прогибы, один из которых позже, в палеозое, оформился в обширную Московскую синеклизу.

В основании осадочной толщи, слагающей синеклизу, залегают породы рифейского и вендского отделов верхнего протерозоя (рис. 2) Они представлены песчаниками, конгломератами, алевритами, аргиллитами и глинами с прослоями вулканогенных пород - туфов и туффитов. Органические остатки в них встречаются крайне редко. Эти отложения образовывались при разрушении горно-складчатых сооружений фундамента и накапливались преимущественно в прогибах, где их мощность достигает иногда 2500 м. На разделяющих эти прогибы выступах мощность рифейвендских отложений не превышает первых сотен метров, а порой они отсутствуют вовсе.

В РАННЕПАЛЕОЗОЙСКУЮ ЭПОХУ на протяжении кембрийского, ордовикского и силурийского периодов территория Московского региона была под воздействием каледонской складчатости вовлечена в процесс воздымания, в результате чего осадконакопление происходило лишь в незначительной степени. От этого времени сохранились только маломощные (60-80 м, на севере области до 300 м) пласты морских мелководных и лагунных (а в силуре также континентальных) отложений, вскрытых скважинами и представленных песчаниками, песками, глинами, реже мергелями и доломитами. В нижнедевонское время море окончательно покинуло пределы Московской синеклизы, и осадки этого возраста в Подмосковье не обнаружены.

Начиная со среднего девона море, вновь покрывает территорию региона, оставив повсеместно мощные пласты осадочных пород морского и лагунного генезиса: известняков, мергелей, песчаников, глин, каменной соли и гипса. Мощность пород среднего и верхнего девона достигает по-чти километра, но на дневную поверхность они нигде в Подмосковье не выходят.

Рис. 2. Сводная стратиграфическая колонка Московской синеклизы.

Погружение Русской платформы продолжалось и в каменно-угольном периоде, когда на всей территории региона отлагались мощные пласты морских осадков. Отложения каменноугольного периода (карбона) - самые древние из тех, что обнажаются на дневной поверхности в Московском регионе, причем мощность их значительно превосходит суммарную мощность более молодых, мезозойских и кайнозойских осадков. Поэтому на них стоит остановиться более подробно.

КАРБОНОВЫЕ (КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ) ОТЛОЖЕНИЯ обнажаются в южной и юго-западной части Подмосковья по долинам рек и в оврагах, а также вскрываются карьерами и скважинами. Они распространены на всей территории нашей области, подстилая более молодые напластования, и представлены почти исключительно морскими осадочными породами, что говорит о происходившей в это время трансгрессии моря. Мощность карбоновых отложений, представленных всеми тремя отделами, достигает 600 м.

Нижний отдел представлен загипсованными глинами турнейского яруса с маломощными прослоями бурых углей и известняков, затем песками, песчаниками и глинами визейского возраста с отдельными пластами известняка, а также пластами бурого угля, и, наконец, карбонатными породами (известняками и доломитами) и глинами намюрского яруса общей мощностью до 100 м на севере области и до 250 м - на юге.

Средний отдел карбона слагают в Подмосковье осадки московского яруса, представленные также карбонатно-глинистой толщей и подразделяющиеся на четыре горизонта. Нижний, верейский горизонт залегает на размытой поверхности нижнекаменноугольных отложений и сложен красно-бурыми глинами, известняками и мергелями с отдельными прослоями глауконитовых песков и песчаников. Мощность его достигает 20 м.

Выше залегают породы каширского горизонта, представленные в основном доломитами с прослоями известняков, мергелей и красных глин. Мощность пород этого возраста достигает 70 м, и выходы их можно наблюдать в береговых обрывах рек Нары, Лопасни и Большой Смедовы.

Доломитизированные известняки подольского горизонта, издавна добывавшиеся на территории нашего региона, за красивый белый цвет и мелкозернистую текстуру получившие название "подольский мрамор", не только служили на протяжении веков прекрасным строительным материалом, но и радовали коллекционеров находками кристаллов горного хрусталя и аметиста в пустотах выщелачивания. Мощность этого горизонта колеблется от 10 до 50 м. Подольские известняки обнажаются в долине реки Пахры и ее притоков - Десны и Рожайки.

Завершают разрез среднего карбона отложения мячковского горизонта. Это белые органогенные и органогенно-обломочные известняки с многочисленной фауной, причем в верхней части разреза среди них появляются прослои серо-зеленоватых мергелей и пласты плотного доломитизированного известняка. Мощность их возрастает с запада на восток от 25 до 70 м.

В конце палеозоя началось поднятие территории Русской платформы, в результате чего море отступило к северу и к западу от нашего региона. В это время здесь господствовал континентальный режим и происходил преимущественно размыв речными водами ранее отложенных морских осадков. Поэтому осадки пермского периода палеозоя, а также триасового и большей части юрского периода мезозоя в Московской области почти неизвестны. Лишь на севере Подмосковья, в Талдомском районе, встречаются редкие пятна континентальных кор выветривания и продуктов их переотложения в озерно-речных осадках.

НИЖНЕ- И СРЕДНЕЮРСКИЕ ПОРОДЫ очень небольшой мощности (2-3 м) представлены пресноводными континентальными песчаными отложениями с прослоями тугоплавких глин и бурых железняков, а изредка и бурого угля. Они нигде не выходят на поверхность и вскрыты скважинами в погребенных долинах древнего рельефа.

В ВЕРХНЕЮРСКОЕ ВРЕМЯ море вновь занимает территорию Подмосковья. В результате на территории Московской области отложились довольно мощные пласты морских осадков келловейского, оксфордского, киммериджского и волжского ярусов, которые, правда, в последующем были в значительной мере размыты. Это относится, в первую очередь, к отложениям первых трех из перечисленных ярусов, мощность каждого из которых в настоящее время не превышает 10-12 м. Келловейские породы выходят на поверхность локальными, небольшими по площади участками в Рузском, Раменском и Подольском районах. Их можно встретить в бассейне реки Пахры, на Клязьме близ города Щелково, а также в карьерах у Подольска и Гжели. Это преимущетвенно серые пески и песчаники с прослоями известковистых глин, а также глинистых фосфоритов и лимонита. В результате размыва их мощность не превышает 7-8 м. Отложения оксфордского яруса представлены прослоями темно-серых слюдистых глин с глауконитом. Изредка в них встречаются конкреции марказита и фосфорита. Мощность оксфордских глин составляет в среднем 5-10 м. Киммериджский ярус представлен на территории Подмосковья черными сильно песчанистыми глинами с прослоями фосфоритов и галькой перетертых пород оксфордского возраста. Их цвет объясняется примесью мелкодисперсного пирита и глауконита, а также органических веществ - продуктов разложения багряных водорослей на дне морского бассейна. Когда-то широко распространенные в регионе, они были почти полностью размыты на протяжении волжского века, и ныне их мощность редко где превышает 10 м. Мощность пород волжского яруса составляет 30-40 м.

МЕЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ подверглись на территории Московского региона интенсивному размыву в четвертичное время. Лишь на Клинско-Дмитровской гряде они представлены достаточно широко, в остальных же частях области можно встретить только небольшие пятна этих отложений, перекрывающие нижележащие породы карбона и юры.

Нижнемеловые отложения включают породы неокома (под этим названием объединяют нерасчлененнные отложения валанжинского, готеривского и барремского ярусов), а также аптского и альбского ярусов. Неоком сложен бурыми кварц-глауконитовыми песками, часто ожелезненными. Мощность их колеблется от 1-2 до 15-20 м.

В конце мелового периода, начиная с сантонского века, море окончательно покидает Подмосковье, и на всей его территории устанавливается континентальный режим.

В течение КАЙНОЗОЙСКОЙ ЭРЫ под действием экзогенных процессов (выветривания и др.) происходило разрушение осадков палеозоя и мезозоя и переотложение продуктов разрушения в долинах древних палеорек. Именно эти отложения формируют в настоящее время современный рельеф Московского региона. Наиболее древними из кайнозойских отложений являются осадки НЕОГЕНОВОГО ПЕРИОДА. Эти континентальные осадочные породы представляют собой древнеаллювиальные песчаные отложения обычно белого или светложелтого цвета с прослоями галечников и серых глин. Большая часть этих осадков была размыта и переотложена в четвертичное время в результате ледниковой деятельности, но отдельные выходы неогеновых песков можно встретить в долинах Оки и Пахры, где их мощность составляет от 2 до 20 м. Неоген-четвертичные пески перекрывают юрские отложения и к югу от г. Егорьевска

Широко распространенные в Подмосковье ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ, ИЛИ АНТРОПОГЕНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ представлены, в первую очередь, разнообразными ледниковыми и межледниковыми фациями значительной мощности, в также современными аллювиальными и болотными осадками. Вопрос о количестве оледенений на территории Подмосковья до сих пор остается во многом дискуссионным.

