9  История геологического развития района (И.Кантор, О.Орлова)

Эта глава - попытка воссоздания истории развития района нашей геологической практики на основе литературных данных и наших собственных наблюдений, поэтому многие моменты в главе могут быть спорными.

О том, что происходило в докембрии, можно судить в основном по литературным данным. По нашим личным наблюдениям можно сказать, что породы кристаллического фундамента подверглись глубокому метаморфизму, все породы, приуроченные к этому периоду, претерпели очень сильную складчатость, в них видны ярко выраженные микроскладки.

Формирование кристаллического фундамента КМА протекало, по меньшей мере, в два тектоно-магматических цикла (<Геология, гидрогеология...>, т.2).

Первый цикл - архейский; он закончился образованием структур наиболее древних пород КМА - пород гнейсовой серии и связанных с ними магматогенных образований. Структуры эти мало изучены. Принадлежность к архею отдельных комплексов пород (серпентиниты, амфиболиты и др.) в значительной мере определяется условно; поэтому представления об архейском периоде в развитии кристаллического фундамента являются во многом гипотетическими.

Второй тектоно-магматический цикл по имеющимся определениям абсолютного возраста пород верхнего структурного яруса, а также по аналогии с соседними регионами Русской платформы можно условно отнести к нижнему протерозою.

Начало этого цикла соответствует периоду накопления эффузивно-осадочной толщи михайловской серии.

Вся обширная область бассейна КМА в нижнепротерозойском времени представляла собой геосинклиналь. На ранних стадиях развития геосинклинали (накопление толщ михайловской серии), происходила интенсивная вулканическая деятельность, сопровождающаяся внедрением малых базальтовых и гипербазальтовых интрузий. В юго-западной зоне существовали типичные морские условия, а в северо-восточной на смену морским условиям приходят наземные, сопровождаемые длительным континентальным перерывом, развитием коры выветривания, наземным излиянием кислых эффузивов.

Следующий период развития курской геосинклинали знаменуется накоплением толщ курской метаморфической серии.

В этот промежуток времени образовывались разломы, послужившие каналами для проникновения основных и ультраосновных интрузий.

Курская геосинклиналь разделилась на три структурно-фациальные зоны : Юго-Западную, Северо-Восточную и Центральную. Юго-Западная и Северо-Восточная зоны имели примерно сходные условия осадконакопления (глубоководные условия). Центральная зона была областью относительных поднятий : по направлению к ней устанавливается резкое уменьшение мощностей как нижней, так и верхней свит курской серии, изменение их фаций от глубоководных к мелководным.

Дальнейшие этапы развития курской геосинклинали являются почти не изученными. Весь период тектоно-магматического развития курской геосинклинали составляет 1000-1200 млн. лет.

К началу верхнего протерозоя территория КМА представляла собой сильно пересеченную местность. (По литературным данным - систему горных хребтов северо-западного простиранная, расчлененных серией межгорных впадин).

Между кристаллическим фундаментом и осадочным чехлом наблюдается резкое несогласие с сильно развитой корой выветривания. Отсюда можно сделать вывод о длительном перерыве в осадконакоплении (по теоретическим данным весь кембрий, ордовик и силур), и нельзя точно сказать, что происходило в это время. Можно только предположить, что здесь была суша, и происходило разрушение гор, хотя никаких обломочных осадков за этот период нами не обнаружено. Очевидно, что в этом промежутке времени процессы разрушения преобладали над процессами осадконакопления. Железистые кварциты на контакте фундамента и осадочного чехла сильно окислены (до лимонита).

Коренные породы нижнего девонского периода мы видели только в северном карьере, а породы среднего и верхнего девона - только в южном, поэтому историю развития местности в девонском периоде воспроизвести достаточно сложно.

В нижнем девоне происходило дальнейшее разрушение гор, мы находили в нижнем девоне брекчи из обломков подстилающих пород. Далее произошло незначительное опускание, в результате которого местность оказалось под водой (или в дельте реки). Изначально глубина была небольшой, здесь откладывались среднезернистые и крупнозернистые бурые песчаники, в которых мы нашли остатки фауны. Предположительно, это была дельта реки или прибрежная зона. Остатки фауны, вероятно, были принесены той же рекой, хотя это могли быть и моллюски, обитающие здесь же, на небольшой глубине в море. Эти отложения лежат в мульдах, естественных впадинах палеорельефа. Метра на 2 выше нами обнаружена прослойка из среднезернистых кварцевых конгломератов с цементом из окислов и гидроокислов железа и из пирита. Это, вероятно, признак незначительного повышения, причем кварцевые обломки скорее всего принесенные из другого места, так как в подстилающих породах практически нет чистого кварца.

К середине среднего девона поверхность была сильно сглажена и представляла собой практически гладкую равнину (по литературным данным относительная высота водоразделов не превышала 50 м ; гидрографическая сеть ориентирована на северо-запад. Состав досреднедевонской коры выветривания свидетельствует об умеренном климате.).