В эпохи оледенений отлагались обычно моренные суглинки с галькой и валунами различных пород: как перемещенных ледником с Балтийского щита (граниты, гнейсы, кварциты), так и местных (известняки, доломиты, песчаники). В межледниковые эпохи откладывались преимущественно озерно-болотные, аллювиальные и водно-ледниковые (флювиогляциальные) осадки. Мощности ледниковых отложений сильно колеблются в различных местах нашей области. Если в районах конечных моренных гряд и в ложбинах древних палеорек они достигают 40-50 и даже 100 м, то на водоразделах мощность их не превышает нескольких метров.

На заключительном этапе геологической истории происходило формирование покровных суглинков и террасных отложений за счет перемыва и переотложения моренных и межледниковых осадков. Эти суглинки повсеместно перекрывают более древние отложения, достигая наибольшей мощности (до нескольких метров) на водоразделах, склонах и верхних террасах. Эти безвалунные суглинки имеют обычно серую или серо-бурую окраску и включают линзовидные пропластки супеси и глин, а также скопления гидроокислов железа и марганца.

Другим видом молодых осадочных отложений являются древнеаллювиальные. Формирование их происходило за счет аллювиально-флювиогляциальных отложений предыдущих оледенений, причем более высокие террасы (третья и четвертая), как правило, формировались в период одинцовского межледниковья и московского оледенения, вторая - в конце московского оледенения и в период микулинского межледниковья, а первая надпойменная терраса обычно сложена аллювиальными песками и связана происхождением с последним (валдайским) оледенением.

Современные (голоценовые) отложения представлены аллювиальными (песками, супесями, суглинками), болотными (торфяники мощностью до 5 м) и делювиально-овражными (суглинки) осадочными отложениями. Они широко распространены на всей территории столичного региона.

2. Тектоника

Московская синеклиза расположена центре ВЕП, имеет размеры 800х800 км и фиксируется главным образом по контуру развития верхневендских образований. Строение депрессии демонстрируют структурные карты опорных поверхностей различных срезов чехла и фундамента. Подошвой синеклизного мегакомплекса депрессии служит в большинстве регионов поверхность фундамента (см. рис. 3), а в зоне развития ранних палеорифтов – кровля нижнебайкальского или дальсландского комплексов, выполняющих рифтовые структуры.

Рис. 3. Структурная карта поверхности фундамента центра Восточно-Европейской платформы. 1 – границы (а – плит, б – прочих структур); 2 – разломы, проникающие в чехол (а – сбросы и взбросы, б – сдвиги); 3 – изогипсы, км. А – Балтийский щит; Б – Русская плита; антеклизы: I – Белорусская, II – Воронежская, III – Волго-Уральская; IV – Московская синеклиза; 1 – Оршанская впадина (мульды: 1а – Могилевская, 1б – Витебская); 2 – Среднерусский авлакоген (ветви: 2а – Валдайская, 2б – Сухонская, 2в – Московская, 2г – Тверская); 3 – Пачелм-ский авлакоген (депрессии: 3а – Рязанская, 3б – Сасовская, 3в – Аткарский выступ); 4 – Ладожский прогиб (грабены: 4а – Приозерский, 4б – Пашский); 5 – Балтийская моноклиналь; седловины: 6 – Латвийская, 7 – Жлобинская; прочие депрессии: 8 – Припятский прогиб, 9 – Карамышская впадина, 10 – Прикаспийская впадина, 11 – Клинцовский грабен.

Подошва синеклизного мегакомплекса в целом наклонена к центру депрессии, но эта же центральная часть с северо-востока на юго-запад осложняется Рыбинско-Сухонским мегавалом, расположенным над Среднерусским авлакогеном. Наиболее погруженными частями синеклизы являются Галичский и Грязовецкий прогибы, где подошва синеклизного мегакомплекса опускается до отметок -3,5 км и даже немного глубже, а далее постепенно воздымается в сторону Балтийского щита и Воронежской антеклизы и весьма полого восстает к Волго-Уральской антеклизе.

Разломы, деформирующие указанный горизонт и проникающие в синеклизный комплекс, наибольшую амплитуду имеют в пределах Рыбинско-Сухонского мегавала. Это в основном взбросы северо-восточного простирания (амплитуда до 1000 м), а также сдвиги северо-западной ориентировки. В западной части Галичского прогиба выделяется цепочка локальных поднятий, расположенных параллельно Рыбинско-Сухонскому мегавалу и ограниченных сбросами. Протяженный взброс установлен в южной части депрессии. Он трассируется над северо-восточным ограничением Пачелмского авлакогена в образованиях платформенного чехла, имеет северо-западное простирание и амплитуду до 150 м. Поверхности вендских образований практически конформны их подошве, при этом вырисовываются те же структуры, а вот кровля каледонского комплекса почти сглаживает рельеф в центре синеклизы, оставляя приподнятым на 150–300 м Рыбинско-Сухонский мега-вал и слабо опущенными Грязовецкий и Галичский прогибы. По подошве саргаевского горизонта верхнего девона на фоне общего моноклинального погружения этой структурной поверхности к востоку выделяется небольшая депрессия на месте Галичского прогиба, а также Рыбинско-Сухонский и Окско-Циинский мегавалы (южная часть депрессии).

Похожая картина наблюдается и в залегающих выше горизонтах палеозоя.

Таким образом, необходимо отметить, что синеклизный чехол депрессии в целом падает к центру в сторону Грязовецкого и Галичского прогибов. Последние разделены Рыбинско-Су-хонским мегавалом. Здесь все горизонты синеклизного мегакомплекса образуют систему антиклинальных складок амплитудой 300–1000 м по его подошве и 150–300 м по различным его срезам, начиная от поверхности ордовика.

В южной части Московской синеклизы на фоне общего падения додевонских толщ к северо-востоку, а вышележащих к востоку выделяется Окско-Циинский вал. Он имеет протяженность 300–350 км при ширине 20–40 км и ориентирован на северо-восток. Юго-западный склон вала осложнен взбросом либо крутой флексурой. Амплитуда поднятия синеклизных (верхнебайкальского и герцинского) комплексов в пределах вала достигает 100–150 м.

3. Этапы развития Московской синеклизы

Московская синрифтовая синеклиза развивалась на протяжении позднебайкальского, каледонского и герцинского этапов.

3.1 Позднебайкальский этап

Палеотектонические события на ВЕП в этот этап протекали асинхронно для ее северо-восточной и юго-западной окраин.

В начале этапа (волынская фаза раннего венда (см. рис. 4)) происходила определенная структурная перестройка в юго-западной части кратона. Деструктивные процессы на юго-западной окраине (окончательная фаза раскола Родинии) (Носова, Веретенников, 2005) привели к вулканической и магматической активности в этом регионе и образованию траппового пояса, простирающегося вкрест позднерифейскому Волыно-Оршанскому прогибу. Одновременно в центре платформы продолжалось пассивное заполнение остаточных рифтовых грабенов Среднерусского авлакогена. Процессы рифтогенеза затухали над зонами Пачелмского авлакогена и Волыно-Оршанского палеопрогиба. Здесь формировались относительно широкие, но неглубокие прогибы. Не вполне ясна ситуация, сложившаяся в эту фазу на восточной и северо-восточной окраинах платформы. Вполне вероятно, что в то время продолжала развиваться зона перикратонных опусканий вдоль северо-восточного края с терригенным осадконакоплением.

В последующую редкинскую фазу позднего венда произошла резкая структурная перестройка в центре кратона. Здесь над разветвленной системой Среднерусского авлакогена и северо-западным флангом Пачелмского начала формироваться более широкая Московская синеклиза. Одновременно происходило расширение зон перикратонных опусканий вдоль


29-04-2015, 00:45