Отложения среднего и верхнего девона представлены зелеными глинами, с небольшими прослойками бурых песчаников. Здесь было болото или очень мелкая лагуна. В нижней части этой толщи находятся несколько углистых прослоек, которые также характерны для болотных отложений. Примерно посередине толщи зеленых глин мы нашли прослойку плотносцементированого бурого песчаника с многочисленными остатками рыб. Предположительно, здесь действовал временный поток, который принес с собой как песчинки, так и остатки фауны, так как было ясно видно, что эти отложения были перемыты. Поток, видимо, размывал какие-то более ранние отложения, расположенные в непосредственной близости от этого места.

Известно, что далее следует снова большой перерыв в осадконакоплении (каменноугольный, пермский и триасовый периоды), хотя нет четко выраженной граница размыва. Здесь, вероятно, происходило разрушение ранее отложенных пород, причем разрушение происходило гораздо активнее в северной части карьера, так как там полностью отсутствуют породы средней и верхней девонской системы, и юрские отложения лежат прямо на нижнедевонских породах, а кое-где и на докембрийском фундаменте.

В батском веке откладывались средне- и крупнозернистые белые и светло-серые пески с многочисленными остатками флоры (хвойных деревьев), частично замещенных пиритом. Эти пески скорее всего речные, видна характерная косая слоистость. Мощность отложений батского яруса сильно возрастает к югу, приблизительно с 5 до 25 м, что свидетельствует о различных условиях осадконакопления (вероятно, понижение рельефа к югу, где проходило русло реки).

В конце бата и в начале келловея вся территория КМА была низкой равниной, покрытая озерами и реками (<Геология, гидрогеология...> 1т.). Многие из них, старея, превращались в старицы и болота. Затем, в конце раннекелловейского времени, шло общее опускание территории и проникновение моря. В связи с этим мощность морских осадков на северо-западной части территории значительно больше, чем на южной, где морской режим не был выдержанным. Временами отдельные участки выступали над уровнем моря в виде низких островов, на которых отлагались озерно-болотные осадки с прижизненно погребенными в них растительными остатками.

В течение среднего келловея продолжалось углубление и расширение морского бассейна. Максимальной глубины море достигает на северо-западе территории, где отлагается толща глин до 60 м мощностью с нормальной морской фауной. Южная часть в то время была покрыта мелким морем, песчаные осадки которого маломощны. На всем протяжении келловея в этом р-не было много островов. В разнообразии палеорельефа мы смогли убедиться, побывав на Южном карьере Михайловского рудника. Находясь в юго-западном углу карьера, мы увидели и изучили только породы от докембрийского до девонского возраста. Восточнее этого места в стенке карьера мы могли видеть, что осадочные породы чехла залегают на одном уровне с докембрийскими. В связи с этим можно предположить, что на месте, где мы изучали более древние породы, была горка. Мы достаточно подробно рассмотрели разрез осадочной толщи в Южном и Северном карьерах. Буровато-серые глины келловейского возраста имели мощность до 50 м. В этих глинах было найдено огромное кол-во разнообразной фауны - белемниты, аммониты, устрицы. На обоих карьерах мы встретили два вида белемнитов, причем в нижних частях разреза преобладали более ровные и крупные формы и они постепенно сменялись другим видом - с менее обтекаемой формой тела и меньшими размерами. Зная особенности эволюции живых организмов, мы можем предположить, что увеличение площади поверхности по отношению к объему тела связано с потеплением климата, а значит, с общим потеплением моря или с обмелением бассейна в этом месте.

Плавность перехода вероятно указывает на то, что климатические условия в этой части территории изменялись не резко, а постепенно.

Но в то же время нами были найдены <кладбища> белемнитов, говорящие обратное. Двухсантиметровый слой буквально полностью слагали остатки белемнитов разной величины (фото ). Мы можем предположить, что на этой территории в келловее было резкое похолодание, обмеление моря или какое-то другое событие, приведшее к катастрофическому вымиранию белемнитов. Также мог быть перерыв в осадконакоплении, в связи с чем происходил перемыв осадков и вынос более мелких частиц, что в свою очередь привело к концентрации более тяжелых остатков.

Большая мощность отложений юрского возраста и наличие в них раковин устриц, аммонитов и белемнитов, найденных и изученных нами, вероятно указывает на то, что на территории Михайловского рудника в течение всего времени в основном было достаточно глубокое и теплое море.

Об истории развития района в меловом и более поздних периодах мы можем говорить лишь по литературным данным, т.к. мы не имели возможности познакомиться с этими отложениями.

Известно, что меловой период сыграл в истории района не такую важную роль, как юрский. Среди меловых пород преобладают песчано-алевритовые породы, лишенные органических остатков. Область Курска и Михайловки (северо-западный район) характеризуется полным отсутствием отложений двух последних ярусов мелового периода и сокращением мощностей всех ярусов. Это, а также явные следы размыва между ярусами, изменение характера осадков указывают на близость береговой линии, большую интенсивность колебательных движений и преобладания восходящих движений в этой части территории по сравнению с южной.

Среди кайнозойских отложений преобладают пески и глины континентального происхождения, т.к. уже в начале неогена море окончательно покинуло территорию КМА. (<Геология, гидрогеология>, 1т.).

Итак, в этой главе мы попробовали рассмотреть возможные варианты формирования Курского бассейна железных руд и перекрывающей его толщи. Глава <История геологического развития> базируется в основном на данных литологии, стратиграфии, палеонтологии и делает некоторые выводы на их основе